必修第二册
第10讲 曲线运动
运动的合成与分解
1.A 物体做曲线运动的速度方向时刻改变,即曲线运动一定是变速运动,所以A正确;物体所受合力只要与速度不共线即做曲线运动,与合力是否为恒力无关,其加速度也可能不变,故B、C、D错误。
2.B 做曲线运动的物体的瞬时速度方向为物体在该点轨迹的切线方向,即经最低点时速度方向沿b方向,所以B正确。
3.A 根据题图可知,车内的挂饰偏向了右方,挂饰所受合力指向左侧,即汽车轨迹向左弯曲,故A正确,B、C、D错误。
4.B 小船船头指向始终与河岸垂直,同时小船还随水流运动,则在垂直于河岸方向和沿河岸方向都有位移,根据运动的合成,合位移的方向指向下游方向,所以小船到达对岸的位置是正对岸B点的右侧,选项B正确。
5.B 设河的宽度为d,渡河时间只取决于河宽和人在静水中的速度v,其时间t=,水流速度突然变大不会影响渡河时间。故选B。
6.A
将飞机速度沿水平方向和竖直方向分解,如图所示,可知竖直上升的速度大小为vy=vsin θ,则t时间内竖直上升的高度h=vyt=vtsin θ,故A正确。
7.C 当木船船头与河岸垂直时,渡河所用时间最短,最短时间为t== s=150 s,故C
正确。
8.A 冰球以速度v0在水平冰面上向左运动,运动员击打冰球,冰球获得的速度方向斜向右下方,根据运动的合成规律,可知其合速度方向可能为竖直向下,击打后冰球所受合力为0,此后冰球沿合速度方向做匀速直线运动,所以A正确。
9.C 由题意可知,玻璃管水平向右匀速运动,其速度为v1== cm/s=3 cm/s;而在竖直方向的移动速度v2== cm/s=4 cm/s;根据速度的合成法则,可知红蜡块运动的合速度大小为v== cm/s=5 cm/s。故C正确,A、B、D错误。
10.C 由题意可知,运动员在着地前竖直方向速度为vy=4 m/s,水平方向做匀速直线运动,速度为vx=3 m/s,由此可知,运动员着地时的速度为v==5 m/s,故C正确。
11.C 该人同时参与两个运动,水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀速直线运动,水平方向和竖直方向分别有x=v1t,y=v2t,所以y=·x,即y和x成正比。故C正确。
12.C 乒乓球沿着原方向做匀速直线运动的同时也会沿着吹气方向做加速运动,实际运动是两个运动的合运动,故一定不会进入纸筒,由于吹气前乒乓球由右向左运动,故乒乓球将会运动至纸筒左侧,C正确,A、B、D错误。
第11讲 抛体运动
探究平抛运动的特点
1.B 平抛运动的加速度为重力加速度且保持不变,即为匀变速曲线运动,故A、C错误,B正确;平抛运动的落地速度为水平速度和竖直速度的合速度,由平行四边形定则知,落地速度不可能竖直向下,故D错误。
2.B 从照片中看到的同一时刻两小球总处于同一高度,说明两小球在竖直方向的运动完全相同,这最直接说明了平抛运动在竖直方向上的运动是自由落体运动。故选B。
3.B 飞机释放的每包物资都做平抛运动,水平方向的速度都与飞机的飞行速度相等,因此4包物资均在飞机的正下方,A、C、D错误;物资在竖直方向做自由落体运动,在相等的时间间隔内下落的高度越来越大,B正确。
4.D 实验中小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下,确保初速度不变,A正确;确保斜槽末端水平,以使初速度方向水平,B正确;描迹时记录点适当多点,能更准确地反映实际运动情况,C正确;最后用平滑的曲线将各点连接,D错误。
5.A 由题图乙可看出,小球抛出时速度方向斜向上,其原因是斜槽末端不水平而偏高,导致小球斜向上飞出。故选A。
6.A 由题图可知,落在B处的石块竖直方向位移小,水平方向位移大,根据h=gt2,可知落到B处的石块运动时间短,根据v0=,可知落到B处的石块初速度大。故选A。
7.A “箭矢”做平抛运动,竖直分运动是自由落体运动,根据h=gt2,有t=,故t1>t2,故A正确,B错误;水平分位移相同,由于t1>t2,根据x=v0t,有v18.A 根据h=gt2,x=v0t,可得v0=x=2.5× m/s=5.0 m/s,故选A。
9.B 摩托车越过壕沟过程做平抛运动,设摩托车后轮落到壕沟对面的水平位移为x′,则有x′=v0t,h=gt2,则x′=v0=2 m≈6.3 m,应使x≤x′,故B正确。
10.D 该过程可看作反向的平抛运动,平抛运动的水平速度不变,而v1=v0cos θ,可得v0=,故选D。
11.D 设小球经时间t时水平位移和竖直位移相等,根据平抛运动规律有v0t=gt2,解得t=,此时竖直分速度为vy=gt=2v0,则此时小球速度为v==v0,故A、B、C错误,D正确。
12.【答案】 14
【解析】 足球从最高点到落地,竖直方向有=2gh,则小球落地速度为v2== m/s=14 m/s。
第12讲 圆周运动
向心加速度
1.D 匀速圆周运动的速度大小不变,速度方向时刻改变,是变速运动,故A、C错误;做匀速圆周运动的物体具有向心加速度,运动状态时刻改变,故 B错误;做匀速圆周运动的物体的向心加速度大小不变,方向时刻改变,故匀速圆周运动是变加速运动,故D正确。
2.C 向心加速度是描述做匀速圆周运动的物体速度方向变化快慢的物理量,故A错误,C正确;向心加速度的方向总是沿着圆周运动轨迹的半径指向圆心,故B错误;向心加速度总指向圆心,圆周不同点的方向不同,可知其方向是变化的,故D错误。
3.A 小球以速度v绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动,则小球向心加速度的方向时刻指向圆心。故A正确。
4.C 因P、Q两点绕同一转动轴转动,则角速度相等,故A、B错误;根据v=ωr,且rP>rQ,所以vP>vQ,故C正确,D错误。
5.D 时针转一周需12小时,分针转一周需1小时,则可知时针与分针转动周期比为12∶1,根据ω=可知,时针与分针转动的角速度比为 1∶12,故A、C错误;由于分针比时针长,则其端点做圆周运动的半径大于时针端点做圆周运动的半径,且分针角速度又大,根据v=ωr可知,分针端点线速度较大,故B错误,D正确。
6.C 旋动旋钮一圈,测微螺杆便沿着旋转轴线方向前进或后退一个螺距的距离,A点做匀速圆周运动的线速度为vA1=,A点水平移动的速度为vA2=,代入数据得=,故C
正确。
7.A 两球通过杆连接,任意时间内,两者转过角度相同,则角速度相同,A正确;由于二者半径不同,由v=ωr可知,A球的线速度大于B球线速度,故B错误;由s=vt可知,同一时间内A球的路程大于B球的路程,由a=ω2r可知,A球的向心加速度大于B球向心加速度,故C、D错误。
8.C 只有篮球上运动半径最大的点做匀速圆周运动的圆心才在球心处,其他点的圆心分别位于篮球转动的竖直轴上,故A错误;篮球上与轴距离相同的各点速度大小相同,方向不同,故B错误;篮球上各点做匀速圆周运动的角速度相等,故 C正确;根据a=ω2r可知,篮球上各点离转轴越近,做匀速圆周运动的向心加速度越小,故D错误。
9.C 钟表分针上各点做匀速圆周运动,且周期不变,根据ω=,则各点的角速度不变,故C错误;各点的线速度v=ωr,即线速度与半径成正比,故A正确;根据a=ω2r,v=ωr有a=ωv,可知加速度与线速度成正比,与半径成正比,故B、D正确。
10.D 根据公式ω=,质点的角速度为ω= rad/s= rad/s,故D正确。
11.D P端做匀速圆周运动,转动所用时间为t=×=,故D正确。
12.【答案】 1.8 m/s2
【解析】 小球运动的向心加速度大小为an== m/s2=1.8 m/s2。
第13讲 向心力
生活中的圆周运动
1.B 绳子断了以后,物体受力平衡而做匀速直线运动,即物体将沿切线方向做直线运动。故选B。
2.A 小球受到重力和弹力作用,其合力提供向心力,所以A正确。
3.B 向心力是效果力,可以是几个力的合力也可以是某个力的分力,不是物体受到的力;也不存在离心力的说法,所以小球通过最高点时重力和弹力提供向心力。故选B。
