高中物理必修2解答題及解析50道

1、1 在原子核物理中，研究核子與核子關聯的最有效途徑是“雙電荷交換反應”。這類反應的前半部分過程和下述力學模型類似，兩個小球A和B用輕質彈簧相連，在光滑的水平直軌道上處于靜止狀態(tài)，在它們左邊有一垂直于軌道的固定擋板P，右邊有一小球C沿軌道以速度v0射向B球，如圖3.01所示，C與B發(fā)生碰撞并立即結成一個整體D，在它們繼續(xù)向左運動的過程中，當彈簧長度變到最短時，長度突然被鎖定，不再改變，然后，A球與擋板P發(fā)生碰撞，碰后A、D都靜止不動，A與P接觸而不粘連，過一段時間，突然解除鎖定（鎖定及解除鎖定均無機械能損失），已知A、B、C三球的質量均為m。（1）求彈簧長度剛被鎖定后A球的速度。（2）求在A球離

2、開擋板P之后的運動過程中，彈簧的最大彈性勢能。2.圖3.02中，輕彈簧的一端固定，另一端與滑塊B相連，B靜止在水平直導軌上，彈簧處在原長狀態(tài)。另一質量與B相同滑塊A，從導軌上的P點以某一初速度向B滑行，當A滑過距離l1時，與B相碰，碰撞時間極短，碰后A、B緊貼在一起運動，但互不粘連。已知最后A恰好返回出發(fā)點P并停止，滑塊A和B與導軌的滑動摩擦因數都為，運動過程中彈簧最大形變量為l2，重力加速度為g，求A從P出發(fā)的初速度v0。圖3.02 3.用輕彈簧相連的質量均為2kg的A、B兩物塊都以的速度在光滑水平地面上運動，彈簧處于原長，質量為4kg的物體C靜止在前方，如圖3.03所示，B與C碰撞后二者粘

3、在一起運動。求在以后的運動中，（1）當彈簧的彈性勢能最大時物體A的速度多大？（2）彈性勢能的最大值是多大？（3）A的速度有可能向左嗎？為什么？ 圖3.034.如圖3甲所示，在一端封閉、長約1 m的玻璃管內注滿清水，水中放一個蠟塊，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊然后將這個玻璃管倒置，在蠟塊沿玻璃管上升的同時，將玻璃管水平向右移動假設從某時刻開始計時，蠟塊在玻璃管內每1 s上升的距離都是10 cm，玻璃管向右勻加速平移，每1 s通過的水平位移依次是2.5 cm、7.5 cm、12.5 cm、17.5 cm.圖乙中，y表示蠟塊豎直方向的位移，x表示蠟塊隨玻璃管通過的水平位移，t0時蠟塊位于坐標原點(1)

4、 請在圖乙中畫出蠟塊4 s內的軌跡(2)求出玻璃管向右平移的加速度(3)求t2 s時蠟塊的速度v. 5. 在一根長為L、質量不計的細桿中點和末端各連一質量為m的小球B和C，如圖6所示，桿可以在豎直平面內繞固定點A轉動，將桿拉到某位置放開，末端C球擺到最低位置時，桿BC段受到的拉力剛好等于C球重力的2倍 圖6(g10 m/s2)求：(1)C球通過最低點時的線速度大??；(2)桿AB段此時受到的拉力大小6.如圖7所示，有一內壁光滑的試管裝有質量為1 g的小球，試管的開口端封閉后安裝在水平軸O上，轉動軸到管底小球的距離為5 cm，讓試管在豎直平面內做勻速轉動問：(1)轉動軸達某一轉速時，試管底部受到小

5、球的 圖7壓力的最大值為最小值的3倍，此時角速度多大？(2)當轉速10 rad/s時，管底對小球的作用力的最大值和最小值各是多少？(g取10 m/s2)7.如圖8所示，一玩滾軸溜冰的小孩(可視為質點)質量為m30 kg，他在左側平臺上滑行一段距離后平拋，恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點進入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道下滑，A、B為圓弧兩端點，其連線水平已知圓弧半徑為R1.0 m，對應圓心角為106，平臺與AB連線的高度差為h0.8 m(取g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6)求：圖8(1)小孩平拋的初速度；(2)小孩運動到圓弧軌道最低點O時對軌道的壓力 8.如圖8所示，一滑塊經水

