高中物理 第五六章综合能力检测 新人教版必修2Word文档格式.docx

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A．匀加速上升

B．匀速上升

C．B物体受到的拉力大于B物体受到的重力

D．B物体受到的拉力等于B物体受到的重力

如图所示，vB＝vcosθ，当小车向左运动时，θ变小，cosθ变大，故B物体向上做变加速运动，A、B错误；

对于B物体有F－mBg＝mBa>

0，则F>

mBg，故C正确，D错误。

4．（银川一中2013～2014学年高一下学期期中）不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾。

如图所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，对此有如下说法，正确的是（　　）

A．离地越低的太空垃圾运行周期越大

B．离地越高的太空垃圾运行角速度越小

C．由公式v＝

得，离地越高的太空垃圾运行速率越大

D．太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞

由

＝

＝mω2R＝m

＝ma可知，绕地球运行的卫星或者太空垃圾随着离地面的高度的增大，它们的线速度、角速度、向心加速度均变小，而周期变大，故B正确，A、C错误；

在同一轨道的太空垃圾和航天器运行速度相等，又因为它们同向飞行，故不会相撞，D错误。

5．（青岛市部分重点高中2014～2015学年高一检测）如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上，不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是（　　）

A．A的速度比B的大

B．A与B的向心加速度大小相等

C．悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等

D．悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小

D

A球和B球运行的角速度相等，A球运行半径小于B球半径，故A的速度小于B的速度，选项A错误；

由a＝rω2知，A球向心加速度小于B球向心加速度，选项B错误；

设缆绳与竖直方向夹角为θ，由向心力公式mgtanθ＝mrω2，tanθ＝

，运行半径不相等，夹角θ也不相等，选项C错误；

缆绳拉力F＝

＝mg

，将tanθ＝

代入可知，r越小，缆绳拉力越小，选项D正确。

6.某同学设想驾驶一辆“陆地——太空”两用汽车（如图），沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。

当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。

不计空气阻力，已知地球的半径R＝6400km。

下列说法正确的是（　　）

A．汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大

B．当汽车速度增加到7.9km/s，将离开地面绕地球做圆周运动

C．此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h

D．在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力

由mg－FN＝m

得FN＝mg－m

，可知A错；

7.9km/s是最小的发射速度，也是最大的环绕速度，B对；

由mg＝m（

）2R知T＝84min，C错；

“航天汽车”上处于完全失重状态，任何与重力有关的实验都无法进行，D错。

7．人在距地面高h、离靶面距离L处，将质量为m的飞镖以速度v0水平投出，落在靶心正下方，如图所示。

只改变m、h、L、v0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是（　　）

A．适当减小v0　　　　B．适当提高h

C．适当减小mD．适当减小L

BD

适当提高h，可使飞镖投中靶心，选项B正确；

由Δh＝

gt2，L＝v0t，联立得Δh＝

（与飞镖的质量无关），适当增大v0，或适当减小L，使飞镖在竖直方向下落的距离减小，也可以使飞镖投中靶心，选项A、C错而D对。

8．（兰州一中2014～2015学年高一下学期期中）如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。

若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（　　）

A．b一定比a先开始滑动

B．a、b所受的摩擦力始终相等

C．ω＝

是b开始滑动的临界角速度

D．当ω＝

时，a所受摩擦力的大小为kmg

AC

该题考查圆周运动中的临界条件，解题关键要明确物体滑动的条件是最大静摩擦力提供向心力，静摩擦力提供向心力f＝mrω2，由于rb>

ra，b先达到最大静摩擦力，b先滑动，A正确，B不正确，b的临界角速度ω＝

，C正确。

当ω＝

时，a所受摩擦力fa＝mlω2＝

kmg<

kmg，D不正确。

9.我国发射的“嫦娥二号”探月卫星简化后的路线示意图如图所示。

卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道，卫星开始对月球进行探测。

已知地球与月球的质量之比为a，卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b，卫星在停泊轨道和工作轨道上均可视为做匀速圆周运动，则（　　）

A．卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为

B．卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为

C．卫星在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度

D．卫星从停泊轨道转移到地月转移轨道，卫星必须加速

AD

根据G

＝m

得v＝

，卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为

，A项正确；

根据T＝

＝2πr

，卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为

＝b

，B错误；

由v＝

知r越大，v越小，卫星停泊轨道运行的速度小于地球的第一宇宙速度，C项错；

卫星从停泊轨道转移到地月转移轨道，要远离地球，卫星必须加速才能做离心运动，故D项正确。

10.（海南中学2013～2014学年高一下学期期中）如图所示，可视为质点的、质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形轨道内做圆周运动，下列有关说法中正确的是（　　）

