【配套K12】2017_2018学年高中物理第2章磁及其应用学业分层测评6含解析鲁科版选修1_1
第2章磁及其应用学业分层测评(六)
(建议用时：45分钟)
1．(多选)下图中，实线表示磁场的磁感线．依图分析，磁场中a点的磁感应强度比b 点的磁感应强度大的是( )
【解析】磁感线分布的疏密，反映磁场的强弱，表示磁感应强度的大小，由此可判定答案为A、C.
【答案】AC
2．磁场中任意一点的磁场方向规定为，小磁针在磁场中( )
A．受磁场力的方向
B．北极受磁场力的方向
C．南极受磁场力的方向
D．受磁场力作用转动的方向
【解析】物理学规定磁场中任意一点的磁场方向为小磁针北极所受磁场力的方向，或静止时小磁针北极的指向．
【答案】 B
3．磁场中某处的磁感线如图224所示，则( )
图224
A．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a>B b
B．a、b两处的磁感应强度的大小不等，B a<B b
C．同一线圈在a、b两处放置，在a处的磁通量较大
D．同一线圈在a、b两处放置，在b处的磁通量较大
【解析】在磁场中，磁感线的疏密程度反映磁感应强度的大小，所以b处的磁感应强度大于a处的磁感应强度，而磁通量指的是穿过磁场中某一面积的磁感线条数，Φ＝BS cos α，除了B、S的大小之外，还与两者的夹角有关，所以无法确定b处的磁通量与a处的磁
通量的大小．
【答案】 B
4．如图225所示，放在条形磁铁磁场中的软铁棒被磁化后的极性如何
( ) 【导学号：18152046】
图225
A．C棒未被磁化
B．A棒左端为N极
C．B棒左端为S极
D．C棒左端为S极
【解析】根据条形磁铁周围的磁感线分布，铁棒被磁化后N极指向与该处的磁场方向一致．故选C.
【答案】 C
5.(多选)条形磁铁上部一小磁针平衡时N极指向如图226所示，假定磁铁内部也有一小磁针，平衡时如图所示，则下列说法正确的是( )
【导学号：31870017】
图226
A．磁铁c端是N极，d端是S极
B．磁铁c端是S极，d端是N极
C．小磁针a端是N极，b端是S极
D．小磁针a端是S极，b端是N极
【解析】小磁针静止时N极的指向即为该处的磁场方向，而条形磁铁外部磁感线方向是由N极指向S极，而内部是由S极指向N极，由小磁针静止时N极所指的方向可判定磁铁d端是N极，c端是S极；磁铁内部的小磁针，由内部磁场方向可判定，a端是S极，b端是N极．
【答案】BD
6．一个磁场的磁感线如图227所示，一个小磁针被放入磁场中，则小磁针将( )
图227
A．顺时针转动
B．向左移动
C．向右移动
D．逆时针转动
【解析】由磁感线的分布情况可知磁场方向水平向右，而小磁针静止时N极所指方向与磁场方向一致，故小磁针将顺时针转动，A对．
【答案】 A
7．如图228所示，条形磁铁的外面有一圆环，在条形磁铁从上到下运动穿过圆环的过程中，磁铁外面的圆环的磁通量的变化情况是( )
【导学号：18152047】
图228
A．不变B．先变大再变小
C．先变小再变大D．无法判断
【解析】磁铁靠近圆环的过程中穿过圆环的磁感线条数增多，远离圆环时，穿过圆环的磁感线条数减少，所以磁通量先增大后减小．
【答案】 B
8．将面积为0.5 m2的单匝线圈放在磁感应强度为2.0×10－2T的匀强磁场中，线圈平面垂直于磁场方向，如图229所示，那么穿过这个线圈的磁通量为
( )
图229
A．1.0×10－2Wb B．1.0 Wb
C．0.5×10－2Wb D．5×10－2Wb
【解析】Φ＝BS＝2.0×10－2×0.5 Wb＝1.0×10－2Wb.
【答案】 A
9．如图2210所示，S1与S2分别是半径为r1和r2的同心导体圆环，磁感应强度为B
的匀强磁场的方向与环面垂直，范围以S1为边界，则穿过环S1的磁通量为________，穿过环S2的磁通量为________．
图2210
【解析】有效面积均为S1，Φ1＝Φ2＝Bπr21.
【答案】Bπr21Bπr21
10．面积为0.5 m2的闭合导线环垂直于匀强磁场放置时，穿过环的磁通量为0.25 Wb，该磁场的磁感应强度为________T．当环面转至与磁场平行时，穿过环的磁通量为________Wb，磁场的磁感应强度为________T.
【解析】由Φ＝BS得B＝Φ
S
＝
0.25
0.5
T＝0.5 T，当环面与磁场平行时，没有磁感线穿
过环，此时磁通量Φ＝0，而磁感应强度与环放置无关，仍为0.5 T.
【答案】0.5 0 0.5
11．如图2211所示，匀强磁场中有一个框架平面与磁场垂直放置的矩形线圈面积为S，磁场磁感应强度为B，在它绕中心轴线转过180°的过程中，求该线圈磁通量的变化．
图2211
【解析】起始状态的磁通量Φ1＝BS.末态的磁通量大小Φ2＝BS，但初态是从正面穿入，末态则从反面穿出．若初态Φ1为负，则Φ2为正．所以ΔΦ＝Φ2－(－Φ1)＝BS－(－BS)＝2BS，而不是零．
【答案】2BS
12．如图2212所示，某一匀强磁场磁感应强度是B，方向沿z轴正向，其中AB＝a，BE＝b，EF＝c，求：
图2212
(1)穿过ABCD表面的磁通量；
(2)穿过CBEF表面的磁通量；
(3)穿过DAEF表面的磁通量. 【导学号：18152048】
【解析】(1)ABCD表面跟磁场方向平行，没有磁感线穿过，所以磁通量为0.
(2)CBEF表面跟磁场垂直，故磁通量Φ＝BS＝Bbc.
