- 2021-06-16 发布 |
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文档介绍
高中同步测试卷·人教物理必修2:高中同步测试卷(十二) 期中测试卷word版含解析
高中同步测试卷(十二) 期中测试卷 (时间:90 分钟,满分:100 分) 一、单项选择题(本题共 7 小题,每小题 4 分,共 28 分.在每小题给出的四个选项中, 只有一个选项正确.) 1.关于物体做曲线运动的条件,下列说法正确的是( ) A.物体在恒力作用下不能做曲线运动 B.物体在变力作用下一定做曲线运动 C.合力的方向与速度方向既不相同又不相反,物体一定做曲线运动 D.做曲线运动的物体所受的合力方向一定是变化的 2.若已知物体运动的初速度 v0 的方向及它受到的恒定的合外力 F 的方向,下列各图中 a、b、c、d 表示物体运动的轨迹,其中正确的是( ) 3.如图所示,在一次救灾工作中,一架沿水平直线飞行的直升机 A 用悬索 (重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员 B.在直升机 A 和伤员 B 以相同的水平 速度匀速运动的同时,悬索将伤员吊起,在某一段时间内,A、B 之间的距离 以 L=H-t2(式中 H 为直升机 A 离湖面的高度,各物理量的单位均为国际制单 位)规律变化,则在这段时间内,下面判断中正确的是(不计空气阻力)( ) A.悬索的拉力小于伤员 B 的重力 B.悬索成倾斜直线 C.伤员 B 做加速度减小的曲线运动 D.伤员 B 做加速度大小、方向均不变的曲线运动 4.如图所示,帆板在海面上以速度 v 朝正西方向运动,帆船以速度 v 朝正北方向航行,以帆板为参照物( ) A.帆船朝正东方向航行,速度大小为 v B.帆船朝正西方向航行,速度大小为 v C.帆船朝南偏东 45°方向航行,速度大小为 2v D.帆船朝北偏东 45°方向航行,速度大小为 2v 5.水平放置的平板表面有一个圆形浅槽,如图所示.一个小球在水平槽内滚动直至停 下,在此过程中( ) A.小球受四个力,合力方向指向圆心 B.小球受三个力,合力方向指向圆心 C.槽对小球的总作用力提供小球做圆周运动的向心力 D.槽对小球弹力的水平分力提供小球做圆周运动的向心力 6.已知某星球的平均密度是地球的 n 倍,半径是地球的 k 倍,地球的第一宇宙速度为 v,则该星球的第一宇宙速度为( ) A. n kv B.k nv C.nk kv D. nkv 7.如图所示,水平放置一半圆槽,一个小球从左边槽口以速度 v 水平抛出,不计空气阻 力.若 v 取值不同,小球掉到半圆槽上时的速度方向和水平方向的夹角就不同.则下列说法 正确的是( ) A.无论 v 取何值,小球都会垂直撞击半圆槽 B.无论 v 取何值,小球都不可能垂直撞击半圆槽 C.总可以找到一个 v 值,使小球垂直撞击半圆槽 D.总可以找到一个 v 值,使小球撞击半圆槽时速度竖直向下 二、多项选择题(本题共 5 小题,每小题 6 分,共 30 分.在每小题给出的四个选项中, 有多个选项符合题意.) 8.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 点的速度比 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大于 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 9.有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速 行驶,做匀速圆周运动.如图所示,图中虚线表示摩托车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为 h,下列说法中正确的是( ) A.h 越高,摩托车对侧壁的压力将越大 B.h 越高,摩托车做圆周运动的线速度将越大 C.h 越高,摩托车做圆周运动的周期将越大 D.h 越高,摩托车做圆周运动的向心力将越大 10.如图所示,洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水,下列说法中正 确的是( ) A.脱水过程中,衣物是紧贴筒壁的 B.水会从筒中甩出是因为水滴受到的向心力很大 C.