6、平軌道AB，進入豎直平面內的四分之一圓弧軌道BC，已知滑塊的質量m0.6 kg，在A點的速度vA8 m/s，AB長x5 m，滑塊與水平軌道間的動摩擦因數0.15，圓弧軌道的半徑R2 m， 圖8滑塊離開C點后豎直上升h0.2 m，取g10 m/s2.求：(1)滑塊經過B點時速度的大小；(2)滑塊在圓弧軌道BC段克服摩擦力所做的功9如圖9所示，在豎直平面內，由斜面和圓形軌道分別與水平面相切連接而成的光滑軌道，圓形軌道的半徑為R.質量為m的小物塊從斜面上距水平面高為h2.5R的A點由靜止開始下滑，物塊通過軌道連接處的B、C點時，無機械能損失求： 圖9(1)小物塊通過B點時速度vB的大??；(2)小物塊

7、通過圓形軌道最低點C時軌道對物塊的支持力F的大?。?3)小物塊能否通過圓形軌道的最高點D.10.如圖8所示，用汽車通過定滑輪拉動水平平臺上的貨物，若貨物的質量為m，與平臺間的動摩擦因數為，汽車從靜止開始把貨物從A拉到B的過程中，汽車從O到達C點處時速度為v，若平臺的高度為h，滑輪的大小和摩擦不計，求這一過程中汽車對貨物做的功 圖811風洞實驗室中可產生大小、方向可調節(jié)的風力用長為l的細線拴一小球將其放入風洞實驗室，調節(jié)風力方向為水平向右，如圖9所示當小球靜止在A點時，懸線與豎直方向夾角為.試求：(1)水平風力的大小； 圖(2)若將小球從豎直位置由靜止釋放，當懸線與豎直方向成多大角度時，小球的速

8、度最大？最大速度是多少？ 12、（10分）把一個小球用細線懸掛起來，就成為單擺，擺長為L,最大偏角為，如果阻力可以忽略，小球運動到最低位置時的速度為多大？ 13、（12分）.如圖，AB為斜面，傾角為30，小球從A點以初速度v0水平拋出，恰好落到B點.求：(1)Ab間的距離；(2)物體在空中飛行的時間； 14、（11分）一質量為2千克的鉛球從離地面米高處自由下落，陷入沙坑厘米深處，求沙子對鉛球的平均作用力（取g=10m/s2） 15.一顆人造衛(wèi)星靠近某行星表面做勻速圓周運動，經過時間t，衛(wèi)星運行的路程為s，運動半徑轉過的角度為1rad，引力常量設為G,求:（1）衛(wèi)星運行的周期；（2）該行星的質量

9、. 16. 某同學身高1.8m,在學校運動會上參加跳高比賽,起跳后身體橫著越過了高度1.6m的橫桿.若不計阻力,請根據機械能守恒定律估算出他起跳時豎直向上的速度大小?17.在光滑水平面上有一靜止的物體,現以水平恒力甲推這個物體,作用一段時間后,換成相反方向的水平恒力乙推這一物體,當恒力乙作用時間與恒力甲作用時間相同時,物體恰好回到原處,此時物體的動能為32J,則在整個過程中； (1) 恒力甲做的功為多少? (2) 恒力乙做的功為多少?18. 質量為M的拖拉機拉著耙來耙地，由靜止開始做勻加速直線運動，在時間t內前進的距離為x.耙地時，拖拉機受到的牽引力恒為F，受到地面的阻力為自重的k倍，耙所受阻