4.D 衣物受到重力、筒壁支持力、竖直向上的静摩擦力,则水平方向满足FN=mrω2,竖直方向满足mg=Ff,则随着圆筒的角速度增大,衣物所受弹力增大,摩擦力不变。故选D。
5.D 小球受重力和绳子拉力的作用,而向心力是指向圆心方向的合力。因此向心力是绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力。故选D。
6.D 汽车经过拱形桥最高点时,重力和支持力的合力提供向心力,所以此时汽车所需的向心力为F=mg-mg=mg,故选D。
7.D 设其他矿石对质量为m的矿石作用力大小为F,则F-mg=,得F=mg+。故选D。
8.C 根据Fn=,结合v=ωr,ω=,可得 T=∝,则甲、乙两小球运动的周期之比为
3∶2,故选C。
9.C 要仍能沿着原曲线运动的话,1、2号板处小球需要指向1号板的向心力,必须2号板给以弹力;3、4号板处小球需要指向4号板的向心力,必须3号板给予弹力(4号板给的支持力指向凸侧,不满足运动需求);5、6号板需要6板给予弹力,故可以取走的是1、4、5号板,故C正确,A、B、D错误。
10.A 表演者经过圆轨道最高点时,有FN+mg=m ,解得FN=mg,方向竖直向下,故选A。
11.B 小球过最高点时重力和杆的弹力提供向心力,假设杆给球的弹力沿杆向上,则有mg-FN=m,代入数值解得FN=8 N,结果为正值,说明杆的弹力方向沿杆向上。故选B。
12.【答案】 (1)D (2)1∶4
【解析】 (1)探究小球做匀速圆周运动向心力F的大小与小球质量m、角速度ω和运动半径r之间的关系时采用的研究方法是控制变量法。故选D。
(2)连接皮带的两轮线速度相等,半径RA=2RB,根据ω=,有==,
根据Fn=mω2r,
可得==。
第14讲 行星的运动
万有引力定律
1.D 天体运动是有规律的,不是做匀速圆周运动,是做轨迹为椭圆的运动,A、B错误;地球绕太阳转动,C错误;根据开普勒第一定律可知,D正确。
2.A 根据开普勒第二定律,行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等,A正确。
3.C 马拉车的力属于弹力范畴;钢绳吊起重物的力属于弹力范畴;太阳与地球之间的吸引力属于万有引力范畴;两个异名磁极之间的吸引力属于磁力范畴,故选C。
4.C 根据万有引力表达式F=G,卫星经过轨道上a、b、c、d四个点时,由于c点与地球距离最远,所以受到地球的引力最小的位置在c点,故选C。
5.D 根据开普勒第二定律可知,地球绕太阳在近日点公转速度最大,对应冬至,故选D。
6.B 根据万有引力定律可知,它们之间万有引力的大小为F=G,故B正确。
7.D 根据万有引力定律F=G,解得G=得G的单位是N·m2/ kg2,D正确。
8.D 根据万有引力提供向心力有F=G,可知甲、乙的向心力大小之比F甲∶F乙=∶=9∶1,
故选D。
9.B 根据万有引力定律F=G和地球质量大约是月球质量的81倍,可知该飞行器距月心的距离与距地心的距离之比r卫月∶r卫地=∶=1∶9,B正确。
10.C 根据万有引力的公式F=G,要使两质点间万有引力减小到原来的,可知A、B、D正确,C错误。
11.D 在嫦娥四号探测器“奔向”月球的过程中,根据万有引力定律F=,可知随着h的增大,探测器所受的地球引力逐渐减小但并不是均匀减小的,故D正确。
12.B 根据开普勒第三定律=k,有=,所以T船=8T地=8年,B正确。
第15讲 宇宙航行
相对论初步
1.B 第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球运动的最大速度,是发射卫星的最小速度,故A错误,B正确;物体要脱离地球引力的束缚,逃逸到地球的引力之外,最小的速度是第二宇宙速度,故C错误;物体要摆脱太阳引力的束缚必须要能够达到第三宇宙速度,故D错误。
2.A 根据万有引力提供向心力有G=m,解得v=,载人飞船的运动半径大于地球半径,可知沿圆轨道运动的速度小于地球的第一宇宙速度,即v<7.9 km/s,A正确。
3.B 依据第一宇宙速度为最小发射速度,可知在地面上发射一个飞行器,进入近地圆轨道 Ⅰ 并绕地球运行,其发射速度v应满足v≥7.9 km/s,故B正确。
4.C 为节约能量,发射卫星的方向应和地球自转方向相同,为自西向东,故A错误;第一宇宙速度是最小的发射速度,所以该卫星的发射速度应大于第一宇宙速度7.9 km/s,该卫星未脱离地球束缚,发射速度不能大于第二宇宙速度11.2 km/s,故B错误,C正确;该卫星轨道半径小于地球同步卫星轨道半径,根据开普勒第三定律可知,该卫星在轨道上做匀速圆周运动的周期小于地球同步卫星运动的周期,故D错误。
5.C 第二宇宙速度为脱离地球引力束缚的发射速度,近地卫星没有脱离地球的束缚,其发射速度一定小于第二宇宙速度,A错误;第三宇宙速度为脱离太阳引力束缚的发射速度,火星探测器“天问一号”需要登陆火星,而火星是太阳系的一颗行星,因此火星探测器“天问一号”的发射速度一定小于第三宇宙速度,B错误;第一宇宙速度为最小发射速度和最大环绕速度,因此地球同步卫星和空间站的运行速度一定小于第一宇宙速度,C正确,D错误。
6.B 超高音速导弹属于宏观低速运动,A错误;根据狭义相对论可知,光速在不同惯性参考系中速度相同,B正确;牛顿力学在微观领域物质结构中不适用,C错误;根据相对论时空观,相对于地面静止的物体,在相对于地面运动的参考系里测出的物体长度不相同,D错误。
7.A 牛顿力学适用于宏观、低速运动的物体,对微观、高速运动的粒子与中子星等大质量、高密度天体周边的物理现象不适用,可知A正确。
8.C 卫星围绕地球做圆周运动,万有引力提供圆周运动向心力,由于万有引力指向地心,故卫星轨道的圆心为地心,由题图可知,轨道b的平面与地心不共面,故b不可能是地球卫星的轨道,故A、B错误;同步卫星与地球自转同步,故其轨道平面与赤道平面重合,轨道c不与赤道共面,不可能是同步卫星轨道,同步卫星可能的轨道为a,故C正确,D错误。
9.B 根据G=m,得到第一宇宙速度v=,所以金星的“第一宇宙速度”与地球的“第一宇宙速度”比值==,故选B。
10.A 根据万有引力提供向心力有=mr,解得T=2π,A正确。
11.D 地球静止轨道卫星,相对地球表面静止,其做圆周运动的角速度和周期与地球自转的角速度和周期相同,其运行周期为24 h,且地球静止轨道卫星只能定点在地球赤道所在平面内,根据万有引力提供向心力G=mR,可得T=,可知在周期一定的情况下,地球静止轨道卫星做圆周运动的轨道半径是一个确定的值,因此各国发射的这种卫星的轨道半径都一样,故A、B、C正确,不符合题意;7.9 km/s是地球卫星最大环绕速度,地球静止轨道卫星线速度小于7.9 km/s,故D错误,符合题意。
12.C 根据万有引力提供向心力G=m=mr,解得v=,T=,卫星甲的轨道半径r1大于卫星乙的轨道半径r2,故甲的线速度小,周期大,故C正确。
第16讲 功与功率
1.B 功是标量,正负仅表示力为动力或者阻力。
2.D 由P=可知,做功多,所用时间未知,功率大小不一定,A错误;根据功率P=,可以求出平均功率,B错误;由P=Fv可知,汽车的功率一定时,它的牵引力与速度成反比,C错误,D
正确。
3.B 根据W=Flcos θ,解得W=5×5 J=25 J,故选B。
4.D 功是标量,总功为各力做功的代数和,W总=W1+W2=14 J。
5.D 根据W=Flcos α可知,在0～90°范围内,α越大,做功越小,故选D。
6.C 根据功率的定义式P=,可得平均功率为P=,故C正确,A、B、D错误。
7.D 根据功率公式P=Fv=Ffv=kmgv,故选D。
8.D 根据重力做功表达式可得WG=mgh,功率表达式PG=,速度为v=,联立解得PG=
2 000 W,故选D。
