粤教版高中物理必修第二册学业水平考试常考点11-常考点17课件(67页PPT)

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1．宇宙速度
(1)第一宇宙速度。
(2)第二宇宙速度。
①大小：v2＝11.2 km/s。
②意义：在地面附近发射飞行器，使之能够挣脱地球引力的束缚，飞到太阳系成为“人造小行星”所需的最小发射速度。
(3)第三宇宙速度。
①大小：v3＝16.7 km/s。
②意义：在地面附近发射飞行器，使之能够挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外的最小发射速度。
2．人造地球卫星的轨道
人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其运行轨道可分为如下三类(如图所示)：
(1)赤道轨道：卫星的轨道与赤道共面，卫星始终处于赤道正上方。
(2)极地轨道：卫星的轨道与赤道平面垂直，卫星经过两极上空。
(3)任意轨道：卫星的轨道与赤道平面成某一角度。
4．地球静止轨道卫星的六个“一定”
[全悉考法]
1．一半径为R的球形行星，自转周期为T，其同步卫星距离行星表面的高度为3R，则在该行星表面绕其做匀速圆周运动的卫星线速度大小为 (　　)
3.我国的“嫦娥二号”探测器环月飞行的高度为100 km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200 km的“嫦娥一号”探测器更加翔实。若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示。则 (　　)
A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”小
B．“嫦娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”小
C．“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”小
D．“嫦娥二号”环月运行的向心力与“嫦娥一号”相等
4.如图所示，a、b、c为三颗人造地球卫星，其中a为地球静止轨道卫星，b、c在同一轨道上，三颗卫星的轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是 (　　)
A．卫星a的运行周期大于卫星b的运行周期
B．卫星b的运行速度可能大于7.9 km/s
C．卫星b加速即可追上前面的卫星c
D．卫星a在运行时有可能经过宜昌市的正上方
5.如图所示，地球赤道上的山丘、近地卫星和静止轨道卫星均在赤道平面内绕地心做匀速圆周运动。设山丘c、近地卫星p和静止轨道卫星q的圆周运动速率依次为v1、v2、v3，向心加速度依次为a1、a2、a3，则(　　)
A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v3＜v2
C．a1＞a2＞a3 D．a3＞a2＝a1
答案：B　
[主干回扣]
1．功的概念
(1)做功不可缺少的两个要素：力和物体在力的方向上发生的位移。
(2)公式：W＝Fscos α，只适用于恒力做功，其中s为物体的位移。
(3)功是标量，只有大小没有方向。功的正负即不表示大小，也不表示方向。
(4)正、负功的判断方法。
①依据力F与位移s的方向夹角α来判断；
②依据力F与速度v的方向夹角θ来判断；
③依据能量变化来判断：功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功。此法常用于判断两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断。
2．功率的概念
(1)意义：表示物体做功快慢的物理量。
(3)计算式：P＝Fv，①若v取瞬时速度，则P＝Fv为瞬时功率；②若v取平均速度，则P＝Fv为平均功率。
3．求解功率时应注意的“三个”问题
(1)首先要明确所求功率是平均功率还是瞬时功率。
(2)平均功率与一段时间(或过程)相对应，计算时应明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的平均功率。
(3)瞬时功率计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态)的功率。
[特别提醒]
(1)作用力与反作用力做功没有必然联系，作用力做正功时，反作用力可能做正功、可能做负功、还可能不做功。
(2)注意额定功率与实际功率、瞬时功率与平均功率的区别。
[全悉考法]
1．篮球比赛时，小王同学跳起投篮。在离地上升过程中，下列说法正确的是 (　　)
A．重力对小王做负功
B．重力对小王做正功