(3)穿过DAEF表面的磁感线条数与穿过CBEF表面的相等．
【答案】(1)0 (2)Bbc(3)Bbc。
2017-2018学年高中物理选修1-1学业分层测评：第2章 第
学业分层测评(五)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．以下关于地磁场的说法中不正确的是()A．地磁场是地球的盾牌，起着保护地球上的生命的作用B．地磁场的N极在地理北极附近，但不与北极重合C．极光现象与地球的磁场有关D．指南针只有在磁场类似于地球磁场的天体上才能正常工作【解析】宇宙中射向地球的高能粒子，由于地磁场的作用，大量粒子被偏转，人类和其他生命才得以延续，故A正确．地磁场的N极应在地理南极附近，B错误．极光现象是地磁场将射向地球的带电粒子偏转到地球的两极，带电粒子与大气相互作用而发出的光，C正确．指南针是利用地磁场对它的作用才实现指“南”的，故D正确．【答案】 B2．甲、乙两块条形磁铁异名磁极相互靠近，下列关于乙磁铁北极受力原因的说法正确的是()【导学号：18152040】A．甲的南极直接施力给乙的北极B．甲通过自己的磁场施力给乙的北极C．甲通过自己的磁场施力给乙的磁场D．以上说法均不对或不全面【解析】磁极之间的作用力实际上是磁极的周围产生的磁场对磁极的作用力，因此B正确．【答案】 B3．磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈．通过地面线圈与列车上的电磁体排斥力使列车悬浮起来．地面线圈上的极性与列车上的电磁体下极极性总保持()A．相同B．相反C．不能确定D．以上均不对【解析】磁悬浮列车要实现磁悬浮，地面线圈上的极性与列车上的电磁体下极极性总保持相同，A正确．【答案】 A4.如图2-1-2所示，a、b、c三根铁棒中有一根没有磁性，则这一根是()图2-1-2A．a B．bC．c D．都有可能【解析】由图知，b、c排斥，所以b、c一定有磁性，选A.【答案】 A5．(多选)下列说法正确的是()A．磁极与磁极间的相互作用是通过磁场产生的B．磁极周围存在磁场C．磁极与磁极间的作用不是通过磁场产生的D．磁场和电场是同一种物质【解析】磁极与磁极的相互作用，实质上是磁极在磁场中受到的力，所以选项A、B正确，选项C不正确．磁场和电场性质、本质不同，所以它们不是同一种物质，所以选项D不正确．【答案】AB6．把一条形磁铁从中间切断，则两截磁铁的两个断面间将()【导学号：18152041】A．互相吸引B．互相排斥C．不发生相互作用D．无法判断【解析】在任何一个磁体上，N极和S极总是成对出现的，切断后的每截磁铁都有N极和S极，而且两截磁铁的N极与S极相对，则互相吸引，故A对．【答案】 A7.(多选)如图2-1-3所示，甲、乙两个形状、外表、颜色都相同的铁棒，一根有磁性，一根没有磁性，下列说法正确的是()图2-1-3A．甲能吸住乙，甲有磁性B．甲能吸住乙，乙有磁性C．甲吸不住乙，乙有磁性D．甲吸不住乙，甲有磁性【解析】磁体两极磁性强，中间磁性弱，由此作出判断．【答案】AC8．(多选)关于地球的磁场，下列说法正确的是()【导学号：18152042】A．在地面上放置一个可自由转动的小磁针，静止时小磁针的南极指向地磁场的南极B．地磁场的南极在地理北极附近C．地球上任何地方的地磁场方向都是和地面平行的D．地球磁偏角的数值在地球上不同地点是不同的【解析】可自由转动的小磁针静止时南极指向地磁场的北极，A错误；地磁场的两极和地理两极是相反的，B正确；依据地磁场的空间分布，只有赤道上的磁场方向与地面平行，C错误；磁偏角是变化的，地磁两极的位置也是变化的，D正确．【答案】BD[能力提升]9．某人在A地时发现指南针指向偏向东南一些．而在B地时发现指南针又偏向西南一些，是指南针不灵了吗？请解释这种现象．【答案】不是．因为在地球上的不同位置，磁偏角不同，所以在不同的位置，指南针指向会有所不同10．在医院中，有一种仪器可以把病人吞下的金属物品取出．其结构是在一个有伸缩性的塑料管中放入用钢线固定着的活动永久磁铁，当仪器顶部接触金属物品时，医生将钢线从塑料管中缓慢拉出，再把塑料管拉出，就可以把金属物取出．(1)你能说出这种仪器的原理吗？(2)如果小孩不慎吞下的是易拉罐拉环或一个回形针，哪种物体可以用这种仪器取出来？【答案】(1)利用磁铁能吸引某些金属物品，如铁、钴、镍等(2)回形针11．一个没有标明南北极的小磁针，你能想办法判断它的磁极吗？(1)A同学用一个已知磁性的小磁针，立刻得出了结果．你知道他是怎样得出的吗？(2)B同学设计了这样一个方案：他将小磁针固定在小塑料盘中，然后放在水中．他的结论也是正确的，你能说出他利用了什么原理吗？【答案】(1)A同学利用磁体磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．与已知磁极的小磁针的N极相吸引的，一定是未知小磁针的S极，若与已知磁极的小磁针的S极相吸引，一定是未知小磁针的N极．(2)B同学利用了地磁场的影响，小磁针指地理南极的一端一定是小磁针的S 极，指地理北极的一端一定是小磁针的N极．12．磁带、磁卡、磁盘、磁信用卡等生活中的许多器具都利用了磁体的磁性，请你选择你最熟悉的器具，简述它是怎样利用磁体的磁性来工作的．【答案】以磁带为例，认识磁记录的原理：磁带为一具有磁性敷层的合成树脂长带，用于记录声音和影像．录制时，磁带通过一块电磁铁(录制头)产生的磁场随声音或影像信号而改变．当磁带上的磁性颗粒通过磁头时，变化的磁场会移动磁性颗粒，于是就“写入”了一串相关磁性变化的信息．当播放录制内容时，磁带再次通过相同的磁头，磁带上磁性颗粒的排列方式使通过磁头的电流与录制时的电流一致，如果破坏磁性粒子的排列方式，则可将所录制的内容清除掉．。
2017-2018学年高中物理必修2学业分层测评6 含答案 精
学业分层测评(六)(建议用时：45分钟)1．在“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验中，根据实验数据作出了如图所示的Wv图象，下列符合实际的是( )【导学号：45732037】【解析】根据实验探究知道W∝v2，故Wv图象应是开口向上的抛物线的一部分，故B对，A、C、D错．【答案】 B2．在“探究恒力做功与动能改变的关系”的实验中，小车运动中会受到阻力作用．这样，在小车沿木板滑行的过程中，除细线对其做功外，还有阻力做功，这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是使木板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法正确的是( )①木板只要稍微倾斜一下即可，没有什么严格的要求．②木板的倾斜角度在理论上应满足下面的条件：重力沿斜面的分力应等于小车受到的阻力③如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动，则木板的倾斜程度是满足要求的．④其实木板不倾斜，问题也不是很大，因为实验总存在误差．A．①②B．②③C．③④D．①④【解析】有两个标准可以验证木板是否满足实验要求：(1)小车的重力沿斜面的分力应等于小车自由运动时所受的阻力；(2)小车能在木板上做匀速直线运动．故B正确．【答案】 B3．(多选)某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”．如图6所示，他们将拉力传感器固定在小车上，用不可伸长的细线将小车通过一个定滑轮与砂桶相连，用拉力传感器记录小车受到的拉力的大小．在滑板边缘上的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B两点时的速度大小．实验过程中不必要的是( )图6A．平衡摩擦力B．测量A、B两速度传感器间的距离LC．测量砂及砂桶的总质量D．砂及砂桶的总质量远小于拉力传感器和小车的总质量【解析】为使小车所受的合力等于细线的拉力，必须平衡摩擦力；要测量拉力做的功，必须要测量A、B两速度传感器间的距离L；小车受到的拉力可由拉力传感器直接测出，无需测量砂及砂桶的总质量，也不需要考虑砂及砂桶的总质量远小于拉力传感器和小车的总质量．【答案】CD4．某实验小组的同学采用如图7甲所示的装置(实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面)用打点计时器得到一条纸带后，通过分析小车位移与速度变化的关系来研究合力对小车所做的功与速度变化的关系．