人教版（2019）高中物理必修第二冊 模塊復習檢測

這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二冊全冊綜合課后作業(yè)題，共11頁。
[核心知識回顧]


一、曲線運動


1．物體做曲線運動的條件


(1)運動學角度：物體的加速度方向跟速度方向不在同一條直線上．


(2)動力學角度：物體所受合外力的方向跟速度方向不在同一條直線上．


2．運動的合成與分解的運算法則：運動的合成與分解是指描述運動的各物理量即位移、速度、加速度的合成與分解，由于它們均是矢量，故合成與分解都遵守平行四邊形定則．


3．合運動的性質的判斷


(1)根據(jù)合加速度是否恒定判定合運動的性質：若合加速度不變，則為勻變速運動；若合加速度(大小或方向)變化，則為非勻變速運動．


(2)根據(jù)合加速度的方向與合初速度的方向關系判定合運動的軌跡：若合加速度的方向與合初速度的方向在同一直線上，則為直線運動，否則為曲線運動．


二、平拋運動的規(guī)律


1．速度關系





2．位移關系





3．軌跡方程：y＝eq \f(g,2v\\al(2,0))x2.


三、勻速圓周運動


1．性質：加速度大小不變，方向總是指向圓心的變加速曲線運動．


2．向心力公式：F＝meq \f(v2,r)＝mrω2＝meq \f(4π2r,T2)＝mωv＝m·4π2f2r.


3．向心加速度公式：a＝eq \f(v2,r)＝rω2＝vω.


四、萬有引力定律


1．表達式：F＝Geq \f(m1m2,r2)，其中G為引力常量，G＝6.67×10－11N·m2/kg2，由卡文迪什通過實驗測定．


2．適用條件


(1)兩個質點之間的相互作用．


(2)對質量分布均勻的球體，r為兩球心的距離．


五、萬有引力定律的應用


1．第一宇宙速度的計算方法


(1)由Geq \f(Mm,R2)＝meq \f(v2,R)得v＝eq \r(\f(GM,R)).


(2)由mg＝meq \f(v2,R)得v＝eq \r(gR).


2．衛(wèi)星的運行規(guī)律及黃金代換


(1)萬有引力提供向心力





(2)天體對其表面的物體的萬有引力近似等于重力，即eq \f(GMm,R2)＝mg或gR2＝GM(R、g分別是天體的半徑、表面重力加速度)，公式gR2＝GM應用廣泛，稱“黃金代換”．


六、功與功率


1．功的公式：W＝Flcs α.


(1)α是力與位移方向之間的夾角，l為物體對地的位移．


(2)該公式只適用于恒力做功．


2．功率的公式


(1)P＝eq \f(W,t)，P為時間t內的平均功率．


(2)P＝Fvcs α，若v為平均速度，則P為平均功率；若v為瞬時速度，則P為瞬時功率．


七、動能定理


1．表達式


(1)W＝ΔEk.


(2)W＝Ek2－Ek1.


(3)W＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,2)－eq \f(1,2)mveq \\al(2,1).


2．適用條件


(1)動能定理既適用于直線運動，也適用于曲線運動．


(2)動能定理既適用于恒力做功，也適用于變力做功．


(3)力可以是各種性質的力，既可以同時作用，也可以不同時作用．


八、機械能守恒定律


常用的三種表達式


1．守恒式：E1＝E2或Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2.(E1、E2分別表示系統(tǒng)初末狀態(tài)時的總機械能)


2．轉化式：ΔEk＝－ΔEp或ΔEk增＝ΔEp減．(表示系統(tǒng)勢能的減少量等于動能的增加量)


3．轉移式：ΔEA＝－ΔEB或ΔEA增＝ΔEB減．(表示系統(tǒng)只有A、B兩物體時，A增加的機械能等于B減少的機械能)


九、功能關系


1．幾種常見力的功與能量轉化的關系


(1)重力做功：重力勢能和其他能相互轉化．


(2)彈簧彈力做功：彈性勢能和其他能相互轉化．


(3)滑動摩擦力做功：機械能轉化為內能．


2．能量守恒定律的表達式


(1)E初＝E末，初狀態(tài)各種能量的總和等于末狀態(tài)各種能量的總和．


(2)ΔE增＝ΔE減，增加的那些能量的增加量等于減少的那些能量的減少量．


[易錯易混辨析]


(1)合運動不一定是物體的實際運動．(×)


(2)合運動的速度一定大于分運動的速度．(×)


(3)斜拋運動和平拋運動的加速度相同．(√)