C．手对球的作用力大于球对手的作用力
D．手对球的作用力小于球对手的作用力
解析：小王离地上升过程中，位移(运动)方向与重力方向相反，重力做负功，A正确，B错误；根据作用力与反作用力关系，手对球的作用力与球对手的作用力大小相等，C、D错误。
答案：A　
2. 如图所示，小郑同学正在垫排球。排球离开手臂后先竖直向上运动，再落回原位置，则此过程中 (　 )
A．重力对排球所做总功为零
B．空气阻力对排球所做总功为零
C．重力对排球先做正功再做负功
D．空气阻力对排球先做正功再做负功
解析：排球来回运动，高度差为零，重力对排球做的总功为零，选项A正确；空气阻力始终与排球运动方向相反，始终做负功，做的总功小于零，选项B、D错误；排球先向上运动，后向下运动，重力先做负功，重力再做正功，选项C错误。
答案：A　
3.如图所示是一种清洗车辆用的手持喷水枪。设枪口截面积为0.6 cm2，喷出水的速度为 20 m/s (水的密度为1×103 kg/m3)。则水枪工作时的功率约为 (　　)
A．250 W B．300 W
C．350 W D．400 W
4.如图所示，同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止开始下滑，该物体与斜面间的动摩擦因数相同。在滑行过程中克服摩擦力做的功分别为WA和WB，则
(　　)
A．WA>WB B．WA＝WB
C．WA5.如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球。在水平
拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点。
在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是 (　　)
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先增大，后减小 D．先减小，后增大
解析：因为小球的速率不变，由图示可知Fsin α＝mgcos α，故
拉力F的瞬时功率为P＝Fvsin α＝mgvcos α。从A点到B点的过
程中，α减小，cos α增大，所以P增大。
答案：A　
[主干回扣]
1．动能的概念
(1)定义：物体由于运动所具有的能量称为动能。
(3)单位：焦耳，符号J。
(4)动能是标量，只有大小，没有方向，只有正值或零，没有负值。
(5)动能是状态量：与物体的运动状态(或某一时刻)相对应。
(6)具有相对性：选取不同的参考系，物体的速度不同，动能就不同，一般以地面为参考系。
2．动能定理
(1)内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
(3)动能定理描述了做功和动能变化的两种关系。
①等值关系：物体动能的变化量等于合力对它做的功。
②因果关系：合力对物体做功是引起物体动能变化的原因，做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程，转化了多少由合力做的功来度量。
[特别提醒]
(1)物体的速度变化，动能不一定变化；但动能变化，速度一定变化。
(2)合外力的功决定动能的变化。
[全悉考法]
1．关于物体的动能，下列说法正确的是 (　　)
A．质量大的物体，动能一定大
B．速度大的物体，动能一定大
C．速度方向变化，动能一定变化
D．物体的质量不变，速度变为原来的两倍，动能将变为原来的四倍
2．木块在大小为10 N的水平拉力作用下，在水平面上由静止开始运动，前进1 m后撤去水平拉力，木块又沿原方向前进1.5 m停止，则木块在运动过程中
(　　)
A．受到摩擦力大小为5 N B．受到摩擦力大小为6 N
C．最大动能为10 J D．最大动能为6 J
解析：对木块运动的全过程，应用动能定理得Fx1－f(x1＋x2)＝0－0，解得木块在运动过程中受到摩擦力大小f＝4 N，故A、B两项错误；对有拉力作用的过程，应用动能定理得Fx1－fx1＝Ekm－0，解得木块在运动过程中的最大动能Ekm＝6 J，故C项错误，D项正确。
答案：D　
4．一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v(方向与原来相反)，在这段时间内，水平力所做的功为 (　　)
[主干回扣]
1．重力做功
(1)公式：WG＝mgh。
(2)特点：重力做功与物体运动的路径无关，只与初末位置有关。
2．重力势能的概念
(1)意义：物体由于被举高而具有的能。
(2)表达式：Ep＝mgh。
(3)重力势能是标量，但有正负，其正负表示大小。
①重力势能为正表示物体在参考平面的上方；②重力势能为负表示物体在参考平面的下方。
(4)重力势能具有相对性，选择不同的参考平面，同一个物体的重力势能数值不同。
3．重力做功与重力势能变化的关系
