高一物理必修二模块综合试卷
高一物理必修2综合试题-含答案详解

物理必修二一、单项选择题(每小题4分,共40分)1.关于匀速圆周运动,下列说法不正确的是A.线速度不变B.角速度不变C.频率不变D.周期不变2.在发射宇宙飞船时,利用地球的自转可以尽量减少发射时火箭所提供的能量,那么最理想的发射场地应在地球的A.北极B.赤道C.南极D.除以上三个位置以外的其他某个位置3.雨滴由静止开始下落,遇到水平吹来的风,下述说法正确的是①风速越大,雨滴下落时间越长②风速越大,雨滴着地时速度越大③雨滴下落时间与风速无关④雨滴着地速度与风速无关A.①②B.②③C.③④D.①④4.飞机以150m/s的水平速度匀速飞行,某时刻让A球落下,相隔1s又让B球落下,不计空气阻力,在以后的运动中,关于A球和B球的相对位置关系,正确的是A.A球在B球的前下方B.A球在B球的后下方C.A球在B球的正下方5m处D.A球在B球的正下方,距离随时间的增加而增加5.某星球与地球的质量比为a,半径比为b,则该行星表面与地球表面的重力加速度之比为A.a/b B.ab2C.a/b2D.ab6.一质量为2kg的滑块,以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间,滑块的速度方向变为向右,大小为4m/s,在这段时间里水平力所做的功为A.0 B.8J C.16J D.32J7.质点所受的力随时间变化的规律如图1所示,力的方向始终在一直线上,已知t=0时质点的速度为零,在图示的t1、t2、t3和t4各时刻中,哪一时刻质点的动能最大A.t1B.t2C.t3D.t48.在水平面上一轻质弹簧竖直放置,在它正上方一物体自由落下,如图2所示,在物体压缩弹簧速度减为零的过程中A.物体的动能不断减小B.物体所受的合力减小为零C.弹簧的弹性势能不断增大D.物体的机械能守恒9.长度为L=0. 5m的轻质细杆OA,A端有一质量为m=3.0kg的小球,如图3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2.0m/s ,不计空气阻力,g 取10m/s 2,则此时细杆OA 受到A .6.0N 的拉力B .6.0N 的压力C .24N 的拉力D .24N 的压力10.如图4,桌面高为h ,质量m 的小球从离桌面高H 处自由下落,不计空气阻力,假设桌面为参考平面,则小球落到地面前瞬间的机械能为A .0B .mghC .mgHD .mg(H+h) 二、填空题(每小题3分,共15分)11.河宽420m ,船在静水中的速度为3m/s ,水流速度为4m/s ,则船过河的最短时间为________s 。
高一物理必修2:5-6章 综合能力检测A

第五、六章综合能力检测(A)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分100分,时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有的小题有多个选项符合题目要求,全选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.(2011·白鹭洲中学高一检测)关于曲线运动下列说法中正确的是( ) A .物体做曲线运动时,所受合外力的方向与加速度的方向不在同一直线上 B .平抛运动是一种匀变速曲线运动C .物体做圆周运动时所受的合外力就是其向心力,方向一定指向圆心D .物体做曲线运动时的加速度一定是变化的 答案:B2.在玻璃管中放一个乒乓球并注满水,然后用软木塞封住管口,将此玻璃管固定在转盘上,处于静止状态.当转盘在水平面内转动时,如图所示,则乒乓球的位置会(球直径比管直径略小)( )A .向外侧运动B .向内侧运动C .保持不动D .无法判断 答案:B解析:水的重心外移,做离心运动,所以乒乓球向圆心移动.3.(平度一中高一检测)以v 0=9.8m/s 水平速度抛出的石块,飞行一段时间后落地,落地时的速度与竖直方向成30°角,则完成这段飞行的时间为( )A.33s B.233s C.3s D .2s答案:C解析:∵v y =gt ,tan30°=v 0v y,∴t =3s.4.从事太空研究的宇航员需长时间在太空的微重力条件下工作、生活,这对适应了地球表面生活的人,将产生很多不良影响,例如容易患骨质疏松等疾病.为了解决这个问题,有人建议在未来的太空城中建立一个宇宙空间站,该空间站包括两个一样的太空舱,它们之间用硬杆相连,可绕O 点高速转动,如图所示.由于做匀速圆周运动,处于太空舱中的宇航员将能体验到与在地面上受重力相似的感觉.假设O 点到太空舱的距离等于100m ,太空舱中的宇航员能体验到与地面重力相似的感觉,则( )A .太空舱中宇航员感觉到的“重力”方向指向OB .太空舱中宇航员感觉到的“重力”方向远离OC .空间站转动的角速度最好大约3转/分D .空间站转动的角速度最好大约6转/分 答案:BC解析:太空舱中“人造重力”就是由于太空舱高速转动而使人离心产生的力,人有离心的感觉,故太空舱中宇航员感觉到的“重力”方向远离O ,太空舱中的宇航员能体验到与地面重力相似的感觉,故应有mg =mω2R ,R =100m ,n =ω2π=12πgR=0.050转/秒≈3转/分,所以应选BC.5.纵观月球探测的历程,人类对月球探索认识可分为三大步——“探、登、驻”.我国为探月活动确定的三小步是:“绕、落、回”,目前正在进行的是其中的第一步——绕月探测工程.2007年10月24日18时54分,“嫦娥一号”卫星的成功发射标志着我国探月工程迈出了关键的一步.我们可以假想人类不断向月球“移民”,经过较长时间后,月球和地球仍可视为均匀球体,地球的总质量仍大于月球的总质量,月球仍按原轨道运行,以下说法正确的是( )A .月地之间的万有引力将变小B .月球绕地球运动的周期将变大C .月球绕地球运动的向心加速度将变小D .月球表面的重力加速度将变大 答案:BCD解析:设移民质量为Δm ,未移民时的万有引力F 引=G Mmr 2与移民后的万有引力F 引′=G (M -Δm )(m +Δm )r 2比较可知,由于M 比m 大,所以F 引′>F 引;由于地球的质量变小,由F 引′=G (M -Δm )(m +Δm )r 2=(m +Δm )r (2πT )2=(m +Δm )a 可知,月球绕地球运动的周期将变大,月球绕地球运动的向心加速度将变小;由月球对其表面物体的万有引力等于其重力可知,由于月球质量变大,因而月球表面的重力加速度将变大.6.(2011·德兴一中高一检测)火车轨道在转弯处外轨高于内轨,其高度差由转弯半径与火车速度确定.若在某转弯处规定行驶速度为v ,则下列说法中正确的是( )①当以v 的速度通过此弯路时,火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力②当以v 的速度通过此弯路时,火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力③当速度大于v 时,轮缘挤压外轨 ④当速度小于v 时,轮缘挤压外轨 A .①③ B .①④ C .②③ D .②④答案:A7.如图所示,B 和C 是一组塔轮,即B 和C 半径不同,但固定在同一转动轴上,其半径之比为R B ∶R C =3∶2.A 轮的半径大小与C 轮相同,它与B 轮紧靠在一起,当A 轮绕其中心的竖直轴转动时,由于摩擦作用,B 轮也随之无滑动地转动起来,a 、b 、c 分别为三轮边缘的三个点,则a 、b 、c 三点在运动过程中的( )A .线速度大小之比为3∶2∶2B .角速度之比为3∶3∶2C .转速之比为2∶3∶2D .向心加速度大小之比为9∶6∶4 答案:D解析:A 、B 轮边缘线速度相等,故v a ∶v b =1∶1,A 错;B 、C 角速度相同,ωb ∶ωc=1∶1,B 错,转速n =ω2π,又ωa R A =ωb R B ,ωa /ωb =R B /R A =3/2,故n a ∶n b ∶n c =ωa ∶ωb ∶ωc =3∶2∶2,C 错;因a 向=ωv ,又v a ∶v b ∶v c =3∶3∶2,所以a 向的比值为9∶6∶4,D 对.8.(2010·湖北省部分重点中学高一下学期联考)“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星,目前已经完成各项技术攻关,将于今年10月份发射.“嫦娥二号”原本是“嫦娥一号”的备份卫星,因此两颗星在外形和重量上并没有太大差别.不过它的绕月飞行轨道将由“嫦娥一号”时的200公里高度降低到100公里,这样就能把月球看得更清楚.她们绕月球运动的示意图如图所示(轨道视为圆周),则下列有关探月卫星的说法正确的是( )A .“嫦娥二号”卫星绕月球运行的速度小于“嫦娥一号”卫星绕月球的速度B .“嫦娥二号”卫星在图示轨道上运行时的加速度大于地球表面的重力加速度C .“嫦娥二号”卫星所在位置的重力加速度比“嫦娥一号”所在位置的重力加速度大D .“嫦娥一号”卫星在绕月轨道上经过加速变轨可达到“嫦娥二号”的绕月轨道 答案:C9.(2011·湖南衡阳八中高一检测)某同学在物理学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料如下:地球半径R =6400km ,地球表面重力加速度g 0=9.80m/s 2;月球表面重力加速度g ′=1.56m/s 2,月球半径r =1740km ,月球绕地球转动的速度v =1km/s ,月球绕地球转动一周时间为T =27.3天;光速c =2.998×105km/s.1969年8月1日第一次用激光器向位于天顶的月球表面发射出激光光束,经过约t =2.565s 接收到月球表面反射回来的激光信号.利用上述数据可算出地球表面与月球表面之间的距离s ,则下列方法正确的是( )A .利用激光束的反射s =c ·t2来算B .利用地球半径、月球半径、月球运动的线速度、周期关系v =2π(s +R +r )T来算 C .利用地球表面的重力加速度、地球半径、月球半径及月球运动的线速度关系m 月g 0=m 月v 2s +R +r来算 D .利用月球表面的重力加速度、地球半径、月球半径及月球运动周期关系m 月g ′=m 月4π2T 2(s +R +r )来算 答案:AB10.如图所示,半径为R 的半圆形光滑轨道AB 固定在水平地面上,一个质量为m 的小球以某一速度冲上轨道AB ,当小球将要从轨道口B 飞出时,对轨道的压力恰好为零,则小球落地点C 距A 的距离为( )A .RB .1.5RC .2RD .2.5R答案:C解析:由小球从B 飞出时对轨道的压力恰好为零可知,小球做平抛运动的初速度为v 0=gR ①设小球从抛出到落地的时间为t ,则由平抛运动的规律可知s =v 0t ② 2R =12gt 2③由①②③式可得小球落地点C 距A 处的距离为S =2R ④第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(本题共3小题,每题6分,共18分.把答案直接填在横线上)11.如图所示是货场装卸货物装置,图中吊车向左运动的速率v 恒定,使悬吊着的货物以同一速率v 做水平方向的匀速运动.当货物距货车L 时,吊车上的卷场机突然启动,使货物在水平方向上仍为v 匀速运动的同时,又沿竖直方向作加速度为a 的匀加速运动,为使货物到达货车时至少提升h 高度,则v 的最大值应是________.答案:La2h解析:分析可知货物做类似平抛运动,当货物提高h ,恰到达货车时,根据平抛运动的规律,得水平方向:L =v t ① 竖直方向:h =12at 2……②联立①②两式得:v =La 2h. 12.图1是利用激光测转速的原理示意图,图中圆盘可绕固定轴转动,盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料.当盘转到某一位置时,接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束,并将所收到的光信号转变成电信号,在示波器显示屏上显示出来(如图2所示).(1)若图2中示波器显示屏横向的每大格(5小格)对应的时间为5.00×10-2s ,则圆盘的转速为______r/s.(保留3位有效数字)(2)若测得圆盘直径为10.20cm ,则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为________cm.(保留3位有效数字)答案:(1)4.55 (2)1.46解析:(1)根据题意,每一小格对应的时间为 t =15×5.00×10-2s =1.00×10-2s 由图2知,圆盘转一周的时间为T =22t =0.22s 则圆盘的转速n =10.22r/s ≈4.55r/s. (2)反光涂层的长度为l =tT ×πd =1.00×10-20.223.14×10.20cm ≈1.46cm. 13.某同学在研究平抛运动时,发现原来的实验方法不容易确定平抛小球在运动中的准确位置.于是,如图所示,在实验中用了一块平木板附上复写纸和白纸,竖直立于正对槽口前某处,使小球从斜槽上滑下,小球撞在木板上留下痕迹A ,将木板向后移距离x ,再使小球从斜槽上同样高度滑下,小球撞在木板上留下痕迹B ,将木板再向后移距离x ,小球再从斜槽上同样高度滑下,再得到痕迹C .A 、B 间距离y 1,A 、C 间距离y 2.若测得木板后移距离x =10cm ,测得y 1=6.0cm ,y 2=16.0cm.