2025-2026学年高一下学期期末物理复习题 (人教版必修第二册+选择性必修第一章)
2026-06-22
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摘要:
**基本信息**
整合必修二曲线运动、万有引力与航天及选修一机械能、动量知识,通过选择、实验、解答题系统考查物理观念与科学思维。
**综合设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|曲线运动|单选1-5、16-18|运动合成与分解、平抛规律、圆周运动向心力分析|从运动的合成与分解到平抛、圆周运动规律的推导与应用|
|万有引力与航天|单选6-9、20-21|卫星变轨、参量比较、天体质量计算|从万有引力提供向心力推导卫星运动参量关系|
|机械能守恒|单选10-12、22-23|动能定理、机械能守恒条件、功能关系|从功和能的概念到守恒定律的应用与拓展|
|动量守恒|单选14-15、24-25|碰撞、动量定理、系统动量守恒|从动量概念到守恒条件及与机械能综合应用|
|实验探究|26-29题|平抛运动、向心力、机械能守恒、动量守恒验证|通过实验操作与数据处理深化科学探究能力|
内容正文:
2025-2026高一第二学期必修二+选修一第一章期末复习题
班级:___________姓名:___________学号:___________
一、单选题
1.如图所示,小船沿直线AB过河,船头始终垂直于河岸。若河水流速度增大,为保持航线不变,下列说法中正确的是( )
A.增大船速,过河时间缩短 B.增大船速,过河时间不变
C.减小船速,过河时间变长 D.减小船速,过河时间不变
2.我国的面食文化博大精深,种类繁多,其中“刀削面”堪称一绝,传统的操作手法是一手托面,一手拿刀,直接将面削到开水锅里,如图甲所示。某次削面的过程可简化为图乙,面片(可视为质点)以初速度水平飞出,正好沿锅边缘的切线方向掉入锅中,锅的截面可视为圆心在O点的圆弧,锅边缘与圆心的连线与竖直方向的夹角为,不计空气阻力,取重力加速度大小,则( )
A.面片在空中运动的时间为
B.面片在空中运动的水平位移为
C.面片运动到锅边缘时的速度大小为4m/s
D.面片从飞出到落到锅边缘的位移方向与水平方向的夹角为
3.在排球训练中,某同学将排球先后从同一位置水平击出,轨迹如图所示,排球可视为质点,不考虑空气阻力,下列说法正确的是( )
A.排球沿轨迹2飞行时间长
B.排球沿轨迹1运动,加速度较大
C.排球沿轨迹2运动,落地速度较小
D.排球沿轨迹1、2运动,飞行时间相等
4.下面四幅图用曲线运动知识描述正确的是( )
A.图甲,制作棉花糖时,糖水因为受到离心力而被甩出去
B.图乙,火车轨道的外轨略高于内轨,火车拐弯时速度越小,对轨道磨损不一定越小
C.图丙,该自行车在赛道上做匀速圆周运动,所受的合外力不变
D.图丁,在一座凹形桥的最低点,同一辆车子速度越大,对桥面压力越小
5.如图所示,长为L的轻杆的一端固定在水平转轴上,另一端固定一小球,轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动,C为最高点,重力加速度为g,则小球( )
A.在A、B两点的速度相同 B.经过C点的最小速度为
C.在D点所受杆的作用力方向竖直向上 D.在A点所受杆的作用力方向水平向右
6.骑自行车是一种绿色环保的出行方式。如图所示是某款自行车传动结构的示意图,该自行车的大齿轮、小齿轮与后轮的半径之比为3∶1∶7,它们的边缘分别有A、B、C三个点,则A、B、C三点的向心加速度大小之比是( )
A.3∶1∶7 B.1∶3∶21 C.1∶7∶21 D.21∶3∶7
7.发射地球静止卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3,轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如图所示。则在卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是( )
A.卫星在轨道2上的周期大于在轨道3上的周期
B.卫星在轨道2上经过P点时的速度大于它在轨道3上经过P点时的速度
C.卫星在轨道2上经过Q点时的速度小于它在轨道3上经过P点时的速度
D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度
8.如图所示为在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星,关于各物理量的关系,下列说法正确的是( )
