高中物理 模块综合测评 沪科版必修2
沪科版高中物理必修二章末综合测评4.docx
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）章末综合测评(四)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1．如图所示实例中均不考虑空气阻力，系统机械能守恒的是()A.上楼B.跳绳(人与地球组成的系统)(人与绳组成的系统)C.水滴石穿D.箭射出后(水滴与石头组成的系统)(箭、弓、地球组成的系统)【解析】人上楼、跳绳过程中机械能不守恒，从能量转化角度看都是消耗人体的化学能；水滴石穿，水滴的机械能减少的部分转变为内能；弓箭射出过程中是弹性势能与动能、重力势能的相互转化，只有重力和弹力做功，机械能守恒．【答案】 D2．如图1所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h 处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为13g .在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是( )图1A ．运动员减少的重力势能全部转化为动能B ．运动员获得的动能为13mghC ．运动员克服摩擦力做功为23mghD ．下滑过程中系统减少的机械能为13mgh【解析】 运动员的加速度为13g ，沿斜面：12mg －f ＝m ·13g ，f ＝16mg ，W f ＝16mg ·2h ＝13mgh ，所以A 、C 项错误，D 项正确；E k ＝mgh －13mgh ＝23mgh ，B 项错误．【答案】 D3．如图2所示，一质量为M 的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m 的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g ，当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为( )【导学号：02690053】图2A ．Mg －5mgB ．Mg ＋mgC ．Mg ＋5mgD ．Mg ＋10mg【解析】 设小环到大环最低点的速度为v ，由能量守恒定律，得12m v 2＝mg 2R①小环在大环上做圆周运动，在最低点时，大环对它的支持力方向竖直向上，设为F N，由牛顿第二定律，得F N－mg＝m v2 R②由①②得F N＝5mg，由牛顿第三定律可知，小环对大环竖直向下的压力F N′＝F N＝5mg.大环平衡，轻杆对大环的拉力为F＝F N′＋Mg＝Mg＋5mg，选项C正确．【答案】 C4．一小石子从高为10 m处自由下落，不计空气阻力，经一段时间后小石子的动能恰等于它的重力势能(以地面为参考平面)，g取10 m/s2，则该时刻小石子的速度大小为()A．5 m/s B．10 m/sC．15 m/s D．20 m/s【解析】设小石子的动能等于它的重力势能时速度为v，根据机械能守恒定律得mgh＝mgh′＋12m v2由题意知mgh′＝12m v2，所以mgh＝m v2故v＝gh＝10 m/s，B正确．【答案】 B5.如图3所示，物体A静止在光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A与B始终沿同一直线运动，则A与B组成的系统动能损失最大的时刻是()图3A．A开始运动时B．A的速度等于v时C．B的速度等于零时D．A和B的速度相等时【解析】因系统只有弹力做功，系统机械能守恒，故A与B组成的系统动能损失最大时，弹簧弹性势能最大．又因当两物体速度相等时，A与B间弹簧形变量最大，弹性势能最大，故D项正确．【答案】 D6.如图4所示，一小球自A点由静止自由下落到B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩到最短．若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由A→B→C的运动过程中()图4A．小球和弹簧总机械能守恒B．小球的重力势能减少C．小球在B点时动能最大D．到C点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量【解析】小球由A→B→C的运动过程中，小球和弹簧组成的系统只有重力和系统内弹力做功，机械能守恒，A正确；到C点时小球重力势能减少量等于弹簧弹性势能的增加量，B、D正确；小球下落过程中动能先增大后减小，重力和弹力相等时小球动能最大，故C错误．【答案】ABD7．下列过程中，可能发生的是()A．某工作物质从高温热源吸收20 kJ的热量，全部转化为机械能，而没有引起其他变化B．打开一高压密闭容器，其内气体自发溢出后又自发进去，恢复原状C．利用其他手段，使低温物体的温度更低，高温物体的温度更高D．将两瓶不同液体混合，不会自发地各自分开【解析】根据能量转化的方向性可知，机械能可以完全转化为内能，但内能不能够完全转化成机械能而不引起其他变化，内能完全转化为机械能需要借助其他条件，引起其他变化，选项A错误；高压密闭容器内气体可以自由地溢出变为低压气体，但低压气体要变为高压气体，再返回到容器内需要外力作用才能完成，选项B错误；利用空调和冰箱，通过消耗电能可以使物体的温度变得更低，利用电炉可以使物体的温度变得更高，选项C正确；两瓶不同液体混合，分子间扩散，但扩散过程不可逆，选项D正确．【答案】CD8．由光滑细管组成的轨道如图5所示，其中AB 段和BC 段是半径为R 的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内．一质量为m 的小球，从距离水平地面高为H 的管口D 处静止释放，最后能够从A 端水平抛出落到地面上．下列说法正确的是( ) 【导学号：02690054】图5A ．小球落到地面时相对于A 点的水平位移值为2RH －2R 2B ．小球落到地面时相对于A 点的水平位移值为22RH －4R 2C ．小球能从细管A 端水平抛出的条件是H ＞2RD ．小球能从细管A 端水平抛出的最小高度H min ＝52R【解析】 要使小球从A 点水平抛出，则小球到达A 点时的速度v ＞0，根据机械能守恒定律，有mgH －mg ·2R ＝12m v 2，所以H ＞2R ，故选项C 正确，选项D 错误；小球从A 点水平抛出时的速度v ＝2gH －4gR ，小球离开A 点后做平抛运动，则有2R ＝12gt 2，水平位移x ＝v t ，联立以上各式可得水平位移x ＝22RH －4R 2，选项A 错误，选项B 正确．【答案】 BC二、非选择题(共4小题，共52分)9．(10分)(2016·全国甲卷)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图6所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．图6(1)实验中涉及下列操作步骤：①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是________(填入代表步骤的序号)．(2)图7中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50 Hz.由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为__________________ m/s.比较两纸带可知，____________(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．图7【解析】(1)实验时首先向左推物块使弹簧压缩，测量出弹簧压缩量，然后把纸带向左拉直，先接通打点计时器电源，待打点稳定后，再松手释放物块，故正确的操作顺序是④①③②.(2)物块脱离弹簧后将在光滑水平桌面上做匀速直线运动，由M纸带可知物块脱离弹簧时的速度v＝xt＝(2.58＋2.57)×10－22×0.02m/s≈1.29 m/s.比较M、L两纸带，物块脱离弹簧后在相同时间内的位移M的比L的大，则M纸带对应的那次实验中物块在脱离弹簧后的速度大，即M纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．【答案】(1)④①③②(2)1.29M10．(10分)用如图8实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图9甲给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示．已知m1＝50 g，m2＝150 g，打点计时器工作频率为50 Hz，则(g取10 m/s2，结果保留两位有效数字)图8(1)纸带上打下计数点5时的速度v＝________m/s；(2)在打0～5的过程中系统动能的增量ΔE k＝________J，系统势能的减少量ΔE p＝________J，由此得出的结论是__________________________．(3)若某同学作出12v2-h图象图9乙所示，则当地的重力加速度g′＝____ m/s2.甲乙图9【解析】(1)在纸带上打下计数点5时的速度大小为v＝x46t46＝21.60＋26.402×5×0.02×10－2m/s＝2.4 m/s.(2)在打点0～5过程中系统动能的增量为ΔE k＝12(m1＋m2)v2－0＝12×(50＋150)×10－3×2.42 J－0≈0.58 J系统重力势能的减少量为ΔE p＝(m2－m1)gh05＝(150－50)×10－3×10×(38.40＋21.60)×10－2J＝0.60 J 实验结果表明，在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统重力势能的减少量等于动能的增加量，即系统的机械能守恒．(3)m1、m2组成的系统机械能守恒，则m2g′h－m1g′h＝12m2v2＋12m1v2－0，整理得v2＝g′h可见，重力加速度g′大小等于v22-h图象斜率的2倍，则g′＝2×5.821.20m/s2＝9.7 m/s2.【答案】(1)2.4(2)0.580.60系统的机械能守恒(3)9.711．(14分)如图10所示，质量为m的长木块A静止于光滑水平面上，在其水平的上表面左端放一质量为m的滑块B，已知木块长为L，它与滑块之间的动摩擦因数为μ，现用水平向右的恒力F拉滑块B.图10(1)当长木块A的位移为多少时，B从A的右端滑出？(2)求上述过程中滑块与木块之间产生的内能．【解析】(1)设B从A的右端滑出时，A的位移为l，A、B的速度分别为v A、v B，由动能定理得μmgl＝12m v2A(F－μmg)·(l＋L)＝12m v2B又由等时性可得v A a A＝v Ba B(其中a A＝μg，a B＝F－μmgm)解得l＝μmgLF－2μmg.(2)由功能关系知，拉力F做的功等于A、B动能的增加量和A、B间产生的内能，即有F(l＋L)＝12m v2A＋12m v2B＋Q解得Q＝μmgL.【答案】(1)μmgLF－2μmg(2)μmgL12．(18分)如图11所示，一小球从A点以某一水平向右的初速度出发，沿水平直线轨道运动到B 点后，进入半径R ＝10 cm 的光滑竖直圆形轨道，圆形轨道间不相互重叠，即小球离开圆形轨道后可继续向C 点运动，C 点右侧有一壕沟，C 、D 两点的竖直高度h ＝0.8 m ，水平距离s ＝1.2 m ，水平轨道AB 长为L 1＝1 m ，BC 长为L 2＝3 m ，小球与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g 取10 m/s 2.图11(1)若小球恰能通过圆形轨道的最高点，求小球在A 点的初速度；(2)若小球既能通过圆形轨道的最高点，又不掉进壕沟，求小球在A 点初速度的范围是多少？ 【导学号：02690055】【解析】 (1)小球恰能通过最高点，有mg ＝m v 2R ，由B 到最高点有12m v 2B ＝12m v 2＋mg ·2R .由A →B 有－μmgL 1＝12m v 2B －12m v 2A . 解得在A 点的初速度v A ＝3 m/s.(2)若小球恰好停在C 处，则有－μmg (L 1＋L 2)＝0－12m v 2A ，解得在A 点的初速度v A ＝4 m/s.若小球停在BC 段，则有3 m /s ≤v A ≤4 m/s.若小球能通过C 点，并恰好越过壕沟，则有h ＝12gt 2，s ＝v C t ，－μmg (L 1＋L 2)＝12m v 2C －12m v 2A ， 则有v A ＝5 m/s.若小球能过D 点，则v A ≥5 m/s.综上，初速度范围是：3 m/s≤v A≤4 m/s或v A≥5 m/s.【答案】(1)3 m/s(2) 3m/s≤v A≤4 m/s或v A≥5 m/s。
沪科版高中物理必修二综合检测1
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作综合检测(一)第1章 怎样研究抛体运动(分值：100分 时间：60分钟)一、选择题(本大题共7小题，每小题6分，共42分，在每小题给出的四个选项中，第1－4题只有一项符合题目要求，第5－7题有多项符合题目要求，全选对得6分，选对但不全的得3分，有错选或不选均得0分．)1. 我国是水资源严重缺乏的国家，人均水资源拥有量仅为世界平均水平的1/4，因而节约用水是一项基本国策．土地浇灌时，由大水漫灌改为喷灌，能够节约很多淡水．如图1所示的是推行节水工程的转动喷水“龙头”，“龙头”距地面高为h ＝1.25 m ，它沿水平方向把水喷出，现要求喷灌半径为x ＝10 m ，则喷出水的最大初速度为()图1A ．10 m/sB ．20 m/sC ．15 m/sD ．30 m/s【解析】 喷出的水做平抛运动，由h ＝12gt 2得t ＝2hg ，喷出水的最大初速度v 0＝x t ＝10h2h g＝52gh ＝20 m/s.B 正确．【答案】 B2．(2011·上海高考)如图2，人沿平直的河岸以速度v 行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行．当绳与河岸的夹角为α，船的速率为( )图2A ．v sin α B.vsin α C ．v cos αD.v cos α【解析】 船的速率等于人的速度v 沿绳方向的分速度即v 船＝v ·cos α，故C 正确．【答案】 C3．(2012·重庆高一检测)竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中以0.1 m/s 的速度匀速上浮．当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平匀速向右运动，测得红蜡块实际运动方向与水平方向成30°角，如图3所示．若玻璃管的长度为1.0 m ，在蜡块从底端上升到顶端的过程中，玻璃管水平方向的移动速度和水平运动的距离为( )图3A ．0.1 m/s,1.73 mB ．0.173 m/s,1.0 mC ．0.173 m/s,1.73 mD ．0.1 m/s,1.0 m【解析】 由运动的独立性知，在竖直方向上运动的时间t ＝y v y＝1.00.1 s ＝10 s. 红蜡块的水平速度v x ＝v y cot 30°＝0.173 m/s. 水平移动距离x ＝v x ·t ＝1.73 m. 【答案】 C4．如图4所示，离地面高h 处有甲、乙两个物体，甲以初速度v 0水平射出，同时乙以初速度v 0沿倾角为30°的光滑斜面滑下．若甲、乙同时到达地面，则v 0的大小是( )图4A.2gh 2 B ．2gh C ．22ghD ．342gh【解析】 甲物体做平抛运动，用时t ＝2hg ，而乙沿斜面做匀加速运动，a ＝g sin 30°，所以h sin 30°＝v 0t ＋12at 2，由以上各式解得v 0＝342gh ，故D 正确．【答案】 D5．(2013·安康中学检测)图5如图5所示，在平坦的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地．若不计空气阻力，则( )A ．垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定B ．垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定C ．垒球在空中运动的水平位移由初速度和击球点离地面的高度决定D ．垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定【解析】 垒球水平击出后做平抛运动，由公式h ＝12gt 2和x ＝v 0t 可知C 、D 正确．【答案】 CD6．将一个物体以v 0斜向上抛出，不计空气阻力，则此物体在空气中的运动( )A ．为匀变速运动B ．在最高点速度为零C ．在上升的最后一秒内速度变化量的方向向下D ．