(1)根据以上物理量导出测量小球初速度公式v 0=________(用题中所给字母). (2)小球初速度值为________.(保留2位有效数字,g 取9.8m/s 2) 答案:(1)xgy 2-2y 1(2)1.6m/s三、论述·计算题(共4小题,42分.解答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,答案中必须明确写出数值和单位)14.(8分)降落伞在下落一定时间后的运动是匀速的,无风时,跳伞员着地速度为4m/s ,现由于水平向东的风力影响,跳伞员的着地速度为5m/s ,那么:(1)跳伞员着地时的速度方向是怎样的? (2)风速为多少?答案:(1)与竖直方向成37°角 (2)3m/s解析:(1)设着地速度方向与竖直方向成θ角,则有cos θ=v y v 合=45=0.8,所以θ=37°.(2)令风速为v 风,则有sin37°=v 风v 合所以风速v 风=v 合sin37°=5×0.6m/s =3m/s.15.(11分)1990年3月,紫金山天文台将1965年9月20日发现的第2752号小行星命名为吴健雄星,其直径2R =32km ,如该小行星的密度和地球的密度相同,则对该小行星而言,第一宇宙速度为多少(已知地球半径R 0=6400km ,地球的第一宇宙速度v 1≈8km/s)?答案:20m/s解析:设小行星的第一宇宙速度为v 2,质量为M ,地球质量为M 0.则有G MmR 2=m v 22R ,v 2=GMR . 而v 1=GM 0R 0,M =ρ43πR 3,M 0=ρ43πR 03. 故v 2v 1=MR 0M 0R=R 2R 02=R R 0v 2=R v 1R 0=16×86400km/s =20m/s. 该小行星的第一宇宙速度为20m/s.16.(11分)(2009年济宁统考)2007年10月24日18时,“嫦娥一号”卫星星箭成功分离,卫星进入绕地轨道.在绕地运行时,要经过三次近地变轨:12小时椭圆轨道①→24小时椭圆轨道②→48小时椭圆轨道③→地月转移轨道④.11月5日11时,当卫星经过距月球表面高度为h 的A 点时,再一次实施变轨,进入12小时椭圆轨道⑤,后又经过两次变轨,最后进入周期为T 的月球极月圆轨道⑦.如图所示.已知月球半径为R .(1)请回答:“嫦娥一号”在完成三次近地变轨时需要加速还是减速?(2)写出月球表面重力加速度的表达式. 答案:(1)加速 (2)4π2(R +h )3T 2R 2解析:(1)加速(2)设月球表面的重力加速度为g 月,在月球表面有 G MmR2=mg 月 卫星在极月圆轨道有,G Mm (R +h )2=m (2πT )2(R +h ) 解得g 月=4π2(R +h )3T 2R217.(12分)(2011·北京日坛中学高一检测)如图所示,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 =1.4m 、宽L =1.2m 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 =3.2m 的A 点沿水平方向跳起离开斜面.已知运动员的滑板与斜面间的动摩擦因数μ=0.1,忽略空气阻力,重力加速度g 取10m/s 2.(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6),求:(1)运动员在斜面上滑行的加速度的大小;(2)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; (3)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. 答案:(1)7.4m/s (2)0.8s (3)6.0m/s解析:(1)设运动员连同滑板的质量为m ,运动员在斜面上滑行的过程中,根据牛顿第二定律 mg sin53°-μmg cos53°=ma ,解得运动员在斜面上滑行的加速度a =g (sin53°-μcos53°)=7.4m/s 2.(2)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=0.8s. (3)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 cot53°+L ,设他在这段时间内运动的时间为t ′,则:H -h =12gt ′2,H cot53°+L =v t ′,解得v =6.0m/s.。
人教版高中物理必修二全册综合测试试题(含答案)

新人教版必修2全册综合测试一、不定项选择题1、下面说法中正确的是:()A、物体在恒力作用下不可能做曲线运动。
B、物体在变力作用下有可能做曲线运动。
C、做曲线运动的物体,其速度方向与加速度的方向不在同一直线上。
D、物体在变力作用下不可能做曲线运动。
2、一飞机以150m/s的速度在高空某一水平面上做匀速直线运动,相隔1s先后从飞机上落下A、B两个物体,不计空气阻力,在运动过程中它们所在的位置关系是:()A、A在B之前150m处。
B、A在B之后150m处。
C、正下方4.9m处。
D、A在B的正下方且与B的距离随时间而增大。
3、下列说法正确的是:()A、做匀速圆周运动的物体的加速度恒定。
B、做匀速圆周运动的物体所受的合外力为零。
C、做匀速圆周运动的物体的速度大小是不变的。
D、做匀速圆周运动的物体处于平衡状态。
4、如图所示,轻杆的一端有一个小球,另一端有光滑的固定轴O,现给球一初速度,使球和杆一起绕轴在竖直面内转动,不计空气阻力,用F表示球到达最高点时杆对球的作用力,则F()A、一定是拉力。
B、一定是推力C、一定等于0D、可能是拉力,可能是推力,也可能等于05、某个行星质量是地球质量的一半,半径也是地球半径的一半,则一个物体在此行星上的重力是地球上重力的()A、0.25倍B、0.5倍C、4倍D、2倍6、关于地球同步卫星,下列说法中正确的是()A、由于它相对地球静止,所以它处于平衡状态B、它的加速度一定小于9.8m/2sC、它的速度小于7.9km/sD、它的周期为一天,且轨道平面与赤道平面重合7、行星A和B都是均匀球体,其质量之比是1:3,半径之比是1:3,它们分别有卫星a和b,轨道接近各自行星表面,则两颗卫星a和b的周期之比为()A、1:27B、1:9C、1:3D、3:18、关于功率,下列说法中正确的是:()A、由P=W/t可知,做功越多,功率越大。
B、由P=W/t可知,单位时间内做功越多,功率越大。
C、由P=Fv可知,做功的力越大,功率就越大。
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。
高中物理必修二全册综合检测模块综合测试题(最新整理精品含答案)

高中物理必修二模块综合测试题(全册精品)(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()A.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2.如图所示,两个相对的斜面,倾角分别为37°和53°.在顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出,小球都落在斜面上. 若不计空气阻力,则A、B两个小球的运动时间之比为()A.1∶1B.4∶3C.16∶9 D.9∶163.如图所示,河水流动的速度为v,且处处相同,河宽度为a,在船下水点A的下游距离为b处是瀑布,为了使小船安全渡河(不掉到瀑布里去),本题中小船速度均指静水中的速度,则下列说法正确的是()A.小船船头垂直于河岸渡河时间最短,最短时间为t=bv,此时小船速度最大,最大速度为v max =a v bB .小船沿y 轴方向渡河,位移最小,速度最大,最大速度为v max =a v bC .小船沿轨迹AB 运动,位移最大,时间最长,速度最小,最小速度v min =a v bD .小船沿轨迹AB 运动,位移最大,速度最小,最小速度v min =a v a 2+b 24.汽车在平直公路上行驶,前一段时间内发动机的功率为P 1,后一段时间内的功率为P 2,已知在两段时间内发动机做的功相等,则在全部时间内发动机的平均功率为( )A.P 1+P 22B.P 1P 2C.P 1P 2P 1+P 2D.2P 1P 2P 1+P 25.以一定速度竖直上抛一个小球,小球上升的最大高度为h ,空气阻力的大小恒为F f ,则从抛出至落回到原出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为( )A .0B .-F f hC .-2F f hD .-4F f h6.质量为2×103 kg 、发动机的额定功率为80 kW 的汽车在平直公路上行驶.若该汽车所受阻力大小恒为4×103 N ,则下列判断中正确的有( )A .汽车的最大速度是10 m/sB .汽车以2 m/s 2的加速度匀加速启动,启动后第2 s 末时发动机的实际功率是32 kWC .汽车以2 m/s 2的加速度匀加速启动,匀加速运动所能维持的时间为10 sD .若汽车保持额定功率启动,则当其速度为5 m/s 时,加速度为8 m/s 27.质量为m 的滑块从半径为R 的半球形碗的边缘滑向碗底,过碗底时速度为v ,若滑块与碗间的动摩擦因数为μ,则在过碗底时滑块受到摩擦力的大小为( )A .μmgB .μm v 2RC .μm ⎝ ⎛⎭⎪⎫g +v 2RD .μm ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 2R -g 8.一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上,从t =0时刻开始,受到水平外力F 作用,如图所示.下列判断正确的是( )A .0~2 s 内外力的平均功率是4 WB .第2 s 内外力所做的功是4 JC .第2 s 末外力的瞬时功率最大D .第1 s 末与第2 s 末外力的瞬时功率之比为9∶59.长为0.5 m 的轻杆,其一端固定于O 点,另一端连有质量m =2 kg 的小球,它绕O 点在竖直平面内做圆周运动,如图所示,当通过最高点时,v =1 m/s ,小球受到杆的力是(g 取10 m/s 2)( )A .16 N 推力B .16 N 拉力C .4 N 推力D .4 N 拉力10.如图所示,两颗星组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O 点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两颗星之间的距离为L ,质量之比为m 1∶m 2=3∶2,下列说法中正确的是( )A .m 1、m 2做圆周运动的线速度之比为3∶2B .m 1、m 2做圆周运动的角速度之比为3∶2C .m 1做圆周运动的半径为25LD .m 2做圆周运动的半径为25L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.我国已发射了“嫦娥三号”卫星,该卫星在距月球表面H 处的环月轨道Ⅰ上做匀速圆周运动,其运行的周期为T ,随后“嫦娥三号”在该轨道上A 点采取措施,降至近月点高度为h 的椭圆轨道Ⅱ上,如图所示.若以R 表示月球的半径,忽略月球自转及地球对卫星的影响.则下述判断正确的是( )A .“嫦娥三号”在环月轨道Ⅰ上需加速才能降至椭圆轨道ⅡB .“嫦娥三号”在图中椭圆轨道Ⅱ上的周期为 (2R +H +h )38(R +H )3T C .月球的质量为4π2(R +H )3GT 2 D .月球的第一宇宙速度为 2πR (R +H )3TR 12.如图所示,在粗糙水平板上放一个物体,使水平板和物体一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,ab 为水平直径,cd 为竖直直径,在运动过程中木板始终保持水平,物块相对木板始终静止,则( )A .物块始终受到三个力作用B .只有在a 、b 、c 、d 四点,物块受到合外力才指向圆心C .从a 到b ,物体所受的摩擦力先减小后增大D .从b 到a ,物块处于超重状态13.如图所示,在“嫦娥”探月工程中,设月球半径为R ,月球表面的重力加速度为g .飞船在半径为4R 的圆形轨道Ⅰ上运动,到达轨道的A 点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的近月点B 时,再次点火进入半径约为R 的近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动,则( )A .飞船在轨道Ⅰ上的运行速率等于12g 0RB .飞船在轨道Ⅰ上的运行速率小于在轨道Ⅱ上B 处的速率C .飞船在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅱ上B 处的加速度D .飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的周期之比T Ⅰ∶T Ⅲ=4∶114.将一物体从地面以一定的初速度竖直上抛,从抛出到落回原地的过程中,空气阻力恒定.