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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2024年北師大版必修2物理下冊月考試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共7題,共14分)1、2021年5月我國在成都推出了一合高鐵,時速提高到了620公里/小時,直接創(chuàng)下全球陸地交通速度最高紀錄。設(shè)某彎道的半徑為R,軌道面與水平面的夾角為如圖所示。下列關(guān)于在該彎道上高速行駛列車的說法中,正確的是()
A.列車的速度越大,輪緣對內(nèi)軌道的側(cè)壓力越大B.列車的速度越小,輪緣對外軌道的側(cè)壓力越小C.列車的速率為時,輪緣與軌道間無側(cè)壓力D.列車所需的向心力由軌道支持力和側(cè)壓力水平方向的合力提供2、某摩托車(或電動車)在平直公路上行駛時,車前照明燈的光束跟平直的道路很吻合。當(dāng)該車拐彎時,其前、后車輪在地面上留下了不同的曲線軌跡。試問:照明燈束的指向是跟以下哪條軌跡相切()A.前輪的軌跡B.后輪的軌跡C.該車前、后輪連線中點的運動軌跡D.條件不夠,無法確定3、一物體在光滑的水平桌面上運動,在相互垂直的x方向和y方向上的分運動的速度隨時間變化的規(guī)律如圖所示(y方向分速度最初沿y的負方向;圖中單位為國際制單位)關(guān)于物體的運動,下列說法中正確的是()
A.物體運動的初速度大小是5m/sB.物體運動的加速度大小是5m/s2C.2秒末物體位置坐標(biāo)為(6m,4m)D.4秒末物體速度大小為4m/s4、若取地球的第一宇宙速度為8km/s,某行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的6倍,半徑是地球的1.5倍,則此行星的第一宇宙速度約()A.16B.32C.D.5、2021年5月15日中國“天文一號”探測器成功著陸火星?;鹦鞘翘栂抵芯嚯x地球較近、自然環(huán)境與地球最為類似的行星之一,一直以來都是人類深空探測的熱點。我國的航天科學(xué)家為了能使探測器登陸火星,在此之前做了大量的研究工作?!疤靻栆惶枴碧綔y器與火星中心的距離為r時,若取無窮遠處為勢能零點,引力勢能可以表示為其中G為引力常量,M為火星質(zhì)量,m為探測器質(zhì)量。探測器原來在半徑為的軌道上繞火星做勻速圓周運動,由于稀薄空氣等因素的影響,飛行一段時間后其圓周運動的半徑減小為r2。此過程中損失的機械能為()A.B.C.D.6、如圖所示,質(zhì)量為m的物塊A和質(zhì)量為M的重物B由跨過定滑輪O的輕繩連接,A可在豎直桿上自由滑動。當(dāng)A從與定滑輪O等高的位置無初速釋放,下落至最低點時,輕繩與桿夾角為已知不計一切摩擦,輕繩足夠長,重力加速度為g;下列說法正確的是()
A.物塊A下落過程中,輕繩與桿夾角為時,B速率是A速率的兩倍B.A下落過程中,A重力勢能的減小量等于B動能的增加量C.M=2mD.A下落至最低點時,輕繩上的拉力大小等于Mg7、下列說法正確的是A.傳感器是把非電信息轉(zhuǎn)換成電信息的器件或裝置B.真空中的光速在不同慣性系中測得的數(shù)值是不相同的C.紫外線常用于醫(yī)院和食品消毒,是因為它具有顯著的熱效應(yīng)D.波源與觀察者相互靠近時,觀察者接收到的頻率小于波源的頻率評卷人得分二、多選題(共9題,共18分)8、如圖所示,某次空中投彈的軍事演習(xí)中,戰(zhàn)斗機以恒定速度沿水平方向飛行,先后釋放A、B兩顆炸彈,分別擊中傾角為的山坡上的M點和N點,釋放A、B兩顆炸彈的時間間隔為此過程中飛機飛行的距離為擊中M、N的時間間隔為M、N兩點間水平距離為且A炸彈到達山坡的M點位移垂直斜面,B炸彈是垂直擊中山坡N點的。不計空氣阻力,下列正確的是()
A.A炸彈在空中飛行的時間為B.C.D.9、2022年11月29日23時08分,神舟十五號載人飛船由長征二號F運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射,將費俊龍、鄧清明、張陸3名航天員送人太空,之后順利進駐空間站。宇航員在空間站中可自由漂浮,下列說法正確的是()A.宇航員在空間站中不受力的作用B.宇航員隨空間站做勻速圓周運動,引力提供向心力C.宇航員的質(zhì)量越大,其在空間站時的向心加速度越大D.同一宇航員在地球極點上受到的引力大于在空間站中受到的引力10、物塊A和B用繞過定滑輪的輕繩相連,A的質(zhì)量為m,B的質(zhì)量為2m,A穿在光滑豎直固定的長直桿上,滑輪與桿間的距離為l。將A移到與滑輪等高處由靜止釋放;不考慮繩與滑輪間的摩擦,則下列說法中正確的是()
