2017-2018学年高中物理必修2学业分层测评18 含答案 精品
陕西省2017-2018学年高二学业水平考试模块检测卷二物理试卷 Word版含答案
2017-2018学年陕西省普通高中学业水平考试物理模块检测卷二（必修2）第一部分（选择题共66分）一、选择题（共22小题，每小题3分，计66分。
在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合提莫要求）1.弹簧的原长为10cm，弹簧一开始被压缩到8cm，让弹簧逐渐伸长，最后弹簧被拉伸到12cm。
弹簧始终处于弹性限度内，下列说法正确的是（）A．弹簧的长度逐渐变大，所以弹簧的弹性势能逐渐变大B．弹簧的形变量先变小后变大，所以弹簧的弹性势能先变大后变小C．弹簧8cm和12cm时，弹簧的弹性势能一样大D．弹簧12cm时的弹性势能比8cm时的弹性势能大答案：C2．如图所示，足够长的木板B置于光滑水平面上放着，木块A置于木板B上，A、B接触面粗糙，动摩擦因数为一定值，现用一水平恒力F作用在B上使其由静止开始运动，A、B 之间有相对运动，下列说法正确的有()A．B对A的摩擦力的功率是不变的B．力F做的功一定等于A、B系统动能的增加量C．力F对B做的功等于B动能的增加量D．B对A的摩擦力做的功等于A动能的增加量答案：D3.如图所示，将一质量为m的小球以初速度v，斜向上抛出，小球落地时的速度为v。
已知小球抛出点离地面高为h，运动过程中小球克服阻力为W f，则（）A ．小球的机械能减少了20)(21v v m mgh -+ B ．小球的重力势能减少了20221-21mv mv C ．合力做的功为mgh-W f D ．小球克服阻力为W f 等于20221-21mv mv 答案：C4.如图所示，是一可视为质点的小球在外力作用下的v-t 图像。
下列说法正确的是（ ）A ．在0～t 1时间内和t 2~t 3时间内，外力做功相等B ．在0～t 4时间内，外力做的总功为零C ．在t 2时刻，外力的功率最大D ．在t 2～t 3时间内，外力的功率逐渐增大 答案：B5.如图所示，一重为8N 的小球被细线系于O 点，将细线拉至水平，小球静止释放，小球运动到最低点时绳子的拉力10N ，小球的速度为1m/s 。
2017-2018学年高中物理必修2学业分层测评2 含答案 精
学业分层测评(二)(建议用时：45分钟)1．使用机械时，下列说法正确的是( )A．一定能省力B．一定能省位移C．一定能改变力的方向D．一定不能省功【解析】根据功的原理，使用机械可以省力，也可以省位移，但不能同时省力和位移，即使用任何机械都不能省功．【答案】D2．关于功和能，下列说法正确的是( )【导学号：45732009】A．功可以转化为能，能可以转化为功B. 做了多少功，一定有多少能发生了转化C. 能量从一种形式转化为另一种形式时，可以不通过做功这一过程D. 人在平地上步行时，没有做功，但消耗了能量【解析】功和能是两个不同的概念，功为一个过程量，能是一个状态量，做功的过程是一种形式的能量转化为另一种形式的能量的过程，A错，B对．能量从一种形式转化为另一种形式时，必须通过做功来实现，C错．人在走路时重心有时上升，有时下降，人也要克服重力和阻力(包括空气阻力、关节内的摩擦等)做功，同时消耗能量，D错．【答案】B3．(多选)关于功的原理，下列说法中正确的是( )A．如果考虑摩擦力和机械自身的重力，功的原理就不适用了B．如果一个机械省力，另一个机械省距离，把这两个机械组合起来的装置可以既省力又省距离C．实际中，利用机械所做的功，一定大于不用机械直接用手做的功D．使用任何机械都不能既省力又省距离【解析】功的原理是一个普遍原理，不仅适用于理想机械，也适用于实际机械，如果考虑摩擦力和机械自身的重力，功的原理仍是适用的，故A项错；既省力又省距离的机械是不存在的，故B项错，D项正确；实际中，利用机械所做的功，由于克服摩擦力和机械自身重力做功，因此一定大于不用机械直接用手做的功，故C项正确．【答案】CD4．如图125所示，把同一物体分别沿BA、CA、DA三个光滑斜面匀速推到同一高度的A点，下列说法中正确的是( )图125A．沿BA斜面最费力，做的功最多B．沿DA斜面最费力，做的功最少C．沿三个斜面推力大小都一样，沿DA斜面最省功D．沿三个斜面做的功一样多，沿BA斜面最省力【解析】由功的原理知，使用任何机械都不省功，由于斜面光滑，无论沿哪个斜面将物体推上A点，都与不用斜面直接将物体从E点匀速推到A点做的功一样多．若推力为F，坡长为l，则有Fl＝Gh，l越长，F越小，所以D正确，A、B、C错误．【答案】D5．(多选)举重运动员把重800 N的杠铃举高2 m，下列说法中正确的是( )A．人体内有1 600 J的化学能转化为杠铃的势能B．人体内消耗的化学能大于1 600 JC．人对杠铃做的功大于1 600 JD．人克服杠铃重力做的功等于1 600 J【解析】运动员把杠铃举高2 m的过程，需克服重力做功W G＝800×2 J＝1 600 J，故A、D正确；同时运动员除克服重力做功外，还要克服额外阻力做功，故人体消耗的化学能大于1 600 J，故B正确；其中有1 600 J的化学能通过人对杠铃做功而转化为杠铃的重力势能，故C错误．【答案】ABD6．如图126所示，甲、乙两种装置将同一物体升高1 m，如果不计摩擦和滑轮重力，那么，拉力F所做的功( )图126A．甲多B．乙多C．一样多D．不能比较【解析】由于都是在理想情况下，使用任何机械都不省功，甲、乙两种装置将同一物体升高1 m，不计摩擦力和滑轮重，两个机械拉力F所做的功相等，故选C.【答案】C7.如图127所示，演员正在进行杂技表演．由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于( )图127A．0.3 J B．3 JC．30 J D．300 J【解析】一个鸡蛋大约55 g，鸡蛋抛出的高度大约为60 cm，则将一只鸡蛋抛出至最高点的过程中人对鸡蛋做的功等于鸡蛋升高60 cm的过程中克服鸡蛋重力做的功，即W＝mgh ＝55×10－3×10×60×10－2 J＝0.33 J，故A正确．【答案】A8．人骑自行车在水平路面上匀速行驶，受摩擦阻力30 N，行驶20 m过程中，人对自行车做功2 000 J，试求此过程中所做的额外功是多少？【解析】根据题意W动＝2 000 J，W输出＝fs＝600 J由功的原理W动＝W输出＋W额外知W额外＝1 400 J.【答案】1 400 J9．重为100 N、长1 m的不均匀铁棒平放在水平面上，某人将它一端缓慢竖起，需做功55 J，将它另一端缓慢竖起，需做功( )A．45 J B．55 JC．60 J D．65 J【解析】将不均匀铁棒缓慢竖起的过程中，根据功的原理，人对铁棒做的功等于铁棒克服自身重力所做的功．根据功能关系可知，人对铁棒做55 J的功，铁棒的重心位置升高了0.55 m，若将铁棒另一端缓慢竖起，铁棒的重心位置升高0.45 m，根据功能关系可知，人需要克服铁棒重力对铁棒做45 J的功，选项A正确．【答案】A10．(多选)下列说法中正确的是( )A．煤的燃烧是将化学能转化为内能B．物体自由下落是将重力势能转化为内能C．太阳能热水器是将光能转化为内能D．太阳能电池是将光能转化为电能【解析】燃烧是发生化学变化而释放出热，A 正确．物体下落，高度降低，重力势能减小，速率增大，则动能增大，B 错误．太阳能热水器、太阳能电池分别是利用太阳光的能量对水加热、让电池对外供电，C 、D 正确．【答案】ACD11．如图128所示，绳的一端固定在天花板上，通过一动滑轮将质量m ＝10 kg 的物体由静止开始以2 m/s 2的加速度提升3 s ．求绳的另一端拉力F 在3 s 内所做的功．(g 取10 m/s 2，动滑轮和绳的质量及摩擦均不计)【导学号：45732010】图128【解析】物体受到两个力的作用：拉力F ′和重力mg ，由牛顿第二定律得F ′－mg ＝ma 所以F ′＝m (g ＋a )＝10×(10＋2) N ＝120 N 则力F ＝12F ′＝60 N物体从静止开始运动，3 s 内的位移为s ＝12at 2＝12×2×32 m ＝9 m力F 作用在绳的端点，而在物体发生9 m 位移的过程中，绳的端点的位移为2s ＝18 m ，所以力F 所做的功为W ＝F ·2s ＝60×18 J＝1 080 J.【答案】1 080 J12．工人在劳动中为了方便，利用一个斜面将一个重为106N 的机座升高了0.5 m ．斜面长为4 m ，若机座与斜面之间的动摩擦因数μ＝0.1，则对机座的拉力所做的功为多大？【解析】在斜面上对机座的拉力是动力，故拉力所做的功是总功，机座的重力沿斜面向下的分力和斜面对机座的摩擦力都是阻力，做负功；克服重力所做的功是有用功，克服摩擦力所做的功是额外功．根据机械功的原理可得W 动＝W 阻＝W 有用＋W 额外即Fl ＝Gh ＋μG cos α·l ，又由cos α＝l 2－h 2l得cos α＝42－0.524＝378故拉力对机座所做的功为W 动＝106×0.5 J＋0.1×106×378×4 J＝8.97×105J. 【答案】8.97×105J。
2017-2018学年高中物理(教科版必修二)学业分层测评：第1章 3.平抛运动 Word版含答案