以地面为零势能面,则下列反映物体的机械能E 、动能E k 、重力势能E p 及克服阻力所做的功W 随距地面高度h 变化的四个图象中,可能正确的是( )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)在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如图所示的装置.先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口的方向平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;将木板再向远离槽口的方向平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x=10.00 cm.A、B间距离y1=5.02 cm,B、C间距离y2=14.82 cm(g=9.80 m/s2).(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?______________________________________________________.(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=________________(用题中所给字母表示).(3)小球初速度的值为v0=________ m/s.16.(8分)如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合,转台以一定角速度ω匀速旋转,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为45°.已知重力加速度大小为g,小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为f=24mg.(1)若小物块受到的摩擦力恰好为零,求此时的角速度ω0;(2)若小物块一直相对陶罐静止,求陶罐旋转的角速度的最大值和最小值.17.(14分)我国将于2022年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.如图所示,质量m=60 kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6 m/s2匀加速滑下,到达助滑道末端B时速度v B=24 m/s,A与B的竖直高度差H=48 m.为了改变运动员的运动方向,在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接,其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧.助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5 m,运动员在B、C间运动时阻力做功W =-1 530 J,取g=10 m/s2.(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力F f的大小;(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍,则C点所在圆弧的半径R至少应为多大.18.(16分)如图所示,一轻质弹簧左端固定在足够长的水平轨道左侧,水平轨道的PQ段粗糙,调节其初始长度为l0=1.5 m,水平轨道右侧连接半径为R=0.4 m的竖直圆形光滑轨道,可视为质点的滑块将弹簧压缩至A点后由静止释放,经过水平轨道PQ后,恰好能通过圆形轨道的最高点B.已知滑块质量m=1 kg,与PQ段间的动摩擦因数μ=0.4,轨道其他部分摩擦不计.g取10 m/s2,求:(1)弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能E p;(2)若每次均从A点由静止释放滑块,同时调节PQ段的长度,为使滑块在进入圆形轨道后能够不脱离轨道而运动,PQ段的长度l应满足什么条件?高中物理必修二(全册)模块综合测试题参考答案一、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()A.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解析:小球做匀变速曲线运动,所以加速度不变,故选项C错误.由于在D 点速度方向与加速度方向垂直,则在C点时速度方向与加速度方向的夹角为钝角,所以质点由C到D速率减小,即C点速率比D点大,故选项A正确.在A 点速度方向与加速度方向的夹角也为钝角,故选项B错误.而从B到E的过程中速度方向与加速度的方向间的夹角越来越小,故选项D错误.答案:A2.如图所示,两个相对的斜面,倾角分别为37°和53°.在顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出,小球都落在斜面上. 若不计空气阻力,则A、B两个小球的运动时间之比为()A.1∶1B.4∶3C.16∶9 D.9∶16解析:两小球均做平抛运动,且均落在斜面上,则对于A球有tan 37°=yx=12gt 2A v 0t A =gt A 2v 0,解得t A =2v 0tan 37°g ,同理对于B 球有t B =2v 0tan 53°g ,则t A t B =tan 37°tan 53°=916,故D 正确.答案:D3.如图所示,河水流动的速度为v ,且处处相同,河宽度为a ,在船下水点A 的下游距离为b 处是瀑布,为了使小船安全渡河(不掉到瀑布里去),本题中小船速度均指静水中的速度,则下列说法正确的是( )A .小船船头垂直于河岸渡河时间最短,最短时间为t =b v ,此时小船速度最大,最大速度为v max =a v bB .小船沿y 轴方向渡河,位移最小,速度最大,最大速度为v max =a v bC .小船沿轨迹AB 运动,位移最大,时间最长,速度最小,最小速度v min =a v bD .小船沿轨迹AB 运动,位移最大,速度最小,最小速度v min =a va 2+b 2 解析:小船船头垂直于河岸渡河时间最短,最短时间t =a v 船,A 错误;小船沿y 轴方向渡河,位移最小,此时船头与河岸有一定夹角,指向上游,即小船的两个分速度夹角为钝角,合速度比两分速度夹角为锐角时小,故不是最大速度,B 错误;小船沿轨迹AB 运动位移最大,但渡河的时间由船速的大小和方向共同决定,此时船速有最小值,即当船速方向与AB 垂直时,船速最小,由相似三角形,得av min =a 2+b 2v ,解得v min =a v a 2+b 2,C 错误,D 正确. 答案:D4.汽车在平直公路上行驶,前一段时间内发动机的功率为P 1,后一段时间内的功率为P2,已知在两段时间内发动机做的功相等,则在全部时间内发动机的平均功率为()A.P1+P22 B.P1P2C.P1P2P1+P2D.2P1P2P1+P2解析:平均功率P=2Wt1+t2,又t1=WP1,t2=WP2,故P=2P1P2P1+P2,故选项D正确.答案:D5.以一定速度竖直上抛一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为F f,则从抛出至落回到原出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为()A.0 B.-F f hC.-2F f h D.-4F f h解析:上升阶段,空气阻力做功W1=-F f h.下落阶段空气阻力做功W2=-F f h,整个过程中空气阻力做功W=W1+W2=-2F f h,故C选项正确.答案:C6.质量为2×103kg、发动机的额定功率为80 kW的汽车在平直公路上行驶.若该汽车所受阻力大小恒为4×103 N,则下列判断中正确的有() A.汽车的最大速度是10 m/sB.汽车以2 m/s2的加速度匀加速启动,启动后第2 s末时发动机的实际功率是32 kWC.汽车以2 m/s2的加速度匀加速启动,匀加速运动所能维持的时间为10 s D.若汽车保持额定功率启动,则当其速度为5 m/s时,加速度为8 m/s2解析:当牵引力大小等于阻力时速度最大,根据P=f v m得,汽车的最大速度v m=Pf=80 0004 000m/s=20 m/s,故A错误;根据牛顿第二定律,得F-f=ma,解得F=f+ma=4 000 N+2 000×2 N=8 000 N,第2 s末的速度v=at=2×2 m/s =4 m/s,第2 s末发动机的实际功率P=F v=8 000×4 W=32 kW,故B正确;匀加速直线运动的末速度v=PF=80 0008 000m/s=10 m/s,做匀加速直线运动的时间t =v a =102 s =5 s ,故C 错误;当汽车速度为5 m/s 时,牵引力F =P v =80 0005 N=16 000 N ,根据牛顿第二定律,得汽车的加速度a =F -f m =16 000-4 0002 000m/s 2=6 m/s 2,故D 错误.选B.答案:B7.质量为m 的滑块从半径为R 的半球形碗的边缘滑向碗底,过碗底时速度为v ,若滑块与碗间的动摩擦因数为μ,则在过碗底时滑块受到摩擦力的大小为( )A .μmgB .μm v 2RC .μm ⎝ ⎛⎭⎪⎫g +v 2RD .μm ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 2R -g 解析:滑块经过碗底时,由重力和支持力的合力提供向心力.根据牛顿第二定律得F N -mg =m v 2R ,则碗底对球支持力F N =mg +m v 2R .所以在过碗底时滑块受到摩擦力的大小f =μF N =μ⎝ ⎛⎭⎪⎫mg +m v 2R =μm ⎝ ⎛⎭⎪⎫g +v 2R ,故选C. 答案:C8.一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上,从t =0时刻开始,受到水平外力F 作用,如图所示.下列判断正确的是( )A .0~2 s 内外力的平均功率是4 WB .第2 s 内外力所做的功是4 JC .第2 s 末外力的瞬时功率最大D .第1 s 末与第2 s 末外力的瞬时功率之比为9∶5解析:0~1 s 内,质点的加速度a 1=F 1m =31 m/s 2=3 m/s 2,则质点在0~1 s内的位移x 1=12a 1t 21=12×3×1 m =1.5 m ,1 s 末的速度v 1=a 1t 1=3×1 m/s =3 m/s ,第2 s 内质点的加速度a 2=F 2m =11 m/s 2=1 m/s 2,第2 s 内的位移x 2=v 1t 2+12a 2t 22=3×1 m +12×1×1 m =3.5 m ,在0~2 s 内外力F 做功的大小W =F 1x 1+F 2x 2=3×1.5 J +1×3.5 J =8 J ,可知0~2 s 内外力的平均功率P =W t =82 W =4 W ,故A正确;第2 s 内外力做功W 2=F 2x 2=1×3.5 J =3.5 J ,故B 错误;第1 s 末外力的瞬时功率P 1=F 1v 1=3×3 W =9 W ,第2 s 末的速度v 2=v 1+a 2t 2=3 m/s +1×1 m/s =4 m/s ,则外力的瞬时功率P 2=F 2v 2=1×4 W =4 W ,可知第2 s 末外力的瞬时功率不是最大,第1 s 末和第2 s 末外力的瞬时功率之比为9∶4,故C 、D 错误.答案:A9.长为0.5 m 的轻杆,其一端固定于O 点,另一端连有质量m =2 kg 的小球,它绕O 点在竖直平面内做圆周运动,如图所示,当通过最高点时,v =1 m/s ,小球受到杆的力是(g 取10 m/s 2)( )A .16 N 推力B .16 N 拉力C .4 N 推力D .4 N 拉力解析:小球受重力和杆的弹力作用,设杆的弹力竖直向上.由牛顿第二定律得mg -F N =m v 2L ,解得F N =mg -m v 2L =2×10 N -2×120.5N =16 N ,故球受到杆竖直向上的推力作用,大小为16 N ,选项A 正确.答案:A10.如图所示,两颗星组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O 点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两颗星之间的距离为L ,质量之比为m 1∶m 2=3∶2,下列说法中正确的是( )A .m 1、m 2做圆周运动的线速度之比为3∶2B .m 1、m 2做圆周运动的角速度之比为3∶2C .m 1做圆周运动的半径为25LD .m 2做圆周运动的半径为25L解析:根据F 万=F 向,对m 1得G m 1m 2L 2=m 1v 21r 1=m 1r 1ω2,对m 2得G m 1m 2L 2=m 2v 22r 2=m 2r 2ω2,又r 1+r 2=L ,由以上各式得v 1v 2=r 1r 2=m 2m 1=23,A 错误.由于T 1=T 2,故ω=2πT 相同,B 错误.r 1=25L ,r 2=35L ,C 正确,D 错误.答案:C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.我国已发射了“嫦娥三号”卫星,该卫星在距月球表面H 处的环月轨道Ⅰ上做匀速圆周运动,其运行的周期为T ,随后“嫦娥三号”在该轨道上A 点采取措施,降至近月点高度为h 的椭圆轨道Ⅱ上,如图所示.若以R 表示月球的半径,忽略月球自转及地球对卫星的影响.