内容正文:
必修二全册检测卷(三)
第I卷(选择题)
一、选择题(共46分,本题共10小题,1-7题每小题4分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的,8-10题每小题6分,在每小题给出的四个选项中,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.下面关于曲线运动说法中正确的是( )
A.做曲线运动物体受到的力一定是变力
B.物体在恒力作用下有可能做圆周运动
C.做圆周运动的物体所受各力的合力一定是指向圆心
D.做曲线运动物体加速度可能恒定
2.某同学用不可伸长的细线系一个质量为的发光小球,让小球在竖直面内绕一固定点做半径为的圆周运动。在小球经过最低点附近时拍摄了一张照片,曝光时间为。由于小球运动,在照片上留下了一条长度约为半径的圆弧形径迹。根据以上数据估算小球在最低点时细线的拉力大小为( )
A. B. C. D.
3.国际编号为192391的小行星绕太阳公转的周期约为5.8年,该小行星与太阳系内八大行星几乎在同一平面内做圆周运动。规定地球绕太阳公转的轨道半径为,八大行星绕太阳的公转轨道半径如下表所示。忽略其它行星对该小行星的引力作用,则该小行星的公转轨道应介于( )
行星
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径
0.39
0.72
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
A.金星与地球的公转轨道之间 B.地球与火星的公转轨道之间
C.火星与木星的公转轨道之间 D.天王星与海王星的公转轨道之间
4.“指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图,当篮球在指尖上绕轴转动时,球面上P、Q两点做圆周运动的( )
A.半径相等 B.线速度大小相等
C.向心加速度大小相等 D.角速度大小相等
5.2024年6月,嫦娥六号探测器首次实现月球背面采样返回。如图所示,探测器在圆形轨道1上绕月球飞行,在A点变轨后进入椭圆轨道、为远月点。关于嫦娥六号探测器,下列说法正确的是( )
A.在轨道2上从A向B运动过程中动能逐渐减小
B.在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大
C.在轨道2上机械能与在轨道1上相等
D.利用引力常量和轨道1的周期,可求出月球的质量
6.某修正带结构包括上、下盖和大、小齿轮,它前部有压嘴,大、小齿轮分别嵌合在连接体的大、小轴孔中,并相互吻合,能均匀地从压嘴处送出修正带如图所示,修正带的两个齿轮A、B的半径之比为1:2,若齿轮A匀速转动,则两个齿轮A、B的( )
A.向心加速度之比为1:2
B.边缘线速度大小之比为1:1
C.转动角速度之比为1:2
D.转动周期之比为1:1
7.如图所示,传送带由电动机带动,始终保持速度v匀速运动,质量为m的物体由静止释放到水平传送带上,过一会儿与传送带相对静止。关于物体从静止释放到相对传送带静止这一过程,下列说法正确的是( )
A.摩擦力对物体做功
B.摩擦力对物体做负功
C.物体与传送带之间摩擦生热
D.由于传送物体,电动机多做功
8.每逢端午节,江西各地常会举办热闹非凡的赛龙舟活动。利用与某龙舟同方向匀速直线飞行的无人机跟踪拍摄,发现在某段时间内该龙舟做匀加速和匀减速交替的周期性直线运动。若以无人机为参考系,该龙舟在时间内速度由0增加到(划桨阶段),再经历时间速度减为0(未划桨阶段),则关于这段时间内该龙舟的位置x、速度v、加速度a、动能与时间t的关系,下列图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
9.如图,一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上,另一质量为m的小物块(可视为质点)从木板上的左端以速度v0开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f,当物块从木板右端离开时( )
A.木板的动能一定等于fl
B.木板的动能一定小于fl
C.物块的动能一定大于
D.物块的动能一定小于
10.如图所示,在一个倾角=15°的足够长固定斜面底端P点将小球a以某一初速度斜向上抛出,抛出方向与斜面的夹角=30°,小球a将落在斜面上的Q点,P、Q之间的距离为l。若将小球b以相同大小的初速度从P点抛出,抛出方向与斜面的夹角调整为45°,不计空气阻力,重力加速度为g, 则( )
A.从抛出到落在斜面上,小球a所用的时间为
B.从抛出到落在斜面上,小球a、b所用的时间相等
C.小球b将落在Q点
D.小球b将落在Q点的下方
第II卷(非选择题)
本题共5小题,共54分。
二、实验题
11.(6分0向心力演示器如图所示,用来探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m,角速度和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接,匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮1和变速塔轮2匀速转动,槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力,钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
(1)在研究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的_________。
A.控制变量法 B.等效替代法 C.理想实验法 D.演绎法
(2)图中所示。若两个钢球质量和运动半径相等,则是在研究向心力的大小F与________的关系。
A.钢球质量m B.角速度 C.运动半径r D.线速度v
(3)图中所示,若两个钢球质量和运动半径相等,图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球C所受向心力的比值为,则与皮带连接的变速塔轮1和变速塔轮2的半径之比为__________。