9.B 以额定功率行驶,功率一定,根据功率公式P=Fv可知,速度越大,牵引力越小;速度越小,牵引力越大,故A错误,B正确。如果在行驶过程以额定功率行驶且加速,根据功率公式P=Fv,随着速度的增大牵引力减小,根据牛顿第二定律可得F-Ff=ma,则汽车先做加速度减小的加速运动,当汽车所受的合力为零,这时汽车的速度不会变化,做匀速运动;所以汽车以额定功率行驶过程中,不可能是匀加速运动,不一定是匀速运动,故C、D错误。
10.D 货物两次都做匀速直线运动,故竖直方向上所受合力为零,即拉力大小等于重力大小,故两次拉力相等,功率P=Fv=mgv,因速度不同,故功率不同,故D正确。
11.C 当动车达到最大速度vm时,动车受力平衡,即F=Ff,P=Fvm解得Ff=,故选C。
12.C 前进6 s内拉力所做的功为W=Flcos 60°=F·vt·cos 60°=60 J,平均功率为==10 W,A、B错误;6 s末拉力做功的瞬时功率为P=Fvcos 60°=10 W,C正确;由于重力始终与位移垂直,做功为零,故前进6 s内重力的平均功率为0,D错误。
第17讲 动能和动能定理
1.A 由Ek=mv2可知动能是原来的,A正确。
2.A 因xt图像的斜率表示速度,可知甲的速度最大,根据Ek=mv2可知甲的动能最大。
3.A 小球的初速度大小相等,下落的高度相等,根据动能定理可知小球落地时的动能也相等,故A正确;由于抛出时小球的速度方向不同,而速度是矢量,所以落地时的速度也不相同,故B错误;下落的高度相同,但初速度方向不同,有可能初速度有向下或向上的分速度,所以落地时间也不相等,故C错误;位移是矢量,初速度方向不同,所以小球运动的位移也不相同,故D错误。
4.C 对物体运动的过程由动能定理有Fl=ΔEk,解得l== m=4 m,故选C。
5.A 运用动能定理W合=ΔE=Fl-μmgl=12 J,所以A正确。
6.B 由动能定理可知,合力做功为W=m-m=0,故选B。
7.A 由动能定理得-μmgl=0-Ek,即μmgl=mv2,汽车的位移为l=,速度之比为v1∶v2=2∶1,两车与路面间的动摩擦因数相同,所以有l1∶l2=4∶1,故选A。
8.C 由动能定理得mg(h+d)+Wf=0,解得Wf=-2.2 J,小球克服沙坑的阻力所做的功为2.2 J,故C正确,A、B、D错误。
9.C 重力对物体做功mgh,重力势能减少mgh,合力为F=ma=mg,所以合力做功为mgh,动能增加mgh,C正确。
10.B 位移中点的速度可表示为=,所以当物体滑到斜面中点时,物体的动能是位于底端时动能的,B正确。
11.D 物体从A到C,根据动能定理可得mgR+W-μmgR=0,所以W=μmgR-mgR=(μ-1)mgR,故选D。
12.【答案】 Fs mv2+mgh-Fs
【解析】 在水平恒力F的方向上物体移动的距离为s,故WF=Fs;根据动能定理,WF-mgh+Wf=mv2-0,故Wf=mv2+mgh-Fs。
第18讲 重力势能
机械能守恒定律
1.D 重力做功与路径无关,只跟初、末位置的高度差有关,故D正确。
2.A 重力做功与物体运动的路径无关,只与初、末位置的高度差有关,不论是光滑路径还是粗糙路径,不论是坡度大还是坡度小,只要初、末位置的高度差相同,重力做功就相同,因此物体克服重力做的功同样多。故选A。
3.A 弹簧的形变量越大,弹性势能就越大,所以A正确。
4.B 物体匀速上升,动能不变,合力做功为零,重力势能增加,机械能不守恒,A、C错误;如果物体所受的合力等于物体受到的重力,则物体机械能守恒,B正确;物体只有重力做功,其机械能守恒,如果物体受到其他力,但是其他力不做功或做功之和为零,机械能守恒,D错误。
5.C 重力势能的减少量等于重力所做的功,可得Ep减=Gh=2×50 J=100 J。
6.D 该过程游客上升的高度为2R,则重力势能的增加量为2mgR。
7.C 重为G的物体被吊高h,则物体的重力做功为W=-Gh,根据重力做功与重力势能的关系W=-ΔEp,可知物体重力势能的增加量为Gh。
8.B 将物体匀速提高,动能不变,重力做负功,WG=-mgh=-2.4×105 J。
9.B 在“不倒翁”从位置1向右摆到位置2的过程中,其重心下降,重力做正功,则可知其重力势能减少,动能增加,故A、D错误,B正确;在“不倒翁”从位置1向右摆到位置2的过程中,只有重力做功,其机械能守恒,故C错误。
10.C 自由下落的物体,只受重力,根据机械能守恒定律得Ek=mgh,则图线斜率k=mg,
故选C。
11.B 以抛出点为参考平面,海平面低于地面的高度为h,所以物体在海平面时的重力势能为-mgh,故A错误;抛出点与海平面的高度差为h,整个过程重力对物体做功为mgh,故B正确;根据机械能守恒知,物体在海平面上的机械能等于抛出时的机械能,为E=m,故C错误;由机械能守恒定律有Ek2-mgh=m,则物体在海平面上的动能为Ek2=m+mgh,故D错误。
12.D 在小球由A→B→C的运动过程中,小球先做自由落体运动,动能增大,与弹簧接触后,开始重力大于弹力,向下做加速运动,然后弹力大于重力,做减速运动,在重力和弹力大小相等时,小球动能最大,A错误;由于小球做的不是匀速运动,故小球的重力势能并不随时间均匀减少,B错误;在整个过程中,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,但小球的机械能不守恒,C错误,D正确。
第19讲 实验:
验证机械能守恒定律
1.D 实验中需要验证重锤重力势能的减少量和动能的增加量是否相等,所以需要重锤,且能够夹住纸带,b为重锤,a为砝码,应选择b;打点计时器可以直接记录时间,不需要秒表;实验中需要刻度尺测量点迹间的距离,从而求解瞬时速度和下降的高度。故实验还需要重锤b和刻度尺d。
2.C 实验前要让重锤(夹子)靠近打点计时器,这样释放后纸带才有较高的利用率,可以得到更多的实验数据,减小误差。打点计时器安装时要让两个限位孔在同一条竖直线上,这样纸带下落时限位孔对纸带的摩擦阻力才小,以达到机械能近似守恒的实验目的,C正确。
3.D 应先接通打点计时器的电源,再放开纸带让重物下落,故A错误;固定好打点计时器,将连着重物的纸带穿过限位孔,用手提住,且让重物尽量靠近打点计时器,故B错误;先切断打点计时器的电源,再取下固定在重物上打好点的纸带,故C错误;选取重物时,其质量适当大点,可以减小因阻力而产生的误差,故D正确。
4.A 由于下落过程空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力对重物做功,会导致一部分重力势能转化为内能,因此测得重物重力势能减少量总大于动能增加量,A正确;本实验不需要测量重物的质量,B错误;选用了质量大、体积小的重物,在重物下落时会减小空气阻力作用,减小实验误差,C错误;手提纸带上端保持竖直,然后释放纸带,会减小纸带与打点计时器的摩擦阻力,减小实验误差,D错误。
5.D 释放纸带时,重锤应尽量靠近打点计时器,以充分利用纸带,选项A错误;利用公式v=gt计算重物的速度相当于间接利用了机械能守恒定律,这样就失去了验证的意义,选项B错误;若交流电源的实际频率小于50 Hz,打点周期偏大,计算时仍用原来的值,则算得的速度偏大,动能偏大,选项C错误;由于阻力作用,一部分重力势能转化为内能,则重锤重力势能的减少量大于动能的增加量,选项D正确。
6.【答案】 (1)A (2)3.60
(3)在误差允许的范围内,机械能守恒
【解析】 (1)重锤要选用小而重的,以减小阻力影响,A正确;本实验不需要测量重锤的质量,只比较gh和v2的大小即可,B错误;纸带长度适中就好,要确保纸带保持竖直状态,C错误;纸带上选择的第一个计数点对应物体速度最好为0,这样重锤的初动能为0,计算时方便,但初速度不为0也是可以验证的,D错误。
(2)vB== m/s≈3.60 m/s。
(3)在误差允许的范围内,机械能守恒。
7.【答案】 (1)0.775 0.308 (2)纸带和打点计时器之间有摩擦阻力以及重物受到空气阻力