A.A在下降過程中加速度先變大后變小B.A剛釋放時它的加速度大小等于重力加速度gC.當(dāng)A在下降過程中速度達到最大時,A與B速度大小之比為D.當(dāng)A的動能最大時,B的機械能最大11、如圖所示,靜止在光滑水平桌面的兩個物體的質(zhì)量比大。在大小相等、方向相同(均與水平方向成角)的兩個拉力和作用下,沿水平方向移動了相同距離。在這一過程中,做的功為功率為做的功為功率為下列關(guān)系正確的是()
A.B.C.D.12、如圖所示,B、C、D為三顆繞地球做勻速圓周運動的人造地球衛(wèi)星,C、D在同步衛(wèi)星軌道上,A為地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動的一個物體。已知mA<mB=mC<mD;則()
A.周期關(guān)系為TB<TA<TC=TDB.線速度關(guān)系為vA<vC=vD<vBC.向心力大小關(guān)系為FA<FB<FC<FDD.軌道半徑與周期關(guān)系為<==13、世界上沒有永不謝幕的傳奇,NASA的“卡西尼”號探測器進入圖形探測任務(wù)的最后篇章。據(jù)NASA報道,“卡西尼”4月26日首次到達土星和土星內(nèi)環(huán)(碎冰塊、巖石塊、塵埃等組成)之間,并在近圓軌道做圓周運動。在極其稀薄的大氣作用下,開啟土星探測之旅的。最后階段“大結(jié)局”階段。這一階段將持續(xù)到九月中旬,直至墜向土星的懷抱。若“卡西尼”只受土星引力和稀薄氣體阻力的作用,則()
A.4月26日,“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的角速度小于內(nèi)環(huán)的角速度B.4月28日,“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的速率大于內(nèi)環(huán)的速率C.5月6月間,“卡西尼”的動能越來越大D.6月到8月間,“卡西尼”的動能、以及它與火星的引力勢能之和保持不變14、如圖甲所示,傾角為的斜面固定在水平地面上,一木塊以一定的初速度從斜面底端開始上滑。若斜面足夠長,上滑過程中木塊的機械能和動能隨位移變化的關(guān)系圖線如圖乙所示,則下列說法正確的是()
A.木塊上滑過程中,重力勢能增加了B.木塊受到的摩擦力大小為C.木塊的重力大小為D.木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為15、如圖所示;將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端,輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的小環(huán),小環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上,光滑定滑輪與直桿的距離為d.現(xiàn)將小環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放,當(dāng)小環(huán)沿直桿下滑距離也為d時(圖中B處),下列說法正確的是。
A.小環(huán)剛釋放時輕繩中的張力一定大于2mgB.小環(huán)到達B處時,重物上升的高度也為dC.小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于D.小環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于16、暗物質(zhì)是二十一世紀物理學(xué)之謎,對該問題的研究可能帶來一場物理學(xué)的革命.為了探測暗物質(zhì),我國在2015年12月17日成功發(fā)射了一顆被命名為“悟空”的暗物質(zhì)探測衛(wèi)星.已知“悟空”在低于同步衛(wèi)星的軌道上繞地球做勻速圓周運動,經(jīng)過時間t(t小于其運動周期),運動的弧長為s,與地球中心連線掃過的角度為β(弧度),引力常量為G,則下列說法正確的是A.“悟空”的向心加速度大于地球同步衛(wèi)星的向心加速度B.“悟空”的線速度大于第一宇宙速度C.“悟空”的環(huán)繞周期為D.“悟空”的質(zhì)量為評卷人得分三、填空題(共5題,共10分)17、一小船在靜水中的速度為3m/s,它在一條河寬為150m,水流速度為4m/s的河流中渡河,則該小船______(填“能”或者“不能”)到達正對岸,若以最短時間渡河,它渡河時間為_______s.18、判斷下列說法的正誤。