学业分层测评(三) (建议用时：45分钟)1．下列关于平抛运动的说法中正确的是( ) A ．平抛运动是非匀变速运动 B ．平抛运动是匀变速曲线运动C ．做平抛运动的物体，每秒内速率的变化相等D ．水平飞行的距离只与初速度大小有关【解析】 平抛运动是一种理想化的运动模型，不考虑空气阻力，且只受重力的作用，加速度大小为g ，方向竖直向下，所以平抛运动是匀变速曲线运动，A 错、B 对；因为Δv ＝g ·Δt ，所以做平抛运动的物体在相等的时间内速度的变化(包括大小和方向)相等，但每秒内速率的变化不相等，C 错；据h ＝12gt 2得t ＝2h g，所以得x ＝v 0t ＝v 02hg，由此可见，平抛运动的水平位移由初速度v 0和竖直高度h 共同决定，D 错．【答案】 B2.如图139所示，在水平路面上一运动员驾驶摩托车跨越壕沟，壕沟两侧的高度差为0.8 m ，水平距离为8 m ，则运动员跨过壕沟的初速度至少为(g 取10 m/s 2)( )图139A ．0.5 m/sB ．2 m/sC ．10 m/sD ．20 m/s【解析】 根据x ＝v 0t ，y ＝12gt 2将已知数据代入可得v 0＝20 m/s. 【答案】 D3．(多选)“研究平抛运动”实验的装置如图1310所示，在实验前应( )【导学号：22852013】图1310A ．将斜槽的末端切线调成水平B ．将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行C ．在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O ，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点D ．测出平抛小球的质量【解析】 根据平抛运动的特点及实验要求知A 、B 正确，C 、D 错误． 【答案】 AB4．(多选)人在距地面高h 、离靶面距离L 处，将质量为m 的飞镖以速度v 0水平投出，落在靶心正下方，如图1311所示．不考虑空气阻力，只改变m 、h 、L 、v 0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是( )图1311A ．适当减小LB ．适当减小v 0C ．适当减小mD ．适当增大v 0【解析】 适当减小L 和适当增大v 0，可减小飞镖飞行的时间，根据h ＝12gt 2，可使飞镖投中靶心，故A 、D 正确．【答案】 AD5．平抛物体的运动规律可以概括为两点：一是水平方向上做匀速直线运动；二是竖直向上做自由落体运动．为了研究平抛物体的运动，可做这样的实验：如图1312所示，用小锤打击弹性金属片，A 球水平飞出，同时B 球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，则这个实验( )图1312A ．只能说明上述规律中的第一条B ．只能说明上述规律中的第二条C ．不能说明上述规律中的任何一条D ．能同时说明上述两条规律【解析】 实验中A 球做平抛运动，B 球做自由落体运动，两球同时落地说明A 球平抛运动的竖直分运动和B 球相同，而不能说明A 球的水平分运动是匀速直线运动，所以B 项正确，A 、C 、D 错误．【答案】B图13136．如图1313所示，P 是水平地面上的一点，A 、B 、C 、D 在同一条竖直线上，且AB ＝BC ＝CD .从A 、B 、C 三点分别水平抛出一个物体，这三个物体都落在水平地面上的P 点．则三个物体抛出时速度大小之比v A ∶v B ∶v C 为( )A.2∶3∶ 6 B ．1∶2∶ 3 C ．1∶2∶3D ．1∶1∶1【解析】 由题意及题图可知DP ＝v A t A ＝v B t B ＝v C t C ，所以v ∝1t ；又由h ＝12gt 2，得t ∝h ，因此有v ∝1h，由此得v A ∶v B ∶v C ＝2∶3∶ 6.【答案】 A7．(多选)如图1314所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面H 处，将球以速度v 沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上．已知底线到网的距离为L ，重力加速度取g ，将球的运动视作平抛运动，下列叙述正确的是( )图1314A ．球的速度v 等于Lg2HB ．球从击出至落地所用时间为2H gC ．球从击球点至落地点的位移等于LD ．球从击球点至落地点的位移与球的质量有关 【解析】 由平抛运动规律知，H ＝12gt 2得，t ＝2Hg，B 正确．球在水平方向做匀速直线运动，由x ＝vt 得，v ＝x t＝L2Hg＝Lg2H，A 正确．击球点到落地点的位移大于L ，且与球的质量无关，C 、D 错误．【答案】 AB8．某实验小组同学在“研究平抛运动” 的实验中，只画出了如图1315所示的曲线，于是他在曲线上取水图1315平距离Δx 相等的三点A 、B 、C ，量得Δx ＝0.2 m ．又量出它们之间的竖直距离分别为h 1＝0.1 m ，h 2＝0.2 m ，(g 取10 m/s 2)利用这些数据，可求得：(1)物体抛出时的初速度为________m/s ； (2)物体经过B 时竖直分速度为________m/s ； (3)抛出点在A 点上方高度为________m 处． 【解析】 (1)由Δh ＝gT 2，得T ＝0.1 sv 0＝ΔxT＝2 m/s.(2)v By ＝h 1＋h 22T＝1.5 m/s. (3)y 0＝y B －h 1＝v 2By2g－h 1＝0.0125 m.【答案】 (1)2 (2)1.5 (3)0.01259.如图1316所示，在倾角为θ的斜面上A 点，以水平速度v 0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上B 点所用的时间为( )图1316A.2v 0sin θgB.2v 0tan θgC.v 0sin θgD.v 0tan θg【解析】 设小球从抛出至落到斜面上的时间为t ，在这段时间内水平位移和竖直位移分别为x ＝v 0t ，y ＝12gt 2.如图所示，由几何关系知tan θ＝y x＝12gt 2v 0t＝gt 2v 0， 所以小球的运动时间为t ＝2v 0gtan θ，B 正确．【答案】 B10.如图1317所示，某同学为了找出平抛运动的物体初速度之间的关系，用一个小球在O 点对准前方的一块竖直放置的挡板，O 与A 在同一高度，小球的水平初速度分别是v 1、v 2、v 3，不计空气阻力，打在挡板上的位置分别是B 、C 、D ，且AB ∶BC ∶CD ＝1∶3∶5，则v 1、v 2、v 3之间的正确的关系是( )【导学号：22852014】图1317A ．v 1∶v 2∶v 3＝3∶2∶1B ．v 1∶v 2∶v 3＝5∶3∶1C ．v 1∶v 2∶v 3＝6∶3∶2D ．v 1∶v 2∶v 3＝9∶4∶1【解析】 由AB ∶BC ∶CD ＝1∶3∶5知三小球竖直方向上的位移之比应是1∶4∶9，则小球从被抛出到落到B 、C 、D 三点所用时间之比t 1∶t 2∶t 3＝1∶2∶3，而三种情况下小球的水平位移相同，小球的初速度与其运动时间成反比，所以v 1∶v 2∶v 3＝6∶3∶2，C 项正确．【答案】 C11.如图1318所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5 cm ，如果g 取10 m/s 2，那么：图1318(1)照相机的闪光频率是________Hz ；(2)小球运动中水平分速度的大小是______m/s ； (3)小球经过B 点时的速度大小是________m/s.【解析】 (1)因为x AB ＝x BC ，所以t AB ＝t BC .在竖直方向上，由Δy ＝gT 2得5L －3L ＝gT 2，解得T ＝0.1 s ，故闪光频率为10 Hz.(2)水平分速度v ＝x T ＝3×0.050.1m/s ＝1.5 m/s.(3)v By ＝y AC2T＝＋2×0.1m/s ＝2.0 m/s ，又知v Bx ＝1.5 m/s ，所以v B ＝v 2Bx ＋v 2By ＝1.52＋2.02m/s ＝2.5 m/s.【答案】 (1)10 (2)1.5 (3)2.512．如图1319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 ，它沿水平方向把水喷出的距离为x ，设“水龙头”的直径为d ，则此喷水“龙头”的流量为多少？图1319【解析】 设水在空中飞行时间为t ，则h ＝12gt 2① x ＝v 0t ②解①②联立得v 0＝x g 2hQ ＝v 0S ＝πd 2x4g 2h . 【答案】πd 2x4g 2h13．如图1320所示，滑板运动员从倾角为53°的斜坡顶端滑下，滑下的过程中他突然发现在斜面底端有一个高h ＝1.4 m 、宽L ＝1.2 m 的长方体障碍物，为了不触及这个障碍物，他必须在距水平地面高度H ＝3.2 m 的A 点沿水平方向跳起离开斜面．忽略空气阻力，重力加速度g 取10 m/s 2.(已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)，求：【导学号：22852015】图1320(1)若运动员不触及障碍物，他从A 点起跳后落至水平面的过程所经历的时间； (2)运动员为了不触及障碍物，他从A 点沿水平方向起跳的最小速度．【解析】 (1)运动员从斜面上起跳后沿竖直方向做自由落体运动，根据自由落体公式H ＝12gt 2解得：t ＝2Hg＝0.8 s.(2)为了不触及障碍物，运动员以速度v 沿水平方向起跳后竖直下落高度为H －h 时，他沿水平方向运动的距离为H cot 53°＋L ，设他在这段时间内运动的时间为t ′，则：H －h ＝12gt ′2，H cot 53°＋L ＝vt ′，联立解得v ＝6.0 m/s. 【答案】 (1)0.8 s (2)6.0 m/s。
2017-2018学年高中物理必修二学业分层测评：章末综合
