《2025年成才之路高中新课程学习指导高中物理必修第二册人教版》

1.(2023·全国乙卷·T15) 小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直增加。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是 (D)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　

答案： 1.D 小车做曲线运动，所受合外力指向运动轨迹的凹侧，故A、B错误；小车沿轨道从左向右运动，动能一直增加，故合外力与运动方向夹角为锐角，C错误，D正确。

2.(2023·辽宁选择考·T1) 某同学在练习投篮，篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示，篮球所受合力$F$的示意图可能正确的是

答案： 2.A 篮球做曲线运动，所受合力指向运动轨迹的凹侧，故选A。

3.(2021·河北选择考·T2) 铯原子钟是精确的计时仪器。图1中铯原子从$O$点以$100\ m/s$的初速度在真空中做平抛运动，到达竖直平面$MN$所用时间为$t_1$；图2中铯原子在真空中从$P$点做竖直上抛运动，到达最高点$Q$再返回$P$点，整个过程所用时间为$t_2$。$O$点到竖直平面$MN$、$P$点到$Q$点的距离均为$0.2\ m$。重力加速度取$g = 10\ m/s^2$，则$t_1:t_2$为 (C)
　　　　　　　　　　

A.$100:1$
B.$1:100$
C.$1:200$
D.$200:1$

答案： 3.C 图1中铯原子做平抛运动，由平抛运动规律可得：$t_1 = \frac{x}{v_0} = \frac{0.2 m}{100 m/s} = 2 × 10^{-3} s$，图2中铯原子做竖直上抛运动，由$h = \frac{1}{2} g t^2$可得$t_2 = 2 × \sqrt{\frac{2 × 0.2 m}{10 m/s^2}} = 4 × 10^{-1} s$，所以$\frac{t_1}{t_2} = \frac{2 × 10^{-3} s}{4 × 10^{-1} s} = \frac{1}{200}$，故C正确，A、B、D错误。

4.(2022·广东选择考) 如图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员从斜坡上的$M$点由静止自由滑下，经过水平$NP$段后飞入空中，在$Q$点落地。不计运动员经过$N$点的机械能损失，不计摩擦力和空气阻力。下列能表示该过程运动员速度大小$v$或加速度大小$a$随时间$t$变化的图像是 (C)

答案： 4.C 设斜坡倾角为$\theta$，运动员在斜坡$MN$段做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律$mg \sin \theta = ma_1$，可得$a_1 = g \sin \theta$，运动员在水平$NP$段做匀速直线运动，加速度$a_2 = 0$，运动员从$P$点飞出后做平抛运动，加速度为重力加速度$a_3 = g$，设在$P$点的速度为$v_0$，则从$P$点飞出后速度大小的表达式为$v = \sqrt{v_0^2 + g^2 t^2}$，由分析可知从$P$点飞出后速度大小与时间的图像不可能为直线，且$a_1 ＜ a_3$，C正确，A、B、D错误。

5.(2022·全国甲卷) 将一小球水平抛出，使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔$0.05\ s$发出一次闪光。某次拍摄时，小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光，拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像，每相邻两个球之间被删去了3个影像，所标出的两个线段的长度$s_1$和$s_2$之比为$3:7$。重力加速度大小取$g = 10\ m/s^2$，忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。

答案： 5.$\frac{2 \sqrt{5}}{5} m/s$
解析：频闪仪每隔$0.05 s$发出一次闪光，每相邻两个球之间被删去3个影像，
故相邻两球的时间间隔为$t = 4T = 4 × 0.05 s = 0.2 s$
设抛出瞬间小球的速度为$v_0$，每相邻两球间的水平方向上位移为$x$，竖直方向上的位移分别为$y_1$、$y_2$，根据平抛运动位移公式有$x = v_0 t$
$y_1 = \frac{1}{2} g t^2 = \frac{1}{2} × 10 × 0.2^2 m = 0.2 m$
$y_2 = \frac{1}{2} g (2t)^2 - \frac{1}{2} g t^2 = \frac{1}{2} × 10 × (0.4^2 - 0.2^2) m = 0.6 m$
令$y_1 = y$，则有$y_2 = 3y_1 = 3y$
已标注的线段$s_1$、$s_2$分别为$s_1 = \sqrt{x^2 + y^2}$
$s_2 = \sqrt{x^2 + (3y)^2} = \sqrt{x^2 + 9y^2}$
则有$\sqrt{x^2 + y^2} : \sqrt{x^2 + 9y^2} = 3 : 7$
整理得$x = \frac{2 \sqrt{5}}{5} y$
故在抛出瞬间小球的速度大小为$v_0 = \frac{x}{t} = \frac{2 \sqrt{5}}{5} m/s$。