A.三颗卫星是同轴转动,角速度相等
B.根据万有引力定律,可知三颗卫星所受地球引力
C.三颗卫星的周期
D.三颗卫星的向心加速度
9.人造卫星A、B在轨道上绕地球做匀速圆周运动,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.B的加速度较小 B.A所受的引力较大
C.B的周期较小 D.A的速度较小
10.2024年10月25日,备受瞩目的中国女排以3∶2逆转战胜了强大的对手。这场比赛不仅是一场技术与战术的较量,更是意志与精神的对决。如图所示,运动员由A点竖直向上抛出一个排球,排球抛出时的动能为30J,当运动到B点时动能损失了15J,机械能损失了5J,选抛出点为重力势能零点,假设空气阻力恒定不变。则下列说法正确的是( )
A.排球所受的重力等于空气阻力 B.排球在最高点的重力势能为10J
C.排球返回到A点时的动能为10J D.排球上升最大高度是AB间距离的
11.如图所示,运动员用大小为F平均作用力把静止在地面质量为m的足球从地面向空中踢出,足球在空中达到的最高点高度为h,在最高点时的速度为v,不计空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.平均作用力F做功Fh
B.运动员对足球做功
C.足球在整个空中运动的时间为
D.足球上升过程到最高点增加的机械能为mgh
12.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法正确的是( )
A.从高台跳下至最低点的过程中,“运动员+地球”组成的系统机械能守恒
B.运动员下落加速度为0时,速度也为0
C.运动员下落速度最大时,绳子刚好被拉直
D.蹦极过程中,重力势能的改变量与重力势能零点的选取无关
13.舞中幡是我国传统杂技节目。如图,演员用手顶住中幡,将中幡从胸口处竖直向上抛起,后在自己的胸口处开始接幡,并下蹲缓冲,经将幡稳稳接在手中。已知一根中幡质量约为,重力加速度取,忽略幡运动过程中所受的空气阻力,演员接幡过程中,幡对手的平均作用力为( )
A. B. C. D.
14.如图所示,将两个完全相同的小球同时从同一高度分别沿固定光滑斜面向下抛出和斜向上抛出,初速度大小均为v0,最终都运动到水平地面,不计空气阻力和摩擦力,下列说法正确的是( )
A.两小球的落地速度相同
B.两小球从抛出到落地的过程所受合外力做功相同
C.两小球从抛出到落地的过程运动的加速度大小相同
D.两小球从抛出到落地的过程中动量变化量的大小相同
15.两物体A、B放在光滑的水平面上,现给两物体沿水平方向的初速度,使两物体在同一条直线上运动,经过一段时间发生碰撞。如图所示为两物体碰撞前后的位移随时间的变化规律。已知物体A的质量为。则下列说法正确的是( )
A.图线1为碰后物体B的图像
B.物体B的质量为
C.碰撞过程物体B所受的冲量大小为
D.碰撞过程损失的机械能为
二、多选题
16.如图所示,以10m/s的水平速度抛出的物体,飞行一段时间后垂直撞在倾角为的斜面上,g取以下结论正确的是( )
A.物体的飞行时间是 B.物体撞击斜面时的速度大小为20m/s
C.物体飞行的时间是2s D.物体下降的距离是10m
17.如图所示,物体A在小车的牵引下以的速度向上做匀速直线运动。某瞬间连接小车端的绳子与水平方向的夹角为30°,下列说法正确的是( )
A.小车做加速运动 B.小车做减速运动
C.该瞬间小车的速度大小为m/s D.该瞬间小车的速度大小为2m/s
18.如图所示,佛山某陶瓷厂师傅正在制作花瓶。花瓶粗坯固定在水平转台上,其对称轴与转台的转轴重合,、为花瓶粗坯上两点。在花瓶粗坯随转台匀速转动的过程中,下列说法正确的是( )
A.点的线速度大于点的线速度
B.、两点的向心加速度大小相等
C.转动一周点与点通过的位移相等
D.相同时间内点转过的角度比点大
19.荡秋千是中华传统游戏竞技项目,常在节日庆典举行比赛,如图甲,深受各族人民的喜爱。现在荡秋千已成为儿童的专项活动,常见于校园操场旁或公园中,如图乙。一种荡秋千的方式如图丙,小朋友坐姿基本不变,大人用水平力F缓慢将秋千由最低点O点拉至图示B点再由静止释放。在B点时秋千绳与竖直方向的夹角为θ,C点为左端最高点,忽略秋千绳的质量和空气阻力,重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.在C位置时,该同学速度为零,处于平衡状态
B.在O位置时,该同学处于超重状态
C.在O位置时,该同学对秋千踏板的压力等于踏板对该同学的支持力
D.由O到C的过程中,该同学的向心加速度逐渐增大
