学年高中物理 综合检测 沪科版必修2Word文档格式.docx

学年高中物理 综合检测 沪科版必修2Word文档格式.docx

《学年高中物理 综合检测 沪科版必修2Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学年高中物理 综合检测 沪科版必修2Word文档格式.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

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　因为质点做匀变速运动，所以加速度恒定，C项错误.在D点时加速度与速度垂直，故知加速度方向向上，合力方向也向上，所以质点从C到D的过程中，方向与速度方向夹角大于90°

，合力做负功，动能减小，vC>

vD，A项正确，B项错误.从B至E的过程中，加速度方向与速度方向夹角一直减小，D项错误.

4.把甲物体从2h高处以速度v0水平抛出，落地点与抛出点的水平距离为L，把乙物体从h高处以速度2v0水平抛出，落地点与抛出点的水平距离为s，不计空气阻力，则L与s的关系为（　　）

A.L＝B.L＝sC.L＝sD.L＝2s

答案　C

解析　根据2h＝gt，得t1＝2，

则L＝v0t1＝2v0.

由h＝gt，

得t2＝，则s＝2v0t2＝2v0，

所以L＝s，故选项C正确.

5.明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画（如图3所示），记录了我们祖先的劳动智慧.若A、B、C三齿轮半径的大小关系为rA>

rB>

rC，则（　　）

图3

A.齿轮A的角速度比C的大

B.齿轮A、B的角速度大小相等

C.齿轮B与C边缘的线速度大小相等

D.齿轮A边缘的线速度比齿轮C边缘的线速度大

答案　D

解析　齿轮A边缘的线速度vA与齿轮B边缘的线速度vB相等，齿轮B、C的角速度ωB＝ωC.由vA＝ωArA，vB＝ωBrB，vC＝ωCrC，vA＝vB，rA>

rC，ωB＝ωC可得：

ωA<

ωB，ωA<

ωC，vB>

vC，vA>

vC，故选项D正确.

6.2015年9月23日，在江苏省苏州市进行的全国田径锦标赛上高兴龙获得男子跳远冠军，在一次试跳中，他（可看成质点）水平距离达8m，最高处高达1m.设他离开地面时的速度方向与水平面的夹角为α，若不计空气阻力，则tanα等于（　　）

A.B.C.D.1

解析　从起点A到最高点B可看成平抛运动的逆过程，如图所示，运动员做平抛运动，初速度方向与水平方向夹角的正切值为tanα＝2tanβ＝2×

＝2×

＝，选项C正确.

7.引力波现在终于被人们用实验证实，爱因斯坦的预言成为科学真理.早在70年代就有科学家发现，高速转动的双星可能由于辐射引力波而使星体质量缓慢变小，观测到周期在缓慢减小，则该双星间的距离将（　　）

A.变大B.变小C.不变D.可能变大也可能变小

答案　B

8.如图4所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处.将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点速度为v，AB间的竖直高度差为h，则（　　）

图4

A.由A到B重力做的功等于mgh

B.由A到B重力势能减少mv2

C.由A到B小球克服弹力做功为mgh

D.小球到达位置B时弹簧的弹性势能为mgh－

答案　AD

解析　重力做功只和高度差有关，故由A到B重力做的功等于mgh，选项A正确；

由A到B重力势能减少mgh，选项B错误；

由A到B小球克服弹力做功为W＝mgh－mv2，选项C错误，D正确.

9.如图5所示，斜面顶端A与另一点B在同一水平线上，甲、乙两小球质量相等.小球甲沿光滑斜面以初速度v0从顶端A滑到底端，小球乙以同样的初速度从B点抛出，不计空气阻力，则（　　）

图5

A.两小球落地速率相同

B.两小球落地时，重力的瞬时功率相同

C.从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同

D.从开始运动至落地过程中，重力的平均功率相同

答案　AC

解析　由于斜面光滑，且不计空气阻力，故两小球运动过程中只有重力做功，由机械能守恒定律可知两小球落地时速率相同，故选项A正确；

由于A小球沿斜面做匀加速运动，B小球做斜抛运动，它们落地时的速度方向不同，故两小球落地时，重力的瞬时功率不相同，选项B错误；

由于重力做功与路径无关，只与初、末位置的高度差有关，故从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同，选项C正确；

由于两小球的运动方式不同，所以从开始运动至落地过程中所用时间不同，由P＝可知重力的平均功率不同，选项D错误.