10、力恒定，連接桿質量不計且與水平面的夾角保持不變求：(1)拖拉機的加速度大小(2)拖拉機對連接桿的拉力大小(3)時間t內拖拉機對耙做的功19.右圖為修建高層建筑常用的塔式起重機在起重機將質量m5103 kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上做勻加速直線運動，加速度a0.2 m/s2，當起重機輸出功率達到其允許的最大值時，保持該功率直到重物做速度vm1.02 m/s的勻速運動取g10 m/s2，不計額外功求：(1)起重機允許輸出的最大功率；(2)重物做勻加速運動所經歷的時間和起重機在第2秒末的輸出功率20.右端連有光滑弧形槽的水平桌面AB長L1.5 m，如右圖所示將一個質量為m0.5 kg

11、的木塊在F1.5 N的水平拉力作用下，從桌面上的A端由靜止開始向右運動，木塊到達B端時撤去拉力F，木塊與水平桌面間的動摩擦因數0.2，取g10 m/s2.求：(1)木塊沿弧形槽上升的最大高度；(2)木塊沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑動的最大距離21冰壺比賽是在水平冰面上進行的體育項目，比賽場地示意圖如下圖比賽時，運動員從起滑架處推著冰壺出發(fā)，在投擲線AB處放手讓冰壺以一定的速度滑出，使冰壺的停止位置盡量靠近圓心O.為使冰壺滑行得更遠，運動員可以用毛刷擦冰壺運行前方的冰面，使冰壺與冰面間的動摩擦因數減小設冰壺與冰面間的動摩擦因數為10.008，用毛刷擦冰面后動摩擦因數減少至20.004.在某

12、次比賽中，運動員使冰壺C在投擲線中點處以2 m/s的速度沿虛線滑出為使冰壺C能夠沿虛線恰好到達圓心O點，運動員用毛刷擦冰面的長度應為多少？(g取10 m/s2)22在一次國際城市運動會中，要求運動員從高為H的平臺上A點由靜止出發(fā)，沿著動摩擦因數為的滑道向下運動到B點后水平滑出，最后落在水池中設滑道的水平距離為L，B點的高度h可由運動員自由調節(jié)(取g10 m/s2)求：(1)運動員到達B點的速度與高度h的關系；(2)運動員要達到最大水平運動距離，B點的高度h應調為多大？對應的最大水平距離xm為多少？(3)若圖中H4 m，L5 m，動摩擦因數0.2，則水平運動距離要達到7 m，h值應為多少？23.

13、“滔天濁浪排空來，翻江倒海山為摧”的錢塘江大潮，被譽為天下奇觀小莉設想用錢塘江大潮來發(fā)電，在江海交接某處建一大壩，形成一個面積為1.0107 m，漲潮時水深達25 m的蓄水湖，關上水閘落潮后壩內外水位差為2 m若發(fā)電時水重力勢能的12%轉變?yōu)殡娔?，并只有退潮時發(fā)電，每天漲潮兩次，求該電站每天能發(fā)多少電？根據圖中情景，說明圖中的A、B兩臺機器(有一臺是發(fā)電機，另一臺是電動機)，哪臺是發(fā)電機？(已知水的密度1.0 103 kg/m3，g10 m/s2)24.如下圖所示的木板由傾斜部分和水平部分組成，兩部分之間由一段圓弧面相連接在木板的中間有位于豎直面內的光滑圓槽軌道，斜面的傾角為.現有10個質量均

14、為m、半徑均為r的均勻剛性球，在施加于1號球的水平外力F的作用下均靜止，力F與圓槽在同一豎直面內，此時1號球球心距它在水平槽運動時的球心高度差為h.現撤去力F使小球開始運動，直到所有小球均運動到水平槽內重力加速度為g.求：(1)水平外力F的大??；(2)1號球剛運動到水平槽時的速度；(3)整個運動過程中，2號球對1號球所做的功25.在游樂節(jié)目中，選手需借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺上，小明和小陽觀看后對此進行了討論如下圖所示，他們將選手簡化為質量m60 kg的質點，選手抓住繩由靜止開始擺動，此時繩與豎直方向夾角53，繩的懸掛點O距水面的高度為H3 m不考慮空氣阻力和繩的質量，浮臺露出水面的高