章末综合测评(一)(用时：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，1～5小题只有一项符合题目要求，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1所示，一物块仅在三个共点恒力F1、F2、F3的作图1用下以速度v0水平向右做匀速直线运动，其中F1斜向右上方，F2竖直向下，F3水平向左．某时刻撤去其中的一个力，其他力的大小和方向不变，一段时间后恢复该力，则下列说法不正确的是( )【导学号：50152052】A．如果撤去的是F1，则物块先做匀变速曲线运动，恢复该力之后将做直线运动B．如果撤去的是F1，恢复F1时物块的速度大小可能为v0C．如果撤去的是F3，物块将向右做匀加速直线运动，恢复该力之后做匀速直线运动D．如果撤去的是F2，在恢复该力之前的时间内，因物块做曲线运动，故在相等时间间隔内其速度的变化量Δv的方向时刻在改变【解析】物块在三个共点力F1、F2、F3的作用下以速度v0水平向右做匀速直线运动，说明三个共点力平衡，如果撤去F1，则F2、F3的合力与F1等大反向，合力与初速度不在一条直线上，物块做匀变速曲线运动，恢复F1，物块又处于平衡状态，做匀速直线运动，A选项正确；撤去F1，F2、F3的合力对物块先做负功后做正功，有可能总功为零，即恢复F1时物块的速度大小可能为v0，B选项正确；撤去F2之后，物块做类平抛运动，则Δv＝aΔt，因为加速度a是恒定的矢量，故在相等时间间隔内Δv的大小和方向都不变，D选项错误；撤去F3后，合力水平向右，故物块向右做匀加速直线运动，C选项正确．【答案】 D2.将一只小球水平抛出，小球在空中依次飞过1号、2号、3号三个完全相同的窗户，图2中曲线为小球在空中运行的轨迹．若不计空气阻力的影响，以下说法正确的是( )【导学号：50152053】图2A ．小球通过3号窗户所用的时间最长B ．小球通过1号窗户所用的时间最长C ．小球通过3个窗户的时间是相同的D ．3个窗户所截得的小球运动轨迹相同【解析】 根据平抛运动规律，小球通过窗户所用的时间决定于竖直方向的分速度，而小球在竖直方向上做自由落体运动，速度越来越大，故可知，通过三个窗户所用的时间t 1>t 2>t 3，所以选项B 正确，A 、C 错误；由平抛规律可知，合速度的方向不同，故运动轨迹不同，所以选项D 错误．【答案】 B3.如图3所示，相同材料制成的A 、B 两轮水平放置，它们靠轮边缘间的摩擦转动，两轮半径R A ＝2R B ，当主动轮A 匀速转动时，在A 轮边缘放置的小木块P 恰能与轮保持相对静止．若将小木块放在B 轮上，欲使木块相对B 轮也相对静止，则木块距B 轮转轴的最大距离为( )图3A ．RB B.R B2 C.R B 3D.R B4【解析】 根据题设条件，两轮边缘线速度相等可知2ωA ＝ωB ，在A 轮边缘放置的小木块P 恰能与轮保持相对静止，有F 向＝m ω2A R A .若将小木块放在B 轮上，欲使木块相对B 轮也静止，令木块P 与B 轮转轴的最大距离为x ，应有F 向＝m ω2B x ，解得x ＝R B2，故选B.【答案】 B4．如图4所示，在同一竖直面内，小球a 、b 从高度不同的两点，分别以初速度v a 和v b 沿水平方向抛出，经过时间t a 和t b 后落到与两抛出点水平距离相等的P 点．若不计空气阻力，下列关系式正确的是( )【导学号：50152054】图4A ．t a >t b ，v a <v bB ．t a >t b ，v a >v bC ．t a <t b ，v a <v bD ．t a <t b ，v a >v b【解析】 由于h a >h b ，所以t a >t b ，又x a ＝x b ，根据x ＝vt 可知v b >v a ，故选A. 【答案】 A5.长度L ＝0.50 m 的轻杆OA ，A 端有一质量m ＝3.0 kg 的小球，如图5所示，小球以O 点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为2 m/s(g 取10 m/s 2)，则此时细杆OA 受到( )图5A ．6 N 的拉力B ．6 N 的压力C ．24 N 的拉力D ．24 N 的压力【解析】 设小球以速率v 通过最高点时，球对杆的作用力恰好为零，即：mg ＝mv 2L，v＝gL ＝10×0.5 m/s ＝ 5 m/s.由于v 0＝2 m/s ＜ 5 m/s ，小球过最高点时对细杆产生压力，如图所示 由牛顿第二定律：mg －F N ＝mv 20/L 得 F N ＝mg －mv 20/L ＝3×10 N－3×220.5N ＝6 N.【答案】 B6.滑雪者从山上M 处以水平速度飞出，经t 0时间落在山坡上N 处时速度方向刚好沿斜坡向下，接着从N 沿直线自由滑下，又经t 0时间到达坡上的P 处．斜坡NP 与水平面夹角为30°，不计摩擦阻力和空气阻力，则从M 到P 的过程中水平、竖直两方向的分速度v x 、v y 随时间变化的图象是( )图6【解析】 滑雪者先做平抛运动，后沿斜坡向下做匀加速运动，故水平方向的速度先不变，再增大；竖直方向的速度一直增大，但开始的加速度大于在斜坡上的加速度，定量计算可求得B 、D 正确．【答案】 BD7．在云南省某些地方到现在还要依靠滑铁索过江(如图7甲)，若把滑铁索过江简化成图乙的模型，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 ，绳索的最低点离AB 间的垂直距离为h ＝8 m ，若把绳索看做是圆弧，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/s 2)那么( )【导学号：50152055】图7A ．人在整个绳索上运动可看成是匀速圆周运动B ．可求得绳索的圆弧半径为104 mC ．人在滑到最低点时对绳索的压力为570 ND ．在滑到最低点时人处于失重状态 【解析】 根据题意，R 2＝402＋(R －8)2得R ＝104 m在最低点F －mg ＝m v 2R得F ＝570 N此时人处于超重状态，B 、C 选项正确．【答案】 BC8.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v 0沿直轨道向右运动，如图8所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c 点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d 点，则( )图8A ．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 点需要时间为2R g【解析】 小球在c 点时由牛顿第二定律得：mg ＝mv 2cR，v c ＝gR ，A 项正确；小球在c 点具有速度，它将做平抛运动，并非做自由落体运动，B 错误； 小球由c 点平抛，在平抛运动过程中由运动学公式得：x ＝v c t,2R ＝12gt 2解得t ＝2Rg，D 项正确；x ＝2R ，C 项正确． 【答案】 ACD二、非选择题(共4小题，共52分，按题目要求作答) 9．(12分)图9甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．图9(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛________________．(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O 为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为________m/s.(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L ＝5 cm ，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为________m/s ；B 点的竖直分速度为________m/s.【解析】 (2)取点(48.0,44.1)分析可得： 0．441＝12 ×9.8×t 220．48＝v 0t 2 解得：v 0＝1.6 m/s.(3)由图可知，物体由A →B 和由B →C 所用的时间相等，且有： Δy ＝gT 2x ＝v 0T 解得：v 0＝1.48 m/s v By ＝y AC2T＝1.98 m/s. 【答案】 (1)水平 初速度相同 (2)1.6 (3)1.48 1.9810. (12分)某同学在某砖墙前的高处水平抛出一个石子，石子在空中运动的部分轨迹照片如图10所示．从照片可看出石子恰好垂直打在一倾角为37°的斜坡上的A 点．已知每块砖的平均厚度为10 cm ，抛出点到A 点竖直方向刚好相距200块砖，取g ＝10 m/s 2.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：图10(1)石子在空中运动的时间t ； (2)石子水平抛出的速度v 0.【导学号：50152056】【解析】 (1)由题意可知：石子落到A 点的竖直位移y ＝200×10×10－2 m ＝20 m由y ＝gt 2/2 得t ＝2 s.(2)由A 点的速度分解可得v 0＝v y tan 37°又因v y ＝gt ，解得v y ＝20 m/s故v 0＝15 m/s.【答案】 (1)2 s (2)15 m/s11．(12分)图11甲为游乐场的悬空旋转椅，我们把这种情况抽象为图乙的模型：一质量m ＝40 kg 的球通过长L ＝12.5 m 的轻绳悬于竖直平面内的直角杆上，水平杆长L ′＝7.5 m ．整个装置绕竖直杆转动，绳子与竖直方向成θ角．当θ＝37°时，(取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：图11(1)绳子的拉力大小； (2)该装置转动的角速度．【解析】 (1)对球受力分析如图所示，则F T ＝mgcos 37°＝490 N.(2)球做圆周运动的向心力由重力和绳子的拉力的合力提供，即mg tan 37°＝m ω2(L sin 37°＋L ′)，得ω＝g tan 37°L sin 37°＋L ′＝0.7 rad/s.【答案】 (1)490 N (2)0.7 rad/s12．(16分)如图12所示，半径为R ，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m 的小球A 、B 以不同速率进入管内，A 通过最高点C 时，对管壁上部的压力为3mg ，B 通过最高点C 时，对管壁下部的压力为0.75mg .求A 、B 两球落地点间的距离．图12【解析】 两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，离开轨道后两球均做平抛运动，A 、B 两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差．对A 球：3mg ＋mg ＝m v 2AR 解得v A ＝4gR对B 球：mg －0.75mg ＝m v 2BR 解得v B ＝14gR s A ＝v A t ＝v A4Rg ＝4R s B ＝v B t ＝v B4R g＝R所以s A －s B ＝3R . 【答案】 3R。
2017-2018学年高中物理必修二 模块综合测评 含答案 精