则下述判断正确的是( )A .“嫦娥三号”在环月轨道Ⅰ上需加速才能降至椭圆轨道ⅡB .“嫦娥三号”在图中椭圆轨道Ⅱ上的周期为 (2R +H +h )38(R +H )3T C .月球的质量为4π2(R +H )3GT 2 D .月球的第一宇宙速度为 2πR (R +H )3TR 解析:“嫦娥三号”在轨道Ⅰ上运动,要使其沿椭圆轨道运动,“嫦娥三号”需做近心运动,故在轨道Ⅰ上需要对“嫦娥三号”减速,“嫦娥三号”才可以沿轨道Ⅱ运动,故A 错误;根据开普勒第三定律a 3T 2=k ,得“嫦娥三号”在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的周期应满足TⅠTⅡ=(R+H)3⎣⎢⎡⎦⎥⎤12(2R+H+h)3,TⅠ=T,解得TⅡ=(2R+H+h)38(R+H)3T,故B正确;“嫦娥三号”在图中轨道Ⅰ上运动时,根据万有引力提供它做圆周运动的向心力,有G Mm(R+H)2=m4π2T2(R+H),解得月球的质量为M=4π2(R+H)3GT2,故C正确;据GMmR2=mv2R,得月球的第一宇宙速度为v=GMR=2πR(R+H)3TR,故D正确.答案:BCD12.如图所示,在粗糙水平板上放一个物体,使水平板和物体一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动,ab为水平直径,cd为竖直直径,在运动过程中木板始终保持水平,物块相对木板始终静止,则()A.物块始终受到三个力作用B.只有在a、b、c、d四点,物块受到合外力才指向圆心C.从a到b,物体所受的摩擦力先减小后增大D.从b到a,物块处于超重状态解析:在cd两点处,只受重力和支持力,在其他位置处物体受到重力,支持力、静摩擦力三个作用,故A错误;物体作匀速圆周运动,合外力提供向心力,所以合外力始终指向圆心,故B错误;从a运动到b,物体的加速度的方向始终指向圆心,水平方向的加速度先减小后反向增大,根据牛顿第二定律可得,物体所受木板的摩擦力先减小后增大.故C正确.从b运动到a,向心加速度有向上的分量,所以物体处于超重状态,故D正确.答案:CD13.如图所示,在“嫦娥”探月工程中,设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g .飞船在半径为4R 的圆形轨道Ⅰ上运动,到达轨道的A 点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的近月点B 时,再次点火进入半径约为R 的近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动,则( )A .飞船在轨道Ⅰ上的运行速率等于12g 0RB .飞船在轨道Ⅰ上的运行速率小于在轨道Ⅱ上B 处的速率C .飞船在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅱ上B 处的加速度D .飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的周期之比T Ⅰ∶T Ⅲ=4∶1解析:根据G Mm (4R )2=m v 214R ,得飞船在轨道Ⅰ上的运行速率v 1=GM 4R ,又GM =g 0R 2,解得v 1=g 0R 4=12g 0R ,故A 正确;根据G Mm r 2=m v 2r ,解得v = GMr ,飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上的速率关系为v Ⅲ>v Ⅰ,飞船在轨道Ⅱ上的B 处减速进入轨道Ⅲ,则飞船在轨道Ⅰ上的运行速率小于在轨道Ⅱ上B 处的速率,故B 正确;根据牛顿第二定律,得a =G Mm r 2m =GM r 2,飞船在轨道Ⅰ上的加速度小于在轨道Ⅱ上B 处的加速度,故C 错误;根据G Mm r 2=mr 4π2T 2,得T =4π2r 3GM ,飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的轨道半径之比为4∶1,则周期之比为8∶1,故D 错误.答案:AB14.将一物体从地面以一定的初速度竖直上抛,从抛出到落回原地的过程中,空气阻力恒定.以地面为零势能面,则下列反映物体的机械能E 、动能E k 、重力势能E p 及克服阻力所做的功W 随距地面高度h 变化的四个图象中,可能正确的是( )解析:物体运动过程中受重力和阻力,除重力外其余力做的功等于机械能的变化量,上升过程和下降过程中物体一直克服阻力做功,故机械能不断减小,但落回原地时有速度,机械能不可能为零,故A错误;物体运动过程中受重力和阻力,合力做功等于动能的变化量,上升过程动能不断减小,表达式为-(mg+f)h=E k-E k0,下降过程动能不断增大,表达式为(mg-f)(H-h)=E k,故B正确;重力做功等于重力势能的减少量,以地面为零势能面,故E p=mgh,故C正确;上升过程中克服阻力所做的功W=fh,下降过程中克服阻力做的功为W=f(H-h)=fH-fh,故D正确.答案:BCD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)在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如图所示的装置.先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口的方向平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;将木板再向远离槽口的方向平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x=10.00 cm.A、B间距离y1=5.02 cm,B、C间距离y2=14.82 cm(g=9.80 m/s2).(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?______________________________________________________.(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=________________(用题中所给字母表示).(3)小球初速度的值为v0=________ m/s.解析:(1)每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球,是为了使小球离开斜槽末端时有相同的初速度.(2)根据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动,则小球从A到B和从B到C运动时间相等,设为T;竖直方向由匀变速直线运动推论有y2-y1=gT2,且v0T=x.解以上两式得:v0=xgy2-y1.(3)代入数据解得v0=1.00 m/s.答案:(1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同(2)xgy2-y1(3)1.0016.(8分)如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合,转台以一定角速度ω匀速旋转,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为45°.已知重力加速度大小为g,小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为f=24mg.(1)若小物块受到的摩擦力恰好为零,求此时的角速度ω0;(2)若小物块一直相对陶罐静止,求陶罐旋转的角速度的最大值和最小值.解析:(1)当小物块受到的摩擦力为零,支持力和重力的合力提供向心力,有mg tan θ=mω20R sin θ,解得ω0=2g R.(2)当ω>ω0时,重力和支持力的合力不够提供向心力,当角速度最大时,摩擦力方向沿罐壁切线向下时摩擦力达到最大值,设此时最大角速度为ω1,由牛顿第二定律,得f cos θ+F N sin θ=mω21R sin θ,f sin θ+mg=F N cos θ,联立以上三式,解得ω1=32g 2R.当ω<ω0时,重力和支持力的合力大于所需向心力,摩擦力方向沿罐壁切线向上,当角速度最小时,摩擦力向上达到最大值,设此最小角速度为ω2,由牛顿第二定律,得F N sin θ-f cos θ=mω22R sin θ,mg=F N cos θ+f sin θ,联立解得ω2=2g 2R.答案:(1) 2gR(2)32g2R2g2R17.(14分)我国将于2022年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一.如图所示,质量m=60 kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6 m/s2匀加速滑下,到达助滑道末端B时速度v B=24 m/s,A与B的竖直高度差H=48 m.为了改变运动员的运动方向,在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接,其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧.助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5 m,运动员在B、C间运动时阻力做功W =-1 530 J,取g=10 m/s2.(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力F f的大小;(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍,则C点所在圆弧的半径R至少应为多大.解析:(1)运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动,设AB的长度为x,则有v2B=2ax,①由牛顿第二定律,有mg Hx-F f=ma,②联立①②式,代入数据,解得F f =144 N .③(2)设运动员到达C 点时的速度为v C ,在由B 到达C 的过程中,由动能定理,有mgh +W =12m v 2C -12m v 2B ,④设运动员在C 点所受的支持力为F N ,由牛顿第二定律,有F N -mg =m v 2C R ,⑤由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍,联立④⑤式,代入数据解得R =12.5 m.答案:(1)144 N (2)12.5 m18.(16分)如图所示,一轻质弹簧左端固定在足够长的水平轨道左侧,水平轨道的PQ 段粗糙,调节其初始长度为l 0=1.5 m ,水平轨道右侧连接半径为R =0.4 m 的竖直圆形光滑轨道,可视为质点的滑块将弹簧压缩至A 点后由静止释放,经过水平轨道PQ 后,恰好能通过圆形轨道的最高点B .已知滑块质量m =1 kg ,与PQ 段间的动摩擦因数μ=0.4,轨道其他部分摩擦不计.g 取10 m/s 2,求:(1)弹簧压缩至A 点时弹簧的弹性势能E p ;(2)若每次均从A 点由静止释放滑块,同时调节PQ 段的长度,为使滑块在进入圆形轨道后能够不脱离轨道而运动,PQ 段的长度l 应满足什么条件?解析:(1)设滑块冲上圆形轨道最高点B 时速度为v ,由能量守恒定律,得E p =12m v 2+2mgR +μmgl 0,①滑块在B 点时,重力提供向心力,由牛顿第二定律,得mg =m v 2R ,②联立①②式并代入数据,解得E p =16 J.(2)若要使滑块不脱离轨道,分两种情况讨论:①滑块能够通过B 点而不脱离轨道,则应满足l ≤1.5 m ,③②滑块能够到达圆形轨道,则应满足E p ≥μmgl ,解得l ≤4 m ,④。
高中物理 模块综合试卷(二)(含解析)新人教版必修第二册.-新人教版高一第二册物理试题