(1)关系：WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。
(2)意义：重力做正功，物体的重力势能将减小；重力做负功，物体的重力势能将增大。
4．弹性势能
(1)意义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能叫作弹性势能。
(2)影响弹簧弹性势能大小的因素：①弹簧的形变量；②劲度系数。
(3)弹力做功与弹性势能变化的关系：
①关系：W弹＝Ep1－Ep2＝ －ΔEp。
②意义：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增大。
[特别提醒]
(1)物体的重力势能具有相对性，但重力势能的变化量ΔEp是绝对的，与参考平面的选择无关。
(2)在有关重力势能的研究中，重力势能的差值更有实际意义。
[全悉考法]
1. 某高速行驶的汽车由于刹车失灵，司机将汽车驶入外侧的斜坡式避险车道，如图所示。在汽车冲上斜坡的过程中，汽车的 (　 )
A．动能减小 B．动能不变
C．重力做正功 D．重力不做功
解析：在汽车冲上斜坡的过程中，汽车的速度减小，动能减小，高度增加，则重力做负功。故选A。
答案：A　
2.如图所示，一位同学把一桶20 L的纯净水从一楼提到四楼，水的重力势能约增加了 (　　)
A．20 J B．200 J
C．2×103 J D．2×106 J
解析：从一楼到四楼高度约为h＝9 m，则水的重力势能约增加W＝mgh＝20×10×9 J＝1.8×103 J。故选项C正确。
答案：C　
3．关于重力势能的说法正确的是 (　　)
A．重力势能只由地球上的物体决定
B．重力势能不能有负值
C．在某高度质量一定的物体，重力势能是一定的
D．重力势能是相对的，只有参考平面选定后，重力势能才能确定
解析：重力势能是物体和地球共同具有的，故A错误；重力势能的大小是相对于参考平面来讲的，所以可以有负值，参考平面选定后，重力势能才能确定，B、C错误，D正确。
答案：D　
4．把一个物体从地面竖直向上抛出，该物体上升的最大高度为h，若物体的质量为m，所受的空气阻力大小恒为f，则在从物体被抛出到落回地面的全过程中
(　　)
A．重力势能的变化量为2mgh B．重力势能的变化量为零
C．重力做功为2mgh D．空气阻力做的功为2fh
解析：物体从地面抛出到落回地面的全过程中，物体的高度变化量为零，重力做功为零，物体重力势能的变化量为零，故A、C项错误，B项正确。物体从地面竖直向上抛出，物体上升的最大高度为h，物体从地面抛出到落回地面的全过程中，所受的空气阻力大小恒为f，阻力方向始终与运动方向相反，则空气阻力做的功为－2fh，故D项错误。
答案：B　
5.如图所示，某人用弹簧拉力器健身，在将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是 (　　)
A．弹力变大，弹性势能变小
B．弹力变小，弹性势能变大
C．弹力和弹性势能都变大
D．弹力和弹性势能都变小
解析：将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的伸长量变大，弹簧的弹力变大，弹性势能变大；故A、B、D错误，C正确。
答案：C　
[主干回扣]
1．内容
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。
2．常用的三种表达式
(1)从不同状态看：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2(或E1＝E2)。
此式表示系统的两个状态的机械能总量相等。
(2)从能的转化角度看：ΔEk＝－ΔEp。此式表示系统动能的增加(减少)量等于势能的减少(增加)量。
(3)从能的转移角度看：ΔEA增＝ΔEB减。此式表示系统A部分机械能的增加量等于系统剩余部分(即B部分)机械能的减少量。
3．对机械能守恒条件的理解
(1)物体只受重力，只发生动能和重力势能的相互转化，如自由落体运动、抛体运动等。
(2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化。如在光滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒。
(3)重力和弹力都做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化，如自由下落的物体落到竖直的弹簧上和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒。
(4)除受重力或弹力外，还受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零。如物体在沿斜面的拉力F的作用下沿斜面运动，拉力与摩擦力的大小相等，方向相反，在此运动过程中，其机械能守恒。