增大脱水筒转动的角速度,脱水效果会更好 D.靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好 11.如图所示,“神舟十号”与“天宫一号”交会对接前“神舟十 号”飞船先在较低圆轨道 1 上运动,在适当位置经变轨与在圆轨道 2 上 运动的“天宫一号”对接.M、Q 两点在轨道 1 上,P 点在轨道 2 上,三 点连线过地球球心,把飞船的加速过程简化为只做一次短时加速.下列 关于“神舟十号”变轨过程的描述,正确的有( ) A.“神舟十号”在 M 点加速,可以在 P 点与“天宫一号”相遇 B.“神舟十号”在 M 点经一次加速,即可变轨到轨道 2 C.“神舟十号”经变轨后速度总大于变轨前的速度 D.“神舟十号”变轨后的运行周期总大于变轨前的运行周期 12.在同一水平直线上的两位置分别沿同方向抛出两小球 A 和 B,其 运动轨迹如图所示,不计空气阻力.要使两球在空中相遇,则必须 ( ) A.先抛出 A 球 B.先抛出 B 球 C.同时抛出两球 D.A 球的初速度大于 B 球的初速度 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 三、实验题(按题目要求作答.) 13. (10 分)如图所示,上、下两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处, 轨道的末端水平,上轨道可上下平移,在两轨道相对于各自轨道末端高度相同的位置上各安 装一个电磁铁,两个电磁铁由同一个开关控制,通电后,两电磁铁分别吸住相同小铁球 A、 B,断开开关,两个小球同时开始运动.离开圆弧轨道后,A 球做平抛运动,B 球进入一个 光滑的水平轨道,则: (1)B 球进入水平轨道后将做____________运动;改变上轨道的高度,多次重复上述实验 过程,总能观察到 A 球正好砸在 B 球上,由此现象可以得出的结论是:_________________. (2)某次实验恰按图示位置释放两个小球,两个小球相碰的位置在水平轨道上的 P 点处, 已知固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为 9 cm,则可计算出 A 球刚达 P 点时的 速度大小为______m/s.(g 取 10 m/s2,结果保留两位有效数字) 四、计算题(本题共 3 小题,共 32 分.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.) 14.(10 分)我国成功发射了“嫦娥三号”探月卫星,标志着我国航天正式开始了深空探 测新时代.已知月球的半径约为地球半径的1 4 ,月球表面的重力加速度约为地球表面重力加 速度的1 6.地球半径 R 地=6.4×103km,取地球表面的重力加速度 g 近似等于π2.求绕月球飞行 卫星的周期最短为多少? 15.(10 分)如图所示,两绳的一端系一个质量为 m=0.1 kg 的小球,两绳 的另一端分别固定于轴上的 A、B 两处.上面的绳长 L=2 m,两绳都拉直时与 转轴的夹角分别为 30°、45°,g 取 10 m/s2,问: (1)小球的角速度ω在什么范围内,两绳始终张紧? (2)若两绳完全相同,两绳始终张紧,则所选绳子的最大拉力不能小于多 大?(保留 3 位有效数字) 16.(12 分)如图所示,摩托车做腾跃特技表演,沿曲面冲上高 0.8 m 顶部水平高台,接着 以 v=3 m/s 水平速度离开平台,落至地面时,恰能无碰撞地沿圆弧切线从 A 点切入光滑竖 直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B 为圆弧两端点,其连线水平.已知圆弧半径为 R=1.0 m, 人和车的总质量为 180 kg,特技表演的全过程中,阻力忽略不计.(计算中取 g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6).求: (1)从平台飞出到 A 点,人和车运动的水平距离 s; (2)从平台飞出到达 A 点时速度及圆弧对应圆心角θ; (3)人和车运动到圆弧轨道 A 点时对轨道的压力大小. 参考答案与解析 1.[导学号 94770179] C 2.[导学号 94770180] [解析]选 B.合外力 F 与初速度 v0 不共线,物体一定做曲线运动, C 错.