模块综合测评(用时：60分钟 满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，1～5小题只有一项符合题目要求，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．下列关于力和运动的说法中，正确的是( ) A ．物体在变力作用下不可能做直线运动 B ．物体做曲线运动，其所受的外力不可能是恒力 C ．不管外力是恒力还是变力，物体都有可能做直线运动 D ．不管外力是恒力还是变力，物体都有可能做匀速圆周运动【解析】 物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，若受到的变力和速度方向相同，则做直线运动，A 错误；平抛运动是曲线运动，过程中受到的合力恒定，等于重力大小，B 错误；匀速圆周运动过程中，物体受到的加速度时时刻刻指向圆心，根据牛顿第二定律可知受到的合力时时刻刻指向圆心，为变力，D 错误．【答案】 C2．在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小( ) A ．等于7.9 km/sB ．介于7.9 km/s 和11.2 km/s 之间C ．小于7.9 km/sD ．介于7.9 km/s 和16.7 km/s 之间 【解析】 卫星在圆形轨道上运动的速度v ＝G Mr .由于r ＞R ，所以v ＜G MR＝7.9 km/s ，C 正确．【答案】 C3．韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J ，他克服阻力做功100 J ．韩晓鹏在此过程中( )A ．动能增加了1 900 JB ．动能增加了2 000 JC ．重力势能减小了1 900 JD ．重力势能减小了2 000 J【解析】 根据动能定理得韩晓鹏动能的变化ΔE ＝W G ＋W f ＝1 900 J －100 J ＝1 800 J>0，故其动能增加了1 800 J ，选项A 、B 错误；根据重力做功与重力势能变化的关系W G ＝－ΔE p ，所以ΔE p ＝－W G ＝－1 900 J<0，故韩晓鹏的重力势能减小了1 900 J ，选项C 正确，选项D错误．【答案】 C4．如图1所示，一个电影替身演员准备跑过一个屋顶，然后水平跳跃并离开屋顶，在下一个建筑物的屋顶上着地．如果他在屋顶跑动的最大速度是4.5 m/s ，那么下列关于他能否安全跳过去的说法错误的是(g 取9.8 m/s 2)( )图1A ．他安全跳过去是可能的B ．他安全跳过去是不可能的C ．如果要安全跳过去，他在屋顶跑动的最小速度应大于6.2 m/sD ．如果要安全跳过去，他在空中的飞行时间需要1 s【解析】 根据y ＝12gt 2，当他降落在下一个屋顶时，下落的高度y ＝4.9 m ，所用时间t ＝2yg＝2×4.99.8s ＝1.0 s ，最大水平位移：x ＝v m t ＝4.5×1.0 m＝4.5 m ＜6.2 m ，所以他不能安全到达下一个屋顶．要想安全跳过去，他的跑动速度至少要大于6.21.0m/s ，即6.2 m/s.故B 、C 、D 正确，A 错误． 【答案】 A5．如图2所示，站在水平面上杂技演员在表演水流星节目时，盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动，当杯子经过最高点时，里面的水恰好不会流出来．已知杂技演员质量为M ，杯子质量为m 1，里面水的质量为m 2，则当杯子通过与手等高的A 点时，地面对杂技演员的摩擦力大小和方向分别为(杯子运动时，人和手都始终静止不动)( )图2A ．2(m 1＋m 2)g ，向左B ．3(m 1＋m 2)g ，向左C ．2(m 1＋m 2)g ，向右D ．3(m 1＋m 2)g ，向右【解析】 设杯子做圆周运动的半径为r ，当杯子经过最高点时，里面的水恰好不会流出来，所以杯子通过最高点时，有(m 1＋m 2)g ＝ m 1＋m 2 v2r，杯子由最高点到A 点的过程，根据机械能守恒定律得：(m 1＋m 2)gr ＋12(m 1＋m 2)v 2＝12(m 1＋m 2)v 2A ，联立得：v A ＝3gr ，设杯子在A 点时，细绳对杯子的弹力为F ，则有：F ＝ m 1＋m 2 v 2Ar＝3(m 1＋m 2)g ，方向向右．此时绳子对人的拉力也是3(m 1＋m 2)g ，方向向左．对人受力分析可知，地面对人的摩擦力与绳子的拉力大小相等，方向相反，即地面对人的摩擦力大小为3(m 1＋m 2)g ，方向向右，故D 正确，A 、B 、C 错误．【答案】 D6．美国科学家在2016年2月11日宣布，他们利用激光干涉引力波天文台(LIGO)“探测到两个黑洞合并时产生的引力波”，爱因斯坦在100年前的预测终被证实．两个黑洞在合并的过程中，某段时间内会围绕空间某一位置以相同周期做圆周运动，形成“双星”系统．设其中一个黑洞的线速度大小为v ，加速度大小为a ，周期为T ，两黑洞的总机械能为E ，它们之间的距离为r ，不计其他天体的影响，两黑洞的质量不变．下列各图可能正确的是( )A B C D【解析】 根据万有引力定律可得：Gm 1m 2r2＝m 1ω2r 1＝m 2ω2r 2，则m 1r 1＝m 2r 2，因为r 1＋r 2＝r ，则r 1＝m 2m 1＋m 2r ，r 2＝m 1m 1＋m 2r ；根据Gm 1m 2r 2＝m 1v 2r 1，则v ＝Gm 22r m 1＋m 2，故v r 图象不是线性关系，A 错误；根据Gm 1m 2r 2＝m 1a ，解得a ＝Gm 2r2，故a r －2是过原点的直线，B 正确；根据Gm 1m 2r 2＝m 1⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r 1，解得T ＝4π2r 3G m 1＋m 2 ，C 错误；根据Gm 1m 2r 2＝m 1v 2r 1及Gm 1m 2r 2＝m 2v2r 2，解得两黑洞的总机械能为E ＝12m 1v 21＋12m 2v 22＝Gm 1m 2r，D 正确．【答案】 BD7．如图3所示，一个小环套在竖直放置的光滑圆形轨道上做圆周运动．小环从最高点A 滑到最低点B 的过程中，其线速度大小的平方v 2随下落高度h 变化的图象可能是( )图3【解析】 设小环在A 点的速度为v 0，由机械能守恒定律得－mgh ＋12mv 2＝12mv 20得v 2＝v 2＋2gh ，可见v 2与h 是线性关系，若v 0＝0，B 正确；若v 0≠0，A 正确，故正确选项是AB.【答案】 AB8．某节能运输系统装置的简化示意图4如图所示．小车在轨道顶端时，自动将货物装入车中，然后小车载着货物沿不光滑的轨道无初速度下滑，并压缩弹簧．当弹簧被压缩至最短时，立即锁定并自动将货物卸下．卸完货物后随即解锁，小车恰好被弹回到轨道顶端，此后重复上述过程．则下列说法中正确的是( )图4A ．小车上滑的加速度小于下滑的加速度B ．小车每次运载货物的质量必须是确定的C ．小车上滑过程中克服摩擦阻力做的功不等于小车下滑过程中克服摩擦阻力做的功D ．小车与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能【解析】 设下滑时加速度为a 1，弹起离开弹簧后加速度为a 2，则根据牛顿第二定律，有下滑过程：(M ＋m )g sin 30°－μ(M ＋m )g cos 30°＝(M ＋m )a 1 上滑过程：Mg sin 30°＋μMg cos 30°＝Ma 2故a 1＜a 2，故A 错误；小车每次下滑过程系统减小的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能，必须保证每次弹簧的压缩量相同，故小车每次运载货物的质量必须是确定的，故B 正确；上滑过程和下滑过程中的摩擦力大小不同，故小车上滑过程中克服摩擦阻力做的功不等于小车下滑过程中克服摩擦阻力做的功，故C 正确；小车与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能和内能，故D 错误．【答案】 BC二、非选择题(共4小题，共52分，按题目要求作答)9．(8分)某同学利用如图5所示的装置探究功与速度变化的关系．图5(ⅰ)小物块在橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为M 1；(ⅱ)在钉子上分别套上2条、3条、4条……同样的橡皮筋，使每次橡皮筋拉伸的长度都保持一致，重复步骤(ⅰ)，小物块落点分别记为M 2、M 3、M 4……；(ⅲ)测量相关数据，进行数据处理．(1)为求出小物块抛出时的动能，不需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号)．A ．小物块的质量mB ．橡皮筋的原长xC ．橡皮筋的伸长量ΔxD ．桌面到地面的高度hE ．小物块抛出点到落地点的水平距离L(2)将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为W 1、W 2、W 3、……，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为L 1、L 2、L 3、…….若功与速度的平方成正比，则应以W 为纵坐标、________为横坐标作图，才能得到一条直线．(3)由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于________(填“偶然误差”或“系统误差”)．【解析】 (1)小球离开桌面后做平抛运动，根据桌面到地面的高度h ＝12gt 2，可计算出平抛运动的时间，再根据小物块抛出点到落地点的水平距离L ＝v 0t ，可计算出小球离开桌面时的速度，根据动能的表达式E k ＝12mv 2，还需要知道小球的质量，B 、C 正确．(2)根据h ＝12gt 2，和L ＝v 0t ，可得v 20＝L 2t 2＝L 22h g＝g 2hL 2，因为功与速度的平方成正比，所以功与L 2成正比，故应以W 为纵坐标、L 2为横坐标作图，才能得到一条直线．(3)一般来说，从多次测量揭示出的实验误差称为偶然误差，不能从多次测量揭示出的实验误差称为系统误差．由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于系统误差．【答案】 (1)BC (2)L 2(3)系统误差10．(10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 2.2611．