15、度不計，水足夠深取重力加速度g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6.(1)求選手擺到最低點時對繩拉力的大小F；(2)若繩長l2 m，選手擺到最高點時松手落入水中設水對選手的平均浮力Ff1800 N，平均阻力Ff2700 N，求選手落入水中的深度d；(3)若選手擺到最低點時松手，小明認為繩越長，在浮臺上的落點距岸邊越遠；小陽卻認為繩越短，落點距岸邊越遠請通過推算說明你的觀點26.如圖4113所示，一個長直輕桿兩端分別圖4113固定一個小球A和B，兩球的質量均為m，兩球半徑忽略不計，桿AB的長度為l，現將桿AB豎直靠放在豎直墻上，輕輕振動小球B，使小球B在水平地面上由靜止向右運動

16、，求當A球沿墻下滑距離為時，A、B兩球的速度vA和vB.(不計一切摩擦)27(16分)小船勻速渡過一條河流，當船頭垂直對岸方向航行時，在出發(fā)后10 min到達對岸下游120 m處；若船頭保持與河岸成角向上游航行，出發(fā)后12.5 min到達正對岸，求：(1)水流的速度；(2)船在靜水中的速度；河的寬度；船頭與河岸間的夾角.28 (17分)風洞實驗室能產生大小和方向均可改變的風力如圖4114所示，在風洞實驗室中有足夠大的光滑水平面，在水平面上建立xOy直角坐標系質量m0.5 kg的小球以初速度v00.40 m/s從O點沿x軸正方向運動，在02.0 s內受到一個沿y軸正方向、大小為F10.20 N的

17、風力作用；小球運動2.0 s后風力方向變?yōu)閥軸負方向、大小變?yōu)镕20.10 N(圖中未畫出)試求：圖4114(1)2.0 s末小球在y軸方向的速度大小和2.0 s內運動的位移大?。?2)風力F2作用多長時間，小球的速度變?yōu)榕c初速度相同；(3)小球回到x軸上時的動能29.利用圖4218(a)實驗可粗略測量人吹氣產生的壓強兩端開口的細玻璃管水平放置，管內塞有潮濕小棉球，實驗者從玻璃管的一端A吹氣，棉球從另一端B飛出，測得玻璃管內部截面積S，距地面高度h，棉球質量m，開始時的靜止位置與管口B的距離x，落地點C與管口B的水平距離l.然后多次改變x，測出對應的l ，畫出l2x關系圖線，如圖4218(b)

18、所示，并由此得出相應的斜率k.圖4218(1)若不計棉球在空中運動時的空氣阻力，根據以上測得的物理量可得，棉球從B端飛出的速度v0_.(2)假設實驗者吹氣能保持玻璃管內氣體壓強始終為恒定值，不計棉球與管壁的摩擦，重力加速度g，大氣壓強p0均為已知，利用圖(b)中傾斜直線的斜率k可得，管內氣體壓強p_.(3)考慮到實驗時棉球與管壁間有摩擦，則(2)中得到的p與實際壓強相比_(填“偏大”或“偏小”)圖421930(16分)體育競賽中有一項運動為擲鏢，如圖4219所示，墻壁上落有兩只飛鏢，它們是從同一位置水平射出的，飛鏢A與豎直墻壁成153角，飛鏢B與豎直墻壁成237角，兩者相距為d.假設飛鏢的運動

19、為平拋運動，求射出點離墻壁的水平距離(sin 370.6，cos 370.8)31(17分)如圖4220所示，一光滑斜面與豎直方向成角，一小球有兩種方式釋放；第一種方式在A點以速度v0平拋落至B點；第二種方式是在A點松手后沿斜面自由下滑，求：圖4220(1)AB的長度多大？(2)兩種方式到B點，平拋的運動時間為t1，下滑的時間為t2，t1/t2等于多少？(3)兩種方式到達B點時的水平分速度之比v1x/v2x和豎直分速度v1y/v2y各是多少？32(14分)如圖4318所示，與水平面成37的光滑斜面與一光滑圓軌道相切于A點，斜面AB的長度s2.3 m讓物體(可視為質點)從B點靜止釋放，恰能沿軌道