【解析】 (1)vB== m/s=0.775 m/s,Ep减=mghB=1×9.8×3.14×10-2 J=0.308 J。
(2)由于空气阻力和纸带与打点计时器之间存在摩擦阻力,机械能会有所损失。
8.【答案】 (1)AD (2)重力加速度g
【解析】 (1)根据重物下落过程中机械能守恒的表达式可知,需要测量纸带上的点距,因此本实验中需要刻度尺,同时电磁打点计时器需要低压交流电源,A、D正确。
(2)根据机械能守恒定律可得mgh=mv2,整理得v2=gh,可知斜率表示重力加速度g。
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第10讲 曲线运动 运动的合成与分解
1.(2025·江苏合格性考试模拟)关于曲线运动,以下说法正确的是( )
A.曲线运动一定是变速运动
B.曲线运动一定是变加速运动
C.做曲线运动的物体所受的合力一定是变化的
D.在恒力作用下物体不可能做曲线运动
2.(2025·徐州合格性考试模拟)如图所示,小锐同学正在荡秋千,他经过最低点P时的速度方向是( )
A.a方向 B.b方向
C.c方向 D.d方向
3.(2025·江苏合格性考试调研)汽车在水平地面转弯时,坐在车里的小云发现车内挂饰偏离了竖直方向,如图所示。设转弯时汽车所受的合力为F,关于本次转弯过程中力F与轨迹关系,下列图示可能正确的是( )
A B C D
4.(2025·徐州合格性考试模拟)如图所示,水流方向向右,某人由A点划船渡河,船头指向始终与河岸垂直,则小船能到达对岸的位置是( )
A.正对岸的B点 B.正对岸B点的右侧
C.正对岸B点的左侧 D.正对岸的任意点
5.(2025·江苏合格性考试调研)假如某人在静水中的速度为v,某时刻垂直于河岸向对岸游去,若水流速度突然变大,则( )
A.渡河时间变长 B.渡河时间不变
C.渡河时间变短 D.渡河时间不确定
6.(2026·南通合格性考试模拟)C919是我国自行研制、具有自主知识产权的喷气式客机。若C919在某段过程中以速度大小v、方向与水平方向成θ角匀速飞行,如图所示。则它在t时间内竖直上升的高度大小为( )
A.vtsin θ B.vtcos θ C. D.
7.(2026·泰州合格性考试模拟)在某地举行的渡河比赛中,勇士队驾驶一条小木船渡河。若河面宽300 m,水流速度4 m/s,木船相对于静水的速度2 m/s,则勇士队渡河所需的最短时间为( )
A.75 s B.100 s C.150 s D.300 s
8.(2024·南通合格性考试模拟)在冰球训练中,冰球以速度v0在水平冰面上向左运动,某同学在水平面上沿图示方向快速击打冰球,不计一切摩擦和阻力。下列图中的虚线能正确反映冰球被击打后可能的运动路径是( )
A B C D
9.(2025·宿迁合格性考试模拟)如图所示,有一长为80 cm的玻璃管竖直放置,在红蜡块从玻璃管的最下端开始匀速上升的同时,玻璃管水平向右匀速运动。经过20 s,红蜡块到达玻璃管的最上端,此过程玻璃管的水平位移为60 cm。不计红蜡块的大小,则红蜡块运动的合速度大小为( )
A.3 cm/s B.4 cm/s
C.5 cm/s D.7 cm/s
10.(2025·镇江合格性考试模拟)如图所示,跳伞员进行跳伞训练,无风时跳伞,跳伞员竖直下落,着地速度是4 m/s。有风时,跳伞员在竖直方向的运动情况与无风时相同,在水平方向上风使他获得了3 m/s的速度,跳伞员着地时速度大小为( )
A.1 m/s B.7 m/s
C.5 m/s D. m/s
11.(2025·扬州合格性考试模拟)如图所示,直升机搭载着一个人匀速飞行,同时直升机匀速收拢缆绳提升该人,则该人被接至机舱前的运动轨迹是( )
A B C D
12.(2026·泰州合格性考试模拟)如图所示,乒乓球在水平桌面上匀速运动,不计阻力。在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒(直径略大于乒乓球的直径),当乒乓球经过筒口的正前方时,沿球与筒口连线方向水平吹球,下列说法正确的是( )
A.乒乓球仍沿原方向做直线运动
B.乒乓球能沿吹气方向进入纸筒
C.乒乓球将会运动至纸筒左侧
D.乒乓球将会运动至纸筒右侧
第11讲 抛体运动 探究平抛运动的特点
1.(2025·徐州模拟)关于平抛运动,下列说法正确的是( )
A.平抛运动是匀速运动
B.平抛运动是匀变速曲线运动
C.平抛运动的加速度方向逐渐偏向于竖直向下的方向
D.做平抛运动的物体落地时速度方向竖直向下
2.(2025·江苏合格性考试模拟)某学习小组利用手机的频闪功能,成功记录了两小球的运动情况。实验中两个小球同时开始运动,甲小球由静止释放,乙小球水平抛出。小组成员从手机照片中看到,同一时刻两小球处于同一高度,这最直接说明了( )
A.平抛运动在水平方向上的运动是匀速直线运动
B.平抛运动在竖直方向上的运动是自由落体运动
C.平抛运动是匀变速运动
D.平抛运动是曲线运动
3.(2025·江苏合格性考试调研)一架救援飞机水平匀速飞行,飞机上每隔1 s释放一包物资,先后共释放4包,若不计空气阻力,则包裹落地前飞机上的人员观察到的4包物资在空中的排列情况是( )
A B C D
4.(2023·扬州合格性考试模拟)如图为“探究平抛运动的特点”实验,下列关于该实验的说法,不正确的是( )
A.确保小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.确保斜槽末端水平
C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
D.为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条折线把所有的点连接起来
5.(2024·南京合格性考试模拟)图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置,图乙是实验中拍摄的频闪照片,由此可知小球做的不是平抛运动。其原因可能是( )
A.斜槽末端不水平
B.斜槽末端不光滑
C.释放小球的位置偏高
D.释放小球时有初速度
6.(2025·江苏合格性考试模拟)如图所示,某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块,分别落到A、B两处。不计空气阻力,则落到B处的石块( )
A.初速度大,运动时间短 B.初速度大,运动时间长
C.初速度小,运动时间短 D.初速度小,运动时间长
7.(2025·江苏合格性考试模拟)我国有一种传统投掷游戏——“投壶”,如图所示,大人和小孩在同一竖直线上的不同高度分别以水平速度v1、v2抛出“箭矢”都能投入地面上的“壶”内,若“箭矢”在空中的运动时间分别为t1、t2,忽略空气阻力。则( )
A.t1>t2 B.t1=t2 C.v1=v2 D.v1>v2
8.(2025·徐州合格性考试模拟)套圈是一项趣味运动,如图所示为小朋友准备用套圈套中正前方的玩具的情景。若将套圈与玩具视为质点,套圈距离水平地面1.25 m高,玩具与套圈水平距离为2.5 m,不计空气阻力,g取10 m/s2。水平扔出套圈,若要套中玩具,则套圈的水平速度大小为( )
A.5.0 m/s B.5.5 m/s C.6.0 m/s D.6.25 m/s
9.(2025·邳州合格性考试模拟)如图所示,一人骑摩托跨越壕沟。若摩托车后轮以20 m/s的水平速度离开地面(可以视为平抛运动,g取10 m/s2)。要使摩托车后轮安全落到壕沟对面,下列选项中,壕沟的长度x能取到的最大值为( )
A.5 m B.6 m C.7 m D.8 m
10.(2025·盐城合格性考试联考)如图所示,小明以一定的初速度抛出篮球,初速度仰角为θ。篮球刚好以速度v1垂直撞击在篮板上,则抛出篮球的初速度v0的大小为( )
A.v1sin θ B.v1cos θ C.v1tan θ D.