(4)平拋運動的初速度與重力垂直．(√)


(5)平拋運動中，初速度越大，落地時間越長．(×)


(6)如果下落時間較長，平拋運動的物體的速度方向變?yōu)樨Q直方向．(×)


(7)從同一高度水平拋出的物體，不計空氣阻力，初速度大的落地速度大．(√)


(8)隨水平圓盤一起勻速轉動的物體受重力、支持力和向心力作用．(×)


(9)做圓周運動的物體所受到的合外力不一定等于向心力．(√)


(10)做圓周運動的物體所受合外力突然消失，物體將沿圓周的半徑方向飛出．(×)


(11)汽車駛過凸形橋最高點，速度很大時，對橋的壓力可能等于零．(√)


(12)航天器中處于完全失重狀態(tài)的物體不受重力作用．(×)


(13)第一宇宙速度與地球的質量有關．(√)


(14)地球同步衛(wèi)星的運行速度大于第一宇宙速度．(×)


(15)地球同步衛(wèi)星可以定點于北京正上方．(×)


(16)若物體的發(fā)射速度大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，則物體可以繞太陽運行．(√)


(17)作用力做正功時，反作用力一定做負功．(×)


(18)根據(jù)P＝Fv可知，發(fā)動機功率—定時，交通工具的牽引力與運動速度成反比．(√)


(19)汽車上坡的時候，司機必須換擋，其目的是減小速度，得到較小的牽引力．(×)


(20)如果物體所受的合外力為零，那么，合外力對物體做的功一定為零．(√)


(21)物體在合外力作用下做變速運動，動能一定變化．(×)


(22)物體的動能不變，所受的合外力必定為零．(×)


(23)物體在速度增大時，其機械能可能在減小．(√)


(24)物體所受合外力為零時，機械能一定守恒．(×)


(25)物體受到摩擦力作用時，機械能一定要變化．(×)


(26)物體只發(fā)生動能和勢能的相互轉化時，物體的機械能一定守恒．(√)


(27)力對物體做功，物體的總能量一定增加．(×)


(28)能量在轉化或轉移的過程中，其總量會不斷減少．(×)


(29)滑動摩擦力做功時，一定會引起能量的轉化．(√)


(30)做功越多，能量的轉化也越多．(√)


[高考真題感悟]


1．(2019·全國卷Ⅱ)2019年1月，我國嫦娥四號探測器成功在月球背面軟著陸．在探測器“奔向”月球的過程中，用h表示探測器與地球表面的距離，F(xiàn)表示它所受的地球引力，能夠描述F隨h變化關系的圖象是( )





A B C D


D [在嫦娥四號探測器“奔向”月球的過程中，根據(jù)萬有引力定律，可知隨著h的增大，探測器所受的地球引力逐漸減小但并不是均勻減小的，故能夠描述F隨h變化關系的圖象是D.]


2．(2019·全國卷Ⅲ)金星、地球和火星繞太陽的公轉均可視為勻速圓周運動，它們的向心加速度大小分別為a金、a地、a火，它們沿軌道運行的速率分別為v金、v地、v火．已知它們的軌道半徑R金＜R地＜R火，由此可以判定( )


A．a(chǎn)金＞a地＞a火 B．a(chǎn)火＞a地＞a金


C．v地＞v火＞v金 D．v火＞v地＞v金


A [金星、地球和火星繞太陽公轉時萬有引力提供向心力，則有Geq \f(Mm,R2)＝ma，解得a＝Geq \f(M,R2)，結合題中R金＜R地＜R火，可得a金＞a地＞a火，選項A正確，B錯誤；同理，有Geq \f(Mm,R2)＝meq \f(v2,R)，解得v＝eq \r(\f(GM,R))，再結合題中R金＜R地＜R火，可得v金＞v地＞v火，選項C、D均錯誤．]


3．(2019·全國卷Ⅱ)(多選)從地面豎直向上拋出一物體，其機械能E總等于動能Ek與重力勢能Ep之和．取地面為重力勢能零點，該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的變化如圖所示．重力加速度取10 m/s2.由圖中數(shù)據(jù)可得( )