物体的运动轨迹向合外力 F 方向偏转,且介于 F 与 v0 的方向之间,A、D 错,B 对. 3.[导学号 94770181] [解析]选 D.伤员 B 参与了两个方向上的运动:水平方向上和直 升机 A 以相同的水平速度做匀速直线运动;竖直方向上,由于 A、B 之间的距离满足 L=H -t2,所以伤员 B 与湖面之间的竖直距离关系式为 s=H-L=t2,比较 s=at2 2 知,伤员 B 在 竖直方向上做初速度为零、加速度为 2 m/s2 的匀加速直线运动.根据牛顿第二定律可知,在 竖直方向上,悬索的拉力应大于伤员 B 的重力,A 选项错误;在水平方向上,伤员 B 和直 升机 A 以相同的水平速度做匀速运动,没有加速度,所以悬索应成竖直直线状态,B 选项错 误;以计时起点伤员 B 所在位置为原点,直升机 A 飞行方向和竖直向上方向分别为 x、y 轴 正方向,得伤员 B 的运动轨迹方程为 y=x2 v2(v 为水平方向的速度),轨迹为抛物线,其加速度 a=ay=2 m/s2,大小、方向都不变,故 C 错误,D 正确. 4.[导学号 94770182] [解析]选 D.以帆板为参照物,帆船具有朝正东方向的速度 v 和 朝正北方向的速度 v,两速度的合速度大小为 2v,方向朝北偏东 45°,故选项 D 正确. 5.[导学号 94770183] [解析]选 D.小球受重力、槽壁对小球的弹力、摩擦力三个力, 小球受到的重力和槽壁对小球的弹力的合力方向指向圆心,槽对小球弹力的水平分力提供小 球做圆周运动的向心力,选项 D 正确. 6.[导学号 94770184] [解析]选 B.由 GMm r2 =m v2 r 得 v= GM r ,将 M=4 3πr3ρ代入可得 v∝r ρ,所以该星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的 k n倍,本题答案为 B. 7.[导学号 94770185] [解析]选 B.若小球落在左边二分之一半圆槽上,因为小球的最 终速度不可能向左下方,所以不可能与左侧二分之一半圆槽垂直.若小球落在右边二分之一 半圆槽上,若垂直撞击半圆槽,则速度的反向延长线经过圆心,可知速度与水平方向的夹角 是位移与水平方向夹角的两倍,因为速度与水平方向的夹角的正切值是位移与水平方向夹角 正切值的两倍,两者矛盾,则不可能垂直.所以无论 v 取何值,小球都不可能垂直撞击半圆 槽.故 B 正确,A、C、D 错误. 8.[导学号 94770186] [解析]选 AB.质点做匀变速曲线运动,所以加速度不变;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;在 A 点速度方向与加速度方向的夹角也为 钝角;而从 B 到 E 的过程中加速度方向与速度方向间的夹角越来越小.故正确答案为 A、 B. 9.[导学号 94770187] [解析]选 BC.摩托车受力如图所示.由于 N = mg cos θ ,所以摩托车受到侧壁的弹力与高度无关,保持不变,由牛顿 第三定律可知摩托车对侧壁的压力也不变,选项 A 错误;由 F=mgtan θ=mv2 r =mω2r 知 h 变化时,向心力 F 不变,但高度升高,r 变大,所以线速度变大,角速 度变小,周期变大,选项 B、C 正确,D 错误. 10.[导学号 94770188] [解析]选 ACD.脱水过程中,衣物做圆周运动,其向心力由脱 水筒壁对衣物的弹力提供,选项 A 正确;脱水的原因是水所受的力不足以提供水做圆周运 动所需的向心力,水做离心运动,选项 B 错误;由 F 向=mω2r 知,角速度ω越大,水做圆周 运动所需的向心力越大,水越容易做离心运动,选项 C 正确;由 F 向=mω2r 知,r 越小,水 做圆周运动所需的向心力越小,水越不易做离心运动,选项 D 正确. 11.[导学号 94770189] [解析]选 AD.“神舟十号”与“天宫一号”实施对接,需要“神 舟十号”抬升轨道,即“神舟十号”开动发动机加速做离心运动使轨道高度抬升与“天宫一 号”实现对接,故“神舟十号”在 M 点加速,可以在 P 点与“天宫一号”相遇,故 A 正确; 卫星绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供,故有 GMm r2 =mv2 r ,解得:v= GM r ,所 以卫星轨道高度越大线速度越小,“神舟十号”在轨道 2 的速度小于轨道 1 的速度,所以 M 点经一次加速后,还有一个减速过程,才可变轨到轨道 2,故 B、C 错误;根据 GMm r2 =m 4π2r T2 解得:T=2π r3 GM 知轨道半径越大,周期越大,所以“神舟十号”变轨后的运行周期总大 于变轨前的运行周期,故 D 正确. 12.