11.(2025·江苏合格性考试调研)小球从A点以水平初速度v0做平抛运动落到水平地面上,当小球运动过程中水平位移和竖直位移相等时,小球的瞬时速度大小为( )
A.v0 B.v0 C.v0 D.v0
12.(2025·如皋合格性考试模拟)如图所示,小明将质量m=0.4 kg的足球踢出,足球上升的最大高度h=4.8 m,在最高点的速度大小v1=10 m/s,足球视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,足球落地时的速度大小v2= m/s。
第12讲 圆周运动 向心加速度
1.(2025·江苏扬州阶段练习)关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.匀速圆周运动就是速度不变的运动
B.做匀速圆周运动的物体运动状态不变
C.匀速圆周运动就是匀速运动
D.匀速圆周运动是变加速运动
2.(2025·江苏合格性考试模拟)下列关于向心加速度的说法正确的是( )
A.向心加速度表示做匀速圆周运动的物体速率改变的快慢
B.向心加速度的方向不一定指向圆心
C.向心加速度描述线速度方向变化的快慢
D.匀速圆周运动的向心加速度不变
3.(2025·盐城合格性考试模拟)如图所示,小球在细线的牵引下,以速度v绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动,在由A点运动到B点过程中,关于小球的向心加速度的方向,下列说法正确的是( )
A.时刻指向圆心 B.方向保持不变
C.与v方向同向 D.与v方向反向
4.(2025·江苏盐城学业考试模拟)如图所示,地球上的建筑物会随地球的自转绕地轴OO′做匀速圆周运动,处在赤道附近P处的建筑物与处在北半球、转动半径更小的Q处的建筑物相比( )
A.P处角速度大于Q处角速度
B.P处角速度小于Q处角速度
C.P处线速度大于Q处线速度
D.P处线速度小于Q处线速度
5.(2025·江苏常州学业考试模拟)如图所示的石英钟,比较时针和分针的末端点,转动时( )
A.两端点角速度相等
B.两端点线速度相等
C.时针端点角速度较大
D.分针端点线速度较大
6.(2025·江苏连云港学考模拟)如图所示,螺旋测微器旋钮转动一周,旋钮同时沿着轴线方向前进或后退0.5 mm。旋钮上“0”刻线处A点的旋转半径为5.0 mm。若匀速转动旋钮,则A点绕轴线转动的线速度和沿轴线移动的速度大小之比约为( )
A.10∶1 B.10π∶1 C.20π∶1 D.20∶1
7.(2023·盐城合格性考试模拟)如图所示,在光滑水平面上,两个相同的小球A、B固定在同一杆上,以O点为圆心做匀速圆周运动。两球在运动过程中,下列物理量相等的是( )
A.角速度 B.线速度
C.路程 D.向心加速度
8.(2025·徐州合格性考试模拟)转篮球是现在中学生很喜欢的一项运动娱乐项目,其中包含了许多物理知识。如图所示,假设某同学能让篮球在他的手指上(手指刚好在篮球的正下方)匀速转动,下列有关描述正确的是( )
A.篮球上各点做匀速圆周运动的圆心均在球心处
B.篮球上离轴距离相同的各点速度相同
C.篮球上各点做匀速圆周运动的角速度相等
D.篮球上各点离转轴越近,做匀速圆周运动的向心加速度越大
9.(2025·江苏连云港阶段检测)某钟表分针上各点的半径为r、线速度为v、角速度为ω、加速度为a,下列表示各物理量间大小关系的图像不正确的是( )
A B C D
10.(2025·扬州合格性考试模拟)如图所示,一质点花了20 s的时间沿圆形轨道逆时针从A点运动到B点,质点与圆心的连线在这段时间内转过的角度为,该过程中质点可以看成做匀速圆周运动,质点的角速度为( )
A. rad/s B. rad/s
C. rad/s D. rad/s
11.(2023·江苏合格性考试模拟)某高速公路收费站的ETC的直杆道闸的示意图如图所示,杆OP的长度为L,当小车靠近道闸时,杆OP绕O点转动放行,在杆OP从与水平方向成30°角匀速转动到成60°角的过程中,P端的线速度大小为v,则该转动过程所用的时间为( )