(1)重力做功一定與路徑無關(guān),只與該物體初、末位置的高度差有關(guān)。___________
(2)重力勢能Ep1=10J,Ep2=-10J,則Ep1與Ep2方向相反。___________
(3)重力做功WG=-20J時,物體的重力勢能減小20J。___________
(4)同一彈簧長度不同時,彈性勢能一定不同。___________19、如圖所示,兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行,相對地面的速度均為v(v接近光速c)。地面上測得它們相距為L,則A測得兩飛船間的距離_______(選填“大于”、“等于”或“小于”)L。當(dāng)B向A發(fā)出一光信號,A測得該信號的速度為_______。
20、如圖為一皮帶傳動裝置,大輪與小輪固定在同一根軸上,小輪與另一中等大小的輪子間用皮帶相連,它們的半徑之比是RA∶RB∶RC=1∶2∶3,A,B,C分別為輪子邊緣上的三點,那么三點線速度之比vA∶vB∶vC=______________,角速度之比ωA∶ωB∶ωC=__________.21、如圖所示,汽車在平直路面上以恒定功率P向左運動,用跨過光滑定滑輪的輕繩牽引重物沿豎直光滑軌道向上加速運動,汽車與滑輪間的繩保持水平.某時刻當(dāng)牽引物塊的繩與水平方向成θ角時,物塊的速度大小為v,則此時汽車的速度為_____若除去繩子拉力外汽車還受到恒定阻力f,則此時系統(tǒng)機械能隨時間的變化率為_____.
評卷人得分四、作圖題(共4題,共28分)22、如圖所示,在一內(nèi)壁光滑環(huán)狀管道位于豎直面內(nèi),其管道口徑很小,環(huán)半徑為R(比管道的口徑大得多)。一小球直徑略小于管道口徑,可視為質(zhì)點。此時小球滑到達管道的頂端,速度大小為重力加速度為g。請作出小球的受力示意圖。
23、圖甲為拋出的石子在空中運動的部分軌跡,圖乙是水平面上一小鋼球在磁鐵作用下的部分運動軌跡.請畫出物體在A、B、C、D四點的受力方向和速度方向.(不計空氣阻力)
24、一個物體在光滑水平面上運動,其速度方向如圖中的v所示。從A點開始,它受到向前但偏右(觀察者沿著物體前進的方向看,下同)的合力。到達B點時,這個合力的方向突然變得與前進方向相同。達到C點時,合力的方向又突然改為向前但偏左。物體最終到達D點。請你大致畫出物體由A至D的運動軌跡,并標(biāo)出B點、C點和D點。
25、在圖的實驗中,假設(shè)從某時刻()開始,紅蠟塊在玻璃管內(nèi)每1s上升的距離都是10與此同時,玻璃管向右沿水平方向勻加速平移,每1s內(nèi)的位移依次是4122028在圖所示的坐標(biāo)系中,y表示蠟塊在豎直方向的位移,x表示蠟塊隨玻璃管通過的水平位移,時蠟塊位于坐標(biāo)原點。請在圖中標(biāo)出t等于1s;2s、3s、4s時蠟塊的位置;并用平滑曲線描繪蠟塊的軌跡。
評卷人得分五、實驗題(共4題,共12分)26、在使用如圖所示的向心力演示器探究向心力大小與哪些因素有關(guān)的實驗中。
(1)本實驗采用的科學(xué)方法是___________
A.放大法B.累積法C.微元法D.控制變量法。
(2)通過本實驗可以得到的結(jié)果有___________
A.在半徑和角速度一定的情況下;向心力的大小與質(zhì)量成正比。
B.在質(zhì)量和半徑一定的情況下;向心力的大小與角速度成反比
C.在質(zhì)量和半徑一定的情況下;向心力的大小與角速度二次方成正比。
D.在質(zhì)量和角速度一定的情況下,向心力的大小與半徑成反比27、圖甲為在氣墊導(dǎo)軌上驗證機械能守恒定律的實驗裝置,將導(dǎo)軌調(diào)至水平,滑塊裝有寬度為d的遮光條,滑塊包括遮光條總質(zhì)量為M。細繩下端掛砝碼,鉤碼的質(zhì)量為m?;瑝K在鉤碼作用下先后通過兩個光電門,用光電計時器記錄遮光條通過光電門1和2各自的時間,可以計算出滑塊通過光電門的速度v1和v2,用刻度尺測出兩個光電門之間的距離x,重力加速度為g。
(1)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d,示數(shù)如圖乙,則d=_____cm。
(2)寫出滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中,驗證機械能守恒定律的表達式__________(用題中給出的物理量表示)。
(3)增加繩子下端砝碼的個數(shù),滑塊每次都從同一位置由靜止釋放,作出圖象,如圖丙所示,其斜率為k=_____(用題中給出的物理量表示)。28、在做“研究平拋物體的運動”實驗時.