20.现有a、b、c、d四颗地球卫星,其中卫星a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,卫星b在地面附近近地轨道上正常运行,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图,重力加速度为g,则有( )
A.d的运行周期最小
B.b的环绕速度最快
C.c在6小时内转过的圆心角是
D.a的向心加速度大小等于重力加速度大小g
21.随着“天问一号”火星探测器的发射,我国开始了对火星的太空探索。如图所示为火星探测器的发射过程。 “天问一号”在圆周轨道I上做匀速圆周运动,到达 A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达 B点时再次点火进入轨道Ⅲ做圆周运动。则下列说法正确的是( )
A.“天问一号”由轨道Ⅱ进入轨道 Ⅲ需在B点点火加速
B.“天问一号”在轨道Ⅱ上经过A点的速率小于在轨道Ⅲ上运行的速率
C.“天问一号”在轨道Ⅱ上经过 B点的加速度小于在轨道Ⅲ上经过 B点的加速度
D.“天问一号”在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期
22.如图所示,在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为零势能面且不计空气阻力,其中正确的有( )
A.物体到海平面时的重力势能为0
B.物体到海平面时的重力势能为
C.物体在海平面上的机械能为
D.物体在海平面上的机械能为
23.额定功率为100kW的汽车,在平直公路上行驶的最大速度为20m/s,汽车的质量,如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为,运动过程中阻力不变,,则下列说法正确的是( )
A.汽车所受的恒定阻力为4000N
B.匀加速阶段汽车的牵引力为10000N
C.匀加速所能持续的时间为4s
D.汽车匀加速阶段的最大速度为12m/s
24.如图所示,在光滑的水平面上有两个滑块P、Q,滑块Q的左端固定一轻质弹簧。两个滑块以大小为的速度沿同一直线相向运动,滑块P的质量为2m,速度方向水平向右,滑块Q的质量为m,速度方向水平向左。不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.P、Q两个滑块(包括弹簧)组成的系统动量守恒
B.当两个滑块的速度相等时,弹簧的弹性势能最大
C.当两个滑块的速度相等时,弹簧的弹性势能为
D.两个滑块最终能以的共同速度一起水平向右运动
25.如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。小球从静止开始下落,在B位置时接触弹簧的上端,在C位置时小球速度减小到零,则下列说法中正确的是( )
A.从A→C的过程中,小球的机械能守恒
B.在压缩弹簧的过程中,在B位置时系统的重力势能与弹性势能的总和最小
C.从A→C的过程中,系统重力势能与弹性势能的总和先减小再增加
D.从B→C的过程中,弹簧弹力冲量的大小大于小球重力冲量的大小
三、实验题
26.某同学用如图甲所示装置探究小球做平抛运动的规律。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上,钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出,落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)该实验必须满足的条件有_____。
A.斜槽轨道光滑 B.斜槽轨道末段必须水平
C.挡板高度等间距变化 D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究,建立以水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于点,钢球的球心对应白纸上的位置即为原点,在确定轴时________(选填“需要”或“不需要”)轴与重锤线平行。
(3)该同学通过实验得到小球做平抛运动轨迹的一部分,如图乙所示。由图中所给的数据可求出:图中的坐标原点________(选填“是”或“不是”)小球做平抛运动的抛出点,小球做平抛运动的初速度大小为________。(取)
27.如图甲所示为向心力演示仪,可探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为2:1:1。变速塔轮自上而下有三种组合方式,左右每层半径之比由上至下分别为1:1、2:1和3:1,如图乙所示。
