2019-2020年高中物理 模塊綜合測評 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 模塊綜合測評 新人教版必修2 命題報告 知識點 簡單 中等 較難 曲線運動的條件 1 平拋運動 2 14 圓周運動 3、8 11、15 同步衛(wèi)星、宇宙航行 9 4 經典力學的局限性 5 功、功率 6、7 動能定理 7 16 機械能守恒定律 10 16 探究功與速度變化的關系 12 驗證機械能守恒定律 13 【答案】 AB 8.對于做勻速圓周運動的物體,下列說法正確的是( ) A.線速度不變 B.周期不變 C.角速度大小不變 D.運動狀態(tài)不變 【解析】 做勻速圓周運動的物體其線速度大小不變,方向沿圓弧的切線方向,時刻改變,選項A、D錯誤;做勻速圓周運動的物體的周期不變,角速度大小不變,選項B、C正確. 【答案】 BC 9.假設“神舟十號”飛船實施變軌后做勻速圓周運動,共圍繞地球運動了n圈,起始時刻為t1,結束時刻為t2,運行速度為v,半徑為r,則其運行周期為( ) A.T= B.T= C.T= D.T= 【解析】 由題意知,飛船做勻速圓周運動n圈所需的時間為Δt=t2-t1,故其周期為T==,選項A正確;由周期公式知T=,選項C正確. 【答案】 AC 10.(多選)如圖1,置于足夠長斜面上的盒子A內放有光滑球B,B恰與A前、后壁接觸,光滑斜面固定于水平地面上.一輕質彈簧的一端與固定在斜面上的木板P連接,另一端與A相連,處于靜止狀態(tài).今用平行于斜面向下的外力緩慢推A,然后由靜止釋放,則從釋放盒子A直至其獲得最大速度的過程中( ) 圖1 A.彈簧對A做的功等于A機械能的增加量 B.彈簧的彈性勢能一直減小,但并沒有減小到零 C.彈簧彈性勢能的減少量等于A和B機械能的增加量 D.彈簧對A做的功與A所受重力做功的代數和等于A動能的增加量 【解析】 根據A機械能的增量等于除重力外其他力做的功知,除A的重力和彈簧的彈力外,B也對A做功,選項A錯誤;運動過程中,彈簧由收縮狀態(tài)伸長,A達到最大速度時,A和B的加速度為零,根據受力分析知,彈簧必處于收縮狀態(tài),則彈簧的彈性勢能減小但不為零,選項B正確;運動過程中彈簧、A和B組成的系統(tǒng)機械能守恒,所以彈簧彈性勢能的減少量等于A和B機械能的增加量,選項C正確;根據動能定理,重力、彈簧彈力及B對A側壁的壓力對A做功的代數和等于A動能的增加量,因B對A側壁的壓力對A做負功,所以A所受重力做的功和彈簧彈力做的功的代數和大于A動能的增加量,選項D錯誤. 【答案】 BC 二、填空題(本題共 3 小題,共 18 分) 11.(5分)如圖2所示,物體做圓周運動,在A點物體所受的合外力F既不與速度的方向垂直也不與速度的方向在一條直線上,此時我們可以將F進行正交分解,使一個分力F1與速度v的方向垂直,另一個分力F2與速度方向平行,其中分力F1只改變速度的________,分力F2只改變速度的________,當F1=0時,物體將做________運動,此時物體的運動速率將________;若F與v的夾角為銳角,物體的運動速率將________. 圖2 【解析】 由題意可知,物體所受合力F的一個與速度方向平行的分力F2在物體運動過程中充當阻力,改變速度的大小,而不能改變速度的方向,物體所受合力F的一個與速度方向垂直的分力F1,在物體運動過程中既不充當動力,也不充當阻力,因此,此分力不能改變速度的大小,只改變速度的方向,因此第一個空填方向,第二個空應填大小.如果F1=0,則物體所受合力的方向與物體運動速度的方向在一條直線上,且相反,物體將做直線運動,又因為合力不為零,所以物體將做變速直線運動,此時物體運動的速率將發(fā)生變化,即減小,第三個空填變速直線;第四個空應填減小.如果F與v的夾角為銳角,物體所受合力將做動力,導致速度的大小變大,即物體運動的速率將變大.第五個空填增大. 【答案】 方向 大小 變速直線 減小 增大 12.(6分)某同學用如圖3甲所示的實驗裝置探究小車動能變化與合外力對它做功的關系.