可以把物体的运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的竖直上抛两个分运动处理【解析】 物体做斜抛运动中，只受重力，所以加速度恒为g ，方向竖直向下，故A 对，C 对；斜抛可以分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的竖直上抛运动，故D 正确；而在最高点有一水平速度，速度不为零，故B 错．【答案】 ACD7．图6中AB 为斜面，BC 为水平面，从A 点以水平速度v 0抛出一小球，其落点到A 的水平距离为x 1，从A 点以水平速度3v 0抛出小球，其落点到A 的水平距离为x 2，不计空气阻力，则x 1∶x 2可能等于( )图6A ．1∶3B ．1∶6C ．1∶9D ．1∶12【解析】 若小球两次都落至斜面，则x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，tan θ＝yx ，解得t ＝2v 0tan θg ，x ＝2v 20tan θg ，所以x 1∶x 2＝1∶9；若小球两次都落至水平面，则下落高度都为A 点距水平面的高度，所以运动时间相等，由x ＝v 0t 知x 1∶x 2＝1∶3；若小球第一次落至斜面，第二次落至水平面，则19<x 1x 2<13.综上所述19≤x 1x 2≤13，故A 、B 、C 项均有可能．【答案】 ABC二、非选择题(本题共5小题，共58分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分．有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位．)图78．(8分)某同学在做平抛运动实验时得到了如图7中的运动轨迹，a 、b 、c 三点的位置在运动轨迹上已标出．则(1)小球平抛的初速度为______m/s.(g 取10 m/s 2)(2)小球抛出点的位置坐标为：x ＝____________cm ，y ＝________cm. 【解析】 (1)由平抛运动公式在x 方向上x ab ＝v 0T ，在竖直方向上h bc －h ab ＝gT 2，代入数据解得T ＝0.1 s ，v 0＝2 m/s.(2)小球经过b 点时竖直分速度v by ＝h ac2T ＝1.5 m/s ，小球从开始运动到经过b时历时t b ＝v byg ＝0.15 s ，说明小球经过a 点时已经运动了时间t a ＝0.05 s ，所以小球抛出点的坐标为x ＝－v 0t a ＝－10 cm ；y ＝－12gt 2a ＝－1.25 cm.【答案】 (1)2 (2)－10 －1.259．(12分)(2013·西宁高一检测)某同学在“研究平抛物体的运动”实验中，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出小球平抛运动的初速度和抛物线方程．他先调整斜槽轨道使槽口末端水平，然后在方格纸上建立好直角坐标系xOy ，将方格纸上的坐标原点O 与轨道槽口末端重合，Oy 轴与重垂线重合，Ox 轴水平(如图8甲)．实验中使小球每次都从斜槽同一高度由静止滚下，经过一段水平轨道后抛出．依次均匀下移水平挡板的位置，分别得到小球在挡板上的落点，并在方格纸上标出相应的点迹，再用平滑曲线将方格纸上的点迹连成小球的运动轨迹(如图乙所示)．已知方格边长为L ＝5 cm ，重力加速度为g ＝10 m/s 2，计算结果取两位有效数字．甲 乙图8(1)小球平抛的初速度v0＝________m/s；(2)小球运动的轨迹方程的表达式为y＝________x2.(3)你认为下列情况可能产生实验误差的是________．A．小球在轨道上滚动过程中有摩擦力B．每次下移水平挡板不均匀C．实验时，斜槽轨道槽口末端不水平．D．固定方格纸的木板有时倾斜【解析】(1)小球在水平方向做匀速直线运动x＝v0t，竖直方向做自由落体运动y＝12gt2，则v＝g2y·x代入几组(x，y)得初速度的平均值v0＝1.5 m/s.(2)轨迹方程y＝g2v20x2，代入数值得y＝2.2x2.(3)中A、B不会影响小球的运动，也不会对描点造成误差，而固定方格纸的木板倾斜时对描点造成误差．而斜槽末端不水平也会造成误差．【答案】(1)1.5(2)2.2(3)CD图910．(10分)某船在静水中的速度为5 m/s，当船头始终正对河岸航行，船的实际轨迹与河岸的夹角为60°，如图9所示，船航行30 s到达对岸，求：河宽和水速分别为多少？【解析】由物体实际运动方向永远是合运动的方向，v合与河岸夹角θ＝60°，由运动合成的平行四边形定则可得：tan θ＝v船v水，所以v水＝v船tan 60°，即水速v水＝0.577×5 m/s＝2.89 m/s. 根据运动的独立性原理可得：河宽d＝v船·t＝5×30 m＝150 m.【答案】150 m 2.89 m/s11. (12分)如图10所示，一架装载救援物资的飞机，在距水平地面h＝500 m 的高处以v＝100 m/s的水平速度飞行．地面上A、B两点间的距离x＝100 m，飞机在离A点的水平距离x0＝950 m时投放救援物资，不计空气阻力(g取10 m/s2)．求：图10(1)救援物资从离开飞机到落到地面所经历的时间．(2)通过计算说明，救援物资能否落在A、B区域内．【解析】救援物资释放离开飞机后以初速度v做平抛运动，由h＝12gt2得：下落时间t＝2hg＝2×50010s＝10 s，这10 s内物资在水平方向通过距离x＝v t＝100×10 m＝1 000 m，大于x0小于x0＋x，故救援物资能落在A、B区域内．【答案】(1)10 s(2)救援物资能落在A、B区域内．图1112．(16分)(2011·海南高考)如图11，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆．ab为沿水平方向的直径．若在a点以初速度v0沿ab方向抛出一小球，小球会击中坑壁上的C点．已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半，求圆的半径．【解析】根据题意，小球做平抛运动落到c点的竖直高度为y＝R sinθ＝R 2而y＝12gt2，即R2＝12gt2，水平位移x＝R＋R cos θ，而x＝v0t，联立解得R＝4v20(7＋43)g＝(28－163)v20g.【答案】(28－163)v20 g。
高中物理必修二模块水平综合检测(全册最新整理含答案)
高中物理必修二模块水平综合检测（最新整理）(时间：90分钟 满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分)1.如图所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间t 到达地面时，速度与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g .下列说法正确的是( )A ．若小球初速度增大，则θ减小B ．小球在t 时间内的位移方向与水平方向的夹角为θ2C ．若小球初速度增大，则平抛运动的时间变长D ．小球水平抛出时的初速度大小为gt tan θ2．关于摩擦力做功，以下说法正确的是( )A ．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，所以一定做负功B ．静摩擦力虽然阻碍物体间的相对运动趋势，但不做功C ．静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功D ．一对相互作用力，若作用力做正功，则反作用力一定做负功3．变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度．如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A 轮有48齿，B 轮有42齿，C 轮有18齿，D 轮有12齿，则( )A．该车可变换两种不同挡位B．该车可变换五种不同挡位C．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4 D．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝4∶1 4．已知靠近地面运转的人造卫星，每天转n圈，如果发射一颗同步卫星，它离地面的高度与地球半径的比值为()A．n B．n2C.n3－1D.3n2－15．在平直轨道上，匀加速向右行驶的封闭车厢中，悬挂着一个带有滴管的盛油容器，如图所示．当滴管依次滴下三滴油时(设三滴油都落在车厢底板上)，下列说法中正确的是()A．这三滴油依次落在OA之间，且后一滴比前一滴离O点远B．这三滴油依次落在OA之间，且后一滴比前一滴离O点近C．这三滴油依次落在OA间同一位置上D．这三滴油依次落在O点上6.一箱土豆在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的土豆质量为m，它到转轴的距离为R，则其他土豆对该土豆的作用力为()A．mg B．mω2RC.m2g2＋m2ω4R2D.m2g2－m2ω4R27．如图所示，ABCD 是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC 的连接处都是一段与BC 相切的圆弧，B 、C 为水平的，其距离d ＝0.50 m 盆边缘的高度为h ＝0.30 m ．在A 处放一个质量为m 的小物块并让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC 面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的地点到B 的距离为( )A ．0.50 mB ．0.25 mC ．0.10 mD ．08.如图所示，质量为m 的物体(可视为质点)以某一速度从A 点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为34g ，此物体在斜面上上升的最大高度为h ，则在这个过程中物体( )A ．重力势能增加了34mghB ．动能损失了12mghC ．动能损失了mghD ．动能损失了32mgh 9．双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动．研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T ，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k 倍，两星之间的距离变为原来的n 倍，则此时圆周运动的周期为()A.n3k2T B.n3k T C.n2k T D.nk T10．以相同的动能从同一点水平抛出两个物体a和b，落地点的水平位移为s1和s2，自抛出到落地的过程中，重力做的功分别为W1、W2，落地瞬间重力的即时功率为P1和P2()A．若s1＜s2，则W1＞W2，P1＞P2B．若s1＜s2，则W1＞W2，P1＜P2C．若s1＝s2，则W1＞W2，P1＞P2D．若s1＝s2，则W1＜W2，P1＜P2二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分)11.如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑水平转动轴上，杆和球在竖直面内做匀速圆周运动，且杆对球A、B的最大约束力相同，则()A．B球在最低点较A球在最低点更易脱离轨道B．若B球在最低点与杆间的作用力为3mg，则A球在最高点受杆的拉力C．若某一周A球在最高点和B球在最高点受杆的力大小相等，则A球受杆的支持力，B球受杆的拉力D．若每一周做匀速圆周运动的角速度都增大，则同一周B球在最高点受杆的力一定大于A球在最高点受杆的力12.如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO1在水平面内转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力)，物块B到OO1轴的距离为物块A到OO1轴的距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B 即将滑动的过程中，下列说法正确的是()A．A受到的静摩擦力一直增大B．B受到的静摩擦力先增大，后保持不变C．A受到的静摩擦力先增大后减小D．A受到的合外力一直在增大13．如图为过山车以及轨道简化模型，以下判断正确的是()A．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于gRC．过山车在圆轨道最低点时乘客处于超重状态D．过山车在斜面h＝2R高处由静止滑下能通过圆轨道最高点14．(全国Ⅰ卷)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4 m高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止)；最后关闭发动机，探测器自由下落．已知探测器的质量约为1.3×103 kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s2，则此探测器()A．在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9 m/sB．悬停时受到的反冲作用力约为2×103 NC．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒D．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运动的线速度三、非选择题(本题共4小题，共46分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(8分)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验．图甲(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________．A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量与势能变化量C．速度变化量与高度变化量(2)(多选)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________．A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O 的距离分别为h A、h B、h C.已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔE p ＝__________，动能变化量ΔE k＝________．图乙(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________．A．利用公式v＝gt计算重物速度B．利用公式v＝2gh计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确．16．(8分)如图所示，在固定光滑水平板上有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量m＝1 kg的小球A，另一端连接质量M＝4 kg的物体B.当A球沿半径r＝0.1 m的圆周做匀速圆周运动时，要使物体B不离开地面，A球做圆周运动的角速度有何限制(g取10 m/s2)?17．(14分)据报道，人们最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍．已知一个在地球表面质量为50 kg 的人在这个行星表面的重量约为800 N，地球表面处的重力加速度为10 m/s2.求：(1)该行星的半径与地球的半径之比；(2)若在该行星上距行星表面2 m高处，以10 m/s的水平初速度抛出一只小球(不计任何阻力)，则小球的水平射程是多大．18．(16分)如图所示，一长度L AB ＝4.98 m 、倾角θ＝30°的光滑斜面AB 和一固定粗糙水平台BC 平滑连接，水平台长度L BC ＝0.4 m ，离地面高度H ＝1.4 m ，在C 处有一挡板，小物块与挡板碰撞后以原速率反弹，下方有一半球体与水平台相切，整个轨道处于竖直平面内．在斜面顶端A 处由静止释放质量为m ＝2 kg 的小物块(可视为质点)，忽略空气阻力，小物块与BC 间的动摩擦因数μ＝0.1，g 取10 m/s 2.求：(1)小物块第一次与挡板碰撞前的速度大小；(2)小物块经过B 点多少次停下来，在BC 上运动的总路程为多少；(3)某一次小物块与挡板碰撞反弹后拿走挡板，最后小物块落在D 点，已知半球体半径r ＝0.75 m ，OD 与水平面夹角为α＝53°，求小物块与挡板第几次碰撞后拿走挡板(sin 53°＝45，cos 53°＝35)?