(1)本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系,采用的实验方法是________。
(2)在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在A、C位置,探究向心力的大小与半径的关系,则需要将传动皮带调至第________层塔轮(选填“一”“二”或“三”);
(3)在另一次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,传动皮带位于第二层,转动手柄,则当塔轮匀速转动时,左右两标尺露出的格子数之比约为( )
A.1:4 B.4:1 C.1:9 D.9:1
28.在“验证机械能守恒定律”的实验中
(1)可以采用下图所示的A或B方案来进行,比较这两种方案,______(填“A”或“B”)方案好些。
(2)在利用自由落体法“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用交流电的频率为50Hz,实验得到的两条纸带如上图所示,应选______(填“C”或“D”) 纸带好。
(3)在选择正确方案后,某小组采用该方案装置打出了一条纸带如图所示,相邻两点之间的时间间隔为0.02s,请根据纸带计算出B点的速度大小为________m/s。(结果保留三位有效数字)
(4)该小组内的同学根据纸带算出了相应点的速度v,并量出下落的距离h,以为纵轴,以h为横轴画出的图线如图所示,由图像可知机械能损失占机械能的________%(保留两位有效数字),得到的结论是在实验误差允许范围内物体的机械能守恒。(当地的重力加速度为10m/s2)
29.某同学用如图所示装置验证动量守恒定律。
(1)关于本实验,下列说法正确的是________。
A.需要测量入射小球的释放高度h
B.要求两小球半径相等,小球A的质量大于小球B的质量
C.斜槽轨道必须光滑且斜槽轨道末端必须水平
D.需要使用的测量仪器有秒表和刻度尺
(2)入射球A的质量为,被碰球B的质量为,若要两球相碰前后的动量守恒,则应验证的表达式可表示为________(用、OM、OP、ON表示);若两球发生的是弹性碰撞,则一定满足关系式________(仅用OM、OP、ON表示)。
四、解答题
30.“智勇大冲关”最后一关有如图所示的滑道,冲关者坐上坐垫从A点静止开始沿倾斜直轨道AB滑下,斜道倾角;离B点很近衔接一长的光滑气垫,B与C两点可认为平滑衔接(速度大小不变),A点距光滑气垫垂直距离为,冲关者经C点到D点后水平抛出,落在水面上一点E。已知:光滑气垫末端距水面高度,坐垫与AB斜道间动摩擦因数为。(,);求:
(1)冲关者到达B点时的速度大小;
(2)求冲关者冲过D点后的平抛水平射程;
31.如图所示,一个人用一根长1m,只能承受46N拉力的绳子,拴着一个质量为1kg的小球,在竖直平面内做圆周运动。已知圆心O离地面h=6m,转动中小球在最低点时绳子断了。(g=10m/s2)求:
(1)绳子断时小球运动的角速度多大?
(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离。
32.2024年6月4日,嫦娥六号采样之后,月背呈现一个“中”字。若未来我国航天员登陆月球,并在月球上进行平抛实验,将一块石块(视为质点)从距月面高度为h处以大小为v0的速度水平抛出,测得石块的抛出点到落到月面上的点间的水平距离为x,已知月球的半径为r,引力常量为G。
(1)求月球的质量M;
(2)若宇宙飞船在月球表面附近做匀速圆周运动,求此时飞船运行的周期T。
33.2022年9月14日《天体物理学杂志》宣布了一个新发现的超级地球,并且这一颗新的天体,它当中有都是水,它离地球的距离仅仅在100光年。假设在超级地球表面将一可视为质点的小球以速度沿竖直向上的方向抛出,小球上升的最大高度为,已知超级地球的半径为,超级地球的自转周期为,引力常量为。求:
(1)超级地球的第一宇宙速度;
(2)超级地球的静止卫星到超级地球表面的距离。
34.如图所示,倾角的长度m的传送带以m/s速率逆时针匀速转动,将一大小可忽略的物块从传送带顶端无初速度释放。已知物块与传送带之间的动摩擦因数,物块的质量kg。取重力加速度m/s,,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)物块滑到传送带底端需要的时间;
(2)物块下滑过程中摩擦力对物块做的功。