(1)除了木板、鋼球、坐標(biāo)紙、鉛筆、重錘線、圖釘之外,下列器材中還需要的是__
A.斜槽B.秒表。
C.彈簧秤D.天平。
(2)實驗中,下列說法正確的是______
A.斜槽軌道末端必須保證水平。
B.斜槽軌道粗糙對實驗有一定的影響。
C.小球不必每次從斜槽上相同的位置釋放。
D.要使描出的軌跡更好地反映真實運動;記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些。
(3)實驗時某同學(xué)得到了如圖所示的物體運動軌跡,a、b、c是軌跡上的三個點,以a點為坐標(biāo)原點,建立xOy坐標(biāo)系,則小球從a點運動到b點所用的時間t=___s,小球平拋的初速度大小v=___m/s,經(jīng)過b點時的速度大小vb=_____m/s(g=10m/s2)
29、某同學(xué)想將一彈簧改裝成簡易彈簧測力計;進行如下操作(彈簧始終未超出彈性限度范圍)。
(1)首先將下端帶指針的彈簧豎直懸掛在鐵架臺上;測量彈簧的原長;
(2)接著,將刻度尺靠近彈簧固定。彈簧下端懸掛不同質(zhì)量的物體,待物體靜止后讀出指針指示的相應(yīng)刻度。該同學(xué)以懸掛物體的重力為縱軸,彈簧的形變量為橫軸,根據(jù)測得的實驗數(shù)據(jù),作出如圖所示的圖像。由圖像可知此彈簧的勁度系數(shù)為___________N/m;
(3)然后再在刻度尺的刻度旁標(biāo)注對應(yīng)力的大小。如果未懸掛物體時,指針對應(yīng)刻度為6cm,則該同學(xué)應(yīng)在6cm處標(biāo)注為___________N,在12cm處標(biāo)注為___________N。
(4)最后該同學(xué)為了驗證改裝后的彈簧測力計標(biāo)度是否準(zhǔn)確,找了一只標(biāo)準(zhǔn)的彈簧測力計,他可以采用的方法是_________________。(回答一種即可)
(5)將下端帶指針的彈簧豎直懸掛在鐵架臺上,測量彈簧的原長,然后用力豎直向下緩慢拉彈簧,當(dāng)彈簧伸長了6cm時,拉力做的功為___________。評卷人得分六、解答題(共4題,共40分)30、某興趣小組對一輛自制遙控小車的性能進行研究.他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運動,并將小車運動的全過程記錄下來,通過處理轉(zhuǎn)化為v-t圖象;如圖所示(除2s~10s時間段圖象為曲線外,其余時間段圖象均為直線).已知在小車運動的過程中,2s~14s時間段內(nèi)小車的功率保持不變,在14s末停止遙控而讓小車自由滑行,小車的質(zhì)量為1.0kg,可認為在整個運動過程中小車所受的阻力大小不變.則。
(1)小車受到的阻力大小為多大?
(2)小車的功率為多大?
(3)小車加速過程中位移大小為多大?