高中物理必修二模块水平综合检测（最新整理）参考答案一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分)1.如图所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间t 到达地面时，速度与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g .下列说法正确的是()A ．若小球初速度增大，则θ减小B ．小球在t 时间内的位移方向与水平方向的夹角为θ2C ．若小球初速度增大，则平抛运动的时间变长D ．小球水平抛出时的初速度大小为gt tan θ解析：小球落地时竖直方向上的速度v y ＝gt ，因为落地时速度方向与水平方向的夹角为θ，则tan θ＝gt v 0，可知若小球初速度增大，则θ减小，故A 正确；小球落地时位移方向与水平方向夹角的正切值tanα＝y x ＝12gt 2v 0t ＝gt 2v 0，tan θ＝2tan α，但α≠θ2，故B 错误；平抛运动的落地时间由高度决定，与初速度无关，故C 错误；速度方向与水平方向夹角的正切值tan θ＝v y v 0＝gt v 0，小球的初速度v 0＝gt tan θ，故D 错误．答案：A2．关于摩擦力做功，以下说法正确的是()A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，所以一定做负功B．静摩擦力虽然阻碍物体间的相对运动趋势，但不做功C．静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功D．一对相互作用力，若作用力做正功，则反作用力一定做负功解析：摩擦力可以是动力，故摩擦力可做正功；一对相互作用力，可以都做正功，也可以都做负功；静摩擦力可以做功，也可以不做功，故选项A、B、D错误，C正确．答案：C3．变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度．如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则()A．该车可变换两种不同挡位B．该车可变换五种不同挡位C．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4D．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝4∶1解析：由题意知，A轮通过链条分别与C、D连接，自行车可有两种速度，B轮分别与C、D连接，又可有两种速度，所以该车可变换四种挡位；当A与D组合时，两轮边缘线速度大小相等，A转一圈，D 转4圈，即ωAωD＝14，选项C 对． 答案：C4．已知靠近地面运转的人造卫星，每天转n 圈，如果发射一颗同步卫星，它离地面的高度与地球半径的比值为( )A ．nB ．n 2 C.n 3－1 D.3n 2－1 解析：设同步卫星离地面的高度为h ，地球半径为R .近地卫星的周期为T 1＝24 h n ，同步卫星的周期为T 2＝24 h ，则T 1∶T 2＝1∶n ，对于近地卫星有G Mm R 2＝m 4π2T 21R ， 对于同步卫星有G Mm ′（R ＋h ）2＝m ′4π2T 22(R ＋h )， 联立解得h ＝(3n 2－1)R ，故D 正确．答案：D5．在平直轨道上，匀加速向右行驶的封闭车厢中，悬挂着一个带有滴管的盛油容器，如图所示．当滴管依次滴下三滴油时(设三滴油都落在车厢底板上)，下列说法中正确的是()A ．这三滴油依次落在OA 之间，且后一滴比前一滴离O 点远B ．这三滴油依次落在OA 之间，且后一滴比前一滴离O 点近C ．这三滴油依次落在OA 间同一位置上D．这三滴油依次落在O点上解析：油滴下落的过程中，在竖直方向上做自由落体运动，根据自由落体运动的规律可得，油滴运动的时间是相同的，在水平方向上，油滴离开车之后做匀速直线运动，但此时车做匀加速直线运动，油滴相对于车厢在水平方向上的位移就是车在水平方向上多走的位移，即Δx＝12at2，由于时间和加速度都是确定不变的，所以三滴油会落在同一点，即落在OA间同一位置上，故C正确．答案：C6.一箱土豆在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的土豆质量为m，它到转轴的距离为R，则其他土豆对该土豆的作用力为()A．mg B．mω2RC.m2g2＋m2ω4R2D.m2g2－m2ω4R2解析：设其他土豆对该土豆的作用力为F，则该土豆受到重力mg和F作用．由于该土豆做匀速圆周运动，所以这两个力的合力提供该土豆做匀速圆周运动的向心力，如图所示．根据直角三角形的关系得F＝（mg）2＋F2向，而F向＝mω2R，所以F＝m2g2＋m2ω4R2，C正确．答案：C7．如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C为水平的，其距离d＝0.50 m 盆边缘的高度为h＝0.30 m．在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的地点到B的距离为()A．0.50 m B．0.25 mC．0.10 m D．0解析：设小物块在BC面上运动的总路程为s.物块在BC面上所受的滑动摩擦力大小始终为f＝μmg，对小物块从开始运动到停止运动的整个过程进行研究，由动能定理得mgh－μmgs＝0，得到s＝hμ＝0.30.1m＝3 m，d＝0.50 m，则s＝6d，所以小物块在BC面上来回运动共6次，最后停在B点．故选D.答案：D8.如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为34g，此物体在斜面上上升的最大高度为h ，则在这个过程中物体( )A ．重力势能增加了34mghB ．动能损失了12mghC ．动能损失了mghD ．动能损失了32mgh解析：重力做功W G ＝－mgh ，故重力势能增加了mgh ，A 错．物体所受合力F ＝ma ＝34mg ，合力做功W 合＝－F h sin 30°＝－34mg ×2h ＝－32mgh ，由动能定理知，动能损失了32mgh ，B 、C 错，D 正确． 答案：D9．双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动．研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T ，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k 倍，两星之间的距离变为原来的n 倍，则此时圆周运动的周期为( ) A.n 3k 2T B.n 3k T C.n 2k T D.nk T解析：设两颗星的质量分别为m 1、m 2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，根据万有引力提供向心力可得：Gm1·m2（r1＋r2）2＝m1r14π2T2，Gm1·m2（r1＋r2）2＝m2r24π2T2，联立解得：m1＋m2＝4π2（r1＋r2）3GT2，即T2＝4π2（r1＋r2）3G（m1＋m2），因此，当两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍时，两星圆周运动的周期为T′＝n3k T，选项B正确，其他选项均错．答案：B10．以相同的动能从同一点水平抛出两个物体a和b，落地点的水平位移为s1和s2，自抛出到落地的过程中，重力做的功分别为W1、W2，落地瞬间重力的即时功率为P1和P2()A．若s1＜s2，则W1＞W2，P1＞P2B．若s1＜s2，则W1＞W2，P1＜P2C．若s1＝s2，则W1＞W2，P1＞P2D．若s1＝s2，则W1＜W2，P1＜P2解析：若s1＜s2，由于高度决定了平抛运动的时间，所以两个物体运动时间相等．由x＝v0t知：水平抛出两个物体的初速度关系为v1＜v2.由于以相同的动能从同一点水平抛出，所以两个物体的质量关系是m2＜m1.自抛出到落地的过程中，重力做的功W＝mgh，所以W1＞W2，平抛运动竖直方向做自由落体运动，所以落地瞬间两个物体的竖直方向速度v y相等，根据瞬时功率P＝F v cos α，落地瞬间重力的即时功率P＝mg v y.由于m2＜m1，所以P1＞P2，故A正确，B错误．以相同的动能从同一点水平抛出两个物体a和b，由于高度决定时间，所以两个物体运动时间相等．若s1＝s2，平抛运动水平方向做匀速直线运动，所以水平抛出两个物体的初速度相等．由于以相同的动能从同一点水平抛出，所以两个物体的质量相等．所以自抛出到落地的过程中，重力做的功相等，即W1＝W2.落地瞬间重力的即时功率相等，即P1＝P2，则C、D错误．故选A.答案：A二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分)11.如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑水平转动轴上，杆和球在竖直面内做匀速圆周运动，且杆对球A、B的最大约束力相同，则()A ．B 球在最低点较A 球在最低点更易脱离轨道B ．若B 球在最低点与杆间的作用力为3mg ，则A 球在最高点受杆的拉力C ．若某一周A 球在最高点和B 球在最高点受杆的力大小相等，则A 球受杆的支持力，B 球受杆的拉力D ．若每一周做匀速圆周运动的角速度都增大，则同一周B 球在最高点受杆的力一定大于A 球在最高点受杆的力解析：两球的角速度相同，由向心力公式F n ＝mω2r 可知，由于B 的运动半径较大，所需要的向心力较大，而由题意，两球的重力相等，杆对两球的最大拉力相等，所以在最低点B 球更容易做离心运动，更容易脱离轨道，故A 正确．若B 球在最低点与杆间的作用力为3mg ，设B 球的速度为v B .则根据牛顿第二定律，得N B －mg ＝m v 2B 2L ，且N B ＝3mg ，得v B ＝2gL ，由v ＝ωr ，ω相等，A 的半径是B 的一半，则得此时A 的速度为v A ＝12v B ＝gL .对A 球，设杆的作用力大小为N A ，方向向下，则有mg ＋N A ＝m v 2A L ，解得N A ＝0，说明杆对A 球没有作用力，故B 错误．若某一周A 球在最高点和B 球在最高点受杆的力大小相等，设为F ，假设在最高点杆对A 、B 球产生的都是支持力，对B球有mg－F＝mω2·2L；对A球有mg－F＝mω2L；很显然上述两个方程不可能同时成立，说明假设不成立，则知两球所受的杆的作用力不可能同时是支持力．对B球，若杆对B球产生的是拉力，有mg＋F＝mω2·2L；对A球，若杆对A球产生的是拉力，有F＋mg＝mω2L；两个方程不可能同时成立，所以两球不可能同时受杆的拉力．对B球，若杆对B球产生的是拉力，有mg＋F＝mω2·2L；对A球，若杆对A球产生的是支持力，有mg－F＝mω2L；两个方程能同时成立，所以可能A球受杆的支持力、B球受杆的拉力．对B球，若杆对B球产生的是支持力，有mg－F＝mω2·2L；对A球，若杆对A球产生的是拉力，有F＋mg＝mω2L；两个方程不能同时成立，所以不可能A球受杆的拉力，而B球受杆的支持力．综上，A球在最高点和B球在最高点受杆的力大小相等时，A球受杆的支持力、B球受杆的拉力，故C正确．当两球在最高点所受的杆的作用力都是支持力时，则对B球，有mg－F B＝mω2·2L，得F B＝mg－2mω2L；对A球，若杆对A球产生的是支持力，有mg－F A＝mω2L，得F A＝mg－mω2L，可得F A＞F B，故D错误．答案：AC12.如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO1在水平面内转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力)，物块B到OO1轴的距离为物块A到OO1轴的距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是()A．A受到的静摩擦力一直增大B．B受到的静摩擦力先增大，后保持不变C．A受到的静摩擦力先增大后减小D．A受到的合外力一直在增大解析：在转动过程中，两物块做圆周运动都需要向心力来维持，一开始是静摩擦力作为向心力，当摩擦力不足以提供所需向心力时，绳子中就会产生拉力，当这两个力的合力都不足以提供向心力时，物块将会与CD杆发生相对滑动．根据向心力公式F向＝m v 2R＝mω2R，可知在发生相对滑动前物块的运动半径是不变的，质量也不变，随着速度的增大，向心力增大，而向心力大小等于物块所受的合力，故D 正确．由于A的运动半径比B的小，A、B的角速度相同，知当角速度逐渐增大时，B物块先达到最大静摩擦力；角速度继续增大，B物块靠绳子的拉力和最大静摩擦力提供向心力；角速度增大，拉力增大，则A物块所受的摩擦力减小，当拉力增大到一定程度，A物块所受的摩擦力减小到零后反向，角速度增大，A物块所受的摩擦力反向增大．所以A所受的摩擦力先增大后减小，再增大；B物块所受的静摩擦力一直增大，达到最大静摩擦力后不变，故A、C错误，B正确．答案：BD13．如图为过山车以及轨道简化模型，以下判断正确的是()A．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于gRC．过山车在圆轨道最低点时乘客处于超重状态D．过山车在斜面h＝2R高处由静止滑下能通过圆轨道最高点解析：过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，机械能守恒，动能和重力势能相互转化，速度大小变化，不是匀速圆周运动，故A错误；在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当压力为零时，速度最小，则mg＝m v 2R，解得：v＝gR，故B正确；在最低点时，重力和轨道对车的压力提供向心力，加速度向上，乘客处于超重状态，故C正确；过山车在斜面h＝2R高处由静止滑下到最高点的过程中，根据动能定理得：12m v ′2＝mg (h －2R )＝0.解得；v ′＝0，所以不能通过最高点，故D 错误．故选B 、C.答案：BC14．(2015·课标全国Ⅰ卷)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4 m 高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止)；最后关闭发动机，探测器自由下落．已知探测器的质量约为1.3×103 kg ，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s 2，则此探测器( )A ．在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9 m/sB ．悬停时受到的反冲作用力约为2×103 NC ．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒D ．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运动的线速度解析：在地球表面附近有G M 地mR 2地＝mg 地，在月球表面附近有G M 月m R 2月＝mg 月，可得g 月＝1.656 m/s 2，所以探测器落地的速度为v ＝2g 月h ＝3.64 m/s ，故A 错误；探测器悬停时受到的反冲作用力为F ＝mg 月≈2×103 N ，B 正确；探测器由于在着陆过程中开动了发动机，因此机械能不守恒，C 错误；在靠近星球的轨道上有G Mm R 2＝mg ＝m v 2R ，即有v ＝gR ，可知在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度，故选项D正确．答案：BD三、非选择题(本题共4小题，共46分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15．(8分)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验．图甲(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________．A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量与势能变化量C．速度变化量与高度变化量(2)(多选)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________．A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O。
新改版沪科版高中物理必修第二册综合测试卷附答案