图7乙是实验中得到的一条纸带，点O为纸带上的起始点，A、B、C是纸带上的三个连续的计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，用刻度尺测得A、B、C到O的距离如图7乙所示．已知所用交变电源的频率为50 Hz，则：甲乙图7(1)打B点时，小车的瞬时速度v B＝________m/s.(结果保留两位有效数字)(2)实验中，该小组的同学画出小车位移l与速度v的关系图象如图8所示．根据该图线形状，某同学对W 与v 的关系作出的猜想，肯定不正确的是______．(填写选项字母代号)图8A ．W ∝v 2B ．W ∝vC ．W ∝1vD ．W ∝v 3(3)本实验中，若钩码下落高度为h 1时合力对小车所做的功为W 0，则当钩码下落h 2时，合力对小车所做的功为________．(用h 1、h 2、W 0表示)【解析】 (1)v B ＝l AC2T＝－－22×0.1m/s＝0.80 m/s.(2)由题图知，位移与速度的关系图象很像抛物线，所以可能l ∝v 2或l ∝v 3，又因为W ＝Fl ，F 恒定不变，故W ∝v 2或W ∝v 3，A 、D 正确，B 、C 错误．(3)设合力为F ，由W 0＝Fh 1，得F ＝W 0h 1，所以当钩码下落h 2时W ＝Fh 2＝h 2h 1W 0. 【答案】 (1)0.80 (2)BC (3)h 2h 1W 05．用如图9甲所示的装置进行“探究动能定理”的实验，实验时测得小车的质量为m ，木板的倾角为θ.实验过程中，选出一条比较清晰的纸带，用直尺测得各点与A 点间的距离如图乙所示．已知打点计时器打点的周期为T ，重力加速度为g ，小车与斜面间的摩擦力忽略不计，那么打D 点时小车的瞬时速度为________；取纸带上的BD 段进行研究，合外力做的功为________，小车动能的改变量为________.【导学号：45732038】甲 乙图9【解析】 小车匀加速下滑，根据v t 2＝v t ，得v D ＝d 4－d 22T，小车与斜面间摩擦可忽略不计，F 合＝mg sin θ，所以合外力做的功为mg (d 3－d 1)sin θ，小车动能的改变量为12mv 2D －12mv 2B ＝m d 4－d 228T2－md 228T 2＝md 4d 4－2d 28T2. 【答案】d 4－d 22T mg (d 3－d 1)sin θ md 4d 4－2d 28T26．在探究动能定理的实验中，将小车放在一端有滑轮的长木板上，让纸带穿过打点计时器，一端固定在小车上．实验中平衡摩擦力后，小车的另一端用细线挂钩码，细线绕过固定在长木板上的定滑轮，线的拉力大小就等于钩码的重力，这样就可以研究拉力做功和小车动能的关系．已知所挂钩码的质量m ＝1.0×10－2kg ，小车的质量m 0＝8.5×10－2kg(g 取10 m/s 2)．(1)若实验中打点纸带如图10所示，打点时间间隔为0.02 s ，每三个计时点取一个计数点，O 点是打点起点，则打B 点时，小车的速度v B ＝______m/s ，小车的动能E k B ＝________J ．从钩码开始下落至B 点，拉力所做的功是________J ，因此可得出的结论是________．图10(2)根据纸带算出相关各点的速度v ，量出小车运动距离s ，则以v 22为纵轴，以s 为横轴画出的图线应是________，图线的斜率表示____________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________.A B C D【解析】 (1)因为小车做匀加速运动，由平均速度公式得v B ＝0.031 4－0.007 82×0.06m/s≈0.2 m/s.小车的动能E k B ＝12m 0v 2B ＝1.7×10－3J.拉力做的功W＝Ts＝mgs OB＝1.76×10－3 J.结论：在实验误差允许范围内，拉力所做的功等于物体动能的增加．(2)画出的图线为C项图所示，图线的斜率表示小车的加速度a. 【答案】见解析。
2017-2018学年高二物理学业分层测评：第2章 1 电流的磁场
学业分层测评(四)(建议用时：45分钟)1．下列说法中错误的是( )A．磁场是一种看不见、摸不着的物质B．磁极间的相互作用是通过磁场进行的C．磁铁吸引铁钉、铁屑的作用是通过磁场进行的D．磁场只存在于磁铁内部【解析】 磁场是磁体周围存在的一种物质．磁极间相互作用就是通过磁场进行的，A、B、C均正确，磁场在磁铁内外部都存在，D错误．故选D.【答案】 D2．(多选)关于磁场，下列说法正确的是( )A．磁场的基本性质是对放入其中的磁体和电流有力的作用B．磁场看不见、摸不着，实际不存在，而是人们假想出来的一种物质C．磁场是客观存在的一种特殊的物质形态D．磁场的存在与否取决于人的思想，想其有则有，想其无则无【解析】 由磁场的定义和磁体或电流周围存在一种特殊物质，可以对其中的磁体和电流有力的作用，这种特殊物质为磁场，故选项A、C正确．【答案】 AC3．在导线周围放置些小磁针，关于奥斯特的发现，下列说法错误的是( )A．当导线中有电流并与小磁针平行放置时，小磁针的方向会发生偏转B．当导线中电流方向发生改变时，小磁针的指向也会发生改变C．小磁针方向发生改变说明电流能够产生磁场，使人们认识到电和磁之间存在着联系D．小磁针方向发生偏转是因为地球对小磁针的磁力在改变【解析】 奥斯特实验的结果是，当导线中有电流并与小磁针平行放置时，小磁针的方向会发生偏转，并不是因为地球对小磁针的磁力在改变，A、B、C正确，D错误．【答案】 D4.(多选)一束带电粒子在水平方向沿虚线飞过磁针正上方，并与磁针方向平行，能使磁针S极转向读者，那么这束带电粒子可能是( )【导学号：18792015】图219A．向右飞的正粒子 B．向左飞的负粒子C．向右飞的负粒子D．向左飞的正粒子【解析】 带电粒子在水平方向沿虚线方向飞过小磁针的正上方，并与磁针方向平行，S极转向读者，则可知电流在小磁针所在处产生的磁场是垂直纸面向里的，依据安培定则可判断，电流方向水平向右．因此，如果这束带电粒子是正粒子，则向右飞行；如果是负粒子则向左飞行．所以AB正确．【答案】 AB5．(多选)如图2110所示是几种常见磁场的磁感线分布示意图，下列说法正确的是( )图2110A．(a)图中a端是磁铁的S极，b端是磁铁的N极B．(a)图中a端是磁铁的N极，b端是磁铁的S极C．(b)图是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是N极．d端是S极D．(b)图是两异名磁极的磁感线分布示意图，c端是S极，d端是N极【解析】 题图(a)是条形磁铁外部磁感线分布示意图，外部磁场的磁感线是从磁铁的N极出来，进入磁铁的S极，故A正确，B错误．题图(b)是两异名磁极间的磁感线分布示意图，磁感线仍然是从N极出来，进入磁铁的S极，故C错误，D正确．【答案】 AD6.磁感线分布如图2111，下列说法正确的是( )图2111A．A处磁场最强B．B处磁场最强C．C处无磁场D．以上说法都不对【解析】 磁感线密处磁场强，无磁感线处同样存在磁场．【答案】 A7．我国古代所用的导航工具罗盘的工作原理是( )A．同名磁极相斥，异名磁极相吸B．磁场的方向为小磁针静止时北极的受力方向C．磁体的磁场磁极处最强D．磁感线是闭合的曲线【解析】 地球是个大磁体，并且地理北极与地磁南极基本重合，罗盘相当于小磁针，当罗盘静止时，在地磁场的作用下其N极指北．所以选项B正确．【答案】 B8.如图2112所示为磁场、磁场作用力演示仪中的亥姆霍兹线圈，在线圈中心处挂上一个小磁针，且与线圈在同一平面内，则当亥姆霍兹线圈中通以如图所示方向的电流时，则( )图2112A．小磁针N极向里转B．小磁针N极向外转C．小磁针在纸面内向左摆动D．小磁针在纸面内向右摆动【解析】 由安培定则可知，螺线管内部的磁感线向里，小磁针N极的受力方向即为该处的磁场方向．【答案】 A9.通电螺线管内有一在磁场力作用下处于静止的小磁针，磁针指向如图2113所示，则( )图2113A．螺线管的P端为N极，a接电源的正极B．螺线管的P端为N极，a接电源的负极C．螺线管的P端为S极，a接电源的正极D．螺线管的P端为S极，a接电源的负极【解析】 由小磁针静止时N极指向可判定螺线管内部磁场方向由Q指向P，由安培定则可判定P端为N极，电流由b流入螺线管，即b接电源正极，a接负极，故B项正确．