高中物理必修2期中考试综合计算题含答案

1、1（10分）如图所示，让质量为m=0.1kg的摆球从图中A位置（OA与竖直方向成60）由静止开始下摆，正好摆到最低点B位置时线刚好被拉断，之后落到D点，已知C、D两点间的水平距离为3.2m，设摆线长L=1.6 m，B点离地高H=3.2 m，不计断绳时机械能损失，不计空气阻力，g=10 ms2，求：(1) 小球运动到B点时速度大小？(2) 摆线的最大拉力为多大？ 2某人在距地面0.8m高处，将质量为2kg的小球以一定的水平速度抛出，小球落地时速度方向与水平方向的夹角为53求：（取 g=10m/s2，sin53=0.8）（1）若不计阻力，人抛球时对球做的功；（2）以相同的初速度抛球，若小球落地时速

2、度的大小是4m/s，则小球在空中克服阻力做了多少功？3（18分）如图所示，AB、CD均为半径为R的1/4光滑圆弧轨道，BC、DF水平。质量为m可视为质点的物体从A由点静止释放，沿AB下滑，已知BC长L=2R，与两个圆弧相切，物体和BC之间的动摩擦因数为=0.25试求：（1）物体滑到AB圆弧最低点B时轨道对它的支持力N（2）物体到达C点时的速度大小（3）物体第一次落在DF段上的E点，求DE的距离s4如图117所示，小球从倾角为370的斜面底端的正上方以15 m/s的速度水平抛出，飞行一段时间后，恰好垂直撞在斜面上，取g = 10 m/s2。求：（1）小球在空中飞行的时间为多少？（2）抛出点距斜面

3、底端的高度为多少？5如图所示，一质量为m的小球正以角速度在内壁光滑的半球形碗内做水平面的匀速圆周运动，碗的半径为R，则小球做匀速圆周运动时离碗底的距离H是多少？6（20分） 一列质量M=280T、额定功率P=3000Kw的列车，爬上倾角为的足够长的斜坡，列车与铁轨间的动摩擦因数0.01。该列车以额定功率运行，当列车速度达到9m/s时，最后一节质量m=30T的车厢突然脱钩。但列车仍以额定功率运行，最后在斜坡上匀速运动。（）0t/sv/ms-15010010203040-10-20-30-40-5050（1）列车在斜坡上匀速运动时的速度是多少？（2）最后一节车厢脱钩后50s末距离脱钩处多远？（3）

4、为测试该列车的性能，将列车在一水平铁轨上运动，它的速度与时间的图象如图所示，整个过程中列车发动机所作功为零，则列车与水平铁轨间的动摩擦因数为多少？7一竖直固定光滑的半圆形轨道ACB，圆心为O，半径为R。在最高点A把小球以平抛，小球碰到轨道后不反弹（沿轨道径向速度减为0），忽略一切阻力，求：小球打到轨道上D点（图中未画出）时下落的高度；小球到达最低点B时速度和对轨道的压力。8如图所示，水平传送带右端与竖直放置的光滑半圆形轨道在B点相切，半圆形轨道半径为R=0.4m。物块在与传送带等高的左侧平台上以4m/s的速度从A点滑上传送带。物块质量m=0.2kg，物块与传送带的动摩擦因数=0.4，g取10m

5、/s2。（1）若长度为2m的传送带以2m/s的速度绕顺时针匀速转动，求物块从A点到B点的时间；（2）若传送带以5m/s的速度绕顺时针匀速度转动，且传送带足够长，求物块到达最高点C对轨道的压力。（3）若传送带以5m/s的速度绕顺时针匀速度转动，为使物块能到达轨道的最高点C，求物块在传送带上运动时间最短时的传送带长度。9质量为10t的汽车，额定功率为66KW，如果在行驶中，汽车受到的阻力是车重的0.05倍，求：(1)汽车能够达到的最大速度是多少？(2)如果汽车以额定功率行驶，那么当汽车速度为5m/s时，其加速度多大？(3)如果汽车以7.5m/s的速度匀速行驶，发动机的功率多大？10如图所示，在投球