10.在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，则（　　）

A.卫星的动能为

B.卫星运动的周期为4π

C.卫星运动的加速度为

D.卫星运动的速度为

答案　AB

解析　人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设地球质量为M、卫星的轨道半径为r，则＝，忽略地球自转的影响有＝mg，联立得v＝，卫星的动能Ek＝mv2＝mgR，选项A正确，D错误；

卫星运动的周期T＝＝4π，选项B正确；

设卫星运动的加速度为a，则有＝ma，联立得a＝，选项C错误.

11.如图6所示，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；

套在大环上质量为m的小环，从大环的最高处由静止滑下，滑到大环的最低点的过程中（重力加速度为g）（　　）

图6

A.小环滑到大圆环的最低点时处于失重状态

B.小环滑到大圆环的最低点时处于超重状态

C.此过程中小环的机械能守恒

D.小环滑到大环最低点时，大圆环对杆的拉力大于（m＋M）g

答案　BCD

解析　小环滑到大圆环的最低点时，有竖直向上的加速度，由牛顿运动定律可知小环处于超重状态，同时知杆对大圆环的拉力大于（M＋m）g，由牛顿第三定律知，大圆环对杆的拉力大于（M＋m）g，故选项A错误，选项B、D正确.由于大环固定不动，对小环的支持力不做功，只有重力对小环做功，所以小环的机械能守恒，故选项C正确.

12.图7甲为0.1kg的小球从最低点A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4m的半圆轨道后，小球速度的平方与其高度的关系图像，如图乙所示.已知小球恰能到达最高点C，轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计.g取10m/s2，B为AC轨道中点.下列说法正确的是（　　）

图7

A.图乙中x＝4

B.小球从B到C损失了0.125J的机械能

C.小球从A到C合外力对其做的功为－1.05J

D.小球从C抛出后，落地点到A的距离为0.8m

答案　ACD

解析　当h＝0.8m时小球在C点，由于小球恰能到达最高点C，故mg＝m，所以v＝gr＝10×

0.4m2·

s－2＝4m2·

s－2，故选项A正确；

由已知条件无法计算出小球从B到C损失了0.125J的机械能，故选项B错误；

小球从A到C，由动能定理可知W合＝mv－mv＝×

0.1×

4J－×

25J＝－1.05J，故选项C正确；

小球离开C点后做平抛运动，故2r＝gt2，落地点到A的距离x1＝vCt，解得x1＝0.8m，故选项D正确.

二、实验题（本题共2小题，共16分）

13.（8分）如图8甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动.力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：

图8

（1）该同学采用的实验方法为________.

A.等效替代法　　B.控制变量法　　C.理想化模型法

（2）改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：

v/（m·

s－1）

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

F/N

0.88

2.00

3.50

5.50

7.90

该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点.

①作出F－v2图线；

②若圆柱体运动半径r＝0.2m，由作出的F－v2的图线可得圆柱体的质量m＝_____kg.（结果保留两位有效数字）

答案　

（1）B　

（2）①

②0.18

14.（8分）某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律.

图9

（1）某同学用20分度游标卡尺测量出小球的直径为1.020cm.图9所示弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为2.55ms、5.15ms，由此可知小球通过光电门A、B时的速度分别为vA、vB，其中vA＝________m/s.

（2）用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较_____（用题目中涉及的物理量符号表示）是否相等，就可以验证机械能是否守恒.

（3）通过多次实验发现，小球通过光电门A的时间越短，

（2）中要验证的两数值差越大，试分析实验中产生误差的主要原因是________________________________________________.