【答案】 B10．磁铁的磁性变弱，需要充磁．充磁的方式有两种，如图2114(甲)是将条形磁铁穿在通电螺线管中，(乙)图是将条形磁铁夹在电磁铁之间，a、b和c、d接直流电源．下列接线正确的是( )【导学号：18792016】图2114A．a接电源正极，b接电源负极，c接电源正极，d接电源负极B．a接电源正极，b接电源负极，c接电源负极，d接电源正极C．a接电源负极，b接电源正极，c接电源正极，d接电源负极D．a接电源负极，b接电源正极，c接电源负极，d接电源正极【解析】 充磁时应该使螺线管产生的磁场与磁铁的磁场方向一致，注意通电螺线管内部和外部磁感线的方向特点，根据安培定则可以判断a、d接电源正极，b、c接电源负极，所以B正确．【答案】 B11．(多选)以下情况中能比较正确地反映奥斯特实验结果的是( )A．电流由南向北时，其下方的小磁针N极偏向东边B．电流由东向西时，其下方的小磁针N极偏向南边C．电流由南向北时，其下方的小磁针N极偏向西边D．电流由东向西时，其下方的小磁针N极偏向北边【解析】 电流沿南北方向时，其下方小磁针才沿东西方向，没有电流或电流由西向东时其下方小磁针都沿南北方向，电流由东向西时，由安培定则可判断其下方向的小磁针N极偏向南方．故B、C正确．【答案】 BC12．如图2115所示，带负电的金属环绕轴OO′以角速度ω匀速旋转，在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是( )【导学号：18792017】图2115A．N极竖直向上 B．N极竖直向下C．N极沿轴线向左D．N极沿轴线向右【解析】 沿OO′方向看，金属环顺时针转动，因带负电，负电荷顺时针转动，等效电流的方向为逆时针，由安培定则知过圆心的磁感线从O′指向O，所以小磁针最后N极沿轴线向左，选项C正确．【答案】 C13．若地磁场是由地球表面带电产生的，则地球表面带电情况为( )A．正电B．负电C．南半球为正电，北半球为负电D．无法确定【解析】 假定地磁场是由环形电流形成的，由于地磁场的N极在地理南极附近，则由安培定则可知，环形电流的方向为由东向西．但由于地球的自转方向为自西向东，所以要想形成由东向西的环形电流，则地球表面必须带负电．【答案】 B14.(多选)如图2116所示是云层之间闪电的模拟图，图中A、B是位于南、北方向带有电荷的两块雷雨云，在放电的过程中，两云的尖端之间形成了一个放电通道，发现位于通道正上方的小磁针N极转向纸里，S极转向纸外，则关于A、B的带电情况说法中，正确的是( )图2116A．带同种电荷 B．带异种电荷C．B带正电D．A带正电【解析】 云层间的闪电必须发生在异种电荷之间，且放电过程中在放电通道上形成等效电流．由于闪电必须发生在异种电荷之间，故选项A错误，选项B正确．由题意知，放电过程相当于有电流从小磁针的下方通过，由小磁针N极转向纸里可知，小磁针所在处的磁场方向指向纸里，由于该位置在等效电流上方，故由安培定则可知电流方向由A→B，则A带正电，B带负电，即选项D正确．因此四种说法中正确的是选项B、D.【答案】 BD。
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学年高中物理必修2学业分层测评19 含答案 精
学业分层测评(十九) (建议用时：45分钟)1．关于开普勒行星运动的公式r 3T2＝k ，以下理解正确的是( )【导学号：45732151】A ．k 是一个与行星有关的量B ．行星轨道的半长轴越长，自转周期越长C ．行星轨道的半长轴越长，公转周期越长D ．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R 地，周期为T 地；月球绕地球运转轨道的半长轴为R 月，周期为T 月，则R 3地T 2地＝R 3月T 2月【解析】 r 3T 2＝k 中k 是一个与行星无关的量，它是由太阳质量所决定的一个恒量，A错误；T 是公转周期，B 错误，C 正确；r 3T2＝k 是指围绕太阳的行星的周期与轨道半径的关系，D 错误．【答案】 C2．关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是( ) A ．不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力 B ．只有能看作质点的两物体间的引力才能用F ＝G m 1m 2r 2计算 C ．由F ＝Gm 1m 2r 知，两物体间距离r 减小时，它们之间的引力增大 D ．万有引力只存在于质量大的天体之间【解析】 任何物体间都存在相互作用的引力，故称为万有引力，A 、D 错；两个质量均匀的球体间的万有引力也能用F ＝Gm 1m 2r 2来计算，B 错；物体间的万有引力与它们距离r 的二次方成反比，故r 减小，它们间的引力增大，C 正确．【答案】 C3．宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m ，距地面高度为h ，地球质量为M ，半径为R ，引力常量为G ，则飞船所在处的重力加速度大小为 ( )【导学号：45732152】A ．0B.GMR ＋h2C.GMm R ＋h2 D.GM h 2【解析】 根据G Mm R ＋h2＝mg ′，得g ′＝GM R ＋h2，B 正确．【答案】 B4．两球表面间的距离为r ，两球的质量分布均匀，质量分别为m 1、m 2，两球的半径分别为r 1、r 2，则两球间的万有引力大小为( )A ．G m 1m 2r 2B ．G m 1m 2r 21C ．Gm 1m 2r 1＋r 22D ．Gm 1m 2r 1＋r 2＋r2【解析】 计算两均匀球体间的万有引力时，公式F ＝G Mm r2中的r 为两球球心之间的距离，所以两球间的万有引力F ＝Gm 1m 2r 1＋r 2＋r2，选项D 正确．【答案】 D5．某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F ，为使此物体受到的引力减小到F4，应把此物体置于距地面的高度为(R 指地球半径)( )【导学号：45732153】A ．RB ．2RC ．4RD ．8R 【解析】 万有引力公式F ＝Gm 1m 2r 2，其中r 表示该物体到地球球心之间的距离，为使此物体受到的引力减小到F4，应把此物体置于距地面的高度为R 处，使物体到地球球心的距离变成原来的2倍，故选A.【答案】 A6．地球质量大约是月球质量的81倍，在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为( )A ．1∶27B ．1∶9C ．1∶3D ．9∶1【解析】 根据F ＝G m 1m 2r 2，由于引力相等即G M 地·m r 2地＝G M 月·m r 2月，所以r 月r 地＝M 月M 地＝181＝19，故选项B 正确． 【答案】 B7．“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星．若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期为T ，已知引力常量为G ，半径为R 的球体体积公式V ＝43πR 3，则可估算月球的( )A ．密度B ．质量C ．半径D ．自转周期【解析】 由万有引力提供向心力有G Mm r 2＝m 4π2T2r ，由于在月球表面轨道有r ＝R ，由球体体积公式V ＝43πR 3联立解得月球的密度ρ＝3πGT2，A 正确．【答案】 A8．为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M .已知地球的半径R ＝6.4×106m ，地球的质量m ＝6×1024kg ，日地中心的距离r ＝1.5×1011m ，地球表面的重力加速度g 取10 m/s 2,1年约为3.2×107s ，试估算目前太阳的质量M .(保留一位有效数字，引力常数未知)【导学号：45732154】【解析】 设T 为地球绕太阳运行的周期，则由万有引力定律和动力学知识得：G Mm r 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r ①对地球表面的物体m ′，有m ′g ＝Gmm ′R 2② 联立①②两式得M ＝4π2mr3gR 2T2，代入数据得M ＝2.0×1030 kg.