(16分)如图7所示，四分之一圆弧轨道的圆心O 1和半圆轨道的圆心O 2，与斜面体ABC 的竖直面AB 在同一竖直面上，两圆弧轨道衔接处的距离忽略不计，斜面体ABC 的底面BC 是水平面，一个视为质点质量m ＝0.2 kg 的小球从P 点静止释放，先后沿两个圆弧轨道运动，最后落在斜面体上(不会弹起)，不计一切摩擦，已知AB ＝9 m ，BC ＝12 m ，O 2A ＝1.1 m ，四分之一圆弧的半径和半圆的半径都是R ＝0.6 m ，g 取10 m/s 2.求：(1)小球在半圆最低点Q 对轨道的压力； (2)小球落在斜面上的位置到A 点的距离．图7【解析】 (1)小球从P 点运动到Q 点的过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得：mg (3R )＝12mv 2解得：v ＝6 m/s由向心力公式得：F N －mg ＝mv 2R解得：F N ＝14 N由牛顿第三定律得：小球在半圆最低点Q 对轨道的压力大小是14 N ，方向竖直向下． (2)小球离开半圆轨道后做平抛运动由几何关系可知：tan θ＝34；QA 两点间的距离h ＝O 2A －R ＝0.5 m由平抛运动规律得：x ＝L cos θ＝vt ；y ＝h ＋L sin θ＝12gt 2解得：L ＝7.5 m.【答案】 (1)14 N ，方向向下 (2)7.5 m12．(18分)如图8甲所示，四分之一光滑圆弧轨道与平台在B 点处相切，圆弧半径R ＝1 m ，一质量为1 kg 的物块置于A 点，A 、B 间距离为2 m ，物块与平台间的动摩擦因数为μ＝0.2.现用水平恒力F 拉物块由静止开始向右运动，到B 点时撤去拉力，结果物块刚好能滑到四分之一圆弧轨道的最高点，已知重力加速度g ＝10 m/s 2.甲 乙图8(1)求F 的大小及物块刚滑上四分之一圆弧轨道时对轨道的压力大小；(2)若将四分之一圆弧轨道竖直向下平移到圆心与B 点重合，如图乙所示，仍用水平恒力F 拉物块由静止开始向右运动，并在B 点撤去拉力，求物块在圆弧轨道上的落点与平台的高度差．(结果可用根式表示)【解析】 (1)滑块从A 点到圆弧轨道最高点，由动能定理有Fx －μmgx －mgR ＝0解得F ＝7 N从B 点到圆弧轨道最高点，根据机械能守恒定律有12mv 2B ＝mgR解得v B ＝2 5 m/s在圆弧轨道的最低点，根据牛顿第二定律有F N －mg ＝m v 2BR解得F N ＝3mg ＝30 N根据牛顿第三定律，物块对圆弧轨道的压力大小为30 N.(2)物块从B 点做平抛运动，设下落的高度为y ，水平位移为x ，则有x ＝v B t y ＝12gt 2 x 2＋y 2＝R 2解得物块在圆弧轨道上的落点与平台间的高度差为y ＝(5－2)m. 【答案】 (1)7 N 30 N (2)(5－2)m。
2017-2018学年高中物理必修2学业分层测评3 含答案 精
学业分层测评(三) (建议用时：45分钟)1．下列关于功率的说法中正确的是( ) A ．由P ＝Wt知，力做的功越多，功率越大 B ．由P ＝Fv 知，物体运动得越快，功率越大 C ．由W ＝Pt 知，功率越大，力做的功越多D ．由P ＝Fv cos α知，某一时刻，即使力和速度都很大，但功率不一定大【解析】在公式P ＝W t中，只有P 、W 、t 中两个量确定后，第三个量才能确定，故选项A 、C 错误；在P ＝Fv 中，P 与F 、v 有关，故选项B 错误；在P ＝Fv cos α中，P 还与α有关，故选项D 正确．【答案】D2．(多选)有关额定功率和实际功率的理解，正确的是 ( ) A ．动力机械铭牌上标明的是该机械的实际功率 B ．额定功率是动力机械工作时必须保持的稳定功率 C ．在较短的时间内，实际功率可以大于额定功率 D ．在较长的时间内，实际功率可以小于额定功率【解析】动力机械铭牌上标明的是机械的额定功率，A 错误．额定功率是机械正常工作时的最大功率，但机械工作时实际功率可以小于额定功率，B 错误．在工作时，机械可以短时间超过额定功率工作，长时间工作必须小于或等于额定功率，C 、D 正确．【答案】CD3．一质量为m 的木块静止在光滑的水平面上，从t ＝0开始，将一个大小为F 的水平恒力作用在该木块上，在t ＝T 时刻F 的功率是( )【导学号：45732013】A.F 2T 2mB.F 2T mC.F 2T 2mD.F 2T 22m【解析】木块加速度a ＝F m ，t ＝T 时速度v ＝aT ＝FT m ，瞬时功率P ＝Fv ＝F 2Tm.【答案】B4．一个质量为m 的小球做自由落体运动，那么，在前t 秒内重力对它做功的平均功率P 及在t 秒末重力做功的瞬时功率P 分别为(t 秒末小球未着地)( )A ．P ＝mg 2t 2，P ＝12mg 2t 2B ．P ＝mg 2t 2，P ＝mg 2t 2C ．P ＝12mg 2t ，P ＝mg 2tD ．P ＝mg 2t ，P ＝2mg 2t【解析】前t 秒内重力做功的平均功率P ＝W t＝mg ·12gt 2t＝12mg 2t t 秒末重力做功的瞬时功率 P ＝Fv ＝mg ·gt ＝mg 2t .故C 正确． 【答案】C5．一辆小车在水平面上做匀速直线运动，从某时刻起，小车所受牵引力和阻力随时间变化的规律如图137所示，则作用在小车上的牵引力F 的功率随时间变化的规律是下图中的( )图137【解析】车所受的牵引力和阻力恒定，所以车做匀加速直线运动，牵引力的功率P ＝Fv ＝F (v 0＋at )，故选项D 正确．【答案】D6．汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动后一小段时间内保持匀加速直线运动，则( )【导学号：45732014】A ．不断增大牵引力和牵引力的功率B ．不断减小牵引力和牵引力的功率C ．保持牵引力不变，不断增大牵引力功率D ．不能判断牵引力功率怎样变化【解析】汽车保持匀加速直线运动，所受合力不变，其中牵引力也不变，但速度增大，牵引力的功率增大，C 对，A 、B 、D 错．【答案】C7．从同一高度将质量相等的A 、B 两小球以大小不同的初速度水平抛出．A 、B 两小球抛出后落至同一水平地面，若落地瞬间，两小球所受重力的功率分别为P A 、P B ，不计空气阻力，则() A ．P A >P B B ．P A <P B C ．P A ＝P BD ．无法判断【解析】根据P ＝Fv cos α，注意到落地瞬间的v cos α可以理解成平抛运动瞬时速度的竖直分速度，由于两球质量相同，因此重力相同；两球下落高度相同，落地时的竖直分速度相同，因此重力的瞬时功率相等，C 正确．【答案】C8．质量为m ＝5×103kg 的汽车在水平公路上行驶，阻力是车重的0.1倍．让汽车保持额定功率为60 kW ，从静止开始行驶．(1)若以额定功率起动，求汽车达到的最大速度v m 及汽车车速v 1＝2 m/s 时的加速度； (2)若汽车以v 2＝6 m/s 的速度匀速行驶，求汽车的实际功率．(g 取10 m/s 2)【导学号：45732015】【解析】(1)由P ＝Fv ＝fv m 得v m ＝P f ＝P μmg ＝60×1030.1×5×103×10m/s ＝12 m/s.由P ＝Fv 得F ＝P v，当v 1＝2 m/s 时F 1＝P v 1＝60×1032N ＝3×104N由牛顿第二定律得F 1－f ＝ma ，所以a ＝F 1－μmg m ＝3×104－0.1×5×103×105×103m/s 2＝5 m/s 2.(2)P ＝fv 2＝μmgv 2＝0.1×5×103×10×6 W ＝3×104W ＝30 kW.【答案】(1)12 m/s5 m/s 2(2)30 kW9．飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，到达竖直状态的过程中(如图138所示)，飞行员所受重力的瞬时功率的变化情况是( )图138A ．一直增大B ．一直减小C ．先增大后减小D ．先减小后增大【解析】对飞行员受力及运动分析如图所示，在A 位置，飞行员受重力但速度为零，所以P ＝mgv ＝0；在B 位置，飞行员受重力mg ，速度为v ，α＝90°，所以P ＝Fv cos α＝0；在A 、B 之间的任意位置C,0°<α<90°.由P ＝Fv cos α知P 为一个大于零的数值，所以运动员所受重力的瞬时功率的变化情况是先增大后减小．【答案】C10．(多选)如图139所示为汽车在水平路面上起动过程中的速度图象，Oa 为过原点的倾斜直线，ab 段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc 段是与ab 段相切的水平直线，则下述说法正确的是()图139A ．0～t 1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B ．t 1～t 2时间内汽车牵引力逐渐减小C ．t 1～t 2时间内的平均速度为12(v 1＋v 2)D ．在全过程中t 1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t 2～t 3时间内牵引力最小 【解析】由题图可知，0～t 1时间内汽车做匀加速直线运动，牵引力恒定，由P ＝F ·v 可知，汽车的功率均匀增大，A 错误；t 1～t 2时间内汽车以额定功率行驶，速度逐渐增大，牵引力逐渐减小，B 正确；因t 1～t 2时间内，ab 图线与t 轴所围面积大于ab 直线与t 轴所围面积，故该过程中的平均速度大于12(v 1＋v 2)，C 错误；0～t 1时间内，牵引力恒定，功率均匀增大，t 1时刻以后牵引力逐渐减小，到t 2时刻牵引力等于阻力，达到最小，而t 1时刻达到额定功率后，功率保持不变，D 正确．【答案】BD11．如图1310所示，质量为2 kg 的物体在大小为24 N 、沿斜面向上的力F 作用下，由静止开始沿光滑斜面体向上运动，斜面的倾角为30°，斜面足够长(g 取10 m/s 2)．求：【导学号：45732016】图1310(1)5 s 内拉力对物体做功的功率； (2)5 s 末拉力对物体做功的功率； (3)5 s 末物体克服重力做功的功率． 