圖中A為小車,連接在小車后面的紙帶穿過打點計時器B的限位孔,A、B均置于足夠長的水平木板上,木板一端帶有定滑輪,定滑輪上掛重物P,C為彈簧測力計.不計繩與滑輪的摩擦.實驗時,先接通電源再松開小車,打點計時器在紙帶上打下一系列點. 圖3 (1)彈簧測力計的讀數為________N. (2)該同學在一條比較理想的紙帶上,從點跡清楚的某點開始記為K點,再順次選取6個點,分別記為0、1、2、3、4、5點,先測量0點到K點的距離x0,之后測量另5個點到0點的距離x,求出6個點的速度大小,計算出1、2、3、4、5點與0點之間的速度平方差Δv2=v2-v,然后在坐標紙中建立Δv2~x坐標系,并根據測得的數據進行如圖3乙所示的描點.根據圖象,小車的加速度大小是________m/s2,若測出小車質量為0.6 kg,結合圖象可求得小車所受合外力的大小為________N.(結果小數點后保留兩位數字) (3)該同學通過計算發(fā)現(xiàn)測力計讀數大于小車所受合外力,要讓彈簧測力計的讀數等于小車所受合外力,應該采取的措施是________.(填選項序號) A.增大重物P質量,使P質量遠大于小車A質量 B.增大小車A質量,使A質量遠大于小車P質量 C.適當抬高木板右端,平衡摩擦力 D.適當抬高木板左端,平衡摩擦力 【解析】 (1)彈簧測力計的讀數為2.50 N. (2)根據v2-v=2ax知,2a==,即圖像的斜率k=2a,由圖像得k=2.50,所以a=1.25 m/s2.根據牛頓第二定律F合=ma=0.61.25 N=0.75 N. (3)由動能定理可得:W=Fx=mv2-mv=m(v2-v)=mΔv2,所以Δv2=x.則可知圖象的斜率等于.實驗中是將物體的重力充當了小車的拉力,由于小車受到桌面的摩擦力,故會使合力小于物體的重力,造成較大的誤差,故應未平衡摩擦力(或小車受到的摩擦阻力的影響). 【答案】 (1)2.50 N (2)1.25 0.75 (3)D 13.(7分)(xx綿陽實驗高中高一檢測) 某實驗小組利用拉力傳感器驗證機械能守恒定律”的實驗 (1)實驗完畢后選出一條紙帶如圖4甲所示,其中O點為電磁打點計時器打下的第一個點,A、B、C為三個計數點,打點計時器通以50 Hz的交流電.用刻度尺測得OA=12.41 cm,OB=18.60 cm,OC=27.21 cm,在計數點A和B、B和C之間還各有一個點,重物的質量為1.00 kg,取g=10.0 m/s2.甲同學根據以上數據算出:當打點計時器打到B點時重物的重力勢能比開始下落時減少了________J;此時重物的動能比開始下落時增加了________J.(結果均保留三位有效數字) 圖4 (2)乙同學利用他自己實驗時打出的紙帶,測量出了各計數點到打點計時器打下的第一個點的距離h,算出了各計數點對應的速度v,以h為橫軸,以v2為縱軸畫出了如圖4的圖線.圖線未過原點O的原因是________________________________. 【解析】 (1)打點計時器打B點時重物的速度為vB==m/s=1.85 m/s,所以重物動能的增加量為ΔEk=mv=1.001.852 J=1.71 J,物的重力勢能的減少量為ΔEp=mgh=1.009.818.6010-2 J=1.82 J. (2)由圖像可知,打下第一個人點時重物已有速度,說明乙同學先釋放重物,再接通打點計時器. 【答案】 (1)①1.80 1.71?、谙柔尫胖匚铮俳油ㄓ嫊r器電源 三、計算題(本題共 3 小題,共 32 分.要有必要的文字說明和解決步驟,有數值計算的要注明單位.) 14.(10分)從某一高度平拋一物體,當拋出2秒后的速度方向與水平方向成45角時,落地時速度方向與水平方向成60角.(g取10 m/s2) 求:(1)拋出時的速度大小; (2)落地時的速度大小; (3)拋出點距地面的高度; (4)水平射程. 【解析】 (1)由拋出2秒后它的速度方向與水平方向成45角,有tan 45===. 