【答案】 2.0×1030kg9．设地球表面重力加速度为g 0，物体在距离地心4R (R 是地球的半径)处，由于地球的作用而产生的加速度为g ，则g /g 0为( )A ．1B ．1/9C ．1/4D ．1/16【解析】 地球表面处的重力加速度和在离地心4R 处的加速度均由地球对物体的万有引力产生，所以有：地面上：G mM R2＝mg 0 ①离地心4R 处：G mM R2＝mg ②由①②两式得g g 0＝116.故选D. 【答案】 D10．假设地球可视为质量均匀分布的球体．已知地球表面重力加速度在两极的大小为g 0，在赤道的大小为g ；地球自转的周期为T ，引力常量为G .地球的密度为( )A.3πg 0－gGT 2g 0B.3πg 0GT 2g 0－gC.3πGT2D.3πg 0GT 2g【解析】 物体在地球的两极时，mg 0＝G Mm R2，物体在赤道上时，mg ＋m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2R ＝G Mm R 2，以上两式联立解得地球的密度ρ＝3πg 0GT 2g 0－g.故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．【答案】 B11．一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的行星，并进入该行星表面的圆形轨道，宇航员进行预定的考察工作．宇航员能不能仅用一只表通过测定时间来测定该行星的密度？如果可以，请说明理由并给出推导过程.【导学号：45732155】【解析】 使宇宙飞船靠近行星表面做匀速圆周运动，其轨道半径r 近似等于行星自身的半径R ，即r ＝R设行星质量为M ，宇宙飞船质量为m ，若测出飞船运行的周期为T ，则有GMm r 2＝mr ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2联立解得M ＝4π2R 3GT2又行星的体积V ＝43πR 3所以ρ＝M V＝3πGT2即宇航员只需测出T 就能求出行星的密度． 【答案】 见解析12．宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t 小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t 小球落回原处．(取地球表面重力加速度g ＝10 m/s 2，空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g ′的大小； (2)已知该星球的半径与地球半径之比为R 星R 地＝14，求该星球的质量与地球质量之比M 星M 地. 【解析】 (1)在地球表面以一定的初速度v 0竖直上抛一小球，经过时间t 小球落回原处，根据运动学公式可有t ＝2v 0g.同理，在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，经过时间5t 小球落回原处，则5t ＝2v 0g ′根据以上两式，解得g ′＝15g ＝2 m/s 2.(2)在天体表面时，物体的重力近似等于万有引力，即mg ＝GMm R 2，所以M ＝gR 2G由此可得，M 星M 地＝g 星g 地·R 2星R 2地＝15×142＝180.【答案】 (1)2 m/s 2(2)1∶80。
2017-2018学年高中物理(二)学业分层测评：重点强化卷2 万有引力定律的应用含答案
重点强化卷（二) 万有引力定律的应用一、选择题1．两个密度均匀的球体,相距r,它们之间的万有引力为10－8N,若它们的质量、距离都增加为原来的2倍，则它们间的万有引力为（）A．10－8N B．0。
25×10－8 NC．4×10－8N D．10－4N【解析】原来的万有引力为:F＝G错误!后来变为：F′＝G错误!＝G错误!即:F′＝F＝10－8N，故选项A正确．【答案】A2．牛顿在建立万有引力定律的过程中，对苹果落地现象曾产生过无尽的遐想；已知地球的半径为6.4×106m,地球自转的角速度为7.27×105 rad/s，地球表面的重力加速度为9。
8 m/s2，在地球表面发射卫星的第一宇宙速度为7.9×103m/s，第三宇宙速度为16.7×103 m/s，月地中心间距离为3.84×108m．假设地球上有一棵苹果树长到了月球那么高，则当苹果脱离苹果树后，将（）A．落回地面B．成为地球的同步“苹果卫星”C．在月球所在的轨道上绕地球运动D．飞向茫茫宇宙【解析】将月球位置的苹果在随地球转运的过程中与地球的同步卫星进行比较，很显然，那个位置下的苹果的线速度会大于同步卫星的线速度，所以,当苹果脱离时万有引力不足以提供向心力，苹果会做离心运动,故会飞向宇宙．【答案】D3．关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下述说法正确的是（）A．已知它的质量是1.24 t，若将它的质量增为2。
84 t,其同步轨道半径将变为原来的2倍B．它的运行速度大于7.9 km/sC．它可以绕过北京的正上方，所以我国能利用它进行电视转播D．它距地面的高度约为地球半径的5倍，故它的向心加速度约为其下方地面上物体的重力加速度的错误!【解析】同步卫星的轨道半径是固定的，与质量大小无关,A 错误;7.9 km/s是人造卫星的最小发射速度,同时也是卫星的最大环绕速度,卫星的轨道半径越大，其线速度越小．同步卫星距地面很高，故其运行速度小于7.9 km/s，B错误；同步卫星只能在赤道的正上方，C错误；由G错误!＝ma n可得，同步卫星的加速度a n＝G错误!＝G错误!＝错误!G错误!＝错误!g，故选项D正确．【答案】D4．如图1所示,在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动，某一时刻它们恰好在同一直线上，下列说法中正确的是（）图1A．根据v＝错误!可知,运行速度满足v A>v B>v CB．运转角速度满足ωA〉ωB〉ωCC．向心加速度满足a A<a B<a CD．运动一周后,A最先回到图示位置【解析】由G错误!＝m错误!得，v＝错误!,r大，则v小，故v A〈v B<v C,A 错误；由G错误!＝mω2r得，ω＝错误!，r大,则ω小，故ωA〈ωB<ωC,B错误；由G错误!＝ma得,a＝错误!，r大，则a小,故a A〈a B<a C,C正确；由G错误!＝m错误!r得,T＝2π错误!,r大,则T大，故T A〉T B>T C,因此运动一周后，C最先回到图示位置，D错误．【答案】C5．（多选)据英国《卫报》网站2015年1月6日报道,在太阳系之外，科学家发现了一颗最适宜人类居住的类地行星，绕恒星橙矮星运行，命名为“开普勒438b”．假设该行星与地球绕恒星均做匀速圆周运动，其运行的周期为地球运行周期的p倍，橙矮星的质量为太阳的q倍．则该行星与地球的( ）A．轨道半径之比为错误!B．轨道半径之比为错误!C．线速度之比为错误!D．线速度之比为错误!【解析】行星公转的向心力由万有引力提供，根据牛顿第二定律,有G错误!＝m错误!R,解得：R＝错误!，该行星与地球绕恒星均做匀速圆周运动，其运行的周期为地球运行周期的p倍,橙矮星的质量为太阳的q倍，故：错误!＝错误!＝错误!，故A正确，B错误；根据v＝错误!，有:错误!＝错误!·错误!＝错误!·错误!＝错误!，故C正确,D错误．【答案】AC6．银河系的恒星中大约四分之一是双星．某双星由质量不等的星体S1和S2构成,两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动．由天文观测得其周期为T，S1到C点的距离为r1,S1和S2的距离为r,已知万有引力常量为G.由此可求出S2的质量为（）A。
2017-2018学年高中物理必修2学业分层测评20 含答案 精