【解析】物体在斜面上运动的加速度大小a ＝F －mg sin θm ＝24－20×0.52m/s 2＝7 m/s 25 s 内发生的位移s ＝12at 2＝12×7×52m＝87.5 m5 s 末物体的速度v 1＝at ＝35 m/s 5 s 内拉力做的功W ＝F ·s ＝24×87.5 J＝2 100 J5 s 内拉力做功的功率P ＝Wt＝420 W5 s 末拉力做功的功率P 5＝F ·v 1＝24×35 W＝840 W5 s 末物体克服重力做功的功率P ′＝mgv 1sin 30°＝20×35×12 W ＝350 W.【答案】(1)420 W(2)840 W(3)350 W12．质量为150 kg 的摩托车，额定功率为4.5 kW.现使其由静止开始沿水平路面以2 m/s 2的加速度向前行驶，若此摩托车所受阻力恒为车重的0.05倍，(g 取10 m/s 2)则：(1)行驶16 m 时，摩托车的瞬时功率为多大？ (2)它能维持匀加速运动多长时间？(3)此摩托车运动过程中最大速度多大？ 【解析】(1)由F －f ＝ma 得牵引力F ＝f ＋ma ＝0.05×150×10 N＋150×2 N＝375 N 摩托车达到额定功率时的速度v ′＝P 额F ＝4.5×103375 m/s ＝12 m/s通过的位移s ′＝v ′22a ＝1222×2m ＝36 m故摩托车行驶16 m 时，处在匀加速运动阶段， 此时的瞬时速度v ＝2as ＝2×2×16 m/s ＝8 m/sP ＝Fv ＝375×8 W＝3 000 W.(2)摩托车维持匀加速运动的时间t ＝v ′a ＝122s ＝6 s.(3)当牵引力F ＝f 时，速度达到最大v m ＝P 额F ＝P 额f ＝ 4.5×1030.05×150×10m/s ＝60 m/s.【答案】(1)3 000 W(2)6 s(3)60 m/s。
2017-2018学年高中物理必修二学业分层测评：章末综合测评3 含答案 精品
章末综合测评(三)(用时：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，1～5小题只有一项符合题目要求，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()【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，在加速运动的车厢中，一个人用力沿车前进的方向推车厢，已知人与车厢始终保持相对静止，那么人对车厢做功的情况是()图1A．做正功B．做负功C ．不做功D ．无法确定【解析】 人随车一起向车前进的方向加速运动，表明车对人在水平方向上的合力向前，根据牛顿第三定律，人对车在水平方向的合力与车运动方向相反，故人对车做负功，B 正确．【答案】 B3．用一根绳子竖直向上拉一个物块，物块从静止开始运动，绳子拉力的功率按如图2所示规律变化，已知物块的质量为m ，重力加速度为g,0～t 0时间内物块做匀加速直线运动，t 0时刻后功率保持不变，t 1时刻物块达到最大速度，则下列说法正确的是( )【导学号：50152152】图2A ．物块始终做匀加速直线运动B ．0～t 0时间内物块的加速度大小为P 0mt 0C ．t 0时刻物块的速度大小为P 0mgD ．0～t 1时间内物块上升的高度为P 0mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 1－t 02－P 22m 2g 3【解析】 由题图可知，0～t 0时间内功率与时间成正比，则由F －mg ＝ma ，v ＝at ，P ＝F v ，得P ＝m (a ＋g )at ，因此图线斜率P 0t 0＝m (a ＋g )a ，B 选项错误；t 0时刻后功率保持不变，拉力大于重力，物块继续加速运动，由P 0v －mg ＝ma ，物块加速度逐渐减小，t 1时刻速度最大，则a ＝0，最大速度为v m ＝P 0mg ，A 、C 选项错误；P -t 图线与t 轴所围的面积表示0～t 1时间内拉力做的功W ＝P 0t 02＋P 0(t 1－t 0)＝P 0t 1－P 0t 02，由动能定理得W －mgh ＝m v 2m2，得h ＝P 0mg ⎝ ⎛⎭⎪⎫t 1－t 02－P 202m 2g 3，D 选项正确．【答案】 D4．如图3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()图3A．Mg－5mg B．Mg＋mgC．Mg＋5mg D．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 v2＝mg2R①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 v2R②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】 C5．如图4所示，P是固定在水平面上的光滑圆弧凹槽，现有一小球从B点以初速度v0水平抛出，恰能从凹槽圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线方向进入轨道，O是圆弧轨道的圆心，θ1是OA与竖直方向的夹角，θ2是BA与竖直方向的夹角，重力加速度为g，则由已知条件()【导学号：50152153】图4A．可以判断θ1与θ2互余B．可以求得A、B两点间的高度差C ．可以求得圆弧轨道的半径D ．可以求得小球运动至圆弧轨道最低点C 时对圆弧轨道的压力大小 【解析】 由题意可知，小球做平抛运动，竖直位移y ＝12gt 2，水平位移x ＝v 0t ，tan θ2＝x y ＝2v 0gt ，联立得y ＝2v 20g tan 2θ2，B 正确；由题意可知，tan θ1＝v y v x ＝gt v 0，所以tan θ1·tan θ2＝2，故A 错误；小球由A 点运动至圆弧轨道最低点C 的过程，根据动能定理有mgR (1－cos θ1)＝12m v 2C －12m v 2A ，小球在C 点时有F N －mg ＝m v 2CR ，由于不知道小球在C 点时的速度大小和小球的质量，所以无法求得圆弧轨道的半径及小球在圆弧轨道最低点C 时对圆弧轨道的压力大小，C 、D 均错误．【答案】 B6．滑块以某一初速度v 0沿固定粗糙的斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率为v 1，若滑块向上运动的时间中点为A ，取斜面底端重力势能为零，则下列说法正确的是( )【导学号：50152154】A ．上升时机械能减小，下降时机械能也减小B ．v 0＝v 1C ．上升过程中势能是动能3倍的位置在A 点上方D ．上升过程中势能是动能3倍的位置在A 点下方【解析】 斜面与滑块间有摩擦，滑块无论向上运动还是向下运动时，都有机械能损失，v 0＞v 1，故A 正确，B 错误；可知A 点的速度v A ＝v 02，点A 的动能E k 和势能E p 分别是：E k ＝12ml v 2A ＝18m v 20，物体沿斜面向上运动时，加速度a ＝g sin θ＋μg cos θE p ＝mgL sin θ＝mg v 20－⎝ ⎛⎭⎪⎫v 0222a sin θ＝3m v 208⎝ ⎛⎭⎪⎫g sin θa ＜3m v 208，所以在点A 有：E p＜3E k ，在上升过程中，势能增加，动能减小，所以上升过程中势能是动能3倍的位置在A 点上方，故C 正确，D 错误．【答案】 AC7．某位溜冰爱好者先在岸上从O 点由静止开始匀加速助跑，2 s 后到达岸边A处，接着进入冰面(冰面与岸边基本相平)开始滑行，又经3 s停在了冰上的B点，如图5所示．若该过程中，他的位移是x，速度是v，受的合外力是F，机械能是E，则对以上各量随时间变化规律的描述，下列选项中正确的是()图5【解析】由题意知，初末速度均为0，前2 s匀加速运动，后3 s做匀减速运动，位移一直增加，选项A错误；加速度的大小关系为3∶2，由牛顿第二定律得受的合外力的大小关系为3∶2，选项B、C正确；运动过程中重力势能不变，而动能先增大后减小，所以机械能先增大后减小，选项D错误．【答案】BC8．由光滑细管组成的轨道如图6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：50152155】图6A．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2RH－2R2B．小球落到地面时相对于A点的水平位移值为22RH－4R2C．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，按题目要求作答)9．(8分)下表是在探究功与物体速度变化的关系时得到的数据．请根据以下数据在图中完成W -v 、W -v 2、W -v 3图象，并由图象确定功与速度变化的关系是________.【解析】 v 2、v 3的数值如下表所示：由图可得力对物体做的功与速度的平方成正比．【答案】见解析10．(10分)用如图7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8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8甲所示．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7(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图象如图8乙所示，则当地的重力加速度g′＝________m/s2.甲乙 图8【解析】 (1)在纸带上打下计数点5时的速度大小为 v ＝x 46t 46＝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(m 1＋m 2)v 2－0＝12×(50＋150)×10－3×2.42J －0≈0.58 J 系统重力势能的减少量为ΔE p ＝(m 2－m 1)gh 05＝(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，m 1、m 2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)m 1、m 2组成的系统机械能守恒，则m 2g ′h －m 1g ′h ＝12m 2v 2＋12m 1v 2－0，整理得v 2＝g ′h可见，重力加速度g ′大小等于v 22-h 图象斜率的2倍，则g ′＝2×5.821.20 m/s 2＝9.7 m/s2.