模块综合试卷(二)(时间:90分钟总分为:100分)一、选择题(此题共12小题,每一小题4分,共48分.1~7为单项选择题,8~12为多项选择题)1.火箭发射回收是航天技术的一大进步,如图1所示,火箭在返回地面前的某段运动可看成先匀速后减速的直线运动,最后撞落在地面上,不计火箭质量的变化,如此( )图1A.火箭在匀速下降过程中,机械能守恒B.火箭在减速下降过程中,携带的检测仪器处于失重状态C.火箭在减速下降过程中合力做功等于火箭机械能的变化D.火箭着地时,火箭对地的作用力大于自身的重力答案 D解析匀速下降阶段,火箭所受的阻力等于重力,除了重力做功外,还有阻力做功,所以机械能不守恒,选项A错误;在减速阶段,加速度向上,所以处于超重状态,选项B错误;火箭着地时,地面对火箭的作用力大于火箭的重力,选项D正确;合外力做功等于动能改变量,所以C项错误.2.在“G20〞峰会“最忆是杭州〞的文艺演出中,芭蕾舞演员保持如图2所示姿势原地旋转,此时手臂上A、B两点角速度大小分别为ωA、ωB,线速度大小分别为v A、v B,如此( )图2A.ωA<ωBB.ωA>ωBC.v A<v BD.v A>v B答案 D解析 两点周期一样,角速度一样,由v =ωr 知,v A >v B ,故D 正确,A 、B 、C 错误.3.一水平固定的水管,水从管口以不变的速度源源不断地喷出.水管距地面高h =1.8m ,水落地的位置到管口的水平距离x =1.2m ,不计空气与摩擦阻力,水从管口喷出的初速度大小是(g 取10m/s 2)( )A.1.2m/sB.2.0 m/sC.3.0m/sD.4.0 m/s答案 B解析 水平喷出的水做平抛运动,根据平抛运动规律h =12gt 2可知,水在空中运动的时间为t =2h g=2×1.810 s =0.6 s ,根据x =v 0t 可知,水从管口喷出的初速度为v 0=x t =1.20.6 m/s =2 m/s ,选项B 正确.4.(2017·全国卷Ⅲ)2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行.与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( )A.周期变大B.速率变大C.动能变大D.向心加速度变大答案 C解析 根据组合体受到的万有引力提供向心力可得,GMm r 2=m 4π2T 2r =m v 2r=ma ,解得T =4π2r3GM ,v =GM r ,a =GM r2,由于轨道半径不变,所以周期、速率、向心加速度均不变,选项A 、B 、D 错误;组合体比天宫二号的质量大,动能E k =12mv 2变大,选项C 正确. 5.如图3所示,设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动,金星自身的半径是火星的n 倍,质量为火星的k 倍.不考虑行星自转的影响,如此( )图3A.金星外表的重力加速度是火星的k n倍 B.金星的“第一宇宙速度〞是火星的k n倍 C.金星绕太阳运动的加速度比火星小D.金星绕太阳运动的周期比火星大答案 B 解析 根据g =GM R 2可知,g 金g 火=M 金M 火·R 2火R 2金=k n 2,选项A 错误;根据v =GM R 可知,v 金v 火=k n,选项B 正确;根据a =GM 0r 2可知,轨道半径越大,加速度越小,选项C 错误;由r 3T2=C 可知,轨道半径越大,周期越长,选项D 错误.6.(2018·湖南师大附中高一下学期期末)“神舟六号〞载人飞船顺利发射升空后,经过115小时32分的太空飞行,在离地面约为430km 的圆轨道上运行了77圈,运动中需要屡次“轨道维持〞.所谓“轨道维持〞就是通过控制飞船上发动机的点火时间、推力的大小和推力的方向,使飞船能保持在预定轨道上稳定飞行,如果不进展“轨道维持〞,由于飞船受到轨道上稀薄空气的影响,轨道高度会逐渐降低,在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能的变化情况是( )A.动能、重力势能和机械能逐渐减小B.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能不变C.重力势能逐渐增大,动能逐渐减小,机械能不变D.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能逐渐减小答案 D解析 如果不进展“轨道维持〞,由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力,需要抑制摩擦阻力做功,所以机械能逐渐减小,轨道高度会逐渐降低,重力势能逐渐减小,轨道半径逐渐减小,根据G Mm r 2=m v 2r ,可得E k =GMm 2r,动能逐渐增大,所以正确选项为D. 7.(2019·全国卷Ⅲ)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用.距地面高度h 在3m 以内时,物体上升、下落过程中动能E k 随h 的变化如图4所示.重力加速度取10m/s 2.该物体的质量为( )图4A.2kgB.1.5kgC.1kgD.0.5kg答案 C解析 设物体的质量为m ,如此物体在上升过程中,受到竖直向下的重力mg 和竖直向下的恒定外力F ,当Δh =3m 时,由动能定理结合题图可得-(mg +F )×Δh =(36-72) J ;物体在下落过程中,受到竖直向下的重力mg 和竖直向上的恒定外力F ,当Δh =3m 时,再由动能定理结合题图可得(mg -F )×Δh =(48-24) J ,联立解得m =1kg 、F =2N ,选项C 正确,A 、B 、D 均错误.8.“跳一跳〞小游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度,使其能跳到旁边平台上.如图5所示的抛物线为棋子在某次跳跃过程中的运动轨迹,其最高点离平台的高度为h ,水平速度为v ;假设质量为m 的棋子在运动过程中可视为质点,只受重力作用,重力加速度为g ,如此( )图5A.棋子从最高点落到平台上所需时间t =2h gB.假设棋子在最高点的速度v 变大,如此其落到平台上的时间变长C.棋子从最高点落到平台的过程中,重力势能减少mghD.棋子落到平台上的速度大小为2gh答案 AC解析 由h =12gt 2得:t =2h g,A 项正确;下落时间与棋子在最高点的速度v 无关,B 项错误;棋子从最高点落到平台的过程中,重力做功为mgh ,重力势能减少mgh ,C 项正确;由机械能守恒定律:12mv ′2=12mv 2+mgh ,得:v ′=v 2+2gh ,D 项错误.9.(2018·岷县一中高一下学期期末)如图6所示,在粗糙斜面顶端固定一弹簧,其下端挂一物体,物体在A点处于平衡状态.现用平行于斜面向下的力拉物体,第一次直接拉到B点,第二次将物体先拉到C点,再回到B点,如此这两次过程中( )图6A.重力势能改变量不相等B.弹簧的弹性势能改变量相等C.摩擦力对物体做的功相等D.斜面弹力对物体做功相等答案BD解析第一次直接将物体拉到B点,第二次将物体先拉到C点,再回到B点,两次初、末位置一样,路径不同,根据重力做功的特点只跟初、末位置有关,跟路径无关,所以两次重力做功相等,根据重力做功与重力势能变化的关系得两次重力势能改变量相等,故A错误;由于两次初、末位置一样,即两次对应的弹簧的形变量一样,所以两次弹簧的弹性势能改变量相等,故B正确;根据功的定义式得:摩擦力做功和路程有关.两次初、末位置一样,路径不同,所以两次摩擦力对物体做的功不相等,故C错误;斜面的弹力与物体位移方向垂直,如此弹力对物体不做功,即两次斜面弹力对物体做功相等,故D正确.10.(2018·全国卷Ⅰ)2017年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波.根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并前约100s时,它们相距约400km,绕二者连线上的某点每秒转动12圈.将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体,由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识,可以估算出这一时刻两颗中子星( )A.质量之积B.质量之和C.速率之和D.各自的自转角速度答案BC解析两颗中子星运动到某位置的示意图如下列图每秒转动12圈,角速度,中子星运动时,由万有引力提供向心力得Gm 1m 2l2=m 1ω2r 1① Gm 1m 2l2=m 2ω2r 2② l =r 1+r 2③由①②③式得G (m 1+m 2)l 2=ω2l ,所以m 1+m 2=ω2l 3G, 质量之和可以估算.由线速度与角速度的关系v =ωr 得v 1=ωr 1④ v 2=ωr 2⑤由③④⑤式得v 1+v 2=ω(r 1+r 2)=ωl ,速率之和可以估算.质量之积和各自自转的角速度无法求解.11.汽车在平直公路上以速度v 0匀速行驶,发动机功率为P ,牵引力为F 0,t 1时刻,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到t 2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变).在如下选项中能正确反映汽车牵引力F 、汽车速度v 在这个过程中随时间t 的变化规律的是( )答案 AD解析 开始时汽车做匀速运动,如此F 0=F f .由P =Fv 可判断,P =F 0v 0,v 0=P F 0=PF f,当汽车功率减小一半,即P ′=P 2时,其牵引力为F ′=P ′v 0=F 02<F f ,汽车开始做加速度不断减小的减速运动,F 1=P ′v =P 2v ,加速度大小为a =F f -F 1m =F f m -P 2mv,由此可见,随着汽车速度v 减小,其加速度a 也减小,最终以v =v 02做匀速直线运动,故A 正确;同理,可判断出汽车的牵引力由F ′=F 02最终增加到F 0,所以D 正确. 12.(2019·全国卷Ⅱ)如图7(a),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离.某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用v 表示他在竖直方向的速度,其v -t 图像如图(b)所示,t 1和t 2是他落在倾斜雪道上的时刻.如此( )图7A.第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小B.第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大C.第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大D.竖直方向速度大小为v 1时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大答案 BD解析 根据v -t 图线与t 轴所围图形的面积表示位移,可知第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的大,选项A 错误;从起跳到落到雪道上,第一次速度变化大,时间短,由a =Δv Δt可知,第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的小,选项C 错误;第二次滑翔过程中在竖直方向的位移比第一次的大,又运动员每次滑翔过程中竖直位移与水平位移的比值一样(等于倾斜雪道与水平面夹角的正切值),故第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大,选项B 正确;竖直方向上的速度大小为v 1时,根据v -t 图线的斜率表示加速度可知,第二次滑翔过程中在竖直方向上的加速度比第一次的小,由牛顿第二定律有mg -F f =ma ,可知第二次滑翔过程中在竖直方向上所受阻力比第一次的大,选项D 正确.二、实验题(此题共12分)13.(12分)(2019·卷改编)用如图8所示装置研究平抛运动.将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上.钢球沿斜槽轨道PQ 滑下后从Q 点飞出,落在水平挡板MN 上.由于挡板靠近硬板一侧较低,钢球落在挡板上时,钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点.移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点.图8(1)如下实验条件必须满足的有________.A.斜槽轨道光滑B.斜槽轨道末段水平C.挡板高度等间距变化D.每次从斜槽上一样的位置无初速度释放钢球(2)为定量研究,建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系.a.取平抛运动的起始点为坐标原点,将钢球静置于Q点,钢球的________(选填“最上端〞“最下端〞或者“球心〞)对应白纸上的位置即为原点;在确定y轴时________(选填“需要〞或者“不需要〞)y轴与重垂线平行.b.假设遗漏记录平抛轨迹的起始点,也可按下述方法处理数据:如图9所示,在轨迹上取A、B、C三点,AB和BC的水平间距相等且均为x,测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2,如此y1y2________13(选填“大于〞“等于〞或“小于〞).可求得钢球平抛的初速度大小为________(当地重力加速度为g,结果用上述字母表示).图9(3)为了得到平抛物体的运动轨迹,同学们还提出了以下三种方案,其中可行的是________.A.从细管水平喷出稳定的细水柱,拍摄照片,即可得到平抛运动轨迹B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置,平滑连接各位置,即可得到平抛运动轨迹C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定初速度水平抛出,将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹(4)伽利略曾研究过平抛运动,他推断:从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,不论它们能射多远,在空中飞行的时间都一样.这实际上揭示了平抛物体________.A.