20、運動到圓軌道的最高點C，空氣阻力忽略不計(取sin 370.6，cos 370.8)圖4318(1)求圓軌道的半徑R；(2)設物體從C點落回斜面AB上的P點，試通過計算判斷P位置比圓心O高還是低33(2010太原模擬)(16分)如圖4319所示，輕線一端系一質量為m的小球，另一端穿過光滑小孔套在正下方的圖釘A上，此時小球在光滑的水平平臺上做半徑為a、角速度為的勻速圓周運動現拔掉圖釘A讓小球飛出，此后輕線又被A正上方距A高為h的圖釘B套住，穩(wěn)定后，小球又在平臺上做勻速圓周運動求：圖4319(1)圖釘A拔掉前，輕線對小球的拉力大小(2)從拔掉圖釘A到被圖釘B套住前小球做什么運動？所用的時間為多少？

21、(3)小球最后做圓周運動的角速度34(17分)如圖4320甲所示，彎曲部分AB和CD是兩個半徑相等的圓弧，中間的BC段是豎直的薄壁細圓管(細圓管內徑略大于小球的直徑)，分別與上下圓弧軌道相切連接，BC段的長度L可作伸縮調節(jié)下圓弧軌道與地面相切，其中D、A分別是上下圓弧軌道的最高點與最低點，整個軌道固定在豎直平面內一小球多次以某一速度從A點水平進入軌道而從D點水平飛出今在A、D兩點各放一個壓力傳感器，測試小球對軌道A、D兩點的壓力，計算出壓力差F.改變BC的長度L，重復上述實驗，最后繪得的FL圖象如圖4320乙所示(不計一切摩擦阻力，g取10 m/s2)圖4320(1)某一次調節(jié)后，D點的離地高

22、度為0.8 m，小球從D點飛出，落地點與D點的水平距離為2.4 m，求小球經過D點時的速度大??；(2)求小球的質量和彎曲圓弧軌道的半徑35(2011揚州檢測)(14分)在月球上以初速度v0自高h處水平拋出的小球，射程可達x，已知月球半徑為R，如果在月球上發(fā)射一顆月球的衛(wèi)星，求它在月球表面附近環(huán)繞月球運動的周期是多少？36(2009北京高考)(16分)已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉的影響(1)推導第一宇宙速度v1的表達式；(2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運行周期T.37(2010寧德模擬)(17分)一飛船在某星球表面附近，受星球引力作

23、用而繞其做勻速圓周運動的速率為v1，飛船在離該星球表面高度為h處，受星球引力作用而繞其做勻速圓周運動的速率為v2，已知萬有引力常量為G.試求：(1)該星球的質量；(2)若設該星球的質量為M，一個質量為m的物體在離該星球球心r遠處具有的引力勢能為Ep，則一顆質量為m1的衛(wèi)星由r1軌道變?yōu)閞2(r1r2)軌道，對衛(wèi)星至少做多少功？(衛(wèi)星在r1、r2軌道上均做勻速圓周運動，結果請用M、m1、r1、r2、G表示)38(14分)右端連有光滑弧形槽的水平桌面AB長L1.5 m，如圖5212所示將一個質量為m0.5 kg的木塊在F1.5 N的水平拉力作用下，從桌面上的A端由靜止開始向右運動，木塊到達B端時撤

24、去拉力F，木塊與水平桌面間的動摩擦因數0.2，取g10 m/s2.求：(1)木塊沿弧形槽上升的最大高度；(2)木塊沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑動的最大距離39(2011無錫模擬)(16分)總質量為80 kg的跳傘運動員從離地500 m高處的懸停直升機上豎直跳下，經過2 s后拉開繩索開啟降落傘，如圖5213所示是跳傘過程中的vt圖象，試根據圖象求：(g取10 m/s2)圖5213(1)t1 s時運動員的加速度和所受阻力的大小；(2)估算前14 s內運動員下落的高度及克服阻力做的功40(2010浦東模擬)(17分)如圖5214所示，小物體放在高度為h1.25 m、長度為s1.5 m的粗糙水平