答案　

（1）4（4.0或4.00也对）　

（2）gh和－　（3）小球上升过程中受到空气阻力的作用，速度越大，所受阻力越大

解析　

（1）小球通过光电门可近似认为做匀速直线运动，所以vA＝＝＝4m/s；

（2）在验证机械能守恒定律时，要看动能的减少量是否等于势能的增加量，即gh＝－；

（3）小球通过A的时间越短，意味着小球的速度越大，而速度越大受到的空气阻力就越大，损失的能量越多，动能的减少量和势能的增加量差值就越大.

三、计算题（本题共3小题，共36分，解答时应写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

15.（10分）如图10所示，假设某星球表面上有一倾角为θ＝37°

的固定斜面，一质量为m＝2.0kg的小物块从斜面底端以速度9m/s沿斜面向上运动，小物块运动1.5s时速度恰好为零.已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，该星球半径为R＝1.2×

103km.试求：

（sin37°

＝0.6，cos37°

＝0.8）

图10

（1）该星球表面上的重力加速度g的大小；

（2）该星球的第一宇宙速度的大小.

答案　

（1）7.5m/s2　

（2）3×

103m/s

解析　

（1）对物块受力分析，由牛顿第二定律可得

－mgsinθ－μmgcosθ＝ma，①

a＝，②

由①②代入数据求得g＝7.5m/s2.

（2）设第一宇宙速度为v，由mg＝m得：

v＝＝3×

103m/s.

16.（12分）如图11所示，摩托车做特技表演时，以v0＝10.0m/s的初速度冲向高台，然后从高台水平飞出.若摩托车冲向高台的过程以P＝4.0kW的额定功率行驶，冲到高台上所用时间t＝3.0s，人和车的总质量m＝1.8×

102kg，台高h＝5.0m，摩托车的落地点到高台的水平距离x＝10.0m.不计空气阻力，g取10m/s2.求：

图11

（1）摩托车从高台飞出到落地所用的时间；

（2）摩托车落地时速度的大小；

（3）摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功.

答案　

（1）1.0s　

（2）10m/s　（3）3.0×

103J

解析　

（1）摩托车在空中做平抛运动，

设摩托车飞行时间为t1.

则h＝gt，t1＝＝s＝1.0s

（2）设摩托车到达高台顶端的速度为vx，即平抛运动的水平速度vx＝＝m/s＝10.0m/s，

竖直速度为vy＝gt1＝10.0m/s

摩托车落地时的速度v＝＝10m/s.

（3）摩托车冲上高台的过程中，根据动能定理：

Pt－Wf－mgh＝mv－mv，

代入数据解得Wf＝3.0×

所以，摩托车冲上高台的过程中摩托车克服阻力所做的功为3.0×

103J.

17.（14分）为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列设想：

取一个与水平方向夹角为θ＝60°

、长为L1＝2m的倾斜轨道AB，通过微小圆弧与长为L2＝m的水平轨道BC相连，然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道上D处，如图12所示.现将一个小球从距A点高为h＝0.9m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出，到A点时速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下.已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为μ＝，g取10m/s2.

图12

（1）求小球初速度v0的大小；

（2）求小球滑过C点时的速率vC；

（3）要使小球不离开轨道，则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件？

答案　

（1）m/s　

（2）3m/s　（3）0<

R≤1.08

解析　

（1）小球开始时做平抛运动：

v＝2gh，

代入数据解得vy＝＝m/s＝3m/s，

A点：

tan60°

＝，

得vx＝v0＝＝m/s＝m/s.

（2）从水平抛出到C点的过程中，由动能定理得

mg（h＋L1sinθ）－μmgL1cosθ－μmgL2＝mv－mv，

代入数据解得vC＝3m/s.

（3）小球刚好能过最高点时，重力提供向心力，

则mg＝，mv＝2mgR1＋mv2，

代入数据解得R1＝1.08m，当小球刚能到达与圆心等高时，有mv＝mgR2，代入数据解得R2＝2.7m，

当圆轨道与AB相切时R3＝BC·

＝1.5m，

即圆轨道的半径不能超过1.5m，

综上所述，要使小球不离开轨道，R应该满足的条件是0<

R≤1.08m.