学业分层测评(二十) (建议用时：45分钟)1．(多选)下列说法正确的是( )A ．第一宇宙速度是从地面上发射人造地球卫星的最小发射速度B ．第一宇宙速度是在地球表面附近环绕地球运转的卫星的最大速度C ．第一宇宙速度是同步卫星的环绕速度D ．卫星从地面发射时的发射速度越大，则卫星距离地面的高度就越大，其环绕速度则可能大于第一宇宙速度【解析】 第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球运转的最大速度，离地越高，卫星绕地球运转的速度越小．【答案】 AB2．(多选)火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆．已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比( )【导学号：45732158】A ．火卫一距火星表面较近B ．火卫二的角速度较大C ．火卫一的运动速度较大D ．火卫二的向心加速度较大【解析】 由GMm r ＝ma ＝mv 2r ＝m 4π2T r 得：a ＝GMr，v ＝GMr ，r ＝3GMT 24π2，则T 大时，r 大，a 小，v 小，且由ω＝2πT知T 大，ω小，故正确选项为A 、C.【答案】 AC3．(多选)在圆轨道上质量为m 的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球的半径R ，地球表面的重力加速度为g ，则( )A ．卫星运动的线速度为2RgB ．卫星运动的周期为4π2RgC ．卫星的向心加速度为12gD ．卫星的角速度为12g 2R【解析】 万有引力提供向心力，有GMmR ＋R2＝m v 22R又g ＝GMR 2，故v ＝GM 2R＝gR2，A 错；T ＝2π×2R v＝4πR 2gR＝4π2Rg ，B 对；a ＝v 2r＝v 22R ＝g 4，C 错；ω＝2πT ＝12g2R，D 对． 【答案】 BD4．在某星球表面以初速度v 竖直上抛一个物体，物体上升的高度为H ，已知该星球直径为D .如果要在该星球发射一颗卫星，其发射的最小速度为( )A.v2HD B.v2D H C ．v H DD ．vD H【解析】 物体竖直上抛后做匀减速运动，有v 2＝2gH ，发射卫星的最小速度就是表面附近卫星的环绕速度，万有引力提供向心力有：mg ＝m v 21D 2，联立两式得：v 1＝v 2DH，故B 正确，A 、C 、D 错误．【答案】 B5. (多选)图529中的圆a 、b 、c 的圆心均在地球的自转轴线上．b 、c 的圆心与地心重合，对卫星环绕地球做匀速圆周运动而言( )【导学号：45732159】图529A ．卫星的轨道可能为aB ．卫星的轨道可能为bC ．卫星的轨道可能为cD ．同步卫星的轨道只能为b【解析】 卫星轨道的中心必须与地心重合，且同步卫星的轨道必须在赤道平面内． 【答案】 BCD6．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，它( )A ．可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同值B ．可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的C ．只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值D ．只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的【解析】 同步卫星的轨道在赤道正上方，且线速度、角速度、向心加速度、周期和离地高度都是一定的．故选D.【答案】 D7.如图5210所示，飞船从轨道1变轨至轨道2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的( )图5210A ．动能大B ．向心加速度大C ．运行周期大D ．角速度大【解析】 由万有引力定律及向心力公式得G mM r 2＝ma ＝m v 2r ＝mr ω2＝mr 4π2T2，由题意知r 2＞r 1，由此可知E k ＝12mv 2＝GmM 2r ，则E k2＜E k1，A 错；a ＝GMr 2，则a 2＜a 1，B 错；ω＝GMr 3，则ω2＜ω1，D 错；T ＝2πω，则T 2＞T 1，C 对．【答案】 C8．已知地球的半径是6.4×106m ，地球的自转周期是24 h ，地球的质量是5.98×1024kg ，引力常量G ＝6.67×10－11N·m 2/kg 2，若要发射一颗地球同步卫星，试求：(1)地球同步卫星的轨道半径r ；(2)地球同步卫星的环绕速度v ，并与第一宇宙速度比较大小关系． 【解析】 (1)根据万有引力提供向心力得 GMm r 2＝m ω2r ，ω＝2πT ，则r ＝3GMT 24π2＝ 3 6.67×10－11×5.98×102424×3.142m≈4.2×107m.(2)根据GMm r 2＝m v 2r 得：v ＝GM r＝ 6.67×10－11×5.98×10244.2×107m/s≈3.1×103m/s ＝3.1 km/s<7.9 km/s.【答案】 (1)4.2×107m (2)3.1×103m/s 小于第一宇宙速度9．(多选)已知地球质量为M ，半径为R ，自转周期为T ，地球同步卫星质量为m ，引力常量为G .有关同步卫星，下列表述正确的是( )【导学号：45732160】A ．卫星距地面的高度为3GMT 24π2B ．卫星的运行速度小于第一宇宙速度C ．卫星运行时受到的向心力大小为G Mm R2D ．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度【解析】 根据万有引力提供向心力，GMmH ＋R2＝m4π2T 2(H ＋R )，卫星距地面的高度为H ＝3GMT 24π2－R ，A 错；根据G MmH ＋R 2＝mv 2H ＋R，可得卫星的运行速度v ＝GMH ＋R，而第一宇宙速度为GM R ，故B 对；卫星运行时受到的向心力大小为F 向＝G Mm H ＋R2，C 错；根据GMmH ＋R2＝ma 向，可得卫星运行的向心加速度为a 向＝G M H ＋R2，而地球表面的重力加速度为g ＝G MR2，D 对．【答案】 BD10．我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接(如图5211所示)．假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是( )图5211A ．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B ．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C ．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D ．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接【解析】 飞船在同一轨道上加速追赶空间实验室时，速度增大，所需向心力大于万有引力，飞船将做离心运动，不能实现与空间实验室的对接，选项A 错误；同理，空间实验室在同一轨道上减速等待飞船时，速度减小，所需向心力小于万有引力，空间实验室做近心运动，也不能实现对接，选项B 错误；当飞船在比空间实验室半径小的轨道上加速时，飞船做离心运动，逐渐靠近空间实验室，可实现对接，选项C 正确；当飞船在比空间实验室半径小的轨道上减速时，飞船将做近心运动，远离空间实验室，不能实现对接，选项D 错误．【答案】 C11．航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A 点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B 为轨道Ⅱ上的一点，如图5212所示，关于航天飞机的运动，下列说法中不正确的是( )图5212A ．在轨道Ⅱ上经过A 的速度小于经过B 的速度B ．在轨道Ⅱ上经过A 的动能小于在轨道Ⅰ上经过A 的动能C ．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D ．在轨道Ⅱ上经过A 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A 的加速度【解析】 根据开普勒第二定律知，航天飞机在椭圆轨道上运动时，在近地点的速度大于在远地点的速度，A 对；由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ要减速才能实现，B 正确；由开普勒第三定律可知，R 3T2＝k ，由题图知R Ⅰ＞R Ⅱ，所以有T Ⅰ＞T Ⅱ，C 正确；航天飞机在A 点受到的万有引力相等，所以其加速度也是相等的，D 错误．【答案】 D12．已知地球半径为R ，地球表面重力加速度为g ，不考虑地球自转的影响．若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h ，求：【导学号：45732161】(1)卫星的向心加速度； (2)卫星的运行周期T .【解析】 (1)设卫星的质量为m ，地球的质量为M ，地球表面处物体质量为m ′在地球表面附近满足G Mm ′R 2＝m ′g ①则GM ＝R 2g②卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力GMm R ＋h2＝ma③解得a ＝R 2R ＋h2g .(2)结合②式卫星受到的万有引力为F ＝GMmR ＋h 2＝mgR 2R ＋h2④由牛顿第二定律得F ＝m4π2T 2(R ＋h ) ⑤④⑤式联立解得T ＝2πRR ＋h 3g.【答案】 (1)R 2R ＋h2g (2)2πRR ＋h 3g。