6、游戏中，小明坐在可沿竖直方向升降的椅子上，停在不同高度处将小球水平抛出落入固定的球框中。已知球框距地面的高度为h0，小球的质量为m，抛出点与球框的水平距离始终为L，忽略空气阻力。vH0h0L（1）小球距地面高为H0处水平抛出落入球框，求此过程中小球重力势能的减少量；（2）若小球从不同高度处水平抛出后都落入了球框中，试推导小球水平抛出的速度v与抛出点高度H之间满足的函数关系；（3）为防止球入框时弹出，小明认为球落入球框时的动能越小越好。那么，它应该从多高处将球水平抛出，可以使小球入框时的动能最小？并求该动能的最小值。OCBDEAh1hh2h11山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。一雪坡由AB和BC

7、两段组成，AB是倾角为=370的斜坡，可认为光滑。BC是半径为R=5m的圆弧面，有摩擦。圆弧面BC与斜坡AB相切于B点，与水平面相切于C点，如图所示。又已知AB竖直高度h1=9.8m，竖直台阶CD高度为h2=5m，台阶底端D与倾角为=370的斜坡DE相连。运动员连同滑雪装备总质量为80kg，从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上，其中运动员在BC圆弧面上运动时由于受到摩擦力的作用速度的大小保持不变。整个运动过程中不计空气阻力，g取10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8。求：(1)运动员到达C点的速度大小？(2)运动员经过C点时轨道受到的压力大小？(3)运动员在空中飞行的时间？

8、12在一次抗洪抢险活动中，解放军某部动用直升飞机抢救落水人员，静止在空中的直升飞机上电动机通过悬绳将人从离飞机90m处的洪水中吊到机舱里已知人的质量为80kg，吊绳的拉力不能超过1200N，电动机的最大输出功率为12kw，为尽快把人安全救起，操作人员采取的办法是：先让吊绳以最大拉力工作一段时间，而后电动机又以最大功率工作，当人到达机舱时恰好达到最大速度（g=10m/s2）求：（1）人刚到达机舱时的速度；（2）这一过程所用的时间小明站在水平地面上，手握不可伸长的细绳一端，细绳的另一端系有质量为m的小球甩动手腕，使球在竖直平面内绕O以半径L做圆周运动已知握绳的手离地面的高度为L，细绳的拉力达到9m

9、g时就会断裂逐渐增大球的速度，当球某次运动到最低点时绳断裂，忽略手的运动半径和空气阻力，求：13绳断裂时小球的速度大小v1和小球落地时的速度v214小球落地点与O点的水平距离15控制手离地面的高度不变，减小绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断裂，要使球飞出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离是多少？参考答案1（1）4m/s（2）2N【解析】2（1）vy=(2gh)1/2 vy/v0=tan530 w=1/2mv02=9J(2) 1/2mv02+mgh=1/2mv2+wf wf=9J【解析】本题考察动能定理和平抛运动规律，人对球做功等于球动能变化量，可根据平抛运动规律求出平抛

10、初速度，再由动能定理求解3（1）N=3mg（2）vc= (gR)1/2（3）s=0.41R【解析】（1）A到B：由机械能守恒定律：mgR=mvB2/2 2分 在B点：根据牛顿第二定律有: N-mg=mvB2/R 2分解得：N=3mg 2分（2）B到C：由动能定理：-mgL=mvc2/2-mvB2/2 4分解得:vc= (gR)1/2 2分（3）在C点，设轨道对物体的支持力为F，根据牛顿第二定律有mg-F=mvc2/R 1分 解得F=0 故物体做平抛运动。 1分由平抛运动规律：R=gt2/2 1分 R+S=vct 1分解得：s=0.41R 2分4（1）小球落到斜面上时的水平速度V0、竖直速度Vy

11、和实际速度Vt的矢量三角形如右图所示。由图可得：Vy = V0tan530 = 154/3 = 20（m/s），（2分）再由Vy = gt得：t = Vy/g = 20/10 = 2（s）。（2分）（2）因为X = V0t = 152 = 30（m），（2分）Y = g t2/2 = 1022/2 = 20（m），（2分）所以 h = Y + Xtan370 = 20 + 303/4 = 42.5（m）。（2分）【解析】略5【解析】由受力分析得： 联立可得根据小球的受力分析，合力提供向心力，再结合几何关系求解。6（1）40m/s（2）115m（3）0.008【解析】试题分析：（1）所以 （2）