在水平方向上做匀速直线运动B.在竖直方向上做自由落体运动C.在下落过程中机械能守恒答案(1)BD(2分) (2)a.球心(1分) 需要(1分) b.大于(2分) xgy2-y1(2分)(3)AB(2分) (4)B(2分)解析(1)因为本实验是研究平抛运动,只需要每次实验都能保证钢球做一样的平抛运动,即每次实验都要保证钢球从同一高度无初速度释放并水平抛出,没必要要求斜槽轨道光滑,因此A错误,B、D正确;挡板高度可以不等间距变化,故C错误.(2)a.因为钢球做平抛运动的轨迹是其球心的轨迹,故将钢球静置于Q点,钢球的球心对应白纸上的位置即为坐标原点(平抛运动的起始点);在确定y轴时需要y轴与重垂线平行.b.由于平抛的竖直分运动是自由落体,故相邻相等时间内竖直方向上位移之比为1∶3∶5…,故两相邻相等时间内竖直方向上的位移之比越来越大.因此y1y2>13;由y2-y1=gT2,x=v0T,联立解得v0=xgy2-y1.(3)将铅笔垂直于竖直的白纸板放置,笔尖紧靠白纸板,铅笔以一定速度水平抛出,由于铅笔受摩擦力作用,且不一定能保证铅笔水平,铅笔将不能始终保持垂直白纸板运动,铅笔将发生倾斜,故不会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹,故C不可行,A、B可行.(4)从同一炮台水平发射的炮弹,如果不受空气阻力,可认为做平抛运动,因此不论它们能射多远,在空中飞行的时间都一样,这实际上揭示了平抛物体在竖直方向上做自由落体运动,应当选项B正确.三、计算题(此题共4小题,共40分)14.(8分)(2018·天门、仙桃、潜江市高一下学期期末联考)如图10,一足够长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质定滑轮,绳两端各系一小球A和B.A球静置于地面;B球用手托住,离地高度为h,此时轻绳刚好拉紧,从静止开始释放B后,在B触地的瞬间,B球的速度大小为gh(g为重力加速度,不计空气阻力),求:图10 (1)B 球与A 球质量的比值M m ;(2)运动过程中(B 触地前)A 、B 的加速度大小各是多少?答案 (1)3 (2)g 2g 2解析 (1)对A 、B 组成的系统,机械能守恒,如此(M -m )gh =12(M +m )v 2(2分) 解得:M m =3(2分)(2)对B 分析,根据运动学公式可知2a B h =v 2(1分)解得运动过程中B 的加速度大小为a B =g 2(1分) 对A 分析,根据运动学公式可知2a A h =v 2(1分)解得运动过程中A 的加速度大小为a A =g 2.(1分) 15.(10分)(2018·商丘市高一下学期期末九校联考)光滑水平面AB 与竖直面内的圆形轨道在B 点相切,轨道半径R =0.5m ,一个质量m =2kg 的小球在A 处压缩一轻质弹簧,弹簧与小球不拴接.用手挡住小球不动,此时弹簧弹性势能E p =36J ,如图11所示.放手后小球向右运动脱离弹簧,沿圆形轨道向上运动恰能通过最高点C ,不计空气阻力,g 取10m/s 2.求:图11(1)小球脱离弹簧时的速度大小;(2)小球从B 到C 抑制阻力做的功;(3)小球离开C 点后落回水平面的位置到B 点的距离x .答案 (1)6m/s (2)11J (3)1m解析 (1)设小球脱离弹簧时的速度大小为v 1,根据机械能守恒定律E p =12mv 12(2分) 解得v 1=2E p m=6m/s(1分)(2)由动能定理得-mg ·2R -W f =12mv 22-12mv 12(2分) 小球恰能通过最高点C ,故mg =m v 22R(1分) 联立解得W f =11J(1分)(3)小球离开C 点后做平抛运动2R =12gt 2(1分) x =v 2t (1分)解得x =1m.(1分)16.(10分)如图12所示,轨道ABCD 平滑连接,其中AB 为光滑的曲面,BC 为粗糙水平面,CD 为半径为r 的内壁光滑的四分之一圆管,管口D 正下方直立一根劲度系数为k 的轻弹簧,弹簧下端固定,上端恰好与D 端齐平.质量为m 的小球在曲面AB 上距BC 高为3r 处由静止下滑,进入管口C 端时与圆管恰好无压力作用,通过CD 后压缩弹簧,压缩过程中小球速度最大时弹簧弹性势能为E p .小球与水平面BC 间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g ,求:图12(1)水平面BC 的长度s ;(2)小球向下压缩弹簧过程中的最大动能E km .答案 (1)5r 2μ (2)32mgr +m 2g 2k-E p 解析 (1)由小球在C 点对轨道没有压力, 有mg =m v 2C r(1分) 小球从出发点运动到C 点的过程中,由动能定理得3mgr -μmg ·s =12mv C 2(2分) 解得s =5r 2μ.(1分) (2)小球速度最大时,加速度为0,设此时弹簧压缩量为x .由kx =mg ,(1分)得x =mg k(1分)由C 点到速度最大时,小球和弹簧组成的系统机械能守恒设速度最大时的位置为零势能面,有12mv C 2+mg (r +x )=E km +E p (2分) 解得E km =32mgr +m 2g 2k-E p .(2分) 17.(12分)(2018·黄冈市检测)某学校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛.比赛路径如图13所示,赛车从起点A 出发,沿水平直线轨道运动L 后,由B 点进入半径为R 的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C 点,并能越过壕沟.赛车质量m =0.1 kg ,通电后以额定功率P =1.5W 工作,进入竖直轨道前受到的阻力恒为0.3N ,随后在运动中受到的阻力均可不计.图中L =10.00m ,R =0.32m ,h =1.25m ,s =1.50m.问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g =10m/s 2)图13答案 2.5s解析 赛车通过圆轨道最高点的最小速度为v 1′,根据牛顿第二定律得,mg =m v 1′2R,得v 1′=gR (2分)根据动能定理得,由B 点至圆轨道最高点有-mg ·2R =12mv 1′2-12mv 12(2分) 解得v 1=4 m/s(1分)为保证赛车通过最高点,到达B 点的速度至少为v 1=4 m/s(1分)根据h =12gt 2得,t =2h g=0.5 s(1分) 如此平抛运动的初速度v 2=s t=3 m/s(1分)为保证赛车能越过壕沟,如此到达B 点的速度至少为v 2=3 m/s(1分)因此赛车到达B 点的速度至少为v =v 1=4 m/s(1分)从A 到B 对赛车由动能定理得Pt -F f L =12mv 2(1分) 解得t ≈2.5 s .(1分)。
高中物理必修二全册综合检测模块综合测试题(最新整理含答案)

高中物理必修二(全册)必修二模块综合测试题(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∶4D.当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比ωA∶ωD=4∶14.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 m B.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12mgh C .动能损失了mgh D .动能损失了32mgh9.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 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s 1和s 2,自抛出到落地的过程中,重力做的功分别为W 1、W 2,落地瞬间重力的即时功率为P 1和P 2( )A .若s 1<s 2,则W 1>W 2,P 1>P 2B .若s 1<s 2,则W 1>W 2,P 1<P 2C .若s 1=s 2,则W 1>W 2,P 1>P 2D .若s 1=s 2,则W 1<W 2,P 1<P 2二、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.(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/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/s2.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(全册)必修二模块综合测试题参考答案一、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=gtv0,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tan α=yx=12gt2v0t=gt2v0,tan θ=2tanα,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 yv0=gtv0,小球的初速度v0=gttan 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ωA ωD =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 mB .0.25 mC .0.10 mD .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 =h μ=0.30.1 m =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=-Fhsin 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.n3k2T B.n3k TC.n2k T D.nk T解析:设两颗星的质量分别为m1、m2,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T 2=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 v2B2L,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 v2AL,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=mv2R=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m R 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 的距离分别为h A 、h B 、。
高一物理必修2综合测试题

高一物理必修(2)综合测试题二姓名分数一、单项选择题(每小题只有一个正确的选项,请将选择答案的代号填在下列表题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案1、做匀速圆周运动的物体,在运动过程中保持不变的物理量是A.动能B.速度C.加速度D.机械能2、改变汽车的质量和速度,都能使汽车的动能发生改变,在下列几种情况下,汽车的动能是原来的4倍的是A.质量不变,速度增大到原来2倍B.速度不变,质量增大到原来2倍C.质量减半,速度增大到原来4倍D.速度减半,质量增大到原来4倍3、我国发射的风云一号气象卫星是极地卫星,卫星飞过两极上空,其轨道平面与赤道平面垂直,周期为12h。
我国发射的风云二号气象卫星是地球同步卫星,周期是24h。