新改版沪科版高中物理必修第二册综合测试卷附答案一、单选题1．如图所示，广州塔摩天轮位于塔顶450米高空处，摩天轮由16个“水晶”观光球舱组成，沿着倾斜的轨道做匀速圆周运动，则坐在观光球舱中的某游客（）A．动能不变B．合外力不变C．线速度不变D．机械能守恒2．2020年6月23日9：43，我国在西昌卫星发射基地成功发射了北斗系列最后一颗组网卫星，成功实现“北斗收官”。
该卫星先被发射到近地轨道上，然后在P点点火加速后进入椭圆轨道，如图所示，下列说法正确的是（）A．该卫星在近地轨道运行的周期大于在椭圆轨道运行的周期B．该卫星在椭圆轨道P点的速度等于第一字宙速度C．该卫星在近地轨道P点的加速度小于在椭圆轨道P点的加速度D．知道引力常量，测出该卫星在近地轨道运行的周期就能估算地球的平均密度3．2020 年1 月我国成功发射了“吉林一号”卫星，卫星轨道可看作距地面高度为650km 的圆，地球半径为6400km，第一宇宙速度为7.9km/s。
则该卫星的环绕速度为（）A．16.7km/s B．11.2km/s C．7.9km/s D．7.5km/s4．2015年9月14日，美国的LIGO探测设施接收到一个来自GW150914的引力波信号，此信号是由两个黑洞的合并过程产生的。
如果将某个双黑洞系统简化为如图所示的圆周运动模型，两黑洞绕O点做匀速圆周运动。
在相互强大的引力作用下，两黑洞间的距离逐渐减小，在此过程中，两黑洞做圆周运动的（）A．周期均逐渐增大B．线速度均逐渐减小C．角速度均逐渐增大D．向心加速度均逐渐减小5．如图所示，景观喷泉从同一位置喷出两水柱，在水柱中各取一小段水柱体A和B，A的质量大于B的质量，A、B上升的最大高度相同，落点位于同一水平地面上，空气阻力不计。
则A、B从喷出到落地的过程中，下列说法正确的是（）A．A的加速度大小比B的大B．A、B的空中飞行时间一样长C．A在最高点时速度大小比B的大D．A、B落地时的速度大小一样大6．一物体做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在该物体上的力不发生改变，则该物体不可能做（）A．匀加速直线运动B．匀速圆周运动C．匀减速直线运动D．匀变速曲线运动7．下列现象中，与离心运动无关的是（）A．汽车转弯时速度过大，乘客感觉往外甩B．运动员投掷链球时，在高速旋转的时候释放链球C．洗衣服脱水桶旋转，衣服紧贴在桶壁上D．汽车启动时，乘客向后倒8．伽利略理想斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦阻力小到可以忽略，小球必将准确地回到与它开始运动时相同高度的点，既不会更高一点，也不会更低一点。
沪科版高中物理必修二章末综合测评3.docx
高中物理学习材料桑水制作章末综合测评(三)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1．一小球以初速度v0水平抛出，不计空气阻力，小球在空中运动的过程中重力做功的功率P随时间t变化的图像是( )【解析】设经过时间t速度大小为v，其方向与竖直方向(或重力方向)成θ角，由功率公式P＝Fv cos θ知，此时重力的功率P＝mgv cos θ＝mgv＝mg·gty＝mg2t，所以A正确．【答案】 A2．如图1所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面减速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力( )图1A．等于零，对人不做功B．水平向左，对人做负功C．水平向右，对人做正功D．斜向上，对人做正功【解析】人随扶梯沿斜面减速上升，人的受力有重力、支持力和水平向左的静摩擦力，且静摩擦力方向与运动方向的夹角大于90°，故静摩擦力对人做负功．【答案】 B3.如图2所示，质量为m的物体A静止于倾角为θ的斜面体B上，斜面体B 的质量为M，现对该斜面体施加一个水平向左的推力F，使物体随斜面体一起沿水平方向向左做加速度为a的匀加速运动，移动s，则此过程中斜面体B对物体A所做的功为( )图2A．Fs B．mgs sin θC．mas D．(M＋m)as【解析】物体A随斜面体一起做匀加速运动，它所受合外力等于ma，这个力水平向左由斜面B所给，由W＝mas故选项C正确．【答案】 C4.如图3所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球．在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点．在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是( ) 【导学号：02690042】图3A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大，后减小D．先减小，后增大【解析】小球速率恒定，由动能定理知：拉力做的功与克服重力做的功始终相等，将小球的速度分解，可发现小球在竖直方向分速度逐渐增大，重力的瞬时功率也逐渐增大，则拉力的瞬时功率也逐渐增大，A项正确．【答案】 A5．把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车．而动车组就是几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组，就是动车组，如图4所示．假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比．每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等．若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120 km/h；则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为( )图4A．120 km/h B．240 km/hC．320 km/h D．480 km/h【解析】设一节动车功率为P，动车和拖车质量均为m，阻力系数为k，则有P＝k·4mg·v1，6P＝k·9mg·v2，v＝120 km/h，1由以上三式得v 2＝320 km/h ，故C 正确． 【答案】 C6．物体沿直线运动的v t 图象如图5所示，已知在第1秒内合力对物体做功为W ，则( )图5A ．从第1秒末到第3秒末合力做功为4WB ．从第3秒末到第5秒末合力做功为－2WC ．从第5秒末到第7秒末合力做功为WD ．从第3秒末到第4秒末合力做功为－0.75W【解析】 由题中图象可知物体速度变化情况，根据动能定理得第1 s 内：W ＝12mv 2，第1 s 末到第3 s 末：W 1＝12mv 2－12mv 2＝0，A 错；第3 s 末到第5 s 末：W 2＝0－12mv 2＝－W ，B 错；第5 s 末到第7 s 末：W 3＝12m (－v )2－0＝W ，C 正确；第3 s 末到第4 s 末：W 4＝12m (v 2)2－12mv 2＝－0.75W ，D 正确．【答案】 CD7．关于物体所受外力的合力做功与物体动能的变化的关系以下说法正确的是( )A．合力做正功，物体动能增加B．合力做正功，物体动能减少C．合力做负功，物体动能增加D．合力做负功，物体动能减少【解析】根据动能定理，合力做功等于物体动能变化，合力做正功，动能增加；合力做负功，动能减少．所以A和D正确．【答案】AD8．如图6是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车上方的光电板，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t前进距离s，速度达到最大值v m，设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么( )图6A．这段时间内小车先加速运动，然后匀速运动B．这段时间内阻力所做的功为PtC．这段时间内合力做的功为12 mv2mD．这段时间内电动机所做的功为Fs＋12 mv2m【解析】从题意得到，可将太阳能驱动小车运动视为“汽车以功率不变启动”，所以这段时间内小车做加速运动，A项错误；电动机做功用Pt计算，阻力做功为W＝Fs，B项错误；根据动能定理判断，这段时间内合力做功为12mv2m，C项正确；这段时间内电动机所做的功为Pt＝Fs＋12mv2m，D项正确．【答案】CD二、非选择题(共4小题，共52分)9．(8分)(2013·福建高考)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图7)：图7(1)下列说法哪一项是正确的( )A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放(2)图8是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O，A，B，C为计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为 50 Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为____m/s(保留三位有效数字)．图8【解析】平衡摩擦力的原理就是在没有拉力的情况下调整斜面倾角，使μ＝tan θ，A错；为减小系统误差应使钩码质量远小于小车质量，B错；实验时使小车靠近打点计时器能充分利用纸带，由静止释放则通过后面的点测出的动能即等于该过程的动能变化量，便于利用实验数据进行探究．据v B＝sAC2T＝0.653 m/s可得打B点时小车的瞬时速度．【答案】(1)C (2)0.65310．(12分)在“探究功与速度变化的关系”的实验中，得到的纸带如图9所示，小车的运动情况可描述为：A，B之间为________________ 运动；C，D 之间为________运动．小车离开橡皮筋后的速度为________m/s.图9【解析】由图可知小车在A、B之间做加速运动，由于相邻计数点间位移之差不等，由Δs＝aT2知，小车的加速度是变化的，故做变加速运动．在C，D 之间计数点均匀分布，说明小车做匀速运动．小车离开橡皮筋后做匀速运动，由CD段纸带，求出速度为：v＝st＝7.2×10－30.02m/s＝0.36 m/s.【答案】变加速匀速0.3611．(16分)质量m＝1 kg的物体，在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面运动，经过位移4 m时，拉力F停止作用，运动到位移是8 m时物体停止，运动过程中E ks的图线如图10所示，g＝10 m/s2，求：图10(1)物体和平面间的动摩擦因数；(2)拉力F的大小．【解析】(1)在运动的第二阶段，物体在位移s2＝4 m内，动能由E k＝10 J 变为零，由动能定理得－μmgs2＝－E k故动摩擦因数μ＝Ekmgs2＝101×10×4＝0.25.(2)在运动的第一阶级，物体位移s1＝4 m，初动能E k0＝2 J，根据动能定理Fs1－μmgs1＝E k－E k0所以F＝4.5 N.【答案】(1)0.25 (2)4.5 N12．(16分)如图11所示，抗震救灾运输机在某场地卸放物资时，通过倾角θ＝30°的固定的光滑斜轨道面进行．有一件质量为m＝2.0 kg的小包装盒，由静止开始从斜轨道的顶端A滑至底端B，然后又在水平地面上滑行一段距离停下，若A点距离水平地面的高度h＝5.0 m，重力加速度g取10 m/s2，求：图11(1)包装盒由A滑到B经历的时间；(2)若地面的动摩擦因数为0.5，包装盒在水平地面上还能滑行多远？(不计斜面与地面接触处的能量损耗)【解析】(1)包装盒沿斜面下滑受到重力和斜面支持力，由牛顿第二定律，得mg sin θ＝maa＝g sin θ＝5.0 m/s2包装盒沿斜面由A到B的位移为S AB ＝hsin 30°＝10 m包装盒由A到B做匀加速运动的时间为tS AB ＝12at2得—————————— 新学期 新成绩 新目标 新方向 ——————————桑水 t ＝2S ABa ＝2.0 s.(2)由动能定理得：－fs ＝0－12mv 2B其中滑动摩擦力f ＝μmg在B 点速度v B ＝at代入已知，得s ＝10 m.【答案】 (1)2.0 s (2)10 m。
2018-2019学年高中物理模块综合试卷沪科版必修2
模块综合试卷(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分)1．一个物体在光滑水平面上以初速度v 0做曲线运动，已知在此过程中物体只受一个恒力F 作用，运动轨迹如图1所示．则由M 到N 的过程中，物体的速度大小将()图1A ．逐渐增大B ．逐渐减小C ．先增大后减小D ．先减小后增大 答案D解析 判断做曲线运动的物体速度大小的变化情况时，应从下列关系入手：当物体所受合外力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体做曲线运动的速率增大；当物体所受合外力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体做曲线运动的速率减小；当物体所受合外力方向与速度方向的夹角始终为直角时，物体做曲线运动的速率不变．在本题中，合力F 的方向与速度方向的夹角先为钝角，后为锐角，故D 选项正确．2．火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆．已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比() A ．火卫一距火星表面较近 B ．火卫二的角速度较大 C ．火卫一的运动速度较小 D ．火卫二的向心加速度较大 答案A解析 由GMm r2＝ma ＝mv2r ＝m 4π2T2r 得：a ＝GM r2，v ＝GMr ，r ＝3GMT24π2，则T 大时，r 大，a 小，v 小，且由ω＝2πT 知，T 大，ω小，故正确选项为A.3．如图2所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D 点(D 点是曲线的拐点)时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A 点运动到E 点的过程中，下列说法中正确的是()图2A ．质点经过C 点的速率比D 点的大B ．质点经过A 点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C ．质点经过D 点时的加速度比B 点的大D ．质点从B 到E 的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小 答案A解析 因为质点做匀变速运动，所以加速度恒定，C 项错误．在D 点时加速度与速度垂直，故知加速度方向向上，合力方向也向上，所以质点从C 到D 的过程中，方向与速度方向夹角大于90°，合力做负功，动能减小，v C >v D ，A 项正确，B 项错误．从B 至E 的过程中，加速度方向与速度方向夹角一直减小，D 项错误．4．把甲物体从2h 高处以速度v 0水平抛出，落地点与抛出点的水平距离为L ，把乙物体从h 高处以速度2v 0水平抛出，落地点与抛出点的水平距离为s ，不计空气阻力，则L 与s 的关系为() A ．L ＝s2B ．L ＝2sC ．L ＝22s D ．L ＝2s 答案C解析 根据2h ＝12gt 12，得t 1＝2h g， 则L ＝v 0t 1＝2v 0h g. 由h ＝12gt 22，得t 2＝2hg，则s ＝2v 0t 2＝2v 02h g， 所以L ＝22s ，故选项C 正确．5．明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画(如图3所示)，记录了我们祖先的劳动智慧．若A 、B 、C 三齿轮半径的大小关系为r A >r B >r C ，则()图3A ．齿轮A 的角速度比C 的大B ．齿轮A 、B 的角速度大小相等C ．齿轮B 与C 边缘的线速度大小相等D ．齿轮A 边缘的线速度比齿轮C 边缘的线速度大 答案D解析 齿轮A 边缘的线速度v A 与齿轮B 边缘的线速度v B 相等，齿轮B 、C 的角速度ωB ＝ωC .由v A ＝ωA r A ，v B ＝ωB r B ，v C ＝ωC r C ，v A ＝v B ，r A >r B >r C ，ωB ＝ωC 可得：ωA <ωB ，ωA <ωC ，v B >v C ，v A >v C ，故选项D 正确．6．2015年9月23日，在江苏省苏州市进行的全国田径锦标赛上高兴龙获得男子跳远冠军，在一次试跳中，他(可看成质点)水平距离达8 m ，最高处高达1 m ．设他离开地面时的速度方向与水平面的夹角为α，若不计空气阻力，则tan α等于() A.18 B.14C.12D ．