(满分:100分,时间:60分钟)
第一部分:核心概念梳理(每空2分,共40分)
- 曲线运动中,质点的速度方向沿该点的__方向,物体做曲线运动的条件是:物体所受合力的方向与它的速度方向__。
- 平抛运动可以分解为水平方向的__运动和竖直方向的__运动。
- 匀速圆周运动的线速度大小__,方向时刻改变,向心加速度只改变速度的__,不改变速度的__。
- 开普勒行星运动定律中,第一定律(轨道定律)指出:所有行星绕太阳运动的轨道都是__,太阳处在__上。
- 万有引力定律公式F=__,其中G称为__。
- 第一宇宙速度的大小约为__km/s,它是物体在地面附近绕地球做__运动的速度。
- 功的计算公式W=__(恒力,力与位移方向成θ角),当力与位移方向垂直时,力对物体做功为__。
- 功率是描述做功快慢的物理量,计算公式P=__(平均功率),或P=__(瞬时功率,力与速度方向成α角)。
- 动能定理的表达式:__,它揭示了__对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系。
- 机械能守恒定律的条件是:只有__或__做功,表达式为:__(或动能和势能之和不变)。
第二部分:定律与公式辨析(每题5分,共20分)
简述平抛运动的两个分运动特点及合运动的性质。
写出向心加速度的两个表达式(分别用线速度和角速度表示),并说明其物理意义。
比较“重力做功”与“克服重力做功”在能量转化上的区别。
列举机械能守恒的两种常见表达式,并说明其适用情况。
第三部分:综合应用题(每题10分,共40分)
(平抛与圆周结合)如图所示,一小球从半径为R的半圆形轨道顶端A点以水平初速度v0抛出,若小球恰好从轨道最低点B无碰撞地滑入轨道(即速度方向沿B点切线方向),求: (1)小球在空中的飞行时间t。 (2)初速度v0的大小。
(万有引力与航天)已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,忽略地球自转影响,求: (1)地球的质量M。 (2)在地球表面上方高度为h处,绕地球做匀速圆周运动的卫星的线速度v。
(动能定理应用)质量为m=2kg的物体,在水平恒力F=10N的作用下,从静止开始沿水平面运动,已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,取g=10m/s²,求物体运动位移x=5m时: (1)合力对物体做的功。 (2)物体的瞬时速度大小。
(机械能守恒判断与计算)如图所示,一轻质弹簧左端固定,右端连接一质量为m的小物块,静止于光滑水平面上的O点,现将小物块向右拉至A点(弹簧在弹性限度内)后由静止释放,请分析小物块从A点运动到最左端B点的过程中: (1)小物块的机械能是否守恒?为什么? (2)弹簧的弹性势能、小物块的动能如何变化? (3)若已知弹簧的劲度系数为k,A、O间距为x,求小物块经过O点时的速度大小。
2025年高中物理必修二核心知识点整理与自测卷(参考答案)
第一部分:核心概念梳理
- 切线;不在同一直线上(或成一定角度)
- 匀速直线;自由落体
- 不变(或恒定);方向;大小
- 椭圆;椭圆的一个焦点
- ( G\frac{m_1 m_2}{r^2} );引力常量
- 9;匀速圆周
- ( Fl\cosθ );0
- ( \frac{W}{t} );( Fv\cosα )
- ( W_{合} = \frac{1}{2}mv_t^2 - \frac{1}{2}mv0^2 ) 或 ( W{总} = ΔE_k );合力(或所有外力)
- 重力;弹力(弹簧弹力);( E{k1} + E{p1} = E{k2} + E{p2} )
第二部分:定律与公式辨析11.答:水平方向:速度为v0的匀速直线运动;竖直方向:初速度为零、加速度为g的自由落体运动,合运动是匀变速曲线运动,加速度恒为g,方向竖直向下。 12.答:( a_n = \frac{v^2}{r} );( an = ω^2 r ),物理意义:描述物体做圆周运动时,速度方向变化的快慢。 13.答:重力做功是重力势能转化为动能或其他形式能的过程(如物体下落),克服重力做功是其他形式能(如动能)转化为重力势能的过程(如物体上升)。 14.答:① ( E{k1} + E{p1} = E{k2} + E_{p2} ) (任意两状态机械能相等)。② ( ΔE_k = -ΔE_p ) (动能的增加量等于势能的减少量),适用于只有系统内部重力或弹力做功,无其他力做功或其它力做功代数和为零的情况。
第三部分:综合应用题15.解: (1)小球从A到B,竖直方向做自由落体运动:( 2R = \frac{1}{2}gt^2 ),解得 ( t = 2\sqrt{\frac{R}{g}} )。 (2)在B点速度方向水平,故竖直分速度 ( v_y = gt = 2\sqrt{gR} ),又因为B点速度方向沿切线(水平),说明小球在B点时,竖直分速度已“消失”(转化为对轨道的压力等,题意“无碰撞”理解为速度方向水平),由平抛规律,水平位移 ( x = v_0 t = R )(?)。关键分析:A到B的水平位移不等于R,应大于R,需根据几何关系:设水平位移为x,有 ( x^2 + (2R)^2 = (AB)^2 ),且AB为弦长,更精确地,由“恰好从B点无碰撞滑入”可知,B点速度方向水平,则 ( \tanθ = \frac{v_y}{v_0} = \frac{gt}{v_0} ),且由几何关系 ( \tanθ = \frac{2R}{x} ),( x = v_0 t ),( 2R = \frac{1}{2}gt^2 ),联立解得:( v_0 = \sqrt{\frac{gR}{2}} ), ( x = R )(巧合)。最终答案:( t = 2\sqrt{\frac{R}{g}} ), ( v_0 = \sqrt{\frac{gR}{2}} )。
解: (1)在地球表面:( mg = G\frac{Mm}{R^2} ),解得 ( M = \frac{gR^2}{G} )。 (2)对高空卫星:( G\frac{Mm}{(R+h)^2} = m\frac{v^2}{R+h} ),代入M得:( v = \sqrt{\frac{GM}{R+h}} = \sqrt{\frac{gR^2}{R+h}} )。
解: (1)摩擦力 ( f = μmg = 0.1×2×10 = 2N ),合力 ( F_合 = F - f = 10 - 2 = 8N ),合力做功 ( W_合 = F_合·x = 8×5 = 40J )。 (2)由动能定理:( W_合 = \frac{1}{2}mv^2 - 0 ),代入得 ( 40 = \frac{1}{2}×2×v^2 ),解得 ( v = \sqrt{40} = 2\sqrt{10} \, m/s )。
解: (1)小物块的机械能不守恒,因为除了重力,弹簧弹力(属于系统内弹力)也对它做功,但弹簧弹力不属于小物块自身的力,若以“小物块+弹簧”为系统,则机械能守恒。 (2)从A到O:弹簧弹性势能减小,小物块动能增大,从O到B:弹簧弹性势能增大,小物块动能减小。 (3)对“小物块+弹簧”系统,从A到O,机械能守恒:初始弹性势能 ( \frac{1}{2}kx^2 ),末状态小物块动能 ( \frac{1}{2}mv^2 ),弹簧无形变,弹性势能为0,故 ( \frac{1}{2}kx^2 = \frac{1}{2}mv^2 ),解得 ( v = x\sqrt{\frac{k}{m}} )。