4．判断机械能是否守恒的方法
(1)利用机械能的定义判断(直接判断)：若物体动能、势能均不变，机械能不变。若动能和势能中，一种能变化，另一种能不变，则其机械能一定变化。
(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，机械能守恒。
(3)用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒。
[全悉考法]
1．一位游客正在体验蹦极，绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中(　　)
A．弹性势能减小
B．重力势能减小
C．机械能保持不变
D．绳一绷紧动能就开始减小
解析：游客从跳台下落，开始阶段橡皮绳未拉直，只受重力作用做匀加速运动，下落到一定高度时橡皮绳开始绷紧，游客受重力和向上的弹力作用，弹力从零逐渐增大，游客所受合力先向下减小后向上增大，速度先增大后减小，到最低点时速度减小到零，弹力达到最大值。橡皮绳的弹性势能先不变，绷紧后弹性势能一直增大，选项A错误；游客高度一直降低，重力一直做正功，重力势能一直减小，选项B正确；下落绷紧阶段橡皮绳对游客做负功，游客机械能减少，转化为弹性势能，选项C错误；绳刚绷紧开始一段时间内，弹力小于重力，合力向下做正功，游客动能在增加；当弹力大于重力后，合力向上对游客做负功，游客动能逐渐减小，选项D错误。
答案：B
4．[多选] 图甲为某科技兴趣小组制作的重力投石机示意图。支架固定在水平地面上，轻杆AB可绕支架顶部水平轴OO′在竖直面内自由转动。A端凹槽内装有一石子，B端固定一配重。某次打靶时，将杆沿逆时针方向转至与竖直方向成θ角后由静止释放，杆在配重重力作用下转到竖直位置时石子被水平抛出。石子投向正前方竖直放置的靶，打到靶心上方的“6”环处，如图乙所示。若要打中靶心的“10”环处，可能实现的途径有 (　　)
A．增大石子的质量，同时减小配重的质量
B．减小投石机到靶的距离，同时增大θ角
C．增大投石机到靶的距离，同时减小θ角
D．减小投石机到靶的距离，同时增大配重的质量
5.如图所示，质量分别为m和3m的两个小球a和b用一长为2L的轻杆连接，杆可绕中点O在竖直平面内无摩擦转动。现将杆处于水平位置后无初速度释放，重力加速度为g，则下列说法正确的是 (　　)
A．在转动过程中，a球的机械能守恒
B．b球转动到最低点时处于失重状态
D．运动过程中，b球的高度可能大于a球的高度
1． [多选]下图是“探究平抛运动的特
点”的实验装置，横挡板在不同高度卡住平抛运动的
小球来确定小球运动的轨迹，下列操作正确的有(　　)
A．保持斜槽末端切线水平
B．调整硬木板使其与小球下落的竖直面平行
C．测量同一条轨迹时，小球每次可以从不同高度静止释放
D．用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹
解析：小球离开斜槽后做平抛运动，必须调整斜槽使其末端切线水平，故A正确；实验过程中，应调整硬木板使其保持竖直，即与小球下落的竖直面平行，故B正确；测量同一条轨迹时，为使小球做平抛运动的初速度相等，每次必须从斜槽上同一位置由静止释放小球，故C错误；用光滑曲线连接描绘的点，得到小球的运动轨迹，故D错误。
答案：AB　
2．在探究平抛运动的规律时，可以选用图中几种装置进行研究。
(1)图甲的实验现象是____________________________________________。
该现象说明平抛运动的_____________________________________________。
(2)图乙装置可通过获得稳定的细水柱来描绘平抛运动的轨迹，其中能获得稳定的细水柱的过程应该是水面从开始位置一直降到竖直细管________(填“A”或“B”)处。
(3)图丙是实验室内研究平抛运动的装置。为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放时都使钢球在弧形槽上________位置由________滚下。
解析：(1)图甲装置用来研究平抛物体在竖直方向的运动规律，观察实验发现两小球总是同时落地，可知做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动。
(2)图乙是描绘平抛运动轨迹的装置，其中能获得稳定的细水柱的过程应该是水面从开始位置一直降到竖直细管A处，这时因为竖直管与大气相通，管内为外界大气压强，保证竖直管上出口处的压强为大气压强，因而弯管的上端口处与竖直管上出口处有恒定的压强差，可保证弯管口处压强恒定，从而使水流速度恒定，减小实验误差。