1 答案C解析 从起点A 到最高点B 可看成平抛运动的逆过程，如图所示，运动员做平抛运动，初速度方向与水平方向夹角的正切值为tan α＝2tan β＝2×h x 2＝2×14＝12，选项C 正确．7．引力波现在终于被人们用实验证实，爱因斯坦的预言成为科学真理．早在70年代就有科学家发现，高速转动的双星可能由于辐射引力波而使星体质量缓慢变小，观测到周期在缓慢减小，则该双星间的距离将()A ．变大B ．变小C ．不变D ．可能变大也可能变小 答案B8．(多选)如图4所示，一质量为m 的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O 点处．将小球拉至A 处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O 点正下方B 点速度为v ，AB 间的竖直高度差为h ，则()图4A ．由A 到B 重力做的功等于mgh B ．由A 到B 重力势能减少12mv 2C ．由A 到B 小球克服弹力做功为mghD ．小球到达位置B 时弹簧的弹性势能为mgh －mv22答案AD解析 重力做功只和高度差有关，故由A 到B 重力做的功等于mgh ，选项A 正确；由A 到B 重力势能减少mgh ，选项B 错误；由A 到B 小球克服弹力做功为W ＝mgh －12mv 2，选项C 错误，D 正确．9．(多选)如图5所示，斜面顶端A 与另一点B 在同一水平线上，甲、乙两小球质量相等．小球甲沿光滑固定斜面以初速度v 0从顶端A 滑到底端，小球乙以同样的初速度从B 点抛出，不计空气阻力，则()图5A ．两小球落地速率相同B ．两小球落地时，重力的瞬时功率相同C ．从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同D ．从开始运动至落地过程中，重力的平均功率相同 答案AC解析 由于斜面光滑，且不计空气阻力，故两小球运动过程中只有重力做功，由机械能守恒定律可知两小球落地时速率相同，故选项A 正确；由于A 小球沿斜面做匀加速运动，B 小球做斜抛运动，它们落地时的速度方向不同，故两小球落地时，重力的瞬时功率不相同，选项B 错误；由于重力做功与路径无关，只与初、末位置的高度差有关，故从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同，选项C 正确；由于两小球的运动方式不同，所以从开始运动至落地过程中所用时间不同，由P ＝Wt 可知重力的平均功率不同，选项D错误．10．(多选)在圆轨道上运动的质量为m 的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R ，地面上的重力加速度为g ，则() A ．卫星的动能为mgR4B ．卫星运动的周期为4π2RgC ．卫星运动的加速度为g2D ．卫星运动的速度为2Rg 答案AB解析 人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设地球质量为M 、卫星的轨道半径为r ，则错误!＝错误!，忽略地球自转的影响有错误!＝mg ，联立得v ＝错误!，卫星的动能E k ＝错误!mv 2＝错误!mgR ，选项A 正确，D 错误；卫星运动的周期T ＝2πrv ＝4π2Rg，选项B 正确；设卫星运动的加速度为a ，则有错误!＝ma ，联立得a ＝错误!，选项C 错误．11．(多选)如图6所示，一质量为M 的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m 的小环，从大环的最高处由静止滑下，滑到大环的最低点的过程中(重力加速度为g )()图6A ．小环滑到大圆环的最低点时处于失重状态B ．小环滑到大圆环的最低点时处于超重状态C ．此过程中小环的机械能守恒D ．小环滑到大环最低点时，大圆环对杆的拉力大于(m ＋M )g 答案BCD解析 小环滑到大圆环的最低点时，有竖直向上的加速度，由牛顿运动定律可知小环处于超重状态，同时知杆对大圆环的拉力大于(M ＋m )g ，由牛顿第三定律知，大圆环对杆的拉力大于(M ＋m )g ，故选项A 错误，选项B 、D 正确．由于大环固定不动，对小环的支持力不做功，只有重力对小环做功，所以小环的机械能守恒，故选项C 正确．12．(多选)图7甲为0.1 kg 的小球从最低点A 冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4 m 的半圆轨道后，小球速度的平方与其高度的关系图像，如图乙所示．已知小球恰能到达最高点C ，轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计．g 取10 m/s 2，B 为AC 轨道中点．下列说法正确的是()图7A ．图乙中x ＝4B ．小球从B 到C 损失了0.125 J 的机械能 C ．小球从A 到C 合外力对其做的功为－1.05 JD ．小球从C 抛出后，落地点到A 的距离为0.8 m 答案ACD解析 当h ＝0.8 m 时小球在C 点，由于小球恰能到达最高点C ，故mg ＝m vC2r，所以v C 2＝gr ＝10×0.4 m 2·s－2＝4 m 2·s －2，故选项A 正确；由已知条件无法计算出小球从B 到C 损失了0.125 J 的机械能，故选项B 错误；小球从A 到C ，由动能定理可知W 合＝12mv C 2－12mv A 2＝12×0.1×4 J－12×0.1×25 J ＝－1.05 J ，故选项C 正确；小球离开C 点后做平抛运动，故2r ＝12gt 2，落地点到A 的距离x 1＝v C t ，解得x 1＝0.8 m ，故选项D 正确．二、实验题(本题共2小题，共16分)13．(8分)如图8甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动．力传感器测量向心力F ，速度传感器测量圆柱体的线速度v ，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F 与线速度v 的关系：图8(1)该同学采用的实验方法为________．A ．等效替代法B ．控制变量法C ．理想化模型法(2)改变线速度v ，多次测量，该同学测出了五组F 、v 数据，如下表所示：该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点． ①作出F －v 2图线；②若圆柱体运动半径r ＝0.2 m ，由作出的F －v 2的图线可得圆柱体的质量m ＝____ kg.(结果保留两位有效数字) 答案(1)B(2)①②0.1814．(8分)某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律．(1)某同学用20分度游标卡尺测量出小球的直径为1.020 cm.图9所示弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A 、B ，计时装置测出小球通过A 、B 的时间分别为2.55 ms 、5.15 ms ，由此可知小球通过光电门A 、B 时的速度分别为v A 、v B ，其中v A ＝________m/s.图9(2)用刻度尺测出光电门A 、B 间的距离h ，已知当地的重力加速度为g ，只需比较____(用题目中涉及的物理量符号表示)是否相等，就可以验证机械能是否守恒．(3)通过多次实验发现，小球通过光电门A 的时间越短，(2)中要验证的两数值差越大，试分析实验中产生误差的主要原因是_________________________________________________．答案(1)4(4.0或4.00也对)(2)gh 和vA22－vB22(3)小球上升过程中受到空气阻力的作用，速度越大，所受阻力越大解析 (1)小球通过光电门可近似认为做匀速直线运动，所以v A ＝d tA ＝1.020 cm2.55 ms ＝4 m/s ；(2)在验证机械能守恒定律时，要看动能的减少量是否等于势能的增加量，即gh ＝vA22－vB22；(3)小球通过A 的时间越短，意味着小球的速度越大，而速度越大受到的空气阻力就越大，损失的能量越多，动能的减少量和势能的增加量差值就越大．三、计算题(本题共3小题，共36分，解答时应写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)15．(10分)如图10所示，假设某星球表面上有一倾角为θ＝37°的固定斜面，一质量为m ＝2.0 kg 的小物块从斜面底端以速度9 m/s 沿斜面向上运动，小物块运动1.5 s 时速度恰好为零．已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，该星球半径为R ＝1.2×103km.试求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)图10(1)该星球表面上的重力加速度g 的大小； (2)该星球的第一宇宙速度的大小． 答案(1)7.5 m/s 2(2)3×103m/s解析(1)对物块受力分析，由牛顿第二定律可得 －mg sin θ－μmg cos θ＝ma ，①a ＝0－v0t，② 由①②代入数据求得g ＝7.5 m/s 2. (2)设第一宇宙速度为v ，由mg ＝m v2R得：v ＝gR ＝3×103m/s.16．(12分)如图11所示，质量为m ＝1 kg 的小滑块(视为质点)在半径为R ＝0.4 m 的14圆弧A 端由静止开始释放，它运动到B 点时速度为v ＝2 m/s.当滑块经过B 后立即将圆弧轨道撤去．滑块在光滑水平面上运动一段距离后，通过换向轨道由C 点过渡到倾角为θ＝37°、长s ＝1 m 的斜面CD 上，CD 之间铺了一层匀质特殊材料，其与滑块间的动摩擦因数可在0≤μ≤1.5之间调节．斜面底部D 点与光滑地面平滑相连，地面上一根轻弹簧一端固定在O 点，自然状态下另一端恰好在D 点．认为滑块通过C 和D 前后速度大小不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计空气阻力．图11(1)求滑块对B 点的压力大小以及在AB 上克服阻力所做的功； (2)若设置μ＝0，求质点从C 运动到D 的时间； (3)若最终滑块停在D 点，求μ的取值范围． 答案 见解析解析(1)在B 点，N －mg ＝m v2R解得N ＝20 N由牛顿第三定律，N ′＝20 N 从A 到B ，由动能定理，mgR －W ＝12mv 2解得W ＝2 J(2)μ＝0，滑块在CD 间运动，有mg sin θ＝ma 加速度a ＝g sin θ＝6 m/s 2由匀变速运动规律得s ＝vt ＋12at 2解得t ＝13s ，或t ＝－1 s(舍去)(3)最终滑块停在D 点有两种可能：a.滑块恰好能从C 下滑到D .则有mg sin θ·s －μ1mg cos θ·s ＝0－12mv 2，得到μ1＝1b ．滑块在斜面CD 和水平地面间多次反复运动，最终静止于D 点．当滑块恰好能返回C ： －μ2mg cos θ·2s ＝0－12mv 2得到μ2＝0.125当滑块恰好能静止在斜面上，则有mg sin θ＝μ3mg cos θ，得到μ3＝0.75所以，当0.125≤μ<0.75时，滑块能在CD 和水平地面间多次反复运动，最终静止于D 点． 综上所述，μ的取值范围是0.125≤μ<0.75或μ＝1. 【考点】动能定理的综合应用问题 【题点】动能定理的综合应用问题17．(14分)为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为θ＝60°、长为L 1＝23m 的倾斜轨道AB ，通过微小圆弧与长为L 2＝32m 的水平轨道BC 相连，然后在C 处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道上D 处，如图12所示．现将一个小球从距A 点高为h ＝0.9 m的水平台面上以一定的初速度v 0水平弹出，到A 点时速度方向恰沿AB 方向，并沿倾斜轨道滑下．已知小球与AB 和BC 间的动摩擦因数均为μ＝33，g 取10 m/s 2.图12(1)求小球初速度v 0的大小； (2)求小球滑过C 点时的速率v C ；(3)要使小球不离开轨道，则竖直圆弧轨道的半径R 应该满足什么条件？ 答案(1) 6 m/s(2)3 6 m/s(3)0<R ≤1.08 解析(1)小球开始时做平抛运动：v y 2＝2gh ，代入数据解得v y ＝2gh ＝2×10×0.9 m/s ＝3 2 m/s ，A 点：tan 60°＝vyvx，得v x ＝v 0＝vy tan 60°＝323 m/s ＝ 6 m/s.(2)从水平抛出到C 点的过程中，由动能定理得mg (h ＋L 1sin θ)－μmgL 1cos θ－μmgL 2＝12mv C 2－12mv 02，代入数据解得v C ＝3 6 m/s.(3)小球刚好能过最高点时，重力提供向心力， 则mg ＝mv2R1，12mv C 2＝2mgR 1＋12mv 2，代入数据解得R 1＝1.08 m ，当小球刚能到达与圆心等高时，有12mv C 2＝mgR 2，代入数据解得R 2＝2.7 m ，当圆轨道与AB 相切时R 3＝BC ·tan 60°＝1.5 m ， 即圆轨道的半径不能超过1.5 m ，综上所述，要使小球不离开轨道，R 应该满足的条件是0<R ≤1.08 m.中小学教育教学资料最新中小学教案试题试卷习题资料11。
沪科版高中物理必修二章末综合测评2.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）章末综合测评(二)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1．(2016·长沙高一检测)对于物体做匀速圆周运动，下列说法中正确的是()A．其转速与角速度成反比，其周期与角速度成正比B．运动的快慢可用线速度描述，也可用角速度来描述C．匀速圆周运动的速度保持不变D．做匀速圆周运动的物体，其加速度保持不变【解析】由公式ω＝2πn可知，转速和角速度成正比，由ω＝2πT可知，其周期与角速度成反比，故A错误；运动的快慢可用线速度描述，也可用角速度来描述，所以B正确；匀速圆周运动的速度大小不变，但速度方向在变，所以C 错误；匀速圆周运动的加速度大小不变，方向在变，所以D错误．【答案】 B2．如图1所示，两轮用齿轮传动，且不打滑，图中两轮的边缘上有A、B 两点，它们到各自转轴O1、O2的距离分别为r A、r B，且r A＞r B.当轮子转动时，这两点的角速度分别为ωA和ωB，线速度大小分别为v A和v B，则下列关系式正确的是()图1A ．ωA ＝ωBB ．ωA ＞ωBC ．v A ＝v BD ．v B ＜v A【解析】 由齿轮传动特点可知v A ＝v B ，所以C 正确，D 错误；再由v ＝ωr ，r A ＞r B ，可知ωA ＜ωB ，故A 、B 均错误．【答案】 C3．一小球沿半径为2 m 的轨道做匀速圆周运动，若周期T ＝4 s ，则( )A ．小球的线速度大小是0.5 m/sB ．经过4 s ，小球的位移大小为4π mC ．经过1 s ，小球的位移大小为2 2 mD ．若小球的速度方向改变了π2 rad ，经过时间一定为1 s【解析】 小球的周期为T ＝4 s ，则小球运动的线速度为v ＝2πr T ＝π，选项A 错误；经过4 s 后，小球完成一个圆周运动后回到初始位置，位移为零，选项B 错误；经过1 s 后，小球完成14个圆周，小球的位移大小为s ＝2R ＝2 2 m ，选项C 正确；圆周运动是周期性运动，若方向改变π2弧度，经历的时间可能为t＝(n ＋1)·T 4＝(n ＋1) s 或t ＝(n ＋3)·T 4＝(n ＋3) s ，选项D 错误．【答案】 C4．(2016·沈阳高一检测)荡秋千是儿童喜爱的一项体育运动，当秋千荡到最高点时，小孩的加速度方向是图2中的( )图2A ．竖直向下a 方向B ．沿切线b 方向C ．水平向左c 方向D ．沿绳向上d 方向【解析】如图，将重力分解，沿绳子方向T－G cos θ＝m v2R，当在最高点时，v＝0，故T＝G cos θ，故合力方向沿G2方向，即沿切线b方向，由牛顿第二定律，加速度方向沿切线b方向．【答案】 B5．如图3所示，一圆盘可绕通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一块橡皮，橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针)．某段时间内圆盘转速不断增大，但橡皮块仍相对圆盘静止，在这段时间内，关于橡皮块所受合力F的方向的四种表示(俯视图)中，正确的是() 【导学号：02690030】图3【解析】橡皮块做加速圆周运动，合力不指向圆心，但一定指向圆周的内侧．由于做加速圆周运动，动能不断增加，故合力与速度的夹角小于90°，故选C.【答案】 C6．如图4所示，是从一辆在水平公路上行驶着的汽车后方拍摄的汽车后轮照片．