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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(jīng)典力學(xué)的局限性 5 功、功率 6、7 動能定理 7 16 機(jī)械能守恒定律 10 16 探究功與速度變化的關(guān)系 12 驗證機(jī)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(shè)“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(jié)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(nèi)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(zhì)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?fàn)顟B(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(jī)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(jī)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(shù)和等于A動能的增加量 【解析】　根據(jù)A機(jī)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(dá)到最大速度時，A和B的加速度為零，根據(jù)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(jī)械能守恒，所以彈簧彈性勢能的減少量等于A和B機(jī)械能的增加量，選項C正確；根據(jù)動能定理，重力、彈簧彈力及B對A側(cè)壁的壓力對A做功的代數(shù)和等于A動能的增加量，因B對A側(cè)壁的壓力對A做負(fù)功，所以A所受重力做的功和彈簧彈力做的功的代數(shù)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(jìn)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(dāng)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(dāng)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(dāng)動力，也不充當(dāng)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(yīng)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(yīng)填減?。绻鸉與v的夾角為銳角，物體所受合力將做動力，導(dǎo)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(xué)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(guān)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(shù)為________N. (2)該同學(xué)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(biāo)紙中建立Δv2～x坐標(biāo)系，并根據(jù)測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行如圖3乙所示的描點．根據(jù)圖象，小車的加速度大小是________m/s2，若測出小車質(zhì)量為0.6 kg，結(jié)合圖象可求得小車所受合外力的大小為________N．(結(jié)果小數(shù)點后保留兩位數(shù)字) (3)該同學(xué)通過計算發(fā)現(xiàn)測力計讀數(shù)大于小車所受合外力，要讓彈簧測力計的讀數(shù)等于小車所受合外力，應(yīng)該采取的措施是________．(填選項序號) A．增大重物P質(zhì)量，使P質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車A質(zhì)量 B．增大小車A質(zhì)量，使A質(zhì)量遠(yuǎn)大于小車P質(zhì)量 C．適當(dāng)抬高木板右端，平衡摩擦力 D．適當(dāng)抬高木板左端，平衡摩擦力 【解析】　(1)彈簧測力計的讀數(shù)為2.50 N. (2)根據(jù)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(jù)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(dāng)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(yīng)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(jī)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(shù)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(shù)點A和B、B和C之間還各有一個點，重物的質(zhì)量為1.00 kg，取g＝10.0 m/s2.甲同學(xué)根據(jù)以上數(shù)據(jù)算出：當(dāng)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(jié)果均保留三位有效數(shù)字) 圖4 (2)乙同學(xué)利用他自己實驗時打出的紙帶，測量出了各計數(shù)點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數(shù)點對應(yīng)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(xué)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?，再接通計時器電源 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(shù)值計算的要注明單位．) 14．(10分)從某一高度平拋一物體，當(dāng)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?。? (2)落地時的速度大??； (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(shù)據(jù)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(zhì)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(dá)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(jīng)過橋頂時，恰好對橋面沒有壓力？ 【解析】　(1)汽車到達(dá)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(jù)牛頓第二定律有mg－FN＝m 所以FN＝mg－m＝7 600 N 根據(jù)牛頓第三定律，汽車對橋面的壓力為7 600 N. (2)汽車經(jīng)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(zhì)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(cè)擋板上的P點．以O(shè)為原點在豎直面內(nèi)建立如圖5所示的平面直角坐標(biāo)系，擋板形狀滿足方程 y＝6－x2(單位：m)，小球質(zhì)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?qū)A弧軌道末端的壓力大?。? (2)小球從O點到P點所需的時間(結(jié)果可保留根號)． 【解析】　(1)對小球，從釋放到O點過程中 由機(jī)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?qū)壍赖膲毫′＝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(xué)生拓展學(xué)習(xí)，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(zhì)量為m的小球，甩動手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動．當(dāng)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(fù)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(yīng)為多少？最大水平距離為多少？ 【解析】　(1)設(shè)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(jù)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(shè)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(jù)牛頓第二定律有FT－mg＝m，解得FT＝mg. (3)設(shè)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(shè)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(dāng)l＝時，x有極大值，此時xmax＝d. 【答案】　(1)　　(2)mg　(3)　d