【答案】 (1)2.4 (2)0.58 0.60 系统的机械能守恒 (3)9.711．(16分)质量为2 000 kg 的汽车在平直公路上行驶，所能达到的最大速度为20 m/s ，设汽车所受阻力为车重的0.2倍(即f ＝0.2G )．如果汽车在运动的初始阶段是以2 m/s 2的加速度由静止开始作匀加速行驶，试求：(1)汽车的额定功率；(2)汽车在匀加速行驶时的牵引力； (3)汽车做匀加速运动的最长时间； (4)汽车在第3 s 末的瞬时功率； (5)试画出汽车在8 s 内的P -t 图象．【导学号：50152156】【解析】 (1)P 额＝f v ＝0.2G v m ＝80 kW. (2)F ＝f ＋ma ＝8 000 N.(3)设汽车匀加速运动所能达到的最大速度为v 0， 对汽车由牛顿第二定律得F －f ＝ma 即P 额v 0－f ＝ma代入数据得v 0＝10 m/s所以汽车做匀加速直线运动的时间 t 0＝v 0a ＝102s ＝5 s. (4)P ＝F v ＝Fat ＝48 kW. (5)汽车在8 s 内的P -t 图象为【答案】 (1)80 kW (2)8000 N (3)5 s (4)48 kW (5)见解析12．(18分)如图9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.(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？图9【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。
2017-2018学年高中物理必修二学业分层测评：第7章 7-动能和动能定理 学业分层测评18 含答案 精品
学业分层测评(十八) (建议用时：45分钟)1．改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化，在下面几种情况中，汽车的动能是原来的2倍的是( )【导学号：50152127】A ．质量不变，速度变为原来的2倍B ．质量和速度都变为原来的2倍C ．质量变为原来的2倍，速度减半D ．质量减半，速度变为原来的2倍【解析】 由E k ＝12mv 2知，m 不变，v 变为原来的2倍，E k 变为原来的4倍．同理，m和v 都变为原来的2倍时，E k 变为原来的8倍；m 变为2倍，速度减半时，E k 变为原来的一半；m 减半，v 变为2倍时，E k 变为原来的2倍，故选项D 正确．【答案】 D2．人在距地面h 高处抛出一个质量为m 的小球，落地时小球的速度为v ，不计空气阻力，人对小球做功是( )【导学号：50152128】A.12mv 2B ．mgh ＋12mv 2C ．mgh －12mv 2D.12mv 2－mgh 【解析】 对全过程运用动能定理得：mgh ＋W ＝12mv 2－0，解得：W ＝12mv 2－mgh ，故D正确，A 、B 、C 错误．故选D.【答案】 D3．如图777所示，物体沿曲面从A 点无初速度滑下，滑至曲面的最低点B 时，下滑的高度为5 m ，速度为6 m/s ，若物体的质量为1 kg.则下滑过程中物体克服阻力所做的功为( )图777A ．50 JB ．18 JC ．32 JD ．0 J【解析】 由动能定理得mgh －W f ＝12mv 2，故W f ＝mgh －12mv 2＝1×10×5 J－12×1×62J＝32 J ，C 正确．【答案】 C4．如图778甲所示，静置于光滑水平面上坐标原点O 处的小物块，在水平拉力F 的作用下沿x 轴方向运动，拉力F 随物块所在位置坐标x 的变化关系如图乙所示，图线为半圆，则小物块运动到x 0处时的动能为( )【导学号：50152129】甲 乙图778A ．F m x 0 B.12F m x 0 C.π4F m x 0 D.π4x 20 【解析】 F x 图象的“面积”等于拉力做功的大小，则得到拉力做功W ＝12π⎝ ⎛⎭⎪⎫x 022＝π8x 20，由图看出，F m ＝x 02，得到W ＝π4F m x 0.根据动能定理得：小物块运动到x 0处时的动能为π4F m x 0，故选项C 正确．【答案】 C5．一质量为m 的小球，用长为l 的轻绳悬挂于O 点．小球在水平力F 作用下，从平衡位置P 点很缓慢地移动到Q 点，如图779所示，则力F 所做的功为( )图779A ．mgl cos θB ．Fl sin θC ．mgl (l －cos θ)D ．Fl cos θ【解析】 小球的运动过程是缓慢的，因而任一时刻都可看作是平衡状态，因此F 的大小不断变大，F 做的功是变力功．小球上升过程只有重力mg 和F 这两个力做功，由动能定理得W F －mgl (1－cos θ)＝0.所以W F ＝mgl (1－cos θ)． 【答案】 C6．(多选)用力F 拉着一个物体从空中的a 点运动到b 点的过程中，重力做功－3 J ，拉力F 做功8 J ，空气阻力做功－0.5 J ，则下列判断正确的是( )【导学号：50152130】A ．物体的重力势能增加了3 JB ．物体的重力势能减少了3 JC ．物体的动能增加了4.5 JD ．物体的动能增加了8 J【解析】 因为重力做功－3 J ，所以重力势能增加3 J ，A 对，B 错；根据动能定理W合＝ΔE k ，得ΔE k ＝－3 J ＋8 J －0.5 J ＝4.5 J ，C 对，D 错． 【答案】 AC7．如图7710所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设物体在斜面最低点A 的速度为v ，压缩弹簧至C 点时弹簧最短，C 点距地面高度为h ，则从A 到C 的过程中弹簧弹力做功是( )图7710A ．mgh －12mv 2B.12mv 2－mgh C ．－mghD ．－(mgh ＋12mv 2)【解析】 由A 到C 的过程运用动能定理可得： －mgh ＋W ＝0－12mv 2所以W ＝mgh －12mv 2，所以A 正确．【答案】 A8．质量为m ＝50 kg 的滑雪运动员，以初速度v 0＝4 m/s 从高度为h ＝10 m 的弯曲滑道顶端A 滑下，到达滑道底端B 时的速度v 1＝10 m/s.求：滑雪运动员在这段滑行过程中克服阻力做的功．(g 取10 m/s 2)图7711【解析】 从A 运动到B ，物体所受摩擦力随之变化，所以克服摩擦力所做的功不能直接由功的公式求得，此时要根据动能定理求解．设摩擦力做的功为W ，根据动能定理mgh －W ＝12mv 21－12mv 2代入数值得：W ＝2 900 J. 【答案】 2 900 J9．在光滑的水平面上，质量为m 的小滑块停放在质量为M 、长度为L 的静止的长木板的最右端，滑块和木板之间的动摩擦因数为μ.现用一个大小为F 的恒力作用在M 上，当小滑块滑到木板的最左端时，滑块和木板的速度大小分别为v 1、v 2，滑块和木板相对于地面的位移大小分别为s 1、s 2，下列关系式错误的是( )【导学号：50152131】图7712A ．μmgs 1＝12mv 21B ．Fs 2－μmgs 2＝12Mv 22C ．μmgL ＝12mv 21D ．Fs 2－μmgs 2＋μmgs 1＝12Mv 22＋12mv 21【解析】 滑块在摩擦力作用下前进的距离为s 1，故对于滑块μmgs 1＝12mv 21，A 对，C错；木板前进的距离为s 2，对于木板Fs 2－μmgs 2＝12Mv 22，B 对；由以上两式得Fs 2－μmgs 2＋μmgs 1＝12Mv 22＋12mv 21，D 对．故应选C.【答案】 C10．(多选)在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到v m 后立即关闭发动机直到停止，v t 图象如图7713所示．设汽车的牵引力为F ，摩擦力为f ，全过程中牵引力做功W 1，克服摩擦力做功W 2，则( )图7713A ．F ∶f ＝1∶3B ．F ∶f ＝4∶1C ．W 1∶W 2＝1∶1D ．W 1∶W 2＝1∶3【解析】 全过程初、末状态的动能都为零， 对全过程应用动能定理得W 1－W 2＝0①即W 1＝W 2，选项C 正确．设物体在0～1 s 内和1～4 s 内运动的位移大小分别为s 1、s 2，则W 1＝Fs 1② W 2＝f (s 1＋s 2)③在v t 图象中，图象与时间轴包围的面积表示位移，由图象可知，s 2＝3s 1 ④由②③④式解得 F ∶f ＝4∶1，选项B 正确． 【答案】 BC11．如图7714所示，粗糙水平轨道AB 与半径为R 的光滑半圆形轨道BC 相切于B 点，现有质量为m 的小球(可看作质点)以初速度v 0＝6gR ，从A 点开始向右运动，并进入半圆形轨道，若小球恰好能到达半圆形轨道的最高点C ，最终又落于水平轨道上的A 处，重力加速度为g ，求：【导学号：50152132】图7714(1)小球落到水平轨道上的A 点时速度的大小v A ； (2)水平轨道与小球间的动摩擦因数μ.【解析】 (1)mg ＝m v 2CR，得v C ＝gR ，从C 到A 由动能定理得：mg 2R ＝12mv 2A －12mv 2C ，得v A ＝5gR .(2)AB 的距离为x AB ＝v C t ＝gR ×2×2Rg＝2R从A 出发回到A 由动能定理得：－μmgx AB ＝12mv 2A －12mv 20，得μ＝0.25.【答案】 (1)5gR (2)0.2512．如图7715所示，从高台边A 点以某速度水平飞出的小物块(可看做质点)，恰能从固定在某位置的光滑圆弧轨道CDM 的左端C 点沿圆弧切线方向进入轨道．圆弧轨道CDM 的半径R ＝0.5 m ，O 为圆弧的圆心，D 为圆弧最低点，C 、M 在同一水平高度，OC 与CM 夹角为37°，斜面MN 与圆弧轨道CDM 相切于M 点，MN 与CM 夹角53°，斜面MN 足够长，已知小物块的质量m ＝3 kg ，第一次到达D 点时对轨道的压力大小为78 N ，与斜面MN 之间的动摩擦因数μ＝13，小球第一次通过C 点后立刻装一与C 点相切且与斜面MN 关于OD 对称的固定光滑斜面，取重力加速度g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不考虑小物块运动过程中的转动，求：(1)小物块平抛运动到C 点时的速度大小； (2)A 点到C 点的竖直距离；(3)小物块在斜面MN 上滑行的总路程．【导学号：50152133】图7715【解析】 (1)在D 点，支持力和重力的合力提供向心力，则有：F D －mg ＝m v 2DR解得v 2D ＝8(m/s)2从C 点到D 点由动能定理得：mgR (1－sin 37°)＝12mv 2D －12mv 2C解得v C ＝2 m/s.(2)平抛运动C 点的竖直分速度v Cy ＝v C cos 37°A 点到C 点的竖直距离y ＝v 2Cy2g解得y ＝0.128 m.(3)最后物体在CM 之间来回滑动，且到达M 点时速度为零，对从D 到M 过程运用动能定理得：－mgR (1－sin 37°)－μmg cos 53°·s 总＝－12mv 2D代入数据并解得：s 总＝1 m.【答案】 (1)2 m/s (2)0.128 m (3)1 m。