A. B. C. D.
12.(6分)(1)在研究物体做平抛运动时,应通过多次实验确定若干个点,描绘出平抛运动的轨迹。
①在实验中的下列操作正确的是_____。
A.实验中所用斜槽末端的切线必须调到水平
B.每次实验中小球必须由静止释放,初始位置不必相同
C.每次实验小球必须从斜槽的同一位置由静止释放,所用斜槽不必光滑
D.在实验之前,须先用直尺在纸上确定y轴方向
②某同学只记录了A、B、C三点,各点的坐标如图所示,则物体运动的初速度为_____m/s(g=10m/s2),开始做平抛运动的初始位置的坐标为_____。
三、解答题
13.(12分)清代乾隆的《冰嬉赋》用“躄躠”(可理解为低身斜体)二字揭示了滑冰的动作要领。短道速滑世界纪录由我国运动员武大靖创造并保持。在其创造纪录的比赛中,
(1)武大靖从静止出发,先沿直道加速滑行,前用时。该过程可视为匀加速直线运动,求此过程加速度大小;
(2)武大靖途中某次过弯时的运动可视为半径为的匀速圆周运动,速度大小为。已知武大靖的质量为,求此次过弯时所需的向心力大小;
(3)武大靖通过侧身来调整身体与水平冰面的夹角,使场地对其作用力指向身体重心而实现平稳过弯,如图所示。求武大靖在(2)问中过弯时身体与水平面的夹角的大小。(不计空气阻力,重力加速度大小取,、、、)
14.(14分)如图,M、N为固定在竖直平面内同一高度的两根细钉,间距。一根长为的轻绳一端系在M上,另一端竖直悬挂质量的小球,小球与水平地面接触但无压力。时,小球以水平向右的初速度开始在竖直平面内做圆周运动。小球牵引着绳子绕过N、M,运动到M正下方与M相距L的位置时,绳子刚好被拉断,小球开始做平抛运动。小球可视为质点,绳子不可伸长,不计空气阻力,重力加速度g取。
(1)求绳子被拉断时小球的速度大小,及绳子所受的最大拉力大小;
(2)求小球做平抛运动时抛出点到落地点的水平距离;
(3)若在时,只改变小球的初速度大小,使小球能通过N的正上方且绳子不松弛,求初速度的最小值。
15.(16分)如图所示,水平传送带AB长,以的速度顺时针转动,传送带与半径可调的竖直光滑半圆轨道BCD平滑连接,CD段为光滑管道,小物块(可视为质点)轻放在传送带左端,已知小物块的质量,与传送带间的动摩擦因数,,重力加速度。
(1)求小物块到达B点时的速度大小;
(2)求由于传送小物块,电动机多做的功;
(3)若要使小物块从D点飞出后落回传送带的水平距离最大,求半圆轨道半径R的大小;
(4)若小物块在半圆轨道内运动时始终不脱离轨道且不从D点飞出,求半圆轨道半径R的取值范围。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
C
C
D
A
B
A
AB
BD
AC
1.D
【详解】A.做曲线运动物体受到的力可能是恒力,例如平抛运动,选项A错误;
B.做圆周运动的物体所需的向心力是变力,则物体在恒力作用下不可能做圆周运动,选项B错误;
C.只有做匀速圆周运动的物体所受各力的合力才一定是指向圆心,选项C错误;
D.做曲线运动物体加速度可能恒定,例如平抛运动,选项D正确。
故选D。
2.C
【详解】根据题意可知在曝光时间内小球运动的长度为
近似认为在曝光时间内小球做匀速直线运动,故有
在最低点根据牛顿第二定律有
代入数据解得T=7N
故选C。
3.C
【详解】根据开普勒第三定律可知
其中,,
代入解得
故可知该小行星的公转轨道应介于火星与木星的公转轨道之间。
故选C。
4.D
【详解】D.由题意可知,球面上P、Q两点转动时属于同轴转动,故角速度大小相等,故D正确;
A.由图可知,球面上P、Q两点做圆周运动的半径的关系为
故A错误;
B.根据可知,球面上P、Q两点做圆周运动的线速度的关系为
故B错误;
C.根据可知,球面上P、Q两点做圆周运动的向心加速度的关系为
故C错误。
故选D。
5.A
【详解】A.在轨道2上从A向B运动过程中,探测器远离月球,月球对探测器的引力做负功,根据动能定理,动能逐渐减小,A正确;
B.探测器受到万有引力,由
解得
在轨道2上从A向B运动过程中,r增大,加速度逐渐变小,B错误;
C.探测器在A点从轨道1变轨到轨道2,需要加速,机械能增加,所以探测器在轨道2上机械能大于在轨道1上的机械能,C错误;
D.探测器在轨道1上做圆周运动,根据万有引力提供向心力,得
解得
利用引力常量G和轨道1的周期T,还需要知道轨道1的半径r,才能求出月球的质量,D错误。
故选A。
6.B
【详解】B.齿轮传动,齿轮边缘的线速度大小相等,则边缘线速度大小之比为1:1,故B正确;
A.根据
向心加速度之比为
故A错误;
C.根据
转动角速度之比为
故C错误;
D.根据
转动周期之比为
故D错误。
故选B。
7.A
【详解】AB.物体从静止释放到相对传送带静止,即速度达到v,根据动能定理可知摩擦力对物体做功
A正确,B错误;
C.物体所受摩擦力
f=μmg
物体从静止释放到相对传送带静止的时间
物体在传送带上摩擦生热为