与风云二号相比较,风云一号A.距地面较近B.角速度较小C.线速度较小D.周期较大4、汽车对地面的压力过小是不安全的,所以,汽车以相同的车速过拱形桥时,以下说法正确的是A.桥半径越大越好B.桥半径越小越好C.桥半径大小都一样D.以上都不对5、将行星绕恒星运动的轨道当做成圆形,那么它运行的轨道半径R的三次方与周期T的平方之比为一常数k,即k=R3/T2 ,则常数k的大小A.只与行星的质量有关B.只与恒星的质量有关C.与恒星的质量及行星的质量均没有关系D.与恒星的质量及行星的质量都有关系6、如图所示,桌面离地高度为h,质量为m的小球,从离桌面H高处由静止下落,若以桌面为参考平面,则小球落地时的重力势能及整个过程中小球势能的变化为A.mgh,减少mg(H一h) B.mgh,增加mg(H+h)C.一mgh,增加mg( H一h) D.一mgh,减少mg(H+h)7、人造卫星离地面距离等于地球半径R,卫星以速度v沿圆轨道运动,设地面的重力加速度为g,则有A.v =4gR B.v =2gR C.v =gR D.v=gR/28、如下左图所示的皮带传动装置正在工作中,大轮半径是小轮半径的2倍,皮带与轮之间不打滑,A、B分别是主动轮和从动轮边缘上的两点,则A、B两点的角速度、线速度之比分别是()A.1:2;1:1 B.1:2;2:1 C.2:1;1:1 D.1:1;2:19、如上中图所示,用细线吊着一个质量为m的小球,使小球在水平面内做圆锥摆运动,关于小球受力,正确的是A.受重力、拉力、向心力B.受重力、拉力C.受重力D.以上说法都不正确10、北约在对南联盟进行轰炸时,大量使用贫铀炸弹,贫铀比重约为钢的2.5倍,设贫铀炸弹与常规炸弹射行速度之比约为2:1,它们在穿甲过程中所受阻力相同,则形状相同的贫铀炸弹与常规炸弹的最大穿甲深度之比约为A.2:1 B.1:1 C.10:1 D.5:2二、多项选择题(每小题至少有两个正确的选项,请将选择答案的代号填在括号内,每小题4分,共12分,全选对的得4分,选不全的得2分)11、如下左图所示,篮球绕中心线OO′以ω角速度转动,则()A.A、B两点的角速度相等B.A、B两点线速度大小相等C.A、B两点的周期相等D.A、B两点向心加速度大小相等12、如下中图所示,将质量m=2kg的一个小钢球(可看成质点)从离地面H=2m高处由静止开始释放,落人泥潭并陷入泥中h=5cm深处,不计空气阻力(g取10m/s2),则下列说法正确的是()A.整个过程中重力做功为40 J B.整个过程中重力做功为41 JC.泥对小钢球的平均阻力为800 N D.泥对小钢球的平均阻力为820 N13、如上右图所示,小球自a点由静止自由下落到b点时,与弹簧接触,至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,下列说法正确的是()A.系统的机械能守恒B.系统的机械能不守恒C.小球在b点时动能最大D.小球在c点时系统的弹性势能最大A B三、填空与实验题(每空2分,共24分)14、一物体在水平面内沿半径R=20cm的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度v=0.2m/s,那么,它的向心加速度为______m/s2,它的角速度为_______rad/s,它的周期为______s。
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模块综合试卷(时间:90 分钟满分:100 分)一、选择题(1~8为单项选择题,9~16为多项选择题.每小题3分,共48 分)1. 如图1所示,在皮带传送装置中,皮带把物体P 匀速传送至高处,在此过程中,下述说法正确的是()A. 摩擦力对物体做正功B. 支持力对物体做正功C. 重力对物体做正功D. 合外力对物体做正功答案A解析摩擦力方向平行皮带向上,与物体运动方向相同,故摩擦力做正功,终垂直于速度方向,不做功,B 错;重力对物体做负功,C 错;合外力为零,做功为零,D错.2. 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(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A 对;支持力始A.质点经过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 点的大图1C 点的速率比知加速度方向向上, 合力方向也向上,所以质点从 A到 D 的过程中, 合力方向与速度方向夹 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 .3.(2019 北·京卷)2019年 5月 17日,我国成功发射第 45颗北斗导航卫星,该卫星属于地球静止轨道卫星 (同步卫星 ).该卫星 ( )A. 入轨后可以位于北京正上方B. 入轨后的速度大于第一宇宙速度C. 发射速度大于第二宇宙速度D.若发射到近地圆轨道所需能量较少答案 D2解析 同步卫星只能位于赤道正上方, A 项错误;由 GM r 2m =m r v 知,卫星的轨道半径越大,B 项错误;同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度, 发射到越高的轨道克服引力做功越多,故发射到近地圆轨道所需能量较少,D 项正确 .4.(2019 天·津卷 )2018 年 12月 8 日,肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射,“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测,率先在月背刻上了中国足迹”,如图 3 所示 .已知月球的质量为 M 、半径为 R.探测器的质量为 m ,引力常量为 G ,嫦娥四号探测器围 绕月球做半径为 r 的匀速圆周运动时,探测器的 ( )答案 A解析 嫦娥四号探测器环绕月球做匀速圆周运动时,万有引力提供其做匀速圆周运动的向心GMm 2 v 24π2GM GM4π2r 3GM力,有 r 2 = m ω2r =m r = m T 2 r = ma ,解得 ω= r 3 、v = r 、T = GM、a = r 2 , 则嫦娥四号探测器的动能为 E k =12mv 2=GM 2r m ,由以上可知 A 正确,B 、C 、D 错误.角大于 90 °,合力做负功,动能减小, 卫星做匀速圆周运动的线速度越小, 因此入轨后的速度小于第一宇宙速度 (近地卫星的速度 ),C 项错误;将卫星 C.角速度为Gmr 3B.动能为 GMm2RD.向心加速度为GMR 2A.周期为 图35. (2017 全·国卷 Ⅲ)2017年 4 月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道 二号单独运行时相比,组合体运行的 ( )A.周期变大 C.动能变大答案 C由于轨道半径不变,所以周期、速率、向心加速度均不变,1选项 A 、B 、D 错误;组合体比天宫二号的质量大,动能E k =2mv 2变大,选项 C 正确.6.(2018 湖·南师大附中高一下学期期末 )“神舟六号”载人飞船顺利发射升空后,经过115 小时 32 分的太空飞行,在离地面约为 430 km 的圆轨道上运行了 77 圈,运动中需要多次“轨 道维持” . 所谓“轨道维持”就是通过控制飞船 上发动机的点火时间和推力的大小和方向, 使飞船能保持在预定轨道上稳定飞行,如果不进行“轨道维持”,由于飞船受到轨道上稀薄 空气的影响,轨道高度会逐渐降低,在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能的变化情 况是 ( )A. 动能、重力势能和机械能逐渐减小B. 重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能不变C. 重力势能逐渐增大,动能逐渐减小,机械能不变D.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能逐渐减小 答案 D解析 如果不进行 “ 轨道维持 ”,由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力,需要克服摩擦阻 力做功,所以机械能逐渐减小,轨道高度会逐渐降低,重力势能逐渐减小,轨道半径逐渐减2小,根据 G M r m 2 =m v r ,可得 E k = GM 2r m ,动能逐渐增大,所以正确选项为 D.7.如图 4所示是半径为 r 的竖直光滑圆形轨道,将一玩具小车放到与轨道圆心 O 处于同一水 平面的 A 点,并给小车一竖直向下的初速度,使小车沿轨道内侧做圆周运动,重力加速度为(可视为圆轨道 )运行 .与天宫B.速率变大 D.向心加速度变大解析 根据组合体受到的万有引力提供向心力可得,GMmr 24π2 m T 2 r=m v r = ma ,解得 T =g.要使小车不脱离轨道,则在 A 处使小车获得竖直向下的最小初速度应为 ()图4B. 5grD. 2gr解析小车恰好不脱离轨道的条件是在最高点满足mg=m v r .小车沿轨道内侧做圆周运动的过程中,只有重力做功,机械能守恒.设小车在A 处获得的最小初速度为v A,选A 点所在水11平面为零势能参考面,由机械能守恒定律得2mv A2=mgr+2mv2,解得v A=3gr ,故选项C正确.8. (2019 全·国卷Ⅲ )从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用.距地面高度h 在3 m 以内时,物体上升、下E k随h 的变化如图5 所示.重力加速度取10 m/s2.该物体的质量为A. 2 kgB.1.5 kgC.1 kgD.0.5 kg答案C解析设物体的质量为m,则物体在上升过程中,受到竖直向下的重力mg 和竖直向下的恒定外力F,当Δh=3 m 时,由动能定理结合题图可得-(mg+F)×Δh=(36-72) J;物体在下落过程中,受到竖直向下的重力mg 和竖直向上的恒定外力F,当Δh=3 m 时,再由动能定理结合题图可得(mg-F)×Δh=(48-24) J,联立解得m=1 kg、F=2 N,选项C 正确,A 、B、D 均错误.9. (2019 江·苏卷)如图6 所示,摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动.座舱的质量为m,运动的半径为R,角速度大小为ω,重力加速度为g,则座舱()A. 7grC. 3gr 答案 C落过程中动能图5图6B. 线速度的大小为 ωRC. 受摩天轮作用力的大小始终为 mgD.所受合力的大小始终为 m ω2R 答案 BD2πT = π、线速度大小 v = ωR 、受到的 ω合力大小 F = m ω2R ,选项 B 、 D 正确, A 错误;座舱的重力为 mg ,座舱做匀速圆周运动受 到的合力大小不变, 方向时刻变化, 故座舱受到摩天轮的作用力大小不可能始终为 mg ,选项C 错误 . 10.(2018 简·阳市高一下学期期末 )竖直平面内有两个半径不同的半圆形光滑轨道,如图 7 所示,A 、M 、B 三点位于同一水平面上, A 、 B 处同时无初速度释放,则 (A. 通过 C 、D 时,两球的线速度大小相等B. 通过 C 、 D 时,两球的角速度大小相等C. 通过 C 、 D 时,两球的机械能相等D.通过 C 、D 时,两球对轨道的压力相等 答案 CD1解析 对任意一球研究,设半圆轨道的半径为 r ,根据机械能守恒定律得: mgr = 12mv 2,得: v = 2gr ,由于 r 不同,则 v 不等,故 A 错误;由 v =r ω得:度大小不等, 故 B 错误; 两球的初始位置机械能相等, 下滑过程机械能都守恒, 所以通过 C 、与半径无关, 根据牛顿第二定律得: F N -mg =ma n ,得轨道对小球的支持力大小为 F N = 3mg , 由牛顿第三定律知球对轨道的压力为F N ′= 3mg ,与半径无关,则通过 C 、D 时,两球对轨 道的压力相等,故 D 正确.所以 C 、D 正确, A 、B 错误.11. (2019 江·苏卷 )如图 8 所示, 轻质弹簧的左端固定, 并处于自然状态 .小物块的质量为 m ,从A.运动周期为2πR解析 座舱做匀速圆周运动,合力提供向心力,知周期C 、D 分别为两轨道的最低点,将两个相同的小球分别从D 时两球的机械能相等,故 C 正确;通过圆轨道最低点时小球的向心加速度为a n =r = 2g , vω=rA 点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后被弹回,运动到A 点恰好静止.物块向左运动的最大距离为s,与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,弹簧未超出弹性限度.在上述过程中()A. 弹簧的最大弹力为μ mgB. 物块克服摩擦力做的功为2μ mgsC. 弹簧的最大弹性势能为μ mgsD. 物块在A 点的初速度为2μgs答案BC解析小物块处于最左端时,弹簧的压缩量最大,然后小物块先向右加速运动再减速运动,可知弹簧的最大弹力大于滑动摩擦力μ m,g选项A 错误;物块从开始运动至最后回到A 点过程,路程为2s,可得物块克服摩擦力做功为2μ mg,s选项B 正确;物块从最左侧运动至A 点过程,由能量守恒定律可知E pm=μ mg,s选项C 正确;设物块在A 点的初速度为v0,整个过1程应用动能定理有-2μ mg=s0-2mv02,解得v0=2 μ g,s 选项D 错误.12. “跳一跳”小游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度,使其能跳到旁边平台上.如图9所示的抛物线为棋子在某次跳跃过程中的运动轨迹,其最高点离平台的高度为h,水平速度为v;若质量为m 的棋子在运动过程中可视为质点,只受重力作用,重力加速度为g,则( )B. 若棋子在最高点的速度v 变大,则其落到平台上的时间变长C. 棋子从最高点落到平台的过程中,重力势能减少mghD. 棋子落到平台上的速度大小为2gh答案ACA.棋子从最高点落到平台上所需时间解析由h=12gt 2得:t=,A 项正确;下落时间与棋子在最高点的速度v无关, B 项错1 误;棋子从最高点落到平台的过程中,重力势能减少mgh,C 项正确;由机械能守恒定律:2 mv′ 2=21mv 2+mgh,得:v′=v2+2gh,D 项错误.13. 北斗导航卫星的发射需要经过几次变轨,例如某次变轨,先将卫星发射至近地圆轨道1 上,然后在P 处变轨到椭圆轨道2 上,最后由轨道2在Q 处变轨进入圆轨道3,轨道1、2 相切于P 点,轨道2、3 相切于Q 点,如图10 所示.忽略空气阻力和卫星质量的变化,则以下说法正确的是( )A. 重力势能改变量不相等A.该卫星从轨道B.该卫星从轨道C.