从照片来看，汽车此时正在()图4A．直线前进B．向右转弯C ．向左转弯D ．不能判断【解析】 从汽车后方拍摄的后轮照片可以看到汽车的后轮发生变形，汽车不是正在直线前进，而是正在转弯，根据惯性、圆周运动和摩擦力知识，可判断出地面给车轮的静摩擦力水平向左，所以汽车此时正在向左转弯，答案应选C.【答案】 C7．(2016·泉州高一检测)如图5所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m 的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是( )图5A ．车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来B ．人在最高点时对座位不可能产生大小为mg 的压力C ．人在最低点时对座位的压力等于mgD ．人在最低点时对座位的压力大于mg【解析】 过山车是竖直面内杆系小球圆周运动模型的应用．人在最低点时，由向心力公式可得：F －mg ＝m v 2R ，即F ＝mg ＋m v 2R ＞mg ，故选项C 错误，选项D 正确；人在最高点，若v ＞gR 时，向心力由座位对人的压力和人的重力的合力提供，若v ＝gR 时，向心力由人的重力提供，若v ＜gR 时，人才靠保险带拉住，选项A 错误；F ＞0，人对座位产生压力，压力大小F ＝m v 2R －mg ，当v 2＝2Rg 时F ＝mg ，选项B 错误．【答案】 D8．如图6所示，长0.5 m 的轻质细杆，一端固定有一个质量为3 kg 的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O 点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为2 m /s.g 取10 m/s 2，下列说法正确的是( )图6A ．小球通过最高点时，对杆的拉力大小是24 NB ．小球通过最高点时，对杆的压力大小是6 NC ．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24 ND ．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是54 N【解析】 设小球在最高点时受杆的弹力向上，则mg －N ＝m v 2l ，得N ＝mg －m v 2l ＝6 N ，故小球对杆的压力大小是6 N ，A 错误，B 正确；小球通过最低点时N －mg ＝m v 2l ，得N ＝mg ＋m v 2l ＝54 N ，小球对杆的拉力大小是54 N ，C 错误，D 正确．【答案】 BD9．如图7所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的( )A ．运动周期相同B ．运动线速度一样C ．运动角度相同D ．向心加速度相同图7【解析】 小球受力如图所示，根据牛顿第二定律有mg tan θ＝ma ＝mω2·L sin θ＝m v 2L sin θ＝m 4π2T 2L sin θ，解得a ＝g tan θ＝g ·L sin θh ，v ＝gL sin θ·tan θ，ω＝g tan θL sin θ＝g h ， T ＝2πhg . 【答案】 AC10．有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动．如图8所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h ，下列说法中正确的是( )图8A ．h 越高，摩托车对侧壁的压力将越大B ．h 越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大C ．h 越高，摩托车做圆周运动的周期将越大D ．h 越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大【解析】 摩托车受力如图所示．由于N ＝mg cos θ所以摩托车受到侧壁的压力与高度无关，保持不变，摩托车对侧壁的压力F也不变，A 错误；由F ＝mg tan θ＝m v 2r ＝mω2r 知h 变化时，向心力F 不变，但高度升高，r 变大，所以线速度变大，角速度变小，周期变大，选项B 、C 正确，D 错误．【答案】 BC二、非选择题(共3小题，共40分)11．(10分)如图9所示，水平转盘上放有质量为m 的物体，当物块到转轴的距离为r 时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳上张力为零)．物体和转盘间的最大静摩擦力是其正压力的μ倍．求：图9(1)当转盘的角速度ω1＝μg 2r 时，细绳的拉力T 1； (2)当转盘的角速度ω2＝3μg2r 时，细绳的拉力T 2.【解析】 设转动过程中物体与盘间恰好达到最大静摩擦力时转动的角速度为ω0，则μmg ＝mω20r ，解得ω0＝μgr .(1)因为ω1＝μg2r ＜ω0，所以物体所需向心力小于物体与盘间的最大摩擦力，则物体与盘产生的摩擦力还未达到最大静摩擦力，细绳的拉力仍为0，即T 1＝0.(2)因为ω2＝3μg2r ＞ω0，所以物体所需向心力大于物体与盘间的最大静摩擦力，则细绳将对物体施加拉力T 2，由牛顿第二定律得T 2＋μmg ＝mω22r ，解得T 2＝μmg 2.【答案】 (1)T 1＝0 (2)T 2＝μmg 212．(15分)如图10所示，在内壁光滑的平底试管内放一个质量为1 g 的小球，试管的开口端与水平轴O 连接．试管底与O 相距5 cm ，试管在转轴带动下在竖直平面内做匀速圆周运动．g 取10 m/s 2，求：图10(1)转轴的角速度达到多大时，试管底所受压力的最大值等于最小值的3倍？(2)转轴的角速度满足什么条件时，会出现小球与试管底脱离接触的情况？【解析】 (1)当试管匀速转动时，小球在最高点对试管的压力最小，在最低点对试管的压力最大．在最高点：F 1＋mg ＝mω2r在低高点：F 2－mg ＝mω2rF 2＝3F 1联立以上方程解得ω＝2gr ＝20 rad/s(2)小球随试管转到最高点，当mg ＞mω2r 时，小球会与试管底脱离，即ω＜gr .【答案】 (1)20 rad/s (2)ω＜gr13．(15分)(2016·泸州高一检测)质量是1 kg 的小球用长为0.5 m 的细线悬挂在O 点，O 点距地面的高度为1 m ，如果使小球绕过O 点的竖直轴在水平面内做圆周运动，细线的最大承受拉力为12.5 N ，g 取10 m/s 2.求：(1)当小球的周期为多大时，线将断裂；(2)断裂后小球的落地点与悬点的水平距离．【解析】 (1)当线的拉力达到最大时，线将断裂，设绳子此时与竖直方向夹角为θ，小球受力如图T max sin θ＝mr 4π2T 2r ＝L sin θcos θ＝mg T max得：T ＝2π5s.(2)断裂后小球做平抛运动竖直方向：h －L cos θ＝12gt 2水平方向：x ＝v t又v ＝2πr T由图，断裂后小球的落地点与悬点的水平距离R ＝x 2＋r 2得：R ＝0.6 m.【答案】 (1)2π5 s (2)0.6 m。
最新沪科版高中物理必修二：全册章末检测试卷(5套,含答案)
最新沪科版高中物理必修二：全册章末检测试卷（5套，含答案）第1章怎样研究抛体运动章末检测试卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内( )A．速度一定在不断改变，加速度也一定不断改变B．速度可以不变，但加速度一定不断改变C．质点不可能在做匀变速运动D．质点在某点的速度方向一定是曲线上该点的切线方向2．斜抛运动与平抛运动相比较，相同的是( )A．都是匀变速曲线运动B．平抛是匀变速曲线运动，而斜抛是非匀变速曲线运动C．都是加速度逐渐增大的曲线运动D．平抛运动是速度一直增大的运动，而斜抛是速度一直减小的曲线运动3．一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图1所示．关于物体的运动，下列说法正确的是( )图1A．物体做速度逐渐增大的曲线运动B．物体运动的加速度先减小后增大C．物体运动的初速度大小是50 m/sD．物体运动的初速度大小是10 m/s4. 如图2所示，细绳一端固定在天花板上的O点，另一端穿过一张CD光盘的中央光滑小孔后拴着一个橡胶球，橡胶球静止时，竖直悬线刚好挨着水平桌面的边沿．现将CD光盘按在桌面上，并沿桌面边缘以速度v匀速移动，移动过程中，CD光盘中央小孔始终紧挨桌面边线，当悬线与竖直方向的夹角为θ时，小球上升的速度大小为( )图2A．v sin θ B．v cos θ C．v tan θ D．v cot θ5．如图3所示，小朋友在玩一种运动中投掷的游戏，目的是在运动中将手中的球投进离地面高3 m的吊环，他在车上和车一起以2 m/s的速度向吊环运动，小朋友抛球时手离地面的高度为1.2 m，当他在离吊环的水平距离为2 m时将球相对于自己竖直上抛，球刚好沿水平方向进入吊环，他将球竖直向上抛出的速度是(g取10 m/s2)( )图3A．2.8 m/s B．4.8 m/s C．6.8 m/s D．8.8 m/s6．如图4所示为足球球门，球门宽为L.一个球员在球门中心正前方距离球门s处高高跃起，将足球顶入球门的左下方死角(图中P点)．球员顶球点的高度为h，足球做平抛运动(足球可看成质点)，则( )图4A．足球位移的大小x＝L24＋s2B．足球初速度的大小v0＝g2h(L24＋s2)C．足球初速度的大小v0＝g2h(L24＋s2)＋4ghD．足球初速度的方向与球门线夹角的正切值tan θ＝L 2s7．(多选)以初速度v 0＝20 m/s 从100 m 高台上水平抛出一个物体(g 取10 m/s 2，不计空气阻力)，则( )A ．2 s 后物体的水平速度为20 m/sB ．2 s 后物体的速度方向与水平方向成45°角C ．每1 s 内物体的速度变化量的大小为10 m/sD ．每1 s 内物体的速度大小的变化量为10 m/s8．(多选)一条船要在最短时间内渡过宽为100 m 的河，已知河水的流速v 1与船离河岸的距离x 变化的关系如图5甲所示，船在静水中的速度v 2与时间t 的关系如图乙所示，则以下判断中正确的是( )图5A ．船渡河的最短时间是20 sB ．船运动的轨迹可能是直线C ．船在河水中的加速度大小为0.4 m/s 2D ．船在河水中的最大速度是5 m/s9．(多选)物体做平抛运动的轨迹如图6所示，O 为抛出点，物体经过点P (x 1，y 1)时的速度方向与水平方向的夹角为θ，则下列结论正确的是( )图6A ．tan θ＝y 12x 1B ．tan θ＝2y 1x 1C ．物体抛出时的速度为v 0＝x 1g 2y 1D ．物体经过P 点时的速度v P ＝gx 122y 1＋2gy 1 10.(多选)跳台滑雪是奥运比赛项目之一，利用自然山形建成的跳台进行，某运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上，如图7所示，若斜面雪坡的倾角为θ，飞出时的速度大小为v 0，不计空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为g ，则( )图7A ．如果v 0不同，该运动员落到雪坡时的位置不同，速度方向也不同B ．如果v 0不同，该运动员落到雪坡时的位置不同，但速度方向相同C ．运动员在空中经历的时间是2v 0tan θgD ．运动员落到雪坡时的速度大小是v 0cos θ二、实验题(本题共8分)11．(8分)未来在一个未知星球上用如图8甲所示装置研究平抛运动的规律．悬点O 正下方P 点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄．在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示．a 、b 、c 、d 为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s ，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则：图8(1)由以上信息，可知a 点________(选填“是”或“不是”)小球的抛出点． (2)由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s 2. (3)由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是________m/s. (4)由以上及图信息可以算出小球在b 点时的速度是________m/s.三、计算题(本题共4小题，共52分，解答时应写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)12．(12分)如图9所示，斜面体ABC 固定在地面上，小球p 从A 点静止下滑．当小球p 开始下滑时，另一小球q 从A 点正上方的D 点水平抛出，两球同时到达斜面底端的B 处．已知斜面AB 光滑，长度l ＝2.5 m ，斜面倾角θ＝30°.不计空气阻力，g 取10 m/s 2，求：图9(1)小球p 从A 点滑到B 点的时间． (2)小球q 抛出时初速度的大小．13．(12分)在一定高度处把一个小球以v 0＝30 m/s 的速度水平抛出，它落地时的速度大小v t ＝50 m/s ，如果空气阻力不计，重力加速度g 取10 m/s 2.求：(1)小球在空中运动的时间t ；(2)小球在平抛运动过程中通过的水平位移大小x 和竖直位移大小y ； (3)小球在平抛运动过程中的平均速度大小v .14.(12分)如图10所示，斜面倾角为θ＝45°，从斜面上方A 点处由静止释放一个质量为m 的弹性小球(可视为质点)，在B 点处和斜面碰撞，碰撞后速度大小不变，方向变为水平，经过一段时间在C 点再次与斜面碰撞．已知A 、B 两点的高度差为h ，重力加速度为g ，不考虑空气阻力．求：图10(1)小球在AB 段运动过程中，落到B 点的速度大小； (2)小球落到C 点时速度的大小．15．(16分)如图11所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量m ＝1.0 kg 的小物块，它与水平台阶表面的动摩擦因数μ＝0.25，且与台阶边缘O 点的距离s ＝5 m ．在台阶右侧固定了一个14圆弧挡板，圆弧半径R ＝5 2 m ，今以圆弧圆心O 点为原点建立平面直角坐标系．现用F ＝5 N 的水平恒力拉动小物块，已知重力加速度g ＝10 m/s 2.图11(1)为使小物块不能击中挡板，求水平恒力F作用的最长时间；(2)若小物块在水平台阶上运动时，水平恒力F一直作用在小物块上，当小物块过O点时撤去水平恒力，求小物块击中挡板上的位置．参考答案：1. 答案 D解析物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一直线上，故速度方向时刻改变，所以曲线运动是变速运动，其加速度不为零，但加速度可以不变，例如平抛运动，就是匀变速运动．故A、B、C错误．曲线运动的速度方向时刻改变，质点在某点的速度方向一定是曲线上该点的切线方向，故D正确．2. 答案 A解析平抛运动与斜抛运动的共同特点是它们都以一定的初速度抛出后，只受重力作用．合外力为G＝mg，根据牛顿第二定律可以知道平抛运动和斜抛运动的加速度都是恒定不变的，大小为g，方向竖直向下，都是匀变速运动．它们不同的地方就是平抛运动是水平抛出、初速度的方向是水平的，斜抛运动有一定的抛射角，可以将它分解成水平分速度和竖直分速度，也可以将平抛运动看成是特殊的斜抛运动(抛射角为0°)．平抛运动和斜抛运动初速度的方向与加速度的方向不在同一条直线上，所以它们都是匀变速曲线运动，B、C错，A正确．平抛运动的速率一直在增大，斜抛运动的速率可能先减小后增大，也可能一直增大，D错．3. 答案 C解析由题图知，x方向的初速度沿x轴正方向，y方向的初速度沿y轴负方向，则合运动的初速度方向不在y轴方向上；x轴方向的分运动是匀速直线运动，加速度为零，y轴方向的分运动是匀变速直线运动，加速度沿y轴方向，所以合运动的加速度沿y轴方向，与合初速度方向不在同一直线上，因此物体做曲线运动．根据速度的合成可知，物体的速度先减小后增大，故A错误．物体运动的加速度等于y轴方向的加速度，保持不变，故B错误；根据题图可知物体的初速度为：v0＝v x02＋v y02＝302＋402 m/s＝50 m/s，故C正确，D错误，故选C.4. 答案 A解析 由题意可知，悬线与光盘交点参与两个运动，一是逆着线的方向运动，二是垂直于线的方向运动，则合运动的速度大小为v ，由数学三角函数关系有：v 线＝v sin θ，而线的速度大小即为小球上升的速度大小，故A 正确，B 、C 、D 错误． 5. 