31、如圖所示,是豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道,圓弧軌道末端B點與水平直軌道相切,一物塊(可視為質(zhì)點)從A點由靜止開始沿圓弧軌道下滑,最終停在水平直軌道上的C點。已知物塊的質(zhì)量圓弧軌道的半徑B點和C點間的距離取重力加速度大小不計空氣阻力。求:
(1)物塊經(jīng)過圓弧軌道的B點時對軌道的壓力大??;
(2)物塊與水平直軌道間的動摩擦因數(shù)
(3)物塊從B點運動至C點的時間t。
32、如圖所示,小球a被一根長為L的可繞O軸自由轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)細桿固定在其端點,同時又通過繩跨過光滑定滑輪與另一個質(zhì)量為m的小球b相連,整個裝置平衡時桿和繩與豎直方向的夾角均為30°。若將小球a由水平位置(桿呈水平狀態(tài))開始釋放,不計摩擦,豎直繩足夠長,(重力加速度為g)求:
(1)小球a的質(zhì)量;
(2)當(dāng)桿轉(zhuǎn)動到豎直位置時,小球b的速度大?。ńY(jié)果可用根式表示)33、如圖所示,光滑水平桌面上有一小球,小球的質(zhì)量m=1.0kg,小球初始位置a點距桌子右邊緣處A點的距離x=0.5m;在桌子右側(cè)豎直面內(nèi)有一光滑不完整圓軌道,其圓心O和水平桌面在同一水平線上,且AOC在同一直線上,C點是水平線AO延長線與軌道的交點,B為軌道的一個端口,OB與豎直線夾角為37°,A點與B點的高度差為h=0.2m,現(xiàn)用恒力F水平向右拉小球,小球從靜止開始運動,小球運動到桌子邊緣處A點時撤去F,此后小球恰好從B點無任何碰撞進入圓軌道,已知重力加速度g=10m/s2;求:(計算結(jié)果均保留兩位小數(shù))
(1)小球進入B點時速度大小。
(2)水平拉力F的大小。
(3)小球在C點對軌道的壓力。
參考答案一、選擇題(共7題,共14分)1、C【分析】【分析】
【詳解】
A.火車以某速度v轉(zhuǎn)彎時;內(nèi);外軌道均不受側(cè)壓力作用,其所受的重力、支持力的合力提供向心力,如圖所示,因此有。
F=mgtanα
由牛頓第二定律有mgtanα=
解得
當(dāng)速度v>時;由牛頓第三定律可知,輪緣對外軌道有側(cè)壓力,速度越大側(cè)壓力越大,A錯誤;
B.當(dāng)速度v<時;由牛頓第三定律可知,輪緣對內(nèi)軌道有側(cè)壓力,速度越小,側(cè)壓力越大,B錯誤;
C.列車的速率為時,因為α角很小,sinα≈tanα;輪緣與軌道間無側(cè)壓力,C正確;
D.列車所需的向心力由軌道支持力在水平方向的分力和側(cè)壓力水平方向的分力的合力提供;D錯誤。
故選C。
2、D【分析】【分析】
【詳解】
此題非常靈活;日常生活中摩托車(或電動車)的前車燈有的是連接在龍頭上的,這類情況車燈光束應(yīng)與前輪留下軌跡相切;有的是連接在車身上的(即龍頭轉(zhuǎn)動車頭車燈并不轉(zhuǎn)動),這類情況車燈光束應(yīng)與后輪形成軌跡相切。若換為汽車,則無法確定。
故選D。3、A【分析】【詳解】
AB.由圖知,物體在x方向做速度為3m/s的勻速直線運動,加速度為零;y方向的初速度為:vy0=-4m/s
加速度為:
所以物體運動的初速度大小是:
加速度為:a=ay=2m/s2
A正確;B錯誤;
C.2s內(nèi):x=vxt=3×2m=6m
則2秒末物體位置坐標(biāo)為(6m;-4m),C錯誤;
D.4秒末物體速度大小為:
D錯誤。
故選A。4、A【分析】【分析】
【詳解】
設(shè)地球質(zhì)量M,某星球質(zhì)量6M,地球半徑r,某星球半徑1.5r;萬有引力提供向心力做勻速圓周運動得
解得衛(wèi)星在圓軌道上運行時的速度
分別代入地球和某星球的各物理量,得
解得v星球=2v地球=16km/s
故選A。5、B【分析】【分析】
【詳解】
探測器原來在半徑為的軌道上繞火星做勻速圓周運動時,有
則
其機械能為
探測器在半徑為的軌道上繞火星做勻速圓周運動時,有
則
其機械能為
此過程中損失的機械能為
所以B正確;ACD錯誤;
故選B。6、C【分析】【詳解】