该卫星在轨道1 变轨到轨道2 需要在P 处减速1 到轨道2 再到轨道3,机械能逐渐减小3 的动能小于在轨道 1 的动能D.该卫星稳定运行时,在轨道 3 上经过Q 点的加速度等于在轨道 2 上Q 点的加速度答案CD解析该卫星从轨道 1 变轨到轨道2需要在P 处加速,选项 A 错误;该卫星从轨道1到轨道2 需要点火加速,则机械能增加;从轨道 2 再到轨道3 ,又需要点火加速,机械能增加;故该卫星从轨道 1 到轨道 2 再到轨道3,机械能逐渐增加,选项B 错误;根据v=G r M可知,该卫星在轨道 3 的速度小于在轨道 1 的速度,则卫星在轨道 3 的动能小于在轨道 1 的动能,选项 C 正确;根据a=G r M2 可知,该卫星稳定运行时,在轨道 3 上经过Q 点的加速度等于在轨道2上Q点的加速度,选项 D 正确;故选C、D.14.(2018 岷·县一中高一下学期期末)如图11 所示,在粗糙斜面顶端固定一弹簧,其下端挂物体,物体在 A 点处于平衡状态.现用平行于斜面向下的力拉物体,第一次直接拉到 B 点,第二次将物体先拉到 C 点,再回到 B 点,则这两次过程中图10图11B. 弹簧的弹性势能改变量相等C. 摩擦力对物体做的功相等D. 斜面弹力对物体做功相等答案BD解析第一次直接将物体拉到B 点,第二次将物体先拉到C 点,再回到B 点,两次初、末位置一样,路径不同,根据重力做功的特点只跟初、末位置有关,跟路径无关,所以两次重力做功相等,根据重力做功与重力势能变化的关系得两次重力势能改变量相等,故A 错误;由于两次初、末位置一样,即两次对应的弹簧的形变量一样,所以两次弹簧的弹性势能改变量相等,故B 正确;根据功的定义式得:摩擦力做功和路程有关.两次初、末位置一样,路径不同,所以两次摩擦力对物体做的功不相等,故 C 错误;斜面的弹力与物体位移方向垂直,则弹力对物体不做功,即两次斜面弹力对物体做功相等,故 D 正确.故选B 、D.15. (2019 全·国卷Ⅱ )如图12(a),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离.某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用v 表示他在竖直方向的速度,其v-t图象如图(b)所示,t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻.则( )图12A. 第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小B. 第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大C. 第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大D. 竖直方向速度大小为v1 时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大答案BD解析根据v -t 图线与横轴所围图形的面积表示位移,可知第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的大,选项A 错误;从起跳到落到雪道上,第一次速度变化大,时间短,由Δva=Δt可知,第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的小,选项 C 错误;第二次滑翔过程中在竖直方向的位移比第一次的大,又运动员每次滑翔过程中竖直位移与水平位移的比值相同(等于倾斜雪道与水平面夹角的正切值),故第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大,选项B 正确;竖直方向上的速度大小为v1时,根据v-t 图线的斜率表示加速度可知,第二次滑翔过程中在竖直方向上的加速度比第一次的小,由牛顿第二定律有mg-F f=ma,可知第二次滑翔过程中在竖直方向上所受阻力比第一次的大,选项 D 正确.16. 如图13 甲所示,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 的半圆形轨道,此后小球速度的平方与其距离水平地面的高度的关系图象如图乙所示.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/s2,B为AC轨道中点.下列说法正确的是()A. 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ACDv C2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 v r C,所以v C2=gr =10×0.4 m2·s-2=4 m2·s-2,故选项A 正确;由已知条件无法计算出小球从B到C损失的机111械能,故选项B 错误;小球从A 到C,由动能定理可知W 合=2mv C2-2mv A2=2× 0.1×4 J-112,落地点到A 的2×0.1×25 J=-1.05 J,故选项C 正确;小球离开C点后做平抛运动,故2r=2gt距离x1=v C t ,解得x1=0.8 m,故选项D 正确.二、实验题(本题共2 小题,共12分)17. (6 分)如图14 所示是一种简易的圆周运动向心力演示仪,图中A、B 为两个穿在水平滑杆上并通过棉线与转轴相连的重锤.试结合下列演示现象,分析影响向心力的因素.图14(1) 使线长L A=L B,质量m A> m B,加速转动横杆.现象:连接A 的棉线先断.表明:在半径和角速度一定的条件下,圆周运动所需向心力随 ____________ 的增大而增大.(2) 使质量m A=m B,线长L A> L B,加速转动横杆.现象:连接A 的棉线先断. 表明:在物体质量和角速度一定的条件下,圆周运动所需向心力随___________________________________________________________________________________ 的增大而增大. (3) 对任一次断线过程进行考察.现象:并不是横杆一开始转动就断线,而是加速了一段时间之后线才断的. 表明:在物体质量和半径一定的条件下,圆周运动所需向心力随 ____________________________________ 的增大而增大.答案(1)物体质量(2 分) (2)转动半径(2 分)(3)转动角速度(2 分)解析(1) 转动半径和角速度相同,根据F=mω2r,物体质量越大,向心力越大;(2)质量和角速度相同,根据F=mω2r ,转动半径越大,向心力越大;(3)质量和转动半径一定,角速度增加到一定程度后线才断,说明向心力随转动角速度的增大而增大.18. (6分)(2018 成·都石室中学高一下学期期末)某同学用如图15 甲所示的装置“验证机械能守恒定律”,他将两物块A 和B 用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮,B 下端连接纸带,纸带穿过固定的打点计时器,用天平测出A、B两物块的质量m A=300 g,m B=100 g,A 从高处由静止开始下落,B 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,图乙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乙所示,已知打点计时器计时周期为T=0.02 s,则:图15v2(2)用v 表示物块A 的速度,h 表示物块A 下落的高度.若某同学作出的v2-h 图象如图丙所示,m/s34(结果保留三位有效数字).答案(1)1.15(1 分) 1.18(1 分)在误差允许范围内,A、B 组成的系统机械能守恒(2 分)(2)9.70(2 分)解析(1)根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度,计数点5 的瞬时速度v5=×x4621.60+26.40 × 10-2图16(1)B 球与A 球质量的比值M m;(2)运动过程中(B 触地前)A、B 的加速度各多大?答案(1)3 ∶1 (2)g2g2解析(1)对A、B组成的系统,机械能守恒,则12(M-m)gh=2(M+m)v2(2 分)M3解得:m=1(2 分)(2)对B 分析,根据运动学公式可知2a B h=v2(1 分)解得a B=2(1 分)对A 分析,根据运动学公式可知2a A h=v2(1 分)解得aA=2.(1 分)19. (8 分)(2018 湖·北天门、仙桃、潜江高一下学期期末联考)如图16,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质定滑轮,绳两端各系一小球 A 和 B.A 球静置于地面; B 球用手托住,离地高度为h,此时轻绳刚好拉紧,从静止开始释放 B 后,在 B 触地的瞬间, B 球的速度大(1)在打点0~ 5 过程中系统动能的增加量ΔE k=_______ J,由此得出的结论是三位有效数字)J,系统势能的减小量ΔE p =;(重力加速度g=9.8 m/s* 1 2,结果均保留则可求出当地的重力加速度g=1 2 1 ΔE k=2(m A+m B)v5=20.220. (8分)(2018 齐·齐哈尔市高一下学期期末)如图17所示,一个质量m=4 kg的物块以v=2 m/s 的水平速度滑到一静止的平板车上,已知平板车质量M=16 kg,物块与平板车之间的动摩擦因数μ=0.1,其他摩擦不计(取g=10 m/s2),求:图17(1)当物块与平板车相对静止时,物块的速度大小及滑行时间;(2)要使物块不能从平板车右端滑落,平板车至少多长.答案(1)0.4 m/s 1.6 s (2)1.6 m解析(1)对物块,由牛顿第二定律:μmg=ma1(1 分)v′=v-a1t(1 分)对车,由牛顿第二定律:μ m=g Ma2(1 分)v′=a2t(1 分)解得:v′=0.4 m/s,t=1.6 s(1 分)12 12(2)由功能关系:μ mgL=2mv 2-2(m+M)v′ 2(2 分)解得L=1.6 m(1 分)21. (10 分)(2018 商·丘市高一下学期期末九校联考)光滑水平面AB 与竖直面内的圆形轨道在B 点相切,轨道半径R=0.5 m,一个质量m=2 kg 的小球在A 处压缩一轻质弹簧,弹簧与小球不拴接.用手挡住小球不动,此时弹簧弹性势能E p=36 J,如图18 所示.放手后小球向右运动脱离弹簧,沿圆形轨道向上运动恰能通过最高点C,不计空气阻力,g 取10 m/s2.求:(1)小球脱离弹簧时的速度大小;(2)小球从B到C 克服阻力做的功;(3)小球离开C 点后落回水平面的位置到B 点的距离x.答案(1)6 m/s (2)11 J (3)1 m1解析(1)根据机械能守恒定律E p=21mv12(2 分)解得v1=2m Ep=6 m/s(1 分)11(2)由动能定理得-mg·2R-W f=2mv22-2mv12(2 分)2v2小球恰能通过最高点,故mg=m 2(1 分)R联立解得W f=11 J(1 分)(3)球离开C 点后做平抛运动122R=2gt2(1 分)x=v2t(1 分)解得x=1 m(1 分)22. (14 分)(2018 湖·南五市十校高一下学期期末)如图19 甲所示,倾角为θ=37°的传送带以恒定速率逆时针运行,现将一质量m=2 kg 的小物体轻轻放在传送带的A 端,物体相对地面的速度随时间变化的关系图象如图乙所示, 2 s末物体到达B端,取沿传送带向下为正方向,不计空气阻力,g=10 m/s2,sin 37 =° 0.6,cos 37 °=0.8,求:(1)小物体在传送带A、B两端间运动的平均速度v 的大小;(2)物体与传送带间的动摩擦因数μ;(3)2 s 内物体机械能的减少量ΔE.答案(1)8 m/s (2)0.5 (3)48 J解析(1)设传送带A、B间的距离L,即为v-t图线与t 轴所围的面积大小,所以:L=v21t1 v1+v2+2 t2(2 分)代入数值得:L=16 m(1 分)L 16由平均速度的定义得:v=t=2 m/s=8 m/ s;(2 分)(2)0~1 s 内物体的加速度为:v1 10 2 2a1==m /s 2=10 m/ s2(2 分) t1 1根据牛顿第二定律得:mgsin θ+μ mcgos θ=ma1 (2 分)解得:μ=0.5.(1 分)(3) 0~2 s内物体下降的高度:h=Lsin 37 =°16×0.6 m=9.6 m(2 分)物体机械能的变化量:11ΔE=2mv22-mgh=2×2×122 J-2×10×9.6 J=-48 J(2分)负号表示机械能减少m/s=2.4 m/ s,则系统动能的增加量:×0.4×2.42 J≈1.15 J,系统重力势能的减小量ΔE p=(m A-m B)gh=0.2×9.8×(38.40+21.60)×10-2 J≈1.18 J.在误差允许的范围内,A、B 组成的系统机械能守恒.(2)根据机械能守恒定律得:12(m A-m B)gh=2(m A+m B)v1m A-m B得12v2=gh2m A+m Bm A-m B 5.82故斜率k=g=1.20m A+m B1.20代入数据得:g=9.70 m/s2.三、计算题(本题共4 小题,共40 分.要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)小为gh(g 为重力加速度,不计空气阻力),求:。