A. B.
C. D.
12.(2025·江苏合格性考试调研)在长0.2 m的细绳的一端系一小球,绳的另一端固定在水平桌面上,让小球以大小为0.6 m/s的线速度在桌面上做匀速圆周运动,则小球运动的向心加速度大小为 。
第13讲 向心力 生活中的圆周运动
1.(2025·江苏合格性考试模拟)用绳子拴着一个物体,使物体在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动,绳子断了以后,物体将( )
A.仍维持圆周运动 B.沿切线方向做直线运动
C.沿半径方向接近圆心 D.沿半径方向远离圆心
2.(2025·江苏合格性考试)把一个小球放在玻璃漏斗中,晃动漏斗,可使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在水平面内做匀速圆周运动,如图所示,则小球的受力情况是( )
A.受重力、弹力 B.受重力、向心力
C.受弹力、向心力 D.受重力、弹力、向心力
3.(2025·江苏扬州合格考试模拟)如图所示为模拟过山车,小球能安全通过轨道内侧最高点,则小球通过最高点时( )
A.受重力和向心力
B.重力和弹力提供向心力
C.受重力、弹力和向心力
D.受竖直向上的离心力作用
4.(2025·徐州合格性考试模拟)如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一衣物(可看作质点)随圆筒一起转动而未滑动,若圆筒的角速度增大,下列说法正确的是( )
A.衣物所受弹力增大,摩擦力也增大了
B.衣物所受弹力和摩擦力都减小了
C.衣物所受弹力不变,摩擦力也不变
D.衣物所受弹力增大,摩擦力不变
5.(2025·江苏合格性考试调研)如图所示,一小球用细绳悬挂于O点,将其拉离竖直位置一个角度后释放,则小球以O点为圆心在一段圆弧上运动,则提供小球所需向心力的是( )
A.绳的拉力 B.小球的重力
C.重力和绳拉力的合力 D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力
6.(2025·江苏盐城阶段练习)如图所示,质量为m的汽车经过拱形桥最高点时受到桥的支持力等于车重的,重力加速度为g,此时汽车所需的向心力为( )
A.mg B.mg C.mg D.mg
7.(2025·江苏徐州合格考试模拟)一辆运输矿石的小货车(可视为质点),以某一速度v匀速经过一坑洼路面,若坑洼路面可视作半径为R的圆弧形轨道,重力加速度大小为g,当货车经过坑洼路面最低点时,货舱内部中间质量为m的一块小矿石受到其他矿石的作用力大小为( )
A.mg B. C.mg- D.mg+
8.(2025·江苏合格性考试模拟)甲、乙两相同的小球都被细线系着在光滑水平面上做匀速圆周运动,若甲、乙两小球运动的线速度大小之比为3∶1,系甲、乙两小球的细线的拉力大小之比为2∶1,则甲、乙两小球运动的周期之比为( )
A.2∶1 B.3∶1 C.3∶2 D.2∶3
9.(2025·江苏南通阶段检测)如图,取一块较厚的板,置于水平面上。先按图甲所示分割成A、B两部分,并分开适当距离,在两部分间形成曲线轨道,最后按图乙所示将其分割成序号为1、2、3、4、5、6的六块板。现让小球以一定的初速度进入轨道,沿曲线轨道运动。若取走某些板后,小球仍能沿原曲线运动,可取走板的序号为( )
A.1、3、5 B.2、4、6 C.1、4、5 D.2、3、6
10.(2025·江苏合格性考试调研)如图所示为马戏团中上演的飞车节目,在竖直平面内有半径为R的圆轨道,表演者骑摩托车在圆轨道内做圆周运动。两者可看成质点,已知人和摩托车的总质量为m,以v= 的速度通过轨道最高点,则此时轨道对车的作用力FN为( )
A.mg、方向竖直向下 B.mg、方向竖直向上
C.3mg、方向竖直向下 D.3mg、方向竖直向上
11.(2025·徐州合格性考试模拟)如图所示,长度为L=0.50 m 的轻质细杆OA,A端有一质量为m=1 kg的小球,小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,已知小球过最高点时的速率为1 m/s,g取10 m/s2,则此时小球受到杆( )
A.8 N,向下的拉力 B.8 N,向上的支持力
C.12 N,向下的拉力 D.12 N,向上的支持力
12.(2025·兴化合格性考试模拟)某同学利用如图所示的向心力演示器探究小球做匀速圆周运动向心力F的大小与小球质量m、角速度ω和运动半径r之间的关系。如图,此时连接皮带的两轮半径RA=2RB,图中两球与立柱转轴中心的距离rA=rB,球1的质量和球2的质量相等。
(1)本实验采用的科学方法是 。
A.理想实验法 B.放大法
C.等效替代法 D.控制变量法
(2)在图示情景下转动手柄,则F1∶F2= 。
第14讲 行星的运动 万有引力定律
1.(2025·江苏合格性考试模拟)关于天体的运动,下列说法正确的是( )
A.天体的运动毫无规律,无法研究
B.天体的运动是最完美的、和谐的匀速圆周运动
C.太阳从东边升起,从西边落下,所以太阳绕地球运动
D.太阳系中所有行星都围绕太阳运动
2.(2025·南京合格性考试模拟)如图所示,地球绕太阳沿椭圆轨道运动,地球与太阳的连线在三段相同时间内扫过的面积S如图中阴影所示,则( )
A.S甲=S乙=S丙 B.S甲>S乙>S丙
C.S甲S乙=S丙
3.(2025·盐城合格性考试联考)下列叙述中的力,属于万有引力的是( )
A.马拉车的力
B.钢绳吊起重物的力
C.太阳与地球之间的吸引力
D.两个异名磁极之间的吸引力
4.(2025·江苏合格性考试调研)如图所示,某卫星绕地球沿椭圆轨道运动,卫星经过轨道上a、b、c、d四个点时,受到地球的引力最小的位置在( )
A.a点
B.b点
C.c点
D.d点
5.(2025·扬州合格性考试模拟)如图所示,在下列四个节气中,地球绕太阳公转速度最大的是( )
A.春分 B.夏至 C.秋分 D.冬至
6.(2025·江苏合格性考试模拟)某实心匀质球半径为R,质量为M,在实心球外离球面h远处有一质量为m的质点,则它们之间万有引力的大小为( )
A.G B.G C.G D.G
7.(2025·扬州合格性考试模拟)万有引力定律F=G,关于引力常量G,下列说法正确的是( )
A.G是比例系数,没有单位
B.G的单位是N
C.G的单位是N·m/ kg
D.G的单位是N·m2/ kg2
8.(2024·常州合格性考试模拟)质量相等的甲、乙两卫星分别环绕地球做匀速圆周运动,已知甲、乙的轨道半径之比为1∶3,则甲、乙的向心力大小之比为( )
A.1∶3 B.3∶1 C.1∶9 D.9∶1
9.(2025·南通合格性考试模拟)地球质量大约是月球质量的81倍,一个飞行器在地球与月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时,该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为( )
A.1∶3 B.1∶9 C.3∶1 D.9∶1
10.(2025·盐城合格性考试联考)要使两质点间的万有引力减小到原来的,以下不可行的是( )
A.使两物体的质量各减少一半,距离不变
B.使其中一个物体的质量减小到原来的,距离不变
C.使两物体间的距离和质量都减少原来的
D.使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变
11.(2025·江苏合格性考试模拟)我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆。在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描述F随h变化关系的图像是( )
A B C D
12.(2025·江苏合格性考试模拟)宇宙飞船在绕太阳的圆形轨道上运动,如果该轨道半径是地球绕太阳轨道半长轴的4倍,那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是 ( )
A.3年 B.8年 C.27年 D.64年
第15讲 宇宙航行 相对论初步
1.(2025·江苏徐州模拟)第一宇宙速度是( )
A.物体在宇宙中所能达到的最高速度
B.物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的最小发射速度
C.物体脱离地球引力所必须具有的速度
D.物体摆脱太阳引力所必须具有的速度
2.(2025·盐城合格性考试联考)某载人飞船与天和核心舱自主快速对接,若对接后沿圆轨道运动的速度为v,则( )
A.v<7.9 km/s
B.v>16.7 km/s
C.11.2 km/sD.7.9 km/s3.(2025·江苏合格性考试调研)如图所示,在地面上发射一个飞行器,进入近地圆轨道Ⅰ并绕地球运行,其发射速度v应满足( )
A.v<7.9 km/s
B.v≥7.9 km/s
C.v=11.2 km/s
D.v>11.2 km/s
4.(2025·江苏合格性考试模拟)2024年7月19日11时3分,我国成功将高分十一号05星发射升空。高分十一号05星的轨道高度约为700千米。关于卫星发射,下列说法正确的是( )
A.该卫星应该自东向西发射
B.该卫星的发射速度不大于11.2 m/s
C.该卫星的发射速度大于第一宇宙速度
D.该卫星在轨道上做匀速圆周运动的周期大于同步卫星运动的周期
5.(2025·新沂合格性考试模拟)对于宇宙速度的理解,下列说法正确的是( )
A.近地卫星的发射速度一定大于第二宇宙速度
B.火星探测器“天问一号”的发射速度必须大于第三宇宙速度
C.地球同步卫星的运行速度一定小于第一宇宙速度
D.绕地球的空间站运行速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间
6.关于牛顿力学与相对论,下列说法正确的是( )
A.超高音速导弹的飞行速度可达到3 400 m/s,牛顿力学不再适用
B.真空中的光速大小在不同的惯性参考系都是相同的
C.牛顿力学在微观领域物质结构中适用
D.相对于地面静止的物体,在不同参考系中测得该物体的长度都是一样的
7.(2025·江苏合格性考试模拟)下列物体的运动,不能在牛顿力学框架下得到解释的是( )
A.中子星 B.人造卫星
C.飞行的鸟 D.射出的子弹
8.(2023·江苏合格性考试模拟)如图所示的三个人造地球卫星,下列说法正确的是( )
A.卫星可能的轨道为a、b、c
B.卫星可能的轨道为a、b
C.同步卫星可能的轨道为a
D.同步卫星可能的轨道为a、c
9.(2025·徐州合格性考试模拟)金星的半径是地球半径的k倍,质量是地球质量的c倍,则金星的“第一宇宙速度”与地球的“第一宇宙速度”的比值是( )