(3)图丙是实验室内研究平抛运动的装置。为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放时都应使钢球在弧形槽上同一位置由静止滚下，保证其做平抛运动的初速度相同，从而保证轨迹是一定的。
答案：(1)两小球总是同时落地　竖直分运动是自由落体运动　(2)A　(3)同一　静止
3.用如图所示的装置研究平抛运动，在一块竖直放置的背景板上固定两个弧形轨道A、B，用于发射小铁球，从轨道A射出的小铁球做平抛运动，从轨道B射出的小铁球做匀速直线运动。板上还装有三个电磁铁C、D、E，其中电磁铁C、D可分别沿轨道A、B移动。在轨道A出口处有一个碰撞开关S，用以控制电磁铁E的电源的通断，电磁铁E可以沿水平杆MN移动，当它吸上小铁球时，该小铁球的中心与从轨道A末端射出的小铁球的中心在同一水平线上。
(1)实验中，轨道A末端的切线必须是水平的，这样做的目的是________。
A．保证小铁球飞出时，速度既不太大，也不太小
B．保证小铁球飞出时，初速度水平
C．保证小铁球在空中运动的时间每次都相等
D．保证小铁球运动的轨迹是一条抛物线
(2)若轨道A、B出口方向平行但略向下倾斜，将小铁球1从某高度静止释放，小铁球落在轨道B的P点，将电磁铁E移至P点正上方，将小铁球1和小铁球3同时释放，先到达P点的是________。
(3)若轨道A、B出口均水平，调节小铁球3的水平位置，多次实验，发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，则说明小铁球1在竖直方向上做________运动。
解析：(1)平抛运动的初速度沿水平方向，故为了保证小铁球飞出时，初速度水平，实验中，轨道A末端的切线必须是水平的，B正确。
(2)由于轨道A出口向下倾斜，则射出后，小铁球1有竖直向下方向上的初速度，并且与小铁球3下降的高度相同，而小铁球3竖直方向上的初速度为零，故小铁球1先到达P点。
(3)发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，说明两者在竖直方向上的运动性质相同，故说明小铁球1在竖直方向上做自由落体运动。
答案：(1)B　(2)小铁球1　(3)自由落体
1．晓宇利用“自由落体”的方法验证了机械能守恒定律，他进行了多次操作打出了四条不同的纸带，经过测量可知纸带A、纸带B、纸带C、纸带D前两点之间的距离分别为0.1 85 cm、0.1 92 cm、0.265 cm、0.195 cm。已知低压交流电源的频率为50 Hz、重锤的质量为1.00 kg、重力加速度取g＝9.80 m/s2。回答下列问题：
(1)上述的四条纸带中有一条在操作过程中存在明显的问题，该纸带为_____；
(2)按照测量的要求从其中选出一条合适的纸带，并选取点迹清晰的计时点，用刻度尺测出的实验数据如图所示，分析知纸带的________(选填“左”或“右”)端与重锤相连；
(3)由图中的实验数据求解打计时点2时，重锤下落的速度为________ m/s；
(4)重锤由计时点0下降到计时点2的过程中，重锤的重力势能的减少量ΔEp＝________ J，重锤的动能的增加量ΔEk＝________ J，由计算分析可知ΔEp______ΔEk(选填“>”“＝”或“<”)，原因为____________________________
_____________________________________________________________________。
解析：(1)纸带C肯定有操作错误，因为h＝0.265 cm>0.20 cm，说明他操作时先释放了纸带，后接通了电源，致使打点计时器打第一个计时点时，重锤的速度并不为零；
(2)因重锤做自由落体运动，开始记录时计时点间距小，所以纸带的左端与重锤相连；
2．某探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律，实验装置如图甲所示，在悬点处装有拉力传感器，可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值，小球半径、摆线的质量和摆动过程中摆线长度的变化可忽略不计。实验过程如下：
(1)测量小球质量m，摆线长L。
(2)将小球拉离平衡位置在某一高度处无初速度释放，在传感器采集的数据中提取最大值为F，小球摆到最低点时动能的表达式为_____________________
(用上面给定物理量的符号表示)。
(3)改变释放高度h，重复上述过程，获取多组摆动高度h与对应过程的拉力最大值F的数据，在F-h坐标系中描点连线。
(4)通过描点连线，发现F与h呈线性关系，如图乙所示，可证明小球摆动过程中机械能守恒。
(5)根据F-h图线中数据，可知小球质量m＝______kg，摆线长L＝________m(计算结果保留两位有效数字，重力加速度g取10 m/s2)。