答案 C解析 小球的运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直上抛运动，题中球恰好沿水平方向进入吊环，说明小球进入吊环时竖直上抛分运动恰好到达最高点，则运动时间为t ＝x 水平v 水平，由上升高度Δh ＝v 竖t －12gt 2，得v 竖＝6.8 m/s ，选项C 正确．6. 答案 B解析 足球位移大小为x ＝(L2)2＋s 2＋h 2＝L 24＋s 2＋h 2，A 错误；根据平抛运动规律有：h ＝12gt 2，L 24＋s 2＝v 0t ，解得v 0＝g 2h (L 24＋s 2)，B 正确，C 错误；足球初速度方向与球门线夹角正切值tan θ＝s L2＝2sL，D 错误．7. 答案 ABC解析 水平抛出的物体做平抛运动，水平方向速度不变，v x ＝v 0＝20 m/s ，A 项正确；2 s 后，竖直方向的速度v y ＝gt ＝20 m/s ，所以tan θ＝v y v x＝1，则θ＝45°，B 项正确；每1 s 内物体的速度的变化量的大小为Δv ＝g Δt ＝10 m/s ，所以C 项正确；物体的运动速度大小为v x 2＋v y 2，相同时间内，其变化量不同，D 项错误． 8. 答案 AC解析 船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直时渡河时间最短，即t ＝1005 s ＝20 s ，A 正确；由于水流速度变化，所以合速度变化，船头始终与河岸垂直时，运动的轨迹不可能是直线，B 错误；船在最短时间内渡河t ＝20 s ，则船运动到河的中央时所用时间为10 s ，水的流速在x ＝0到x ＝50 m 之间均匀增加，则a 1＝4－010m/s 2＝0.4 m/s2，同理x ＝50 m 到x ＝100 m之间a 2＝0－410 m/s 2＝－0.4 m/s 2，则船在河水中的加速度大小为0.4 m/s 2，C 正确；船在河水中的最大速度为v ＝52＋42m/s ＝41 m/s ，D 错误． 9. 答案 BCD解析 tan θ＝v y v x ＝gt v 0，竖直位移y 1＝12gt 2，水平位移x 1＝v 0t ，则gt ＝2y 1t ，v 0＝x 1t，所以tan θ＝v y v x ＝gt v 0＝2y 1t x 1t＝2y 1x 1，B 正确，A 错误；物体抛出时的速度v 0＝x 1t，而t ＝2y 1g，所以v 0＝x 1t＝x 1g2y 1，C 正确；物体竖直方向上的速度为v y ＝2gy 1，所以经过P 点时的速度v P ＝v 02＋v y 2＝gx 122y 1＋2gy 1，D 正确． 10. 答案 BC解析 运动员落到雪坡上时，初速度越大，落点越远；位移与水平方向的夹角为θ，设速度与水平方向的夹角为α，则有tan α＝2tan θ，所以初速度不同时，落点不同，但速度方向与水平方向的夹角相同，故选项A 错误，B 正确；由平抛运动规律可知x ＝v 0t ，y ＝12gt 2，且tan θ＝y x，可解得t ＝2v 0tan θg，故选项C 正确；运动员落到雪坡上时，速度v ＝v 02＋(gt )2＝v 01＋4tan 2θ，故选项D 错误．故本题选B 、C. 11. 答案 (1)是 (2)8 (3)0.8 (4)425解析 (1)竖直方向上，由初速度为零的匀加速直线运动经过连续相等的时间内通过的位移之比为1∶3∶5可知，a 点为抛出点．(2)由ab 、bc 、cd 水平距离相同可知，a 到b 、b 到c 运动时间相同，设为T ，在竖直方向有Δh ＝gT 2，T ＝0.10 s ，可求得g ＝8 m/s 2.(3)由两位置间的时间间隔为0.10 s ，水平距离为8 cm ，x ＝v 0t ，得小球平抛的初速度v 0＝0.8 m/s.(4)b 点竖直分速度为ac 间的竖直平均速度，根据速度的合成求b 点的合速度，v yb ＝4×4×10－22×0.10 m/s ＝0.8 m/s ，所以v b ＝v 02＋v yb 2＝425 m/s.12.答案 (1)1 s (2)534m/s 解析 (1)设小球p 从斜面上下滑的加速度为a ，由牛顿第二定律得：a ＝mg sin θm＝g sinθ①设下滑所需时间为t 1，根据运动学公式得l ＝12at 12②由①②得t 1＝2lg sin θ③解得t 1＝1 s④(2)对小球q ：水平方向位移x ＝l cos θ＝v 0t 2⑤ 依题意得t 2＝t 1⑥ 由④⑤⑥得v 0＝l cos θt 1＝534m/s.【考点】平抛运动和直线运动的物体相遇问题 【题点】平抛运动和直线运动的物体相遇问题 13. 答案 (1)4 s (2)120 m 80 m (3)1013 m/s解析 (1)设小球落地时的竖直分速度为v y ，由运动的合成可得v t ＝v 02＋v y 2，解得v y ＝v t 2－v 02＝502－302 m/s ＝40 m/s小球在竖直方向上做自由落体运动，有v y ＝gt ，解得t ＝v y g ＝4010s ＝4 s(2)小球在水平方向上的位移为x ＝v 0t ＝30×4 m＝120 m 小球的竖直位移为y ＝12gt 2＝12×10×42m ＝80 m(3)小球位移的大小为s ＝x 2＋y 2＝1202＋802m ＝4013 m 由平均速度公式可得v ＝s t ＝40134m/s ＝1013 m/s.14. 答案 (1)2gh (2)10gh解析 (1)小球下落过程中，做自由落体运动，设落到斜面B 点的速度为v ，满足：v 2＝2gh ，解得：v ＝2gh(2)小球从B 到C 做平抛运动，设从B 到C 的时间为t ， 竖直方向：BC sin θ＝12gt 2水平方向：BC cos θ＝vt 解得：t ＝22h g所以C 点的速度为v C ＝v 2＋g 2t 2＝10gh 15. 答案 (1) 2 s (2)x ＝5 m ，y ＝5 m解析 (1)为使小物块不会击中挡板，设拉力F 作用最长时间t 1时，小物块刚好运动到O 点． 由牛顿第二定律得：F －μmg ＝ma 1 解得：a 1＝2.5 m/s 2匀减速运动时的加速度大小为：a 2＝μg ＝2.5 m/s 2由运动学公式得：s ＝12a 1t 12＋12a 2t 22而a 1t 1＝a 2t 2 解得：t 1＝t 2＝ 2 s(2)水平恒力一直作用在小物块上，由运动学公式有：v 02＝2a 1s 解得小物块到达O 点时的速度为：v 0＝5 m/s 小物块过O 点后做平抛运动． 水平方向：x ＝v 0t 竖直方向：y ＝12gt 2又x 2＋y 2＝R 2解得位置为：x ＝5 m ，y ＝5 m第2章 研究圆周运动章末检测试卷(二) (时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分) 1．关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是( ) A ．平抛运动是匀变速曲线运动 B ．匀速圆周运动是速度不变的运动 C ．圆周运动是匀变速曲线运动D ．做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的2．如图1所示，当汽车通过拱形桥顶点的速度为10 m/s 时，车对桥顶的压力为车重的34，如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时，不受摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度应为(g ＝10 m/s 2)( )图1A ．15 m/sB ．20 m/sC ．25 m/sD ．30 m/s3．如图2所示，质量为m 的石块从半径为R 的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果摩擦力的作用使得石块的速度大小不变，那么( )图2A ．因为速率不变，所以石块的加速度为零B ．石块下滑过程中受到的合外力越来越大C ．石块下滑过程中的摩擦力大小不变D ．石块下滑过程中的加速度大小不变，方向始终指向球心4．质量分别为M 和m 的两个小球，分别用长2l 和l 的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴质量为M 和m 的小球的悬线与竖直方向夹角分别为α和β，如图3所示，则( )图3A ．cos α＝cos β2B ．cos α＝2cos βC ．tan α＝tan β2D ．tan α＝tan β5．如图4所示，用长为l 的细绳拴着质量为m 的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是( )图4A ．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B ．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零C ．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为0D ．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力6．如图5所示，两个相同材料制成的靠摩擦传动的轮A 和轮B 水平放置(两轮不打滑)，两轮半径r A ＝2r B ，当主动轮A 匀速转动时，在A 轮边缘上放置的小木块恰能相对静止，若将小木块放在B 轮上，欲使木块相对B 轮能静止，则木块距B 轮转轴的最大距离为( )图5A.r B 4B.r B 3C.r B2D ．r B7．如图6所示，半径为L 的圆管轨道(圆管内径远小于轨道半径)竖直放置，管内壁光滑，管内有一个小球(小球直径略小于管内径)可沿管转动，设小球经过最高点P 时的速度为v ，则( )图6A．v的最小值为gLB．v若增大，轨道对球的弹力也增大C．当v由gL逐渐减小时，轨道对球的弹力也减小D．当v由gL逐渐增大时，轨道对球的弹力也增大8．(多选)如图7所示，在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B 两个物块(可视为质点)．A和B距轴心O的距离分别为r A＝R，r B＝2R，且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是f m，两物块A和B随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止．则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中，下列说法正确的是( )图7A．B所受合外力一直等于A所受合外力B．A受到的摩擦力一直指向圆心C．B受到的摩擦力一直指向圆心D．A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为2f m mR9．(多选)在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江，若把这滑铁索过江简化成如图8所示的模型，铁索的两个固定点A、B在同一水平面内，AB间的距离为L＝80 m．铁索的最低点离AB间的垂直距离为H＝8 m，若把铁索看做是圆弧，已知一质量m＝52 kg的人借助滑轮(滑轮质量不计)滑到最低点的速度为10 m/s.(取g＝10 m/s2，人的质量对铁索形状无影响)那么( )图8A．人在整个铁索上的运动可看成是匀速圆周运动B．可求得铁索的圆弧半径为104 mC．人在滑到最低点时对铁索的压力约为570 ND．在滑到最低点时人处于失重状态10．(多选)如图9所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带光滑小孔的水平桌面上．小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)．现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出)，两次金属块Q都保持在桌面上静止．则后一种情况与原来相比较，下列判断中正确的是( )图9A．Q受到的桌面的静摩擦力变大B．Q受到的桌面的支持力不变C．小球P运动的角速度变小D．小球P运动的周期变大11．(多选)m为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，A为终端皮带轮，如图10所示，已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮间不会打滑，当m可被水平抛出时( )图10A．皮带的最小速度为grB．皮带的最小速度为g rC．A轮每秒的转数最少是12πg rD．A轮每秒的转数最少是12πgr12．(多选)水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直轨道向右运动，如图11所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后落在直轨道上的d点，则(不计空气阻力)( )图11 A．小球到达c点的速度为gRB．小球在c点将向下做自由落体运动C．小球在直轨道上的落点d与b点距离为2RD．小球从c点落到d点需要的时间为2R g二、实验题(本题共2小题，共10分)13．(4分)航天器绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已经无法用天平称量物体的质量．假设某同学在这种环境中设计了如图12所示的装置(图中O为光滑小孔)来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动．假设航天器中具有基本测量工具．图12(1)实验时需要测量的物理量是__________________．(2)待测物体质量的表达式为m＝________________.14．(6分)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R＝0.20 m)．图13完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图13(a)所示，托盘秤的示数为1.00 kg；(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为___ kg；(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m ；多次从同一位置释放小车，记录各次的m 值如下表所示：(4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为______ N ；小车通过最低点时的速度大小为______ m/s.(重力加速度大小取9.80 m/s 2，计算结果保留2位有效数字)三、计算题(本题共3小题，共42分，解答时应写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)15．(10分)如图14所示是马戏团中上演的飞车节目，在竖直平面内有半径为R 的圆轨道．表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动．已知人和摩托车的总质量为m ，人以v 1＝2gR 的速度过轨道最高点B ，并以v 2＝3v 1的速度过最低点A .求在A 、B 两点摩托车对轨道的压力大小相差多少？(不计空气阻力)图1416．(16分)如图15所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放置两个用细线相连的质量均为m 的小物体A 、B ，它们到转轴的距离分别为r A ＝20 cm 、r B ＝30 cm ，A 、B 与盘间的最大静摩擦力均为重力的k ＝0.4倍，现极其缓慢地增加转盘的角速度，试求：(g ＝10 m/s 2，答案可用根号表示)图15(1)当细线上开始出现张力时，圆盘的角速度ω0. (2)当A 开始滑动时，圆盘的角速度ω.(3)当A 即将滑动时，烧断细线，A 、B 运动状态如何？17．(16分)如图16所示，轨道ABCD 的AB 段为一半径R ＝0.2 m 的光滑14圆形轨道，BC段为高为h ＝5 m 的竖直轨道，CD 段为水平轨道．一质量为0.2 kg 的小球从A 点由静止开始下滑，到达B 点时的速度大小为2 m/s ，离开B 点做平抛运动(g ＝10 m/s 2)，求：图16(1)小球离开B 点后，在CD 轨道上的落点到C 点的水平距离； (2)小球到达B 点时对圆形轨道的压力大小；(3)如果在BCD 轨道上放置一个倾角θ＝45°的斜面(如图中虚线所示)，那么小球离开B 点后能否落到斜面上？如果能，求它第一次落在斜面上的位置距离B 点多远．如果不能，请说明理由．参考答案： 1. 答案 A解析 平抛运动的加速度恒定，所以平抛运动是匀变速曲线运动，A 正确；平抛运动的水平方向是匀速直线运动，所以落地时速度一定有水平分量，不可能竖直向下，D 错误；匀速圆周运动的速度方向时刻变化，B 错误；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，也就是方向时刻变化，所以不是匀变速运动，C 错误． 