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学业分层测评(十八)(建议用时：45分钟)1．下面关于离心运动的说法，正确的是( )A．物体做离心运动时将离圆心越来越远B．物体做离心运动时其运动轨迹一定是直线C．做离心运动的物体一定不受外力作用D．做匀速圆周运动的物体所受合力大小改变时将做离心运动【解析】物体远离圆心的运动就是离心运动，故A对；物体做离心运动时其运动轨迹可能是曲线，故B错；当做圆周运动的物体所受合外力提供的向心力不足时就做离心运动，合外力等于零仅是物体做离心运动的一种情况，故C错；当物体所受合力增大时，将做近心运动，故D错．【答案】 A2．精彩的F1赛事相信你不会觉得陌生吧！有一次车王在一个弯道上高速行驶，赛车后轮突然脱落，从而不得不遗憾地退出了比赛。
关于脱落的后轮的运动情况，以下说法正确的是( )A．仍然沿着汽车行驶的弯道运动B．沿着与弯道垂直的方向飞出C．沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道D．上述情况都有可能【解析】赛车在弯道上转弯时做曲线运动，其速度沿轨道的切线方向，车轮从赛车上脱落后将沿速度方向即轨道的切线方向做直线运动．故C正确．【答案】 C3．物体做离心运动时，运动轨迹的形状( )【导学号：45732132】A．一定是直线B．一定是曲线C．可能是一个圆D．可能是直线，也可能是曲线【解析】若F合＝0，则物体沿切线飞出而做直线运动；若0＜F合＜F向，则物体做曲线运动，故D正确．【答案】 D4. (多选)如图449所示，洗衣机的脱水筒采用电机带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中正确的是( )图449A．脱水过程中，大部分衣物紧贴筒壁B．在人看来水会从桶中甩出是由于水滴受到离心力很大的缘故C．加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好D．靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好【解析】水滴随衣物一起做圆周运动时，水滴与衣物间的附着力提供水滴所需的向心力．当脱水筒转得比较慢时，水滴与衣物间的附着力足以提供所需的向心力，使水滴做圆周运动；脱水筒转动角速度加快时，根据向心力公式F＝mω2r可知，所需的向心力将增大，当水滴与物体间的附着力不足以提供水滴所需的向心力时，水滴做离心运动，穿过网孔，飞到脱水筒外面．故选项A、C、D正确．【答案】ACD5.如图4410所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，则两个物体的运动情况是( )【导学号：45732133】图4410A．两物体均沿切线方向滑动B．两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远C．两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动D．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远【解析】A、B两物体刚好还未发生滑动时，A、B所受摩擦力都达到最大摩擦力f max，A、B受力情况如图．物体A需要的向心力F A＝f max＋T＝mω2r A，物体B需要的向心力F B＝f max－T＝mω2r B，因此F A>F B，烧断细线后，细线上拉力T消失，对A有f max<mω2r A，物体A做离心运动；对B有f max>mω2r B，物体B随盘一起转动，选项D正确．其他选项均错误．【答案】 D6．如图4411所示，在注满水的玻璃管中放一个乒乓球，然后再用软木塞封住管口，将此玻璃管放在旋转的水平转盘上，且保持与盘相对静止，则乒乓球会( )图4411A．向外侧运动B．向内侧运动C．保持不动D．条件不足，无法判断【解析】若把乒乓球换成等体积的水球，则此水球将会做圆周运动，能够使水球做圆周运动的是两侧的水的合压力，而且这两侧压力不论是对乒乓球还是水球都是一样的．但由于乒乓球的质量小于相同体积的水球的质量，所以此合压力大于乒乓球在相同轨道相同角速度下做圆周运动所需的向心力，所以乒乓球将全做近心运动．【答案】 B7．如图4412是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动．对于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是( )图4412A．摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B．摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C．摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去D．摩托车将沿其半径方向沿直线滑去【解析】摩托车只受重力、地面支持力和地面摩擦力的作用，没有离心力，A项错误；摩托车正常转弯时可看作是做匀速圆周运动，所受的合力等于向心力，如果向外滑动，说明提供的向心力即合力小于需要的向心力，B 项正确；摩托车将在沿线速度方向与半径向外的方向之间做离心曲线运动，C 、D 项错误．【答案】 B8．一辆质量m ＝2×103kg 的汽车在水平公路上行驶，经过半径r ＝50 m 的弯路时，如果车速v ＝72 km/h ，这辆汽车会不会发生侧滑？已知轮胎与路面间的最大静摩擦力f max ＝1.4×104N.【导学号：45732134】【解析】 汽车的速度：v ＝72 km/h ＝20 m/s汽车过弯路时所需的向心力大小为F ＝m v 2r ＝2×103×20250N ＝1.6×104 N由于F ＞f max ，所以汽车做离心运动，即发生侧滑． 【答案】 会9. (多选)如图4413所示，水平转台上放着A 、B 、C 三个物体，质量分别为2m 、m 、m ，离转轴的距离分别为R 、R 、2R ，与转台间的动摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法中正确的是( )图4413A ．若三个物体均未滑动，C 物体的向心加速度最大B ．若三个物体均未滑动，B 物体受的摩擦力最大C ．转速增加，A 物体比B 物体先滑动D ．转速增加，C 物体先滑动【解析】 三个物体均未滑动时，做圆周运动的角速度相同，均为ω，根据a ＝ω2r 知，半径最大的向心加速度最大，A 正确；三个物体均未滑动时，静摩擦力提供向心力，f A ＝2m ω2R ，f B ＝m ω2R ，f C ＝2m ω2R ，B 物体受的摩擦力最小，B 错误；转速增加时，角速度增加，当三个物体都刚要滑动时，对A ：2μmg ＝2m ω2R ，对B ：μmg ＝m ω2R ，对C ：μmg ＝2m ω2R ，所以当转速增加时，C 的静摩擦力提供向心力首先达到不足，C 物体先滑动，D 正确；A 与B 要么不动，要么一起滑动，C 错误．【答案】 AD10．(多选)如图4414所示，小球原来能在光滑水平面上做匀速圆周运动，若剪断BC间的细线，当A 球重新做匀速圆周运动后，A 球的( )【导学号：45732135】图4414A ．运动半径变大B ．速率变大C ．角速度变大D ．周期变大【解析】 球A 的向心力由线的拉力提供，开始时，F 向＝(m B ＋m C )g ，若剪断BC 间的细线，拉力提供的向心力F ′向＝m B g ＜F 向，故球A 将做离心运动，所以运动半径要变大，A 正确；在此过程中，球A 要克服绳的拉力做功，动能减小，故速率减小，B 错；由v ＝ωr 知，角速度减小，C 错；由v ＝2πrT知，T 增大，D 正确．【答案】 AD11.如图4415所示，水平杆AB 可以绕竖直轴OO ′匀速转动，在离杆的B 端0.3 m 处套着一个质量为0.2 kg 的小环，当杆以20 r/min 的转速匀速转动时，小环受到的摩擦力多大？如环与杆之间的最大静摩擦力等于压力的0.4倍，问：当杆以40 r/min 的转速匀速转动时，小环最远可以放到什么位置上而不至于滑动？(g 取10 m/s 2)图4415【解析】 角速度ω1＝2πn 1＝23π rad/s对环由牛顿第二定律有f ＝m ω21r 1＝0.2×⎝ ⎛⎭⎪⎫23π2×0.3 N＝0.26 N.转速增加而环恰好不滑动时 角速度ω2＝2πn 2＝43π rad/s又kmg ＝m ω22r 2故r 2＝kmgm ω22＝0.23 m. 【答案】 0.26 N 距B 端0.23 m 处12．如图4416所示，让摆球从图中的A 位置由静止开始下摆，正好摆到最低点B 位置时摆绳被拉断．设摆绳长度l ＝1.6 m ，摆球质量为0.5 kg ，摆绳的最大拉力为10 N ，悬点与地面的竖直高度H ＝4.0 m ，不计空气阻力，g 取10 m/s 2.求：图4416(1)摆球落地时速度的大小； (2)D 点到C 点的距离.【导学号：45732136】【解析】 (1)摆球在B 点时，摆绳的拉力恰好达到最大值，根据牛顿第二定律得：F －mg ＝m v 2Bl摆绳被拉断后，由B 到D 的过程中，由动能定理得：mg (H －l )＝12mv 2D －12mv 2B联立以上两式解得：v D ＝8 m/s.(2)D 点到C 点的距离在数值上等于平抛运动的水平位移s ，则H －l ＝12gt 2.s ＝v B t联立解得：s ＝835 m≈2.8 m.【答案】 (1)8 m/s (2)2.8 m。