A.物塊A下落過程中,輕繩與桿夾角為時,將物塊A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子的方向,在沿繩子方向的分速度等于B的速度,即有
故A錯誤;
B.A;B組成的系統(tǒng)只有重力做功;系統(tǒng)機械能守恒,根據(jù)機械能守恒定律得知A減小的重力勢能等于B增加的重力勢能與兩球增加的動能之和,故B錯誤;
C.設(shè)之間的距離為A到達最低點的過程中,根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒得
解得
故C正確;
D.物塊A下落至最低點后,物塊A開始向上做加速物塊B向下加速,物體B加速度不為零,所以繩子的拉力不可能等于故D錯誤。
故選C。7、A【分析】【詳解】
A.傳感器是把被測非電信息轉(zhuǎn)換為電信息的裝置;故選項A正確;
B.根據(jù)光速不變原理知在不同慣性系中;光在真空中傳播速度大小相等,故選項B錯誤;
C.紫外線常用于醫(yī)院和食品消毒;但它不具有顯著的熱效應(yīng),反而紅外線才是顯著的熱效應(yīng),故選項錯誤;
D.根據(jù)多普勒效應(yīng),當(dāng)波源與觀察者相互靠近時,觀察者接收到的頻率會增加,觀察者接收到的頻率大于波源的頻率,故選項D錯誤.二、多選題(共9題,共18分)8、A:C:D【分析】【分析】
【詳解】
A.設(shè)炸彈從用時有
因斜面,則
而
可得
故A正確;
BCD.同理方向⊥斜面,用時
由圖得或①
時間關(guān)系或②
則
同時有
故B錯誤;CD正確;
故選ACD。9、B:D【分析】【詳解】
A.宇航員在空間站中受到地球的萬有引力作用;A錯誤;
B.宇航員隨空間站做勻速圓周運動;萬有引力提供向心力,B正確;
C.設(shè)地球質(zhì)量為M,宇航員質(zhì)量為m,根據(jù)萬有引力提供向心力有
即
可知向心加速度與宇航員的質(zhì)量大小無關(guān);C錯誤;
D.根據(jù)公式
可知與地心之間的距離越大;萬有引力越小,故宇航員在地球極點上受到的引力大于在空間站中受到的引力,D正確。
故選BD。10、B【分析】【詳解】
A.對A分析,設(shè)繩子與豎直方向上的夾角為θ,根據(jù)牛頓第二定律得
拉力在豎直方向上的分力逐漸增大;先小于A的重力然后大于A的重力,所以加速度先減小后增大。故A錯誤;
B.當(dāng)A剛釋放的瞬間,繩子的拉力方向與桿子垂直,A所受的合力等于mg,則加速度為g;故B正確;
C.根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒,得
化簡可得
將上式看做函數(shù),為
對函數(shù)求導(dǎo),即
時
則
則A與B速度大小之比為
故C錯誤;
D.對于物體B;繩子的拉力對B做正功,所以B的機械能在增加,當(dāng)A的動能最大時,對于A的合力為0,但是A還會繼續(xù)向下運動,即B的機械能還會繼續(xù)增加,故D錯誤。
故選B。11、B:C【分析】【詳解】
AB.由題意可知,兩種情況下力、位移及二者間的夾角相等,則由W=FLcosα可知,兩處情況下拉力做功相等;故故B正確A錯誤;
CD.的質(zhì)量比大,故B的加速度較小,相同位移時間更長,則功率的功率更小;故C正確D錯誤。
故選BC。12、B:D【分析】【詳解】
AB.C、D在同步衛(wèi)星軌道上,A為地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動的一個物體,故有
人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,根據(jù)牛頓第二定律有
解得
人造衛(wèi)星軌道半徑越大,周期越大,線速度越小,因為RB<RC,故
又因為可得
綜上所述可知
故A錯誤;B正確;
C.對于繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星,向心力為
因mC<mD,RC=RD,可知FC<FD
因mB=mC,RB<RC,可知
因ωA=ωC,mA<mC,由F=mω2R,可知FA<FC
故C錯誤;
D.根據(jù)開普勒第三定律,有
因TA=TC,RA<RC,可知
可知<==
故D正確。
故選BD。13、B:C【分析】【詳解】
A.根據(jù)萬有引力提供向心力
解得