12、取沿斜面向上的方向为正，最后一节车厢先以初速度向上作匀减速运动，到达最高点后，再向下作初速为零的匀加速运动。向上匀减速时 0.3 m/s2 到在最高点的时间30s上升的位移135m 向下匀加速时 0.1m/s2 下行的位移20m 与脱钩处相距115m （3）分析图象可得总路程为 根据动能定理得得：考点：牛顿第二定律、动能定理点评：本题通过图像提取出物体运动的过程，结合牛顿第二定律分析物体运动时的运动学参数，例如加速度、速度、位移等。并通过动能定理分析变力或者曲线运动过程摩擦力做功情况，此题综合程度较高。7 【解析】试题分析：小球做平抛运动。设小球打到轨道上得D点，D点可能在水平位置C的上方，也

13、可能在下方，设OD与竖直方向夹角为联立解得由，可得由解得刚要到D点的水平速度竖直速度打到D点后，沿轨道径向速度减为零，只有切向速度设小球在最低点的速度为,从D点到最低点，有机械能守恒有：设小球在最低点受到轨道的支持力为,则解得由你顿第三定律，小球对轨道的压力为考点：力学综合点评：本题关键要分析小球的运动情况，然后分阶段运用平抛运动的分位移公式、分速度公式、机械能守恒定律和向心力公式列式求解。8（1）0.75s；（2）2.5N，方向向上；（3）0.5m。【解析】（1）物块进传送带先做匀减速运动，后做匀速运动。mg=ma a=g=4m/s2 (1分) (1分) (1分) (1分) (1分)（2）当

14、传送足够长时物块到B的速度为物体从B到C有 (2分)则：物块在C点时有： (2分) 据牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小为2.5N，方向向上 (1分)（3）使物块刚好到C点时有 (1分)对物块从B到C有 (2分)当物块一直加速到B点达速度时，运动时 间最短。(1分)物块从A到B有由此可得传送带最短长度为：L=0.5m (2分)913.2m/s 0.82 【解析】试题分析：（1）当牵引力等于阻力时，速度最大，即，根据题意可得：，所以（2）当速度为5m/s时，牵引力根据牛顿第二定律可得：（3）匀速行驶时，牵引力等于阻力，所以考点：考查了机车启动点评：题考查的是机车启动的两种方式，即恒定加速度启动和

15、恒定功率启动要求同学们能对两种启动方式进行动态分析，能画出动态过程的方框图，公式，p指实际功率，F表示牵引力，v表示瞬时速度当牵引力等于阻力时，机车达到最大速度10（1）mg(H0-h0)（2）（3）当时，EK有极小值，【解析】试题分析：（1）小球重力势能的减少量为mg(H0-h0) （2）设小球做平抛运动的时间为t，则 解得 (Hh0) 或 （3）机械能守恒 EK=+mg（H-h0）当H=h0+L/2时，EK有极小值。 得EKmin= mgL考点：机械能守恒定律、平抛运动规律点评：此类题型结合了平抛运动，并通过数理结合的分析能力找出动能最大的条件从而求解。在计算过程中优先考虑能量守恒定律或者

16、动能定理。11(1)(2) 3936N(3) t=2.5s【解析】(1)从A到B过程，运动员做匀加速直线运动，其中,得： 代入数据得： （3分） (2) 在C处有 代入数据得: 即运动员受到轨道的支持力为3936N （3分)(3)设运动员在空中飞行时间为t，由平抛运动知识有: (3分)解得：t=2.5s (1分)12（1）15m/s（2）t= 5.75s【解析】试题分析：（1）吊绳先以最大的拉力工作，可知物体先做匀加速直线运动，当电动机达到最大功率，功率不变，速度增大，拉力减小，即物体做加速度减小的加速运动，当加速度减小到0，速度达到最大所以拉力等于重力速度最大（2）全过程分两过程，第一阶段匀加速直线运动，根据匀变速运动求出时间，第二阶段加速度减小的加速运动，根据动能定理求出时间解：（1）第一阶段以最大拉力拉着物体匀加速上升，当电动机达到最大功率时，功率保持不变，物体变加速上升，速度增大，拉力减小，当拉力与重力相等时速度达到最大此时有：Pm=mgvm代入数据解得，此速度也是物体到达机舱的速度故