35.如图所示,细线的一端固定在O点,另一端系着质量的小球A,O点到光滑水平面的距离。小物块B位于O点正下方,小物块C左端固定一轻质弹簧,初始时B和C均静止于足够长的光滑的水平面上,弹簧处于原长。现向左拉动小球A使细线水平伸直,将小球A由静止释放,当小球运动到最低点时与小物块B发生正碰(碰撞时间极短),小球A反弹后上升到最高点时离水平面的距离。A、B和C均可视为质点,B和C的质量分别为、,取重力加速度大小,A、B和C在同一竖直面内运动,不计空气阻力。求:
(1)小球A与小物块B碰撞完成后瞬间B的速度大小v;
(2)B挤压C的过程中,轻弹簧弹性势能的最大值;
(3)弹簧再次恢复原长时,C的速度大小。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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《2025-2026高一第二学期必修二+选修一第一章复习题》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
A
D
B
C
B
D
D
A
C
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
B
D
C
B
C
AB
BD
AC
BC
BC
题号
21
22
23
24
25
答案
AD
BD
BC
ABC
CD
1.A
【详解】船头始终垂直于河岸,河宽一定,当水流速度增大,为保持航线不变,根据运动的合成,静水速度v船必须增大,再根据
所以渡河的时间变短。
故选A。
2.A
【详解】A.面片在锅边缘的速度进行分解,有
解得
故A正确;
B.水平方向做匀速直线运动,则有
故B错误;
C.面片运动到锅边缘时的速度大小为
故C错误;
D.设面片从飞出到落到锅边缘的位移方向与水平方向的夹角为,根据几何关系可知
可知该夹角不为30°,故D错误;
故选A。
3.D
【详解】AD.排球做平抛运动,根据
解得
下落高度相同,则排球沿两轨迹运动的飞行时间相等,故A错误,D正确;
B.排球做平抛运动,加速度均为重力加速度,故B错误;
C.排球水平方向有
竖直方向上有,
排球落地速度
解得
下落高度相等,沿轨迹2的水平分位移大一些,则沿轨迹2的落地速度较大,故C错误。
故选D。
4.B
【详解】A.图甲,制作棉花糖时,糖水因为离心运动而被甩出去,不是受到了离心力的作用,故A错误;
B.图乙,火车轨道的外轨略高于内轨,火车拐弯时速度较小时,内轨会挤压内侧轮缘,火车速度越小,内轨和内侧轮缘之间的挤压力越大,故火车轮对轨道磨损不一定越小,故B正确;
C.图丙,该自行车在赛道上做匀速圆周运动,所受的合外力方向改变,故C错误;
D.在一座凹形桥的最低点,由
可知,同一辆车子速度越大,桥面对车子的支持力N越大,即车对桥面的压力越大,故D错误。
故选B。
5.C
【详解】A.在A、B两点的速度大小相同,但是方向相反,选项A错误;
B.经过C点时轻杆能对小球提供支撑力,则经过C点的最小速度为零,选项B错误;
C.在D点时杆对球向上的拉力和向下重力的合力提供向心力,可知此位置时小球所受杆的作用力方向竖直向上,选项C正确;
D.在A点球水平方向受杆的向右的拉力,竖直方向球受到向上的弹力,则此时球所受杆的作用力方向斜向右上方,选项D错误。
故选C。
6.B
【详解】由题图可知,A、B两点的线速度大小相等,根据
可知A、B两点向心加速度大小之比为
B、C两点的角速度大小相等,根据
可知B、C两点向心加速度大小之比为
则A、B、C三点的向心加速度大小之比为
故选B。
7.D
【详解】A.根据开普勒第三定律,卫星在轨道2上的周期小于在轨道3上的周期,故A错误;
B.卫星由轨道2变轨到轨道3,需要向后喷气加速,可知,卫星在轨道3上经过P点时的速度大于它在轨道2上经过P点时的速度,故B错误;
C.根据
由于轨道3的轨道半径大于轨道1的轨道半径,则卫星在轨道3上的速度小于在轨道1上的速度,卫星由轨道1变轨到轨道2,需要向后喷气加速,所以卫星在轨道2上经过Q点时的速度大于卫星在轨道1上的速度,所以卫星在轨道2上经过Q点时的速度大于它在轨道3上经过P点时的速度,故C错误;
D.根据
卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度,故D正确。
故选D。
8.D
【详解】A.根据万有引力提供向心力
可得
可知
故A错误;
B.根据万有引力定律,可知三颗卫星所受地球引力
三颗卫星质量不清楚,无法比较三颗卫星所受地球引力,故B错误;
C.卫星的周期
可得
故C错误;
D.三颗卫星的向心加速度