2017-2018学年高中物理选修1-1学业分层测评：第2章 第3节 磁场对通电导线的作用 学业分层测评 含答案 精品
学业分层测评(建议用时：45分钟)1．(多选)下列各项所示为通电直导线置于匀强磁场中的不同方式，其中导线能受到安培力作用的是( )【导学号：46852151】【解析】由于BD所示的电流方向与磁场方向平行，故不受安培力，A、C所示电流方向与磁场方向垂直，受安培力作用，故选项A、C正确．【答案】AC2．为了简化安培的实验，我们可以用如图234所示的装置探究影响安培力方向的因素．实验中如果发现导体棒被推出磁铁外，则此时磁铁的磁极和电流方向可能是( )图234A．磁铁N极在上，电流方向A→BB．磁铁N极在上，电流方向B→AC．磁铁S极在上，电流方向B→AD．以上三种情况都有可能【解析】根据左手定则判断可知选项B正确．【答案】 B3．(多选)有关磁感应强度的方向，下列说法正确的是( )【导学号：46852152】A．B的方向就是小磁针N极所指的方向B．B的方向与小磁针N极的受力方向一致C．B的方向就是通电导线受安培力的方向D．B的方向就是该处磁场的方向【解析】磁场的方向就是磁感应强度的方向，规定为小磁针静止时N极所指的方向或小磁针N极的受力方向，它与通电导线所受安培力的方向是垂直的．4．在如图所示的匀强磁场中，已经标出了电流I和磁场B以及磁场对电流作用力F三者的方向，其中错误的是( )【导学号：46852153】【解析】根据左手定则可知选项A、B、D对；C选项中的电流与磁场方向平行，所以不受磁场力，所以C选项错．【答案】 C5．(多选)下列说法正确的是( )【导学号：46852154】A．若某电荷在某处不受到电场力作用，则该处电场强度为零B．若一小段通电导线在某处不受到磁场力作用，则该处磁感应强度一定为零C．电场中某点的电场强度，在数值上等于一个电荷在该点受到的电场力与电荷电量的比值D．磁场中某点的磁感应强度，在数值上等于一小段通电导线放在该点时受到的磁场力与该小段导线的长度和电流的乘积的比值【解析】磁场不同于电场如通电导线与磁场平行，则安培力为零，选项B错，选项A正确；由电场强度的定义可知选项C正确；由在导线与磁场垂直时才有B＝FIL，故选项D错．【答案】AC6．下列关于磁感应强度大小的说法正确的是( )【导学号：46852155】A．通电直导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大B．通电直导线在磁感应强度大的地方受力一定大C．放在匀强磁场中各处的通电直导线，受力大小和方向处处相同D．磁感应强度的大小和方向跟放在磁场中的通电直导线受力的大小和方向无关【解析】因为磁场中某点的磁感应强度的大小和方向由磁场本身决定，与通电直导线的受力及方向都无关，所以选项A错，选项D正确；因为通电直导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电直导线的取向有关，故选项B错；对选项C虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的(导线与磁场方向垂直时受磁场力最大，与磁场方向平行时受磁场力为零)，而选项C中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以选项C错．7．一段通电直导线平行于磁场方向放入匀强磁场中，如图235所示，导线上电流方向由左指向右．当导线以其中点O为轴转过90°的过程中，导线受到的安培力( )【导学号：46852156】图235A．大小不变，方向不变B．由零增至最大，方向时刻变C．由最大减小至零，方向不变D．由零增至最大，方向不变【解析】导线转动前，电流方向与磁感线方向相同，导线不受安培力；当导线转过一个小角度，电流与磁感线不再平行，于是导线受到安培力；当导线转过90°时，电流与磁感线垂直，此时导线受的安培力最大．用左手定则可以判断安培力的方向垂直于电流方向和磁场方向确定的平面，故始终不变．所以选项D正确．【答案】 D8．如图236所示，两金属导轨平行放置，处于同一水平面内，匀强磁场垂直于导轨平面向下，导轨间接有电源．现垂直于导轨固定一电阻为r的金属棒MN，金属棒与导轨接触良好，接通电源后( )【导学号：46852157】图236A．金属棒受到向左的安培力作用B．金属棒受到向右的安培力作用C．若换用更粗的同种材料的金属棒，安培力将减小D．若换用更粗的同种材料的金属棒，安培力大小不变【解析】根据左手定则可知选项A正确，选项B错；若换更粗的同种金属材料电阻减小电流增大，由F＝BIL可知安培力增大，选项C、D错．【答案】 A9．在匀强磁场中放置一条直导线，导线的方向与磁场方向垂直．下面四幅图象描绘了导线所受安培力大小F与通过导线电流I的关系．其中正确的是( )【导学号：46852158】【解析】由F＝BIL可知，在匀强磁场中F与I成正比，选项C正确．【答案】 C10．(多选)一根通有电流I的水平直铜棒用两条等长的软导线挂在如图237所示的匀强磁场中，此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力．欲使悬线中张力为零，可采用的方法有( )【导学号：46852159】图237A．适当增大电流，方向不变B．适当减小电流，并使它反向C．电流大小、方向不变，适当增强磁场D．使原电流反向，并适当减弱磁场【解析】由左手定则可知，导线受到向上的安培力，则欲使悬线中张力为零，可适当增强磁场或增大电流．【答案】AC11．如图238所示，在倾角为θ的光滑斜面上，垂直纸面水平放置一根长为L，质量为m的通电直导线，电流I方向垂直纸面向里，欲使导线静止于斜面上，则外加磁场的磁感应强度的最小值是多少？方向向哪？【导学号：46852160】图238【解析】当磁场方向垂直斜面向下，则安培力方向沿斜面向上，此时对应的磁感应强度最小．受力分析如图所示．当安培力等于重力沿斜面向下的分力时，导线平衡mg sin θ＝BIL ，B ＝mg sin θIL.【答案】 B ＝mg sin θIL，方向垂直斜面向下 12．如图239所示，一段长为1 m 、质量为2 kg 的通电导体棒悬挂于天花板上．现加一垂直纸面向外的匀强磁场，当通入I ＝2 A 的电流时悬线的张力恰好为零．(g 取10 m/s 2)求：图239(1)所加匀强磁场的磁感应强度B 的大小；(2)如果电流方向不变，通入的电流大小变为1 A 时，磁感应强度的大小为多少？此时悬线拉力又为多少？【导学号：46852161】【解析】 (1)导体棒受力分析如图所示：由平衡条件得：F 安＝mg 又因F 安＝BIL 所以B ＝mg IL ＝2×102×1T ＝10 T.(2)因为磁感应强度是由磁场本身的性质决定的，所以电流变为1 A 后，磁感应强度仍为10 T ．导体棒受力分析如图所示，由平衡条件得：F ＝mg －BIL ＝2×10 N－10×1×1 N＝10 N.【答案】 (1)10 T (2)10 T 10 N。
2017-2018学年高中物理必修2学业分层测评1 含答案 精