C错误;
D.电动机多做的功转化成了摩擦生热和物体的动能,即
D错误。
故选A。
8.AB
【详解】A.位移时间图像斜率代表速度,所以斜率先增大后减小,再增大再减小,故A正确;
B.龙舟在时间内速度由0增加到(划桨阶段),再经历时间速度减为0,速度方向始终为正向,故B正确;
C.因为是匀加速和匀减速,所以加速度在时间内是不变的,后0.6s内也是不变的,故C错误;
D.根据可知,前开口向上,故D错误。
故选AB。
9.BD
【详解】方法一:设物块离开木板时的速度为,此时木板的速度为,由题意可知
设物块的对地位移为,木板的对地位移为
CD.根据能量守恒定律可得
整理可得
D正确,C错误;
AB.因摩擦产生的摩擦热
根据运动学公式,
因为
可得
则
所以
B正确,A错误。
故选BD。
方法二:AB.画出物块与木板运动示意图和速度图像。
对物块,由动能定理
对木板,由动能定理
根据速度图像面积表示位移可知,
且
故
故A错误,B正确;
CD.对系统,由能量守恒定律
物块动能
故C错误,D正确。
故选BD。
10.AC
【详解】A.将a的重力mg和初速度沿斜面方向和垂直斜面方向分解,设初速度大小为,则从抛出到落在斜面上,小球a所用的时间为
则沿斜面方向有
代入题中数据,联立解得
故A正确;
B.同理,小球b所用的时间为
可知小球a、b所用的时间不相等,故B错误;
CD.设b球落点距离b球距离为x,则有
联立以上,解得
故C正确,D错误。
故选AC 。
11.(1)A
(2)B
(3)C
【详解】(1)为了研究向心力与其中某一个因素的关系,需控制其他量不变,即采用控制变量法,故选A。
(2)根据
若两个钢球质量和运动半径相等,则是在研究向心力的大小F与角速度的关系,故选B。
(3)若两个钢球质量和运动半径相等,根据
得变速轮塔1和变速轮塔2的角速度之比为
两塔轮与皮带连接处线速度大小相等,根据
得皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为
故选C。
12. AC 1 (-10cm,-5cm)
【详解】①[1]AB.通过调节使斜槽末端保持水平,是为了保证小球做平抛运动,因为要画同一运动的轨迹,必须每次释放小球的位置相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度,故A正确,B错误;
C.斜槽是否光滑,不影响水平抛出,故C正确;
D.在实验之前,需先用重锤线在纸上确定y轴方向,故D错误;
故选:AC;
②[2]从坐标中可看出从A→B→C的水平位移一样,都为△x=10cm,说明各段的时间相等,设为T,可知:
分析A→B→C的竖直位移依次相差△h=10cm,由匀变速直线运动的规律得:
所以:
[3]由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度得B的竖直速度:因此
因此从开始抛出到B点的时间为:
故从开始到O点的时间为:
因此从抛出到a点的水平位移:
竖直位移为:
所以开始做平抛运动的初始位置的坐标为(−10cm,−5cm)。
13.(1);(2);(3)
【详解】(1)设武大靖运动过程的加速度大小为,根据
解得
(2)根据
解得过弯时所需的向心力大小为
(3)设场地对武大靖的作用力大小为,受力如图所示
根据牛顿第二定律可得
解得
可得
14.(1),
(2)4m
(3)
【详解】(1)小球从最下端以速度v0抛出到运动到M正下方距离为L的位置时,根据机械能守恒定律
在该位置时根据牛顿第二定律
解得,
(2)小球做平抛运动时,
解得x=4m
(3)若小球经过N点正上方绳子恰不松弛,则满足
从最低点到该位置由动能定理
解得
15.(1)4m/s
(2)16J
(3)0.2m
(4)或
【详解】(1)对小物块受力分析,由牛顿第二定律
解得
设小物块与传送带共速的时间为t1,由运动学公式
可得
加速的位移为
因为
所以小物块在传送带上先加速后匀速,到达B点时的速度大小为4m/s。
(2)小物块在传送带上因摩擦而产生的热量为
由于传送小物块,电动机多做的功为
(3)从B点到D点,由动能定理
小物块离开D点后做平抛运动,有
联立可得
由数学关系可知,当时,小物块从D点飞出后落回传送带的水平距离最大
(4)①刚好沿半圆到达与圆心O等高处,根据动能定理
解得
小物块在半圆轨道内运动时始终不脱离轨道,则
②刚好到达C点不脱轨,临界条件是弹力为0,在C点
从B点到C点,根据动能定理
代入数据解得
③刚好到达D点不脱轨,在D点有,从B点到D点,根据动能定理
代入数据解得
若小物块在半圆轨道内运动时不从D点飞出,则满足
综上所述,半圆轨道半径R的取值范围为
或
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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