A. B. C.k D.
10.(2025·常州合格性考试模拟)如图所示,中国空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知空间站的质量为m,绕地球运动的轨道半径为r,地球质量为M,半径为R,引力常量为G,地球可视为质量分布均匀的球体,空间站绕地球做匀速圆周运动的周期为( )
A.2π B.2π
C.2π D.2π
11.(2025·盐城合格性考试联考)关于地球静止轨道卫星,下列说法不正确的是( )
A.运行周期为24 h
B.各国发射的这种卫星的轨道半径都一样
C.一定在赤道上空
D.运行速度大于7.9 km/s
12.(2025·江苏合格性考试模拟)甲、乙两颗人造卫星均绕地球做匀速圆周运动,卫星甲的轨道半径r1大于卫星乙的轨道半径r2,卫星甲的线速度大小为v1,周期为T1;卫星乙的线速度大小为v2,周期为T2,下列关系正确的是( )
A.v1>v2 B.v1=v2
C.T1>T2 D.T1=T2
第16讲 功与功率
1.(2025·徐州合格性考试模拟)下列有关功的说法正确的是( )
A.功有正负,是矢量
B.功有正负,是标量
C.功无正负,是标量
D.功有正负,但正负不表示方向,而表示大小
2.(2025·兴化合格性考试模拟)关于功率,下列说法正确的是( )
A.根据功率P=,做功越多,功率就越大
B.根据功率P=,可以求出任意时刻的功率
C.根据功率P=Fv可知,汽车的牵引力与速度成反比
D.根据功率P=Fv可知,汽车的功率一定时,它的牵引力与速度成反比
3.(2025·江苏徐州模拟)某人用5 N的水平推力将自行车沿力的方向推行5 m,在此过程中,推力所做的功为( )
A.50 J B.25 J C.10 J D.5 J
4.(2025·海门合格性考试模拟)两个力F1、F2成90°作用在同一物体上。已知力F1对物体做功8 J,力F2对物体做功6 J,则力F1和F2对物体做的总功为( )
A.6 J B.8 J C.10 J D.14 J
5.(2025·扬州合格性考试模拟)下列选项中,物体在大小相等的力F作用下向右运动相同的位移。力F做功最少的是( )
A B C D
6.(2025·盐城合格性考试)某同学提着一桶水上五楼用了时间t,对水桶做功W。此过程中该同学对水桶做功的平均功率是( )
A.Wt B.Wt2 C. D.
7.(2025·南京合格性考试模拟)在一段平直路面上,一辆匀速行驶的洒水车给路边的植物浇水。洒水车所受阻力与车重成正比,车在浇水的过程中( )
A.牵引力保持不变
B.牵引力逐渐增大
C.牵引力功率保持不变
D.牵引力功率不断变小
8.(2025·江苏合格性考试模拟)电动机提升质量为200 kg的工件,使工件在竖直方向上以
1 m/s的速度匀速提升了4 m。该过程中,工件克服重力做功的功率为( )
A.200 W B.800 W
C.1 000 W D.2 000 W
9.(2025·江苏徐州模拟)一辆汽车以额定功率行驶,下列说法正确的是( )
A.汽车的速度越大,则牵引力越大
B.汽车的速度越小,则牵引力越大
C.汽车一定做匀加速运动
D.汽车一定做匀速运动
10.(2025·盐城合格性考试)起重机沿竖直方向以大小不同的速度两次匀速吊起质量相等的货物,则两次起重机对货物的拉力和起重机的功率大小关系是( )
A.拉力不等,功率相等
B.拉力不等,功率不等
C.拉力相等,功率相等
D.拉力相等,功率不等
11.(2025·盐城合格性考试)复兴号动车实现了速度350 km/h自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的一重大标志性成果。已知一列质量为m的动车,以恒定功率P在平直轨道上行驶,当其达到最大速度v m时,其阻力Ff可表示为( )
A.Pvm B.
C. D.
12.(2025·江苏合格性考试模拟)如图所示,某同学到超市购物,用大小为20 N、方向与水平面成60°角斜向上的拉力拉购物篮,以1 m/s的速度在水平地面上匀速前进,则( )
A.前进6 s内拉力所做的功为120 J
B.前进6 s内拉力的平均功率为20 W
C.6 s末拉力做功的瞬时功率为10 W
D.前进6 s内重力的平均功率为10 W
第17讲 动能和动能定理
1.(2025·海门合格性考试模拟)若物体的质量增大到原来的两倍,速度减少一半,则它的动能是原来的( )
A. B.1倍 C.2倍 D.4倍
2.(2025·盐城合格性考试模拟)质量相等的甲、乙、丙、丁四个物体均做直线运动,其位移x随时间t变化的图像如图所示。则动能最大的是( )
A.甲 B.乙
C.丙 D.丁
3.(2025·盐城合格性考试)在离地面一定高度处,以相同大小的初速度,向各个方向抛出多个质量相同的小球,不计空气阻力,则这些小球到达地面时,有相同的( )
A.动能 B.速度 C.时间 D.位移
4.(2025·盐城合格性考试)一原来静止的物体,在2 N的水平拉力作用下沿光滑水平面运动的过程中,动能由2 J增加到10 J,则物体通过的位移为( )
A.2 m B.6 m C.4 m D.8 m
5.(2025·海门合格性考试模拟)如图所示,在水平地面上,用5 N的水平力推动质量为1 kg的木箱向右运动3 m,已知动摩擦因数为0.1,重力加速度g取10 m/s2,则此过程中木箱的动能( )
A.增加12 J B.增加15 J
C.减少18 J D.减少3 J
6.(2025·江苏合格性考试模拟)如图所示,一质量为1 kg的物体以3 m/s的速度从A点沿AB圆弧下滑,滑到B点时的速度仍为3 m/s,则物体从A到B的过程中合力做功为( )
A.4.5 J B.0
C.9 J D.无法计算
7.(2025·江苏合格性考试模拟)两辆汽车在同一平直路面上行驶,它们的质量之比m1∶m2=1∶2,速度之比v1∶v2=2∶1。当两车急刹车后,甲车滑行的最大距离为l1,乙车滑行的最大距离为l2,设两车与路面间的动摩擦因数相等,不计空气阻力,则( )
A.l1∶l2=4∶1 B.l1∶l2=1∶2
C.l1∶l2=2∶1 D.l1∶l2=1∶4
8.(2025·江苏合格性考试模拟)将距离沙坑表面上方1 m高处质量为0.2 kg的小球由静止释放,测得小球落入沙坑静止时距离沙坑表面的深度为10 cm。若忽略空气阻力,g取
10 m/s2,则小球克服沙坑的阻力所做的功为( )
A.0.4 J B.2 J C.2.2 J D.4 J
9.(2025·徐州合格性考试模拟)质量为m的物体,在距地面h高处以g的加速度由静止竖直下落到地面,下列说法正确的是( )
A.物体重力势能减少mgh
B.重力对物体做功mgh
C.重力对物体做功mgh
D.物体的动能增加mgh
10.(2025·徐州合格性考试模拟)一个物体由静止沿长为L的光滑斜面下滑,当物体滑到斜面中点时,物体的动能是物体位于底端时动能的( )