代入數據可得拋出時的速度 v0=gt1=102 m/s=20 m/s. (2)由落地時速度方向與水平方向成60角,有 tan 60=, 可得vy2=v0tan 60=20 m/s, 所以落地時的速度 vt2==m/s=40 m/s. (3)由vy2=gt2=20 m/s,可知落地時間t2=2 s. 所以拋出點距地面的高度 H=gt=10(2)2 m =60 m. (4)水平射程x=v0t2=202 m=40 m. 【答案】 (1)20 m/s (2)40 m/s (3)60 m (4)40 m 15.(10分)一輛質量為800 kg的汽車在圓弧半徑為50 m的拱橋上行駛.(g取10 m/s2) (1)若汽車到達橋頂時速度為v1=5 m/s,汽車對橋面的壓力為多大? (2)汽車以多大速度經過橋頂時,恰好對橋面沒有壓力? 【解析】 (1)汽車到達橋頂時,受到重力mg和橋面對它的支持力FN的作用,重力和支持力的合力提供向心力,根據牛頓第二定律有mg-FN=m 所以FN=mg-m=7 600 N 根據牛頓第三定律,汽車對橋面的壓力為7 600 N. (2)汽車經過橋頂時恰好對橋面沒有壓力,則FN=0,即汽車做圓周運動的向心力完全由其自身重力來提供,所以有mg=m 解得v==22.4 m/s. 【答案】 (1)7 600 N (2)22.4 m/s 16.(12分)(xx雅安三診考試)如圖5所示,質量為m的小球從四分之一光滑圓弧軌道頂端靜止釋放,從軌道末端O點水平拋出,擊中平臺右下側擋板上的P點.以O為原點在豎直面內建立如圖5所示的平面直角坐標系,擋板形狀滿足方程 y=6-x2(單位:m),小球質量m=0.4 kg,圓弧軌道半徑R=1.25 m,g 取10 m/s2;求: 圖5 (1)小球對圓弧軌道末端的壓力大小; (2)小球從O點到P點所需的時間(結果可保留根號). 【解析】 (1)對小球,從釋放到O點過程中 由機械能守恒:mgR=mv2 v== m/s=5 m/s 小球在圓軌道最低點:N=mg+m=12 N 由牛頓第三定律,小球對軌道的壓力N′=N=12 N. (2) 小球從O點水平拋出后滿足 y=gt2,x=vt 又有y=6-x2 聯(lián)立得t=s. 【答案】 (1)12 N (2)s 附加題(本題供學生拓展學習,不計入試卷總分) 17.小明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質量為m的小球,甩動手腕,使球在豎直平面內做圓周運動.當球某次運動到最低點時,繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地,如圖6所示.已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為d,重力加速度為g,忽略手的運動半徑和空氣阻力. 圖6 (1)求繩斷時球的速度大小v1和球落地時的速度大小v2; (2)問繩能承受的最大拉力為多大? (3)改變繩長,使球重復上述運動,若繩仍在球運動到最低點時斷掉,要使球拋出的水平距離最大,繩長應為多少?最大水平距離為多少? 【解析】 (1)設繩斷后小球飛行的時間為t,落地時小球的豎直分速度為vy,根據平拋運動的規(guī)律有 水平方向:d=v1t 豎直方向:d=gt2,vy=gt 解得v1=,vy= 所以小球落地時的速度大小為 v2==. (2)設繩能承受的最大拉力大小為FT,這也是小球受到繩的最大拉力大小,小球做圓周運動的半徑為R=d 根據牛頓第二定律有FT-mg=m,解得FT=mg. (3)設繩長為l,繩斷時球的速度大小為v3,繩能承受的最大拉力不變,則有FT-mg=m,解得v3= 繩斷后小球做平拋運動,豎直方向的位移為(d-l),設水平方向的位移為x,飛行時間為t1,則有 d-l=gt,x=v3t1,解得x=4 當l=時,x有極大值,此時xmax=d. 【答案】 (1) (2)mg (3) d- 配套講稿:
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