可得
故D正确。
故选D。
9.A
【详解】A. 根据牛顿第二定律得 ,解得
轨道半径越大,加速度越小,所以B的加速度较小,A正确;
B. 根据万有引力定律得 ,卫星质量未知,无法比较万有引力,B错误;
C. 根据牛顿第二定律得,解得
轨道半径越大,公转周期越大,所以B的周期较大,C错误;
D. 根据牛顿第二定律得,解得
轨道半径越大,线速度越小,所以A的速度较大,D错误。
故选A。
10.C
【详解】A.设排球所受的空气阻力为,重力为,在两点的动能分别为,机械能分别为,间的距离为h,根据动能定理得
根据功能关系得
联立可得
故A选项错误;
BD.当排球运动到最高点时,动能为零,设排球上升的最大高度为,根据动能定理可得
解得
选抛出点为重力势能零点,排球上升到最高点时,重力势能为
故B、D选项错误;
C.当排球返回到出发点时,因为摩擦产生的内能为
根据能量守恒可知,剩下的动能为
故选项C正确。
故选C。
11.B
【详解】AB.根据动能定理可得
可得运动员踢球时对足球做功为
故A错误,B正确;
C.足球被踢出后,做斜抛运动,在竖直方向上为竖直上抛,足球运动到最高点下落时
解得
根据竖直上抛运动的对称性,则运动的时间为
故C错误;
D.足球上升过程到最高点增加的机械能为
故D错误。
故选B。
12.D
【详解】A.从高台跳下至最低点的过程中,由于只有重力和弹性绳的弹力做功,故运动员、地球及弹性绳组成的系统机械能守恒,故A错误;
BC.运动员下落加速度为0时合力为0,绳的拉力与重力平衡,所以速度最大,此时绳子处于伸长状态,故BC错误;
D.重力势能的改变量与重力做功有关,取决于初末位置的高度差,与零势能面的选取无关。蹦极过程中,重力势能的改变量与重力势能零点的选取无关,故D正确。
故选D。
13.C
【详解】中幡从脑口处竖直向上抛起,后在自己的胸口处开始接幡,根据竖直上抛运动的对称性,中幡下落到胸口的时间为
速度
根据动量定理
得手对中幡的平均作用力
负号表示方向向上,根据牛顿第三定律,幡对手的平均作用力为600N。
故选C。
14.B
【详解】AB。两个完全相同的小球,不计空气阻力和摩擦力,只有重力做功,根据
WG=mgh
可知,两小球从抛出到落地的过程所受合外力做功相同,选项B正确;
根据机械能守恒定律可知
则落地时两小球的速度大小相同,方向不同,选项A错误;
C.沿固定光滑斜面向下抛出的小球的加速度小于自由落体运动加速度,斜向上抛出的小球的加速度等于自由落体运动加速度,选项C错误;
D.沿固定光滑斜面向下抛出的小球动量变化量方向沿斜面向下
斜向上抛出的小球动量变化量方向竖直向下,若图所示
由图可知
选项D错误;
故选B。
15.C
【详解】A.若规定以碰撞前B速度方向为正方向,由题图像可知碰前物体A、B的速度分别为
,
那么碰撞之后,不再发生碰撞,碰后速度分别为
,
才满足这种情况,故图线1为碰后物体A的图像,故A错误;
B.设物体的B的质量为,碰撞过程动量守恒,则由动量守恒定律得
解得
故B错误;
C.对物体B由动量定理得
代入数据得
可知碰撞过程物体B所受的冲量大小为,故C正确;
D.碰撞过程损失的机械能为
代入数据解得
故D错误。
故选C。
16.AB
【详解】AC.根据运动的合成与分解,把末速度按如图所示进行分解
由几何关系可知
根据平抛运动规律可知
联立解得
A正确,C错误;
B.根据几何关系可得,物体撞击斜面时的速度大小
解得
B正确;
D.物体下降的距离
D错误。
故选AB。
17.BD
【详解】AB.设小车速度为,连接小车端的绳子与水平方向的夹角为,对小车速度沿绳方向分解
该分速度等于物体A的速度
当小车向右运动时,夹角减小,增大,为保持沿绳速度恒定,必须减小,因此小车做减速运动。故A错误,B正确;
CD.物体A在小车的牵引下以的速度向上做匀速直线运动时
解得,故C错误,D正确。
故选BD。
18.AC
【详解】A.因PQ两点同轴转动,角速度相同,P点转动半径大于Q点,根据可知,点的线速度大于点的线速度,A正确;
B.根据可知,点的向心加速度大小大于点的向心加速度大小,B错误;
C.转动一周点与点通过的位移均为零,相等,C正确;
D.根据可知,相同时间内点转过的角度与点相等,D错误。
故选AC。
19.BC
【详解】A.在C位置时,该同学速度为零,合力不等于零,不是平衡状态,A错误;
B.在O位置时,加速度的方向指向圆心,竖直向上,所以该同学处于超重状态,B正确;
C.在O位置时,根据牛顿第三定律,该同学对秋千踏板的压力等于踏板对该同学的支持力,C正确;
D.根据 ,由O到C的过程中,该同学速度减小,向心加速度逐渐减小,D错误。
故选BC。
20.BC