25、固定桌面的左端A點，以初速度vA4 m/s向右滑行，離開桌子邊緣B后，落在水平地面C點，C點與B點的水平距離x1 m，不計空氣阻力試求：(g取10 m/s2)圖5214(1)小物體離開桌子邊緣B后經過多長時間落地？(2)小物體與桌面之間的動摩擦因數多大？(3)為使小物體離開桌子邊緣B后水平射程加倍，即x2x，某同學認為應使小物體的初速度vA加倍，即vA2vA，你同意他的觀點嗎？試通過計算驗證你的結論41. (14分)2010年第十七屆國際泳聯跳水世界杯中，中國選手吳敏霞、何姿獲得女雙3米跳板冠軍，其跳水的過程可簡化如下：運動員將跳板向下壓到最低點C，跳板反彈將運動員上拋到最高點A，然后做自由落

26、體運動，豎直落入水中如果將運動員視為質點，且已知運動員的質量為m，重力加速度為g，AB間、BC間和B與水面間的豎直距離分別為h1、h2、h3，如圖5416所示試求：圖5416(1)運動員從A點下落到水面的時間和入水時的速度大?。?2)跳板反彈過程中對運動員所做的功圖541742 (16分)工廠流水線上采用彈射裝置把物品轉運，現簡化其模型分析：如圖5417所示，質量為m的滑塊，放在光滑的水平平臺上，平臺右端B與水平傳送帶相接，傳送帶的運行速度為v0，長為L；現將滑塊向左壓縮固定在平臺上的輕彈簧，到達某處時由靜止釋放，若滑塊離開彈簧時的速度小于傳送帶的速度，當滑塊滑到傳送帶右端C時，恰好與傳送帶速

27、度相同，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數為.求：(1)釋放滑塊時，彈簧具有的彈性勢能；(2)滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產生的熱量43(2010濟南模擬)(17分)如圖5418所示，一質量為m的滑塊從高為h的光滑圓弧形槽的頂端A處無初速度地滑下，槽的底端B與水平傳送帶相接，傳送帶的運行速度恒為v0，兩輪軸心間距為l，滑塊滑到傳送帶上后做勻加速運動，滑到傳送帶右端C時，恰好加速到與傳送帶的速度相同，求：圖5418(1)滑塊到達底端B時的速度大小vB；(2)滑塊與傳送帶間的動摩擦因數；(3)此過程中，由于克服摩擦力做功而產生的熱量Q.44.(14分)如圖5318所示，有一根輕桿AB，可繞O點在豎直平面

28、內自由轉動，在AB端各固定一質量為m的小球，OA和OB的長度分別為2a和a，開始時，AB靜止在水平位置，釋放后，AB桿轉到豎直位置，A、B兩端小球的速度各是多少？圖531945(16分)半徑R0.50 m的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內，輕質彈簧的一端固定在環(huán)的最高點A處，另一端系一個質量m0.20 kg的小球，小球套在圓環(huán)上，已知彈簧的原長為L00.50 m，勁度系數k4.8 N/m.將小球從如圖5319所示的位置由靜止開始釋放，小球將沿圓環(huán)滑動并通過最低點C，在C點時彈簧的彈性勢能EpC0.6 J(g取10 m/s2)，求：(1)小球經過C點時的速度vC的大小(2)小球經過C點時對環(huán)的作用力的大小和方向圖532046(17分)如圖5320所示，水平傳送帶AB的右端與豎直面內的用光滑鋼管彎成的“9”形固定軌道相接，鋼管內徑很小傳送帶的運行速度為v06 m/s，將質量m1.0 kg的可看作質點的滑塊無初速地放到傳送帶A端，已知傳送帶高度為h12.0 m，長度為L12.0 m，“9”字全高H0.8 m，“9”字上半部分圓弧半徑為R0.2 m，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數為0.3，重力加速度g10 m/s