2. 答案 B解析 速度为10 m/s 时，车对桥顶的压力为车重的34，对汽车受力分析：受重力与支持力(由牛顿第三定律知支持力大小为车重的34)，运动分析：做圆周运动，由牛顿第二定律可得：mg－N ＝m v 2R ，得R ＝40 m ，当汽车不受摩擦力时，mg ＝m v 20R，可得：v 0＝20 m/s ，B 正确．3. 答案 D解析 石块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，大小不变，根据牛顿第二定律知，加速度大小不变，方向始终指向球心，而石块受到重力、支持力、摩擦力作用，其中重力不变，所受支持力在变化，则摩擦力变化，故A 、B 、C 错误，D 正确． 4. 答案 A解析 对于球M ，受重力和绳子拉力作用，这两个力的合力提供向心力，如图所示．设它们转动的角速度是ω，由Mg tan α＝M ·2l sin α·ω2，可得：cos α＝g2l ω2.同理可得cosβ＝gl ω2，则cos α＝cos β2，所以选项A 正确．【考点】圆锥摆类模型【题点】类圆锥摆的动力学问题分析 5. 答案 D解析 小球在圆周最高点时，向心力可能等于重力也可能等于重力与绳子的拉力之和，取决于小球的瞬时速度的大小，A 错误；小球在圆周最高点时，如果向心力完全由重力充当，则可以使绳子的拉力为零，B 错误；小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则在最高点，重力提供向心力，v ＝gl ，C 错误；小球在圆周最低点时，具有竖直向上的向心加速度，处于超重状态，拉力一定大于重力，故D 正确． 6. 答案 C解析 当主动轮匀速转动时，A 、B 两轮边缘上的线速度大小相等，由ω＝v R 得ωA ωB ＝vr A v r B＝r Br A＝12.因A 、B 材料相同，故木块与A 、B 间的动摩擦因数相同，由于小木块恰能在A 边缘上相对静止，则由静摩擦力提供的向心力达到最大值f m ，得f m ＝m ωA 2r A ①设木块放在B 轮上恰能相对静止时距B 轮转轴的最大距离为r ，则向心力由最大静摩擦力提供，故f m ＝m ωB 2r ②由①②式得r ＝(ωA ωB )2r A ＝(12)2r A ＝r A 4＝r B2，C 正确．7. 答案 D解析 由于小球在圆管中运动，最高点速度可为零，A 错误；因为圆管既可提供向上的支持力也可提供向下的压力，当v ＝gL 时，圆管受力为零，故v 由gL 逐渐减小时，轨道对球的弹力增大，B 、C 错误；v 由gL 逐渐增大时，轨道对球的弹力也增大，D 正确． 8. 答案 CD解析 A 、B 都做匀速圆周运动，合外力提供向心力，根据牛顿第二定律得F 合＝m ω2R ，角速度ω相等，B 的半径较大，所受合外力较大，A 错误．最初圆盘转动角速度较小，A 、B 随圆盘做圆周运动所需向心力较小，可由A 、B 与盘面间静摩擦力提供，静摩擦力指向圆心．由于B 所需向心力较大，当B 与盘面间静摩擦力达到最大值时(此时A 与盘面间静摩擦力还没有达到最大)，若继续增大角速度，则B 将有做离心运动的趋势，而拉紧细线，使细线上出现张力，角速度越大，细线上张力越大，使得A 与盘面间静摩擦力先减小后反向增大，所以A 受到的摩擦力先指向圆心，后背离圆心，而B 受到的摩擦力一直指向圆心，B 错误，C正。
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模块综合测评(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(本题共7小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～7题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．物体以初速度v 0水平抛出，当抛出后竖直位移是水平位移的2倍时，则物体抛出的时间是( )A.v 0gB.2v 0gC.4v 0gD.8v 0g【解析】 设平抛的水平位移是x ，则竖直方向上的位移就是2x ， 水平方向上：x ＝v 0t ① 竖直方向上：2x ＝12gt 2②联立①②可以求得：t ＝4v 0g.故选C.【答案】 C2．甲沿着半径为R 的圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为2R 的圆周跑道匀速跑步，在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度和线速度的大小分别为ω1、ω2和v 1、v 2，则( )A ．ω1＞ω2，v 1＞v 2B ．ω1＜ω2，v 1＜v 2C ．ω1＝ω2，v 1＜v 2D ．ω1＝ω2，v 1＝v 2【解析】 由于甲、乙在相同时间内各自跑了一圈，v 1＝2πR t ，v 2＝4πRt，v 1＜v 2，由v＝r ω，得ω＝vr ，ω1＝v 1R ＝2πt ，ω2＝2πt，ω1＝ω2，故C 正确．【答案】 C3．(2016·福州高一期末)如图1所示，小球以初速度v 0从A 点沿不光滑的轨道运动到高为h 的B 点后自动返回，其返回途中仍经过A 点，则经过A 点的速度大小为( )图1A.v 20－4ghB.4gh －v 20 C.v 20－2gh D.2gh －v 2【解析】 设小球从A 到B 克服摩擦力做的功为W f ，小球从A 至B ，由动能定理，有－W f －mgh ＝0－12mv 20小球从B 至A ，由动能定理，有mgh －W f ＝12mv 2A －0解以上两式得v A ＝4gh －v 20，B 对． 【答案】 B4．如图2所示，螺旋形光滑轨道竖直放置，P 、Q 为对应的轨道最高点，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，且能过轨道最高点P ，则下列说法中正确的是( )图2A ．轨道对小球做正功，小球的线速度v P >v QB ．轨道对小球不做功，小球的角速度ωP <ωQC ．小球的向心加速度a P >a QD ．轨道对小球的压力F P >F Q【解析】 轨道光滑，小球在运动的过程中只受重力和支持力，支持力时刻与运动方向垂直，所以不做功，A 错；那么在整个过程中只有重力做功，满足机械能守恒，根据机械能守恒有v P <v Q ，在P 、Q 两点对应的轨道半径r P >r Q ，根据ω＝v r ，a ＝v 2r，得小球在P 点的角速度小于在Q 点的角速度，B 正确；在P 点的向心加速度小于在Q 点的向心加速度，C 错；小球在P 和Q 两点的向心力由重力和支持力提供，即mg ＋F N ＝ma 向，可得P 点对小球的支持力小于Q 点对小球的支持力，D 错．【答案】 B5．(2015·全国卷Ⅰ)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4 m 高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止)；最后关闭发动机，探测器自由下落．已知探测器的质量约为1.3×103kg ，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s 2.则此探测器( )【导学号：02690074】A ．在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9 m/sB ．悬停时受到的反冲作用力约为2×103NC ．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒D ．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度 【解析】 设月球表面的重力加速度为g 月，则g 月g 地＝GM 月R 2月GM 地R 2地＝M 月M 地·R 2地R 2月＝181×3.72，解得g 月≈1.7 m/s 2. A ．由v 2＝2g 月h ，得着陆前的速度为v ＝2g 月h ＝2×1.7×4 m/s ≈3.7 m/s ，选项A 错误．B ．悬停时受到的反冲力F ＝mg 月≈2×103N ，选项B 正确．C ．从离开近月圆轨道到着陆过程中，除重力做功外，还有其他外力做功，故机械能不守恒，选项C 错误．D ．设探测器在近月圆轨道上和人造卫星在近地圆轨道上的线速度分别为v 1、v 2，则v 1v 2＝GM 月R 月GM 地R 地＝M 月M 地·R 地R 月＝ 3.781＜1，故v 1＜v 2，选项D 正确． 【答案】 BD6．如图3所示，小滑块从一个固定的光滑斜槽轨道顶端无初速开始下滑，用v 、t 和h 分别表示小球沿轨道下滑的速率、时间和距轨道顶端的高度．如图所示的vt 图象和v 2h 图象中可能正确的是( )图3【解析】 小滑块下滑过程中，小滑块的重力沿斜轨道切向的分力逐渐变小，故小滑块的加速度逐渐变小，故A 错误，B 正确；由机械能守恒得：mgh ＝12mv 2，故v 2＝2gh ，所以v2与h成正比，C错误，D正确．【答案】BD7．如图4所示，重10 N的滑块在倾角为30°的斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧．滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab＝0.8 m，bc＝0.4 m，那么在整个过程中下列说法正确的( )图4A．滑块动能的最大值是6 JB．弹簧弹性势能的最大值是6 JC．从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6 JD．滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能守恒【解析】滑块能回到原出发点，所以机械能守恒，D正确；以c点为参考点，则a点的机械能为6 J，c点时的速度为0，重力势能也为0，所以弹性势能的最大值为6 J，从c 到b弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减少量，故为6 J，所以B、C正确；由a→c 时，因重力势能不能全部转变为动能，故A错．【答案】BCD二、非选择题(共5小题，共58分)8．(8分)频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段．在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置．某物理小组利用图5甲所示装置探究平抛运动规律．他们分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处安装了频闪仪器并进行了拍摄，得到的频闪照片如图乙，O为抛出点，P为运动轨迹上某点．则根据平抛运动规律分析下列问题：(1)乙图中，摄像头A所拍摄的频闪照片为________[选填“(a)”或“(b)”]．(2)测得图乙(a)中OP距离为45 cm，(b)中OP距离为30 cm，则平抛物体的初速度大小应为________m/s，P点速度大小应为________m/s.甲乙图5【解析】 (1)摄像头A 所拍摄的频闪照片反映的是平抛运动在水平方向的分运动——匀速直线运动，小球间距应相等，故应选(b)图．(2)由h OP ＝12gt 2OP 可得：t OP ＝2hg＝0.3 s由x OP ＝v 0t OP 可得：v 0＝x OPt OP＝1 m/s v P ＝v 20＋gt OP 2＝10 m/s.【答案】 (1)(b) (2)1109．(8分)在“验证机械能守恒定律”的实验中： (1)供实验选择的重物有以下四个，应选择：( ) A ．质量为10 g 的砝码 B ．质量为200 g 的木球 C ．质量为50 g 的塑料球 D ．质量为200 g 的铁球 (2)下列叙述正确的是( )A ．实验中应用秒表测出重物下落的时间B ．可用自由落体运动的规律计算重物的瞬时速度C ．因为是通过比较mv 22和mgh 是否相等来验证机械能是否守恒，故不需要测量重物的质量D ．释放重物前应手提纸带的上端，使纸带竖直通过限位孔(3)质量m ＝1 kg 的物体自由下落，得到如图6所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04 s ，那么从打点计时器打下起点O 到打下B 点的过程中，物体重力势能的减少量E p ＝________ J ，此过程中物体动能的增加量E k ＝________J ．(g 取9.8 m/s 2，保留三位有效数字)图6【解析】 (1)为减小实验误差应选用铁球． (3)ΔE p ＝mg OB ＝2.28 Jv B ＝AC 2T＝2.125 m/sΔE k ＝12mv 2B ＝2.26 J.【答案】 (1)D (2)CD (3)2.28 2.2610．(12分)用一台额定功率为P 0＝60 kW 的起重机，将一质量为m ＝500 kg 的工件由地面竖直向上吊起，不计摩擦等阻力，g 取10 m/s 2.求：(1)工件在被吊起的过程中所能达到的最大速度v m ；(2)若使工件以a ＝2 m/s 2的加速度从静止开始匀加速向上吊起，则匀加速过程能维持多长时间？(3)若起重机在始终保持额定功率的情况下从静止开始吊起工件，经过t ＝1.14 s 工件的速度v t ＝10 m/s ，则此时工件离地面的高度h 为多少？【解析】 (1)当工件达到最大速度时，F ＝mg ，P ＝P 0＝60 kW故v m ＝P 0mg ＝60×103500×10m/s ＝12 m/s(2)工件被匀加速向上吊起时，a 不变，v 变大，P 也变大，当P ＝P 0时匀加速过程结束，根据牛顿第二定律得F ′－mg ＝ma ，解得F ′＝m (a ＋g )＝500×(2＋10)N ＝6 000 N 匀加速过程结束时工件的速度为v ＝P 0F ′＝60×1036 000m/s ＝10 m/s 匀加速过程持续的时间为t 0＝v a ＝102s ＝5 s. (3)根据动能定理，有P 0t －mgh ＝12mv 2t －0代入数据，解得h ＝8.68 m.【答案】 (1)12 m/s (2)5 s (3)8.68 m11．(14分)荡秋千是大家喜爱的一项体育活动．随着科技的迅速发展，将来的某一天，同学们也许会在其他星球上享受荡秋千的乐趣．假设你当时所在星球的质量为M 、半径为R ，可将人视为质点，秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90°，万有引力常量为G .那么，(1)该星球表面附近的重力加速度g 星等于多少？(2)若经过最低位置的速度为v 0，你能上升的最大高度是多少？【解析】 (1)设人的质量为m ，在星球表面附近的重力等于万有引力，有mg 星＝GMm R 2，解得g 星＝GM R2.(2)设人能上升的最大高度为h ，由功能关系得mg 星h ＝12mv 20 解得h ＝R 2v 202GM.【答案】 (1)GM R 2 (2)R 2v 202GM12．(16分)(2015·福建高考)如图7所示，质量为M 的小车静止在光滑水平面上，小车AB 段是半径为R 的四分之一圆弧光滑轨道，BC 段是长为L 的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B 点．一质量为m 的滑块在小车上从A 点由静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g .图7(1)若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力．(2)若不固定小车，滑块仍从A 点由静止下滑，然后滑入BC 轨道，最后从C 点滑出小车．已知滑块质量m ＝M2，在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，滑块与轨道BC 间的动摩擦因数为μ，求：【导学号：02690075】①滑块运动过程中，小车的最大速度大小v m ； ②滑块从B 到C 运动过程中，小车的位移大小s .【解析】 (1)滑块滑到B 点时对小车压力最大，从A 到B 机械能守恒mgR ＝12mv 2B滑块在B 点处，由牛顿第二定律得N －mg ＝m v 2BR解得N ＝3mg由牛顿第三定律得N ′＝3mg .(2)①滑块下滑到达B 点时，小车速度最大．由机械能守恒得mgR ＝12Mv 2m ＋12m (2v m )2解得v m ＝gR3.②设滑块运动到C 点时，小车速度大小为v C ，由功能关系得mgR －μmgL ＝12Mv 2C ＋12m (2v C )2设滑块从B 到C 过程中，小车运动加速度大小为a ，由牛顿第二定律得 μmg ＝Ma 由运动学规律得v 2C －v 2m ＝－2as解得s ＝13L .【答案】 (1)3mg (2)①gR3 ②13L。