“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的軌道半徑小于內(nèi)環(huán)的軌道半徑;“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的角速度大于內(nèi)環(huán)的角速度,A錯誤;
B.根據(jù)萬有引力提供向心力
解得
“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的軌道半徑小于內(nèi)環(huán)的軌道半徑;“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的速率大于內(nèi)環(huán)的速率,B正確;
C.根據(jù)萬有引力提供向心力
解得
“卡西尼”的軌道半徑越來越??;速度越來越大,動能越來越大,C正確;
D.“卡西尼”的軌道半徑越來越??;動能越來越大,由于稀薄氣體阻力的作用,動能與火星的引力勢能之和機械能減小,D錯誤。
故選BC。14、B:C【分析】【詳解】
A.機械能的變化量等于重力勢能變化量和動能變化量的和,則
解得
故A錯誤;
B.木塊上滑過程中,機械能的變化量等于摩擦力所做的功,則
解得
故B正確;
C.重力所做的功等于重力勢能變化量,則
解得
故C正確;
D.滑動摩擦力為
解得
故D錯誤;
故選BC。15、A:C【分析】【分析】
【詳解】
由題意,釋放時小環(huán)向下加速運動,則重物將加速上升,對重物由牛頓第二定律可知繩中張力一定大于重力所以A正確;小環(huán)到達B處時,重物上升的高度應(yīng)為繩子縮短的長度,即所以B錯誤;根據(jù)題意,沿繩子方向的速度大小相等,將小環(huán)A速度沿繩子方向與垂直于繩子方向正交分解應(yīng)滿足:即所以C正確,D錯誤.
【點睛】
應(yīng)明確:①對與繩子牽連有關(guān)的問題,物體上的高度應(yīng)等于繩子縮短的長度;②物體的實際速度即為合速度,應(yīng)將物體速度沿繩子和垂直于繩子的方向正交分解,然后列出沿繩子方向速度相等的表達式即可求解.16、A:C【分析】【分析】
由題意可知考查環(huán)繞天體運動規(guī)律;天體質(zhì)量計算;根據(jù)萬有引力定律、牛頓第二定律分析計算可得.
【詳解】
A.“悟空”到地球球心的距離小于同步衛(wèi)星到地球球心的距離,由公式可知“悟空”的向心加速度大于地球同步衛(wèi)星的向心加速度;故A正確;
B.第一宇宙速度指的是環(huán)繞地球表面轉(zhuǎn)動時的速度,取“悟空”為研究對象,萬有引力提供向心力,由牛頓第二定律可得
因“悟空”軌道半徑大;其線速小于第一宇宙速度,故B錯誤;
C.設(shè)“悟空”的環(huán)繞周期為T,由
可得T=
故C正確;
D.設(shè)地球質(zhì)量為M,“悟空”質(zhì)量為m,由牛頓第二定律可得
由角速的定義式可得
聯(lián)立可得地球的質(zhì)量為M=
無法計算出“悟空”的質(zhì)量;故D錯誤.
【點睛】
環(huán)繞規(guī)律:軌道半徑越大,線速度越小、角速度越小、周期越長、向心加速度越小;利用環(huán)繞天體的軌道半徑、周期只能計算中心天體的質(zhì)量,無法計算環(huán)繞天體的質(zhì)量.三、填空題(共5題,共10分)17、略
【分析】【詳解】
因為船在靜水中的速度小于河水的流速,由平行四邊形法則求合速度不可能垂直河岸,小船不可能垂直河岸正達對岸;當(dāng)船以靜水中的速度垂直河岸運動時(即船頭垂直河岸渡河),渡河時間最短:tmin50s.【解析】不能5018、略
【分析】【詳解】
略【解析】正確錯誤錯誤錯誤19、略
【分析】【詳解】
[1]根據(jù)可知,L0為在相對靜止參考系中的長度,L為在相對運動參考系中的長度,地面上測得它們相距為L,是以高速飛船為參考系,而A測得的長度為以靜止參考系的長度大于L;
[2]根據(jù)光速不變原理,則A測得該信號的速度為c。【解析】大于c20、略
【分析】對于A、C兩點:角速度ω相等,由公式v=ωr,得:vA:vC=rA:rC=1:3;對于A、B兩點,線速度大小v相等,由公式v=ωr,得:ωA:ωB=rB:rA=2:1;所以三點線速度之比:vA:vB:vC=1:1:3;角速度之比為:ωA:ωB:ωC=2:1:2.