学业分层测评(一)(建议用时：45分钟)1．关于功，下列说法正确的是( )A．因为功有正负，所以功是矢量B．因为力是矢量，所以功也是矢量C．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移D．一个恒力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移的大小及力和位移间夹角的余弦这三者的乘积【解析】因为功是标量，所以A、B选项错误；根据W＝Fs cos α可判断C错误，D正确．【答案】D2．如图119所示，一小孩和一大人都以水平的力匀速推动相同的木箱，在相同的路面走同样的位移(推箱的速度大小如图中所注)，比较此过程中两人分别对木箱做功的多少()图119A．大人做的功多B．小孩做的功多C．大人和小孩做的功一样多D．条件不足，无法判断【解析】因为木箱匀速运动，小孩和大人所用的推力相等，又因为所走的位移相同，所以做功一样多，C选项正确．【答案】C3．有一根轻绳拴了一个物体，如图1110所示，若整体以加速度a向下做减速运动时，作用在物体上的各力做功的情况是( )【导学号：45732003】图1110A．重力做正功，拉力做负功，合外力做负功B．重力做正功，拉力做负功，合外力做正功C．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功D．重力做负功，拉力做负功，合外力做正功【解析】重力与位移同向，做正功，拉力与位移反向，做负功，由于做减速运动，所以物体所受合力向上，与位移反向，做负功，A选项正确．【答案】A4．下列关于功的说法中正确的是( )A．运动的物体一定有力对其做功B．物体受到力的作用，并且有位移，力就一定对其做功C．合力的总功等于每个分力所做功的绝对值相加D．功的正负并不表示功的大小【解析】物体受力，且在力的方向上有位移，力才对物体做功，故选项A、B错误；合力的总功等于每个分力所做功的代数和，功的正负不表示大小，故选项C错误，选项D正确．【答案】D5．以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的小球，上升最大高度是h.如果空气阻力f 的大小恒定，则从抛出到落回出发点的整个过程中，空气阻力对小球做的功为( ) A．－2fh B．－fhC．－2mgh D．0【解析】空气阻力的大小恒定，始终与运动方向相反，上升过程空气阻力做的功W1＝－fh，下落过程空气阻力做的功W2＝－fh，整个运动过程中，空气阻力对小球做的功为W＝W1＋W2＝－2fh，选项A正确．【答案】A6．用水平恒力F作用于质量为m的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离s，恒力F做功为W1；再用该恒力作用在质量为2m的物体上，使之在粗糙的水平面上移动同样的距离s，恒力F做功为W2，则两次恒力做功的关系是( )【导学号：45732004】A．W1>W2B．W1<W2C．W1＝W2D．无法判断【解析】物体沿力的方向运动，恒力做功就是指力F做的功，根据W＝Fs cos α，两次做功中的F、s、α均相同，所以两次F做功相同，即W1＝W2.【答案】C7．(多选)如图1111所示，质量为M的物体，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是( )图1111A．如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正功B．如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功C．如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功D．如果物体做减速直线运动，F可能对物体做负功【解析】判断一个力做正功还是负功，关键看力的方向和物体运动的方向，题目中不论物体加速、减速还是匀速运动，力的方向始终和运动方向相同，因此力F一定做正功，A、C 正确．【答案】AC8．如图1112所示是一个物体受到的力F与位移l的关系图象，由图象求力F对物体所做的功．图1112【解析】0～2 m内，力F做正功为W1＝F1l1＝10×2 J＝20 J2～5 m内，力F做负功为W2＝F2l2＝－20×3 J＝－60 J5～6 m内，力F做正功为W3＝F3l3＝20×1 J＝20 J故力F所做的功为W＝W1＋W2＋W3＝20 J＋(－60) J＋20 J＝－20 J.【答案】－20 J9．(多选)质量为m的物体，静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s，如图1113所示．物体相对斜面静止，则下列说法正确的是( )图1113A ．重力对物体m 做正功B ．合力对物体m 做功为零C ．摩擦力对物体m 做负功D ．支持力对物体m 做正功【解析】物体的受力和位移如图所示．支持力N 与位移s 的夹角α<90°，故支持力做正功，D 选项正确；重力与位移垂直，故重力不做功，A 选项错误；摩擦力f 与位移s 的夹角大于90°，故摩擦力做负功，C 选项正确；物体做匀速运动，所受合力为零，合力不做功，故B 选项正确．【答案】BCD10．(多选)质量为2 kg 的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F 的作用，沿水平方向做匀变速直线运动，2 s 后撤去F .该过程中，物体运动的速度图象如图1114所示，g 取10 m/s 2，则下列说法中正确的是( )【导学号：45732005】图1114A ．拉力F 对物体做功150 JB ．拉力F 对物体做功500 JC ．物体克服摩擦力做功100 JD ．物体克服摩擦力做功175 J【解析】设摩擦力大小为f ，在0～2 s 内，a1＝2.5 m/s 2，F －f ＝ma 1，位移s 1＝＋2×2 m＝15 m ，在2～6 s 内，a 2＝－2.5 m/s 2，s 2＝10×42m ＝20 m ，只受摩擦力f 作用，故f ＝－ma 2＝5 N ，代入上式得F ＝10 N ，则拉力F 做功W F ＝F ·s 1＝150 J ，摩擦力f 做功W f＝－f (s 1＋s 2)＝－5×(15＋20)J ＝－175 J ，即物体克服摩擦力做功175 J ．故选A 、D.【答案】AD11.一个质量m ＝150 kg 的雪橇，受到与水平方向成θ＝37°角斜向上方的拉力F ＝500 N ，在水平地面上移动的距离s ＝5 m(如图1115所示)．雪橇与地面间的滑动摩擦力f ＝100 N ，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求力对雪橇所做的总功．图1115【解析】对物体受力分析如图所示，法一：拉力F 所做的功W F ＝F ·s cos θ＝500 N×5 m×cos 37°＝2 000 J ，摩擦力f 所做的功W f ＝f ·s cos 180°＝－100 N×5 m＝－500J ，重力mg 及支持力N 都不做功，则总功W 总＝W F ＋W f ＋W G ＋W N ＝1 500 J.法二：雪橇所受到的合外力F 合＝F cos θ－f ＝300 N ，水平向右 依据功的定义式得：W 合＝F 合·s ＝300 N×5 m＝1 500 J.【答案】1 500 J12.在第22届冬季奥运会上，滑雪队员由静止开始沿斜坡从A 点自由滑下，如图1116所示，然后在水平面上前进至B 点停下．已知A 点到水平面的高度为h ，滑雪板与斜坡、水平面之间的动摩擦因数皆为μ，滑雪者(包括滑雪板)的质量为m ，A 、B 两点间的水平距离为L ，滑雪者在AB 段运动的过程中，重力、支持力及摩擦力所做的功各为多少？【导学号：45732006】图1116【解析】如图所示，滑雪者的运动可分为两个阶段，在斜面上运动阶段，重力做功W G 1＝mgh ，支持力做功W N 1＝0摩擦力做功W f 1＝－μmg cos θ·L 1cos θ＝－μmgL 1在水平面上运动阶段重力做功W G2＝0支持力做功W N2＝0摩擦做功W f2＝－μmgL2故在AB段运动过程中，重力做功W G＝W G1＋W G2＝mgh.支持力做功W N＝0.摩擦力做功W f＝W f1＋W f2＝－μmg(L1＋L2)＝－μmgL. 【答案】mgh0－μmgL。
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。