[导学号 94770190] [解析]选 CD.两球从同一高度抛出且能在空中相遇,表明它们 被同时抛出,A、B 错,C 对.相同时间内,A 球的水平位移较大,由 x=v0t 知 A 球的初速 度较大,D 对. 13.[导学号 94770191] [解析] (1)让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下,从而使 两小球同时滚离轨道并具有相同的速度.小球 A 做平抛运动,小球 B 做匀速直线运动,当 两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动.当同时改变两小球滚下的高度 时,仍能相碰,则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动. (2)物体做平抛运动,因此有: 竖直方向:h=9L=1 2gt2,vy=gt 水平方向:9L=v0t A 到达 P 点的速度为:v= v20+v2y 将 L=9 cm=0.09 m 代入,解得:v=4.5 m/s. [答案](1)匀速(直线) A 球(或平抛运动)的水平分运动是匀速直线运动 (2)4.5 14.[导学号 94770192] [解析]周期最短的卫星在靠近月球表面的轨道上运行,轨道半 径可看成月球的半径.设月球的半径为 R 月,月球表面的重力加速度为 g 月, 卫星的最短周 期为 T,则 GM 月 m R2月 =m 2π T 2 R 月 (3 分) GM 月 m R2月 =mg 月 (3 分) 将 R 月=R 地 4 ,g 月=1 6g 代入可得 T=2π 3R 地 2g (2 分) 代入数据解得卫星的最短周期约为 T=6.2×103 s. (2 分) [答案]6.2×103s 15.[导学号 94770193] [解析](1)选小球为研究对象,对小球进行受力 分析如图所示.当角速度较小,BC 绳恰好拉直时,F2=0,小球在拉力 F1 和重力作用下做匀速圆周运动,设此时的角速度为ω1,则有 F1cos 30°=mg (1 分) F1sin 30°=mω21Lsin 30° (1 分) 联立解得ω1=2.40 rad/s (1 分) 当角速度较大,AC 绳恰好拉直时,F1=0,小球在拉力 F2 和重力作用 下做匀速圆周运动,设此时的角速度为ω2,则有 F2cos 45°=mg (1 分) F2sin 45°=mω22Lsin 30° (1 分) 联立解得ω2=3.16 rad/s (1 分) 所以角速度ω的取值范围为: 2.40 rad/s≤ω≤3.16 rad/s (1 分) (2)由 F1cos 30°=mg,解得 F1=mg/cos 30°=1.155 N (1 分) 由 F2cos 45°=mg,解得 F2=mg/cos 45°=1.414 N (1 分) 所选绳子的最大拉力不能小于 1.42 N (1 分) [答案]见解析 16.[导学号 94770194] [解析](1)车做的是平抛运动,根据平抛运动的规律可得 竖直方向上 h=1 2gt2 (2 分) 水平方向上 s=vt (2 分) 则 s=v 2h g =1.2 m. (1 分) (2)摩托车落至 A 点时,其竖直方向的分速度 vy=gt=4 m/s (1 分) 到达 A 点时速度 vA= v2+v2y =5 m/s (1 分) 设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为α,则 tan α=vy v =4 3 即α=53° 所以θ=2α=106°. (1 分) (3)对摩托车受力分析可知,摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力, 所以 NA-mgcos α=mv2A R (3 分) 解得 NA=5 580 N 由牛顿第三定律可知,人和车在 A 点时对轨道的压力大小为 5 580 N. (1 分) [答案]见解析查看更多