【详解】A.同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,a与c的运行周期相同,由万有引力提供向心力可得
解得
所以
即d的运行周期最大,故A错误;
B.卫星环绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,故有
解得
可知卫星的轨道半径越小,环绕速度越大;而卫星a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,则有ωa = ωc,根据v = ωr可知va < vc,故卫星b在地面附近近地轨道上正常运行,其环绕速度最大,故B正确;
C.c是地球同步卫星,周期是24小时,则c在6小时内转过的圆心角是90°,是,故C正确;
D.同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,角速度相同,则知a与c的角速度相同,根据
知,c的向心加速度大于a的向心加速度,由
则
卫星的轨道半径越大,向心加速度越小,则c的向心加速度小于b的向心加速度,而b的向心加速度约为g,所以知a的向心加速度小于重力加速度g,故D错误。
故选BC。
21.AD
【详解】A.轨道Ⅱ上B点万有引力大于所需向心力,“天问一号”由轨道Ⅱ进入轨道 Ⅲ需在B点点火加速,故A正确;
B.“天问一号”在轨道Ⅱ上经过A点的速率大于在轨道I上经过A点的速率,又由
得
轨道I的速率大于轨道Ⅲ上运行的速率。所以,“天问一号”在轨道Ⅱ上经过A点的速率大于在轨道Ⅲ上运行的速率。故B错误;
C.由
得
“天问一号”在轨道Ⅱ上经过 B点的加速度等于在轨道Ⅲ上经过 B点的加速度。故C 错误;
D.由开普勒第三定律可知,“天问一号”在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期。故D 正确。
故选AD。
22.BD
【详解】AB.以地面为零势能平面,则物体到海平面时的重力势能为-,故A错误,B正确;
CD.在地面时的机械能
物体在运动的过程中机械能守恒,则物体在海平面上的机械能为,故C错误,D正确。
故选BD。
23.BC
【详解】A.当汽车的牵引力大小等于阻力时,速度最大,由瞬时功率计算公式则有
解得
A错误;
B.由牛顿第二定律可得
解得
B正确;
CD.汽车做匀加速直线运动的末速度
则匀加速所能持续的时间为
C正确,D错误。
故选BC。
24.ABC
【详解】A.P、Q两个滑块(包括弹簧)组成的系统受合外力为零,则系统的动量守恒,A正确;
B.开始时两物块都做减速运动,弹簧逐渐被压缩,滑块Q速度先减小到零,然后向右反向加速,弹簧继续被压缩,当两个滑块的速度相等时,弹簧的形变量最大,此时弹簧的弹性势能最大,B正确;
C.以向右为正方向,则当两个滑块的速度相等时,由动量守恒定律可知
此时弹簧的弹性势能为
C正确;
D.设最终P、Q两个滑块的速度分别为v1和v2.规定向右为正方向,根据动量守恒定律得:
2mv0-mv0=2mv1+mv2
根据系统的机械能守恒得
解得
,
D错误。
故选ABC。
25.CD
【详解】A.小球从A→C的过程中,受到重力和弹簧的弹力,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,故A错误;
B.在压缩弹簧的过程中,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,当小球的动能最大时,系统的重力势能与弹性势能的总和最小,故在弹簧的弹力等于小球的重力时,故B错误;
C.小球从A→C的过程中,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,小球的动能先增加再减小,则系统重力势能与弹性势能的总和先减小再增加,故C正确;
D.小球从B→C的过程中,取向上为正方向,根据动量定理
即
因此弹簧弹力冲量的大小大于小球重力冲量的大小,D正确。
故选CD。
26.(1)BD
(2)需要
(3) 不是 4
【详解】(1)ABD.实验过程应保证钢球每次平抛运动的初速度相同,故每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球,且斜槽末段水平。斜槽不需要光滑,故A错误,BD正确;
C.实验中只需要记录小球下落在不同高度时的位置即可,挡板高度不需要等距变化,故C错误。
故选BD。
(2)取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于点,钢球的球心对应白纸上的位置为原点,钢球在竖直方向做自由落体运动,在确定轴时,需要轴与重锤线平行。