A. B.
C. 倍 D.
11.(2025·连云港合格性考试模拟)如图所示,AB是半径为R的四分之一圆弧轨道,BC是长度为R的水平直轨道。一质量为m的物体,由轨道顶端A静止下滑,恰好运动到C处停止。已知物体与两个轨道间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,则摩擦力在AB段对物体做的功为( )
A.-μmgR B.-μπmgR
C.mgR D.(μ-1)mgR
12.(2025·扬州合格性考试模拟)如图所示,质量为m的物体在水平恒力F的推动下,从山坡底部A处由静止运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,AB的水平距离为s。则推力对物体做的功WF= ;阻力对物体做的功Wf= 。
第18讲 重力势能 机械能守恒定律
1.(2025·江苏合格性考试模拟)如图所示,一物体从A点出发,分别沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上抛出,运动后到达同一水平面上的B、C、D三点。关于重力的做功情况,下列说法正确的是( )
A.沿AB面滑下时,重力做功最多
B.沿AC面滑下时,重力做功最多
C.沿AD抛物线运动时,重力做功最多
D.三种情况下,重力做的功相等
2.(2025·盐城合格性考试联考)沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的两个斜面,向上拉同一物体到顶端,下列说法正确的是( )
A.沿两个斜面上升克服重力做的功一样多
B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多
C.沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功少
D.沿坡度小、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功少
3.(2025·徐州合格性考试模拟)如图所示,轻弹簧的一端固定在墙上,用力拉弹簧的另一端使其伸长(始终在弹性限度内)。在弹簧伸长的过程中,弹簧的弹性势能( )
A.一直增加 B.一直减小
C.先增加后减小 D.先减小后增加
4.(2025·江苏合格性考试模拟)下列关于机械能守恒的说法正确的是( )
A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B.合力对物体做的功不为零,其机械能可能守恒
C.合力对物体做功为零,其机械能一定守恒
D.物体只受重力时,其机械能才守恒
5.(2025·江苏合格性考试调研)高空抛物危害极大,重为2 N的苹果从17楼(高50 m)落下,下落过程重力势能减少( )
A.1 000 J B.850 J
C.100 J D.34 J
6.(2025·南京合格性考试模拟)如图所示,一质量为m的游客乘坐摩天轮观光。假设该游客随摩天轮在竖直平面内做半径为R的圆周运动。游客从最低点转过180°的过程中,其重力势能的增加量为(已知当地重力加速度大小为g)( )
A.mgR B.0.75mgR
C.mgR D.2mgR
7.(2025·盐城合格性考试模拟)如图所示,重为G的物体被吊高h,则物体的重力( )
A.做功为零
B.势能减少量为Gh
C.势能增加量为Gh
D.做功与重力势能的变化无关
8.(2025·盐城合格性考试联考)起重机把质量为3×103 kg的物体匀速提高了8 m,则此过程中(g取10 m/s2)( )
A.重力做正功,大小为2.4×105 J B.重力做负功,大小为2.4×105 J
C.动能增加了2.4×105 J D.动能减少了2.4×105 J
9.(2025·扬州合格性考试联考)如图所示为水平桌面上的玩具“不倒翁”,O点是“不倒翁”的重心。“不倒翁”从位置1释放,经过竖直位置2到达位置3,在“不倒翁”从位置1向右摆到位置2的过程中( )
A.它的重力势能在增加 B.它的动能在增加
C.它的机械能在增加 D.它的重力势能保持不变
10.(2025·江苏合格性考试调研)自由下落的物体,其动能与下落高度的关系如图所示,则图中直线的斜率表示该物体的( )
A.质量 B.机械能
C.重力大小 D.重力加速度
11.(2025·徐州合格性考试模拟)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。若以抛出点为参考平面,且不计空气阻力,重力加速度大小为g,则( )
A.物体到海平面时的重力势能为mgh
B.重力对物体做的功为mgh
C.物体在海平面上的机械能为m+mgh
D.物体在海平面上的动能为m
12.(2025·江苏合格性考试模拟)如图,一小球自A点由静止自由下落到B点时与弹簧接触,到C点时弹簧被压缩到最短,若不计弹簧质量和空气阻力,在小球由A→B→C的运动过程中( )
A.小球在B点时动能最大
B.小球的重力势能随时间均匀减少
C.小球的机械能守恒
D.小球和弹簧组成的系统机械能守恒
第19讲 实验:验证机械能守恒定律
1.(2025·镇江合格性考试模拟)做“验证机械能守恒定律”的实验,已有铁架台、铁夹、电源、纸带、打点计时器,还必须选取的器材是图中的( )
A.a和c B.a和d C.b和c D.b和d
2.(2025·南通合格性考试模拟)某同学利用重锤和打点计时器做“验证机械能守恒定律”实验。在释放纸带前的瞬间,重锤和手的位置合理的是( )
A B C D
3.(2025·徐州一中模拟)在做“验证机械能守恒定律”实验时,下列实验操作中正确合理的是( )
A.先放开纸带让重物下落,再接通打点计时器的电源
B.固定好打点计时器,将连着重物的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计
时器
C.先取下固定在重物上打好点的纸带,再切断打点计时器的电源
D.选取重物时,其质量适当大点,可以减小因阻力而产生的误差
4.(2025·江苏合格性考试模拟)用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验,在操作正确的情况下,测得重物重力势能减少量总大于动能增加量,下列原因分析正确的是( )
A.下落过程存在空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力
B.未测量重物的质量
C.选用了质量大、体积小的重物
D.手提纸带上端保持竖直,然后释放纸带
5.(2025·徐州合格性考试模拟)如图所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置,下列说法正确的是( )
A.释放纸带时,重锤应尽量远离打点计时器
B.可以利用公式v=gt计算重物的速度
C.若交流电源的实际频率小于50 Hz,算得的动能偏小
D.由于阻力作用,重锤重力势能的减少量大于动能的增加量
6.(2025·南京合格性考试模拟)图甲为验证机械能守恒定律的实验装置图,图乙为某次实验截取的一段纸带。
(1)在本实验中,下列操作有利于较好地完成本次实验验证的是 。(填字母)
A.尽量选质量大、体积小的重锤
B.重锤质量一定要先测量出来
C.纸带越长越好
D.纸带上选择的第一个计数点对应物体速度一定要为0
(2)图乙所示的纸带,相邻两点时间间隔为0.02 s,则打B点时物体的速度大小为vB= m/s。(结果保留2位小数)
(3)在实验操作规范,数据测量及数据处理均正确的前提下本实验得出的结论是 。
7.如图甲所示,在“验证机械能守恒定律”的实验中,电火花计时器接在“220 V 50 Hz”的交流电源上,自由下落的重物质量为1 kg,打下一条理想的纸带如图乙所示,g取9.8 m/s2,O为下落起始点,A、B、C为纸带上打出的连续点迹,则:
(1)打点计时器打B点时,重物下落的速度vB= m/s;从起始点O到打B点的过程中,重物的重力势能减少量Ep减= J。(结果保留3位有效数字)
(2)计算发现动能增加量Ek增总是小于重力势能减少量Ep减,试分析可能的原因是
。
8.(2025·江苏合格性考试调研)图甲为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题。
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有 。(填正确答案标号)
A.刻度尺 B.秒表
C.0～12 V的直流电源 D.0～12 V的交流电源
(2)小明同学通过实验数据,作出h图像,如图乙所示,由分析可知此图像的斜率表示的物理量是 。
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