點睛:本題是圓周運動中常見的問題,關(guān)鍵抓住兩個相等的物理量:共軸轉(zhuǎn)動的同一物體上各點的角速度相等;兩個輪子邊緣上各點的線速度大小相等.【解析】1∶1∶32∶1∶221、略
【分析】【詳解】
[1]將物塊的速度分解,如圖所示:
則有:
[2]繩子的拉力是內(nèi)力,根據(jù)功能關(guān)系可知,汽車所受的牽引力和阻力做功改變系統(tǒng)的機械能,則此時系統(tǒng)機械能隨時間的變化率為【解析】vsinθP-fvsinθ四、作圖題(共4題,共28分)22、略
【分析】【分析】
【詳解】
小球滑到達管道的頂端,設(shè)小球受重力和管道的作用力,則
由于
所以
說明小球在管道最高點不受管道的作用力;僅受重力作用,故小球的受力示意圖為。
【解析】23、略
【分析】【分析】
【詳解】
各點受力方向和速度方向如圖所示。
【解析】24、略
【分析】【詳解】
從位置A開始,它受到向前但偏右(觀察者沿著物體前進方向看,下同)的合力,運動的軌跡位于F與v之間,做曲線運動;到達B時,這個合力的方向突然變得與前進方向相同,所以受力的方向與速度的方向相同,做直線運動;達到C時,又突然改為向前但偏左的力,物體的軌跡向下向右發(fā)生偏轉(zhuǎn),最后到達D點;其軌跡大致如圖。
【解析】25、略
【分析】【詳解】
玻璃管向右沿水平方向勻加速平移;每19內(nèi)的位移依次是4cm;12cm、20cm、28cm;則1s末的坐標(biāo)為(4cm,10cm),2s末的坐標(biāo)為(16cm,20cm),3s未的坐標(biāo)為(36cm,30cm),4s末的坐標(biāo)為(64cm,40cm),根據(jù)描點法作出圖象如圖所示:
【解析】見解析五、實驗題(共4題,共12分)26、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)[1]使用向心力演示器研究向心力大小與質(zhì)量的關(guān)系時半徑和角速度都不變,研究向心力大小與半徑的關(guān)系時質(zhì)量和角速度都不變,研究向心力大小與角速度的關(guān)系時半徑和質(zhì)量都不變,所以采用的科學(xué)方法是控制變量法。所以選項D正確。
故選D。
(2)[2]A.根據(jù)F=mω2r知;在半徑和角速度一定的情況下,向心力的大小與質(zhì)量成正比,故A正確。
BC.根據(jù)F=mω2r知;在質(zhì)量和半徑一定的情況下,向心力的大小與角速度的平方成正比,故B錯誤C正確。
D.根據(jù)F=mω2r知,在質(zhì)量和角速度一定的情況下,向心力的大小與半徑成正比,故D錯誤。
故選AC?!窘馕觥竣?D②.AC27、略
【分析】【詳解】
(1)[1].用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d=0.6cm+0.05mm×12=0.660cm;
(2)[2].系統(tǒng)重力勢能減小量為?EP=mgx
動能增加量為
則要驗證的關(guān)系式為
(3)[3].由表達式可得
則圖像的斜率為【解析】0.66028、略
【分析】【詳解】
(1)“研究平拋物體的運動”實驗將斜槽的末端調(diào)成水平;這樣小球從斜槽飛出后做平拋運動;“研究平拋物體的運動”實驗中不需要測量小球的質(zhì)量;重力及小球運動的時間.所以不需要的器材是天平、彈簧和秒表,需要的是斜槽.故A項正確,BCD三項錯誤.
(2)A:斜槽的末端必須保證水平;這樣小球從斜槽飛出后才做平拋運動.故A項正確.
BC:小球每次從斜槽上相同的位置由靜止釋放;不論斜槽是否光滑,小球從斜槽
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