(3)[1]根据初速度为0的匀加速直线运动的物体,在连续相等时间内通过的位移之比为
由图乙所给的数据可看出,小球在连续相等时间内在竖直方向上的位移之比为
显然,不满足,所以可知图中坐标原点不是小球做平抛运动的抛出点;
[2]根据图乙数据可知,
可求得小球做平抛运动的初速度大小为
27.(1)控制变量法
(2)一
(3)A
【详解】(1)本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系,采用的实验方法是控制变量法。
(2)根据
可知,探究向心力的大小与半径的关系时,需要保证小球质量和角速度不变,根据
可知将传动皮带调至第一层塔轮时两塔轮边缘处线速度相同,半径相同,则它们的角速度也相同。
(3)依题意,传动皮带位于第二层,转动手柄,则当塔轮匀速转动时,两塔轮的角速度关系为
根据
可得
即左右两标尺露出的格子数之比约为1:4。
故选A。
28. A D 1.37 6.0
【详解】(1)[1]A中重物下落过程中存在空气阻力和纸带与限位孔之间的摩擦阻力,而B中小车运动过程中除空气阻力和纸带与限位孔之间的摩擦阻力外,还受到小车和斜面之间的摩擦力,机械能损失较多。
故选A。
(2)[2]D纸带0~1间的距离更接近2mm,说明重物下落过程中所受阻力更小,机械能守恒。
故选D。
(3)[3]B点的速度大小为
(4)[4]重物下落过程中,有
所以
所以
所以
29.(1)B
(2) 或
【详解】(1)A.只要每次让入射小球从同一位置由静止释放,就能保证其到达斜槽末端的速度相同,不需要测量入射小球的释放高度,故A错误;
B.为了保证两球发生对心正碰,两球相碰时,两球心必须在同一水平面上,且碰后A球不反弹,要求两小球半径相等,小球A的质量大于小球B的质量,故B正确;
C.斜槽轨道是否光滑并不影响实验结果,因为只要每次小球从同一位置释放,其到达斜槽末端的速度就相同;斜槽轨道末端必须水平,这样才能保证小球离开斜槽后做平抛运动,故C错误;
D.因为两小球做平抛运动下落高度相同,所用时间相同,所以可以用小球的水平位移代替抛出时的初速度,则不需要用秒表测时间,故D错误。
故选B。
(2)规定向右为正方向,由动量守恒有
由于平抛运动高度相同,则小球在空中运动时间相同,则有
整理得
若两球发生弹性碰撞,根据能量守恒可得
则有
联立可得或。
30.(1);(2)
【详解】(1)在斜道AB上运动时,对人与坐垫分析由牛顿第二定律有
解得
又由
解得
(2)由题意可知
冲关者冲过D点后做平抛运动,竖直方向
水平方向
联立解得平抛水平射程
31.(1);(2)6m
【详解】(1)转动中小球在最低点时绳子断了,根据牛顿第二定律可得
代入数据解得绳子断时小球运动的角速度为
(2))绳断后,小球做平抛运动的初速度为
竖直方向有
解得
小球落地点与抛出点间的水平距离为
32.(1);(2)
【详解】(1)根据平抛运动得
解得
根据黄金代换
解得
(2)根据牛顿第二定律得
解得
33.(1);(2)
【详解】(1)小球竖直向上抛出,由运动学公式得
对于超级地球表面的物体,重力等于万有引力,即有
超级地球的第一宇宙速度为近地卫星的运行速度,万有引力提供向心力,则有
整理得
(2)超级地球的静止卫星绕超级地球做匀速圆周运动,设静止卫星距离超级地球表面的高度为,则静止卫星的轨道半径为
静止卫星的环绕周期等于超级地球的自转周期,即
根据万有引力提供向心力有
整理解得
34.(1)1.5s;(2)4.96J
【详解】(1)根据牛顿第二定律,物块的加速度
m/s
经过时间物块与传送带共速
s
共速前物块加速的位移
m
共速后物块匀速运动的时间
s
物块滑到传送带底端需要的时间
s
(2)物块在与传送带相对运动过程中,动摩擦力做功为
物块在与传送带相对静止下滑过程中,静摩擦力做功为
J
所以物块下滑过程在摩擦力对物块做的功
J
【或根据动能定理】
所以物块下滑过程中摩擦力对物块做的功
J
35.(1)4m/s;(2)3J;(3)6m/s
【详解】
(1)设小球运动到最低点与物块B碰撞前的速度大小为v1,取小球运动到最低点时的重力势能为零,根据机械能守恒定律有
解得
设碰撞后小球反弹的速度大小为v1′,同理有
解得
AB碰撞后过程,由动量守恒定律有
解得
(2)碰撞后当B物块与C物块速度相等时轻弹簧的弹性势能最大,据动量守恒定律有
据机械能守恒定律得
解得
(3)弹簧再次恢复原长时,根据动量守恒定律有
根据机械能守恒有
解得
答案第1页,共2页
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