A．物體的質量為2 kg


B．h＝0時，物體的速率為20 m/s


C．h＝2 m時，物體的動能Ek＝40 J


D．從地面至h＝4 m，物體的動能減少100 J


AD [根據(jù)題給圖像可知h＝4 m時物體的重力勢能mgh＝80 J，解得物體質量m＝2 kg，拋出時物體的動能為Ek＝100 J，由動能公式Ek＝eq \f(1,2)mv2，可知h＝0時物體的速率為v＝10 m/s，選項A正確，B錯誤；由功能關系可知fh＝|ΔE|＝20 J，解得物體上升過程中所受空氣阻力f＝5 N，從物體開始拋出至上升到h＝2 m的過程中，由動能定理有－mgh－fh＝Ek－100 J，解得Ek＝50 J，選項C錯誤；由題給圖像可知，物體上升到h＝4 m時，機械能為80 J，重力勢能為80 J，動能為零，即物體從地面上升到h＝4 m，物體動能減少100 J，選項D正確．]


4．(2019·全國卷Ⅲ)從地面豎直向上拋出一物體，物體在運動過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運動方向相反的外力作用．距地面高度h在3 m以內時，物體上升、下落過程中動能Ek隨h的變化如圖所示．重力加速度取10 m/s2.該物體的質量為( )





A．2 kg B．1.5 kg


C．1 kg D．0.5 kg


C [設物體的質量為m，則物體在上升過程中，受到豎直向下的重力mg和豎直向下的恒定外力F，由動能定理結合題圖可得－(mg＋F)×3 m＝(36－72)J；物體在下落過程中，受到豎直向下的重力mg和豎直向上的恒定外力F，再由動能定理結合題圖可得(mg－F)×3 m＝(48－24)J，聯(lián)立解得m＝1 kg、F＝2 N，選項C正確，A、B、D均錯誤．]


5．(2019·全國卷Ⅰ)(多選)在星球M上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上，把物體P輕放在彈簧上端，P由靜止向下運動，物體的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關系如圖中實線所示．在另一星球N上用完全相同的彈簧，改用物體Q完成同樣的過程，其a-x關系如圖中虛線所示．假設兩星球均為質量均勻分布的球體．已知星球M的半徑是星球N的3倍，則( )





A．M與N的密度相等


B．Q的質量是P的3倍


C．Q下落過程中的最大動能是P的4倍


D．Q下落過程中彈簧的最大壓縮量是P的4倍


AC [設P、Q的質量分別為mP、mQ；M、N的質量分別為M1、M2，半徑分別為R1、R2，密度分別為ρ1、ρ2；M、N表面的重力加速度分別為g1、g2.在星球M上，彈簧壓縮量為0時有mPg1＝3mPa0，所以g1＝3a0＝Geq \f(M1,R\\al(2,1))，密度ρ1＝eq \f(M1,\f(4,3)πR\\al(3,1))＝eq \f(9a0,4πGR1)；在星球N上，彈簧壓縮量為0時有mQg2＝mQa0，所以g2＝a0＝Geq \f(M2,R\\al(2,2))，密度ρ2＝eq \f(M2,\f(4,3)πR\\al(3,2))＝eq \f(3a0,4πGR2)；因為R1＝3R2，所以有ρ1＝ρ2，選項A正確．當物體的加速度為0時有mPg1＝3mPa0＝kx0，mQg2＝mQa0＝2kx0，解得mQ＝6mP，選項B錯誤．根據(jù)a-x圖線與坐標軸圍成圖形的面積和質量的乘積表示合外力做的功可知，EkmP＝eq \f(3,2)mPa0x0，EkmQ＝mQa0x0，所以EkmQ＝4EkmP，選項C正確．根據(jù)運動的對稱性可知，Q下落時彈簧的最大壓縮量為4x0，P下落時彈簧的最大壓縮量為2x0，選項D錯誤．]


6．(2016·全國卷Ⅰ)利用三顆位置適當?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊．目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍．假設地球的自轉周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實現(xiàn)上述目的，則地球自轉周期的最小值約為( )


A．1 h B．4 h


C．8 h D．16 h


B [萬有引力提供向心力，對同步衛(wèi)星有：


eq \f(GMm,r2)＝mreq \f(4π2,T2)，整理得GM＝eq \f(4π2r3,T2)


當r＝6.6R地時，T＝24 h


若地球的自轉周期變小，軌道半徑最小為2R地


三顆同步衛(wèi)星A、B、C如圖所示分布





則有eq \f(4π2?6.6R地?3,T2)＝eq \f(4π2?2R地?3,T′2)


解得T′≈eq \f(T,6)＝4 h，選項B正確．]


7．(2016·全國卷Ⅲ)(多選)如圖所示，小球套在光滑的豎直桿上，輕彈簧一端固定于O點，另一端與小球相連．現(xiàn)將小球從M點由靜止釋放，它在下降的過程中經(jīng)過了N點．已知在M、N兩點處，彈簧對小球的彈力大小相等，且∠ONM