A．小球能够通过最高点时的最小速度为0

B．小球能够通过最高点时的最小速度为

C．如果小球在最高点时的速度大小为2

，则此时小球对管道的外壁有作用力

D．如果小球在最高点时的速度大小为

，则小球通过最高点时与管道间无相互作用力

ACD

因为管道内壁可以提供支持力，故最高点的最小速度可以为零。

若在最高点v>

0且较小时，球做圆周运动所需的向心力由球的重力跟管道内壁对球向上的力FN1的合力共同提供，即mg－FN1＝m

，当FN1＝0时，v＝

，此时只有重力提供向心力。

由此知，速度在0<

v<

时，球的向心力由重力和管道内壁对球向上的弹力提供。

当v>

时，球的向心力由重力跟管道外壁对球的向下的弹力FN2共同提供，综上所述，A、C、D正确。

第Ⅱ卷（非选择题　共60分）

二、填空题（共3小题，共18分。

把答案直接填在横线上）

11．（5分）“神舟十号”飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，在该飞船的密封舱内，如图所示的实验能够进行的是__________________。

飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，飞船内的一切物体都处于完全失重状态，与重力相关的现象都消失了，故正确选项为C。

12．（6分）如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过圆心O的竖直轴OO′匀速转动，规定经过O点且水平向右为x轴的正方向。

在O点正上方距盘面高为h处有一个可间断滴水的容器，从t＝0时刻开始随传送带沿与x轴平行的方向做匀速直线运动。

已知t＝0时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面上时，后一滴水恰好开始下落，要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，圆盘转动的角速度是__________________。

（n＝1,2,3，…）

由题意知h＝

gt2①

ω＝

②

T＝nt（n＝1,2,3，…）③

由①②③得ω＝

13．（7分）未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。

悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。

现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄。

在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。

a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则：

（1）由以上信息，可知a点________（选填“是”或“不是”）小球的抛出点；

（2）由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s2；

（3）由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是________m/s；

（4）由以上及图信息可以算出小球在b点时的速度是________m/s。

（1）是　

（2）8　（3）0.8　（4）

（1）由初速度为零的匀加速直线运动经过相邻的相等的时间内通过位移之比为1∶3∶5可知，a点为抛出点；

（2）由ab、bc、cd水平距离相同可知，a到b、b到c运动时间相同，设为T，在竖直方向有Δh＝gT2，T＝0.1s，可求出g＝8m/s2；

（3）由两位置间的时间间隔为0.10s，水平距离为8cm，x＝vt，得水平速度为0.8m/s。

（4）b点竖直分速度为ac间的竖直平均速度，根据速度的合成求b点的合速度，vyb＝

m/s＝0.8m/s，所以vb＝

m/s

三、论述·

计算题（共4小题，共42分。

解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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．（9分）如图，一个质量为M的人，站在台秤上，手拿一个质量为m，悬线长为R的小球，在竖直平面内做匀速圆周运动，且摆球正好通过圆轨的最高点（此时悬线的弹力为零），求小球经过最低点时，台秤的示数多大？

Mg＋2mg

小球恰能通过最高点时，重力刚好提供向心力；

在最低点时，台秤的示数等于整体对秤的压力。

小球在最高点mg＝m

小球在最低点T－mg＝m

T＝mg＋m

＝2mg

由牛顿第三定律知小球经过最低点时，台秤的示数为Mg＋2mg。

15．（10分）（武汉市部分重点中学2014～2015学年高一期中联考）中国赴南极考察船“雪龙号”，从上海港口出发一路向南，经赤道到达南极，某同学设想，在考察船“雪龙号”上做一些简单的实验来探究地球的平均密度：

当“雪龙号”停泊在赤道时，用弹簧测力计测量一个钩码的重力，记下弹簧测力计的读数为F1，当“雪龙号”到达南极后，仍用弹簧测力计测量同一个钩码的重力，记下弹簧测力计的读数为F2，设地球的自转周期为T，不考虑地球两极与赤道的半径差异。

请根据探索实验的设想，写出地球平均密度的表达式（万有引力常量G、圆周率π已知）。

ρ＝

在地球赤道处，钩码受地球的引力与弹簧的弹力作用，钩码随地球自转，做圆周运动，所以F引－F1＝m

R

在地球的南极钩码受地球的引力与弹簧的弹力作用，因该处的钩码不做圆周运动，处于静止状态，有

F引＝F2＝G

又因为M＝ρV＝ρ

πR3

联立以上各式解得ρ＝

16．（11分）（襄州一中、曾都一中、宜城一中、枣阳一中12～13学年高一期中联考）如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为α＝53°

的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h＝0.2m，重力加速度g取10m/s2，sin53°

＝0.8，cos53°

＝0.6，求：

（1）小球水平抛出的初速度v0是多少？

（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离x是多少？

（1）1.5m/s　

（2）0.3m

（1）由题意可知，小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，则

vy＝v0tan53°

v

＝2gh

代入数据，得vy＝2m/s，v0＝1.5m/s

（2）由vy＝gt1得

t1＝0.2s

x＝v0t1＝1.5×

0.2m＝0.3m

17．（12分）一行星探测器从所探测的行星表面垂直升空（如图），探测器的质量是1500kg，发动机推力为恒力，升空途中发动机突然关闭。

如图所示为探测器速度随时间的变化图象，其中A点对应的时刻tA＝9s，此行星半径为6×

103km，引力恒量G＝6.67×

10－11N·

m2/kg2。

求：

（1）探测器在该行星表面达到的最大高度；

（2）该行星表面的重力加速度；

（3）发动机的推力；

（4）该行星的第一宇宙速度。

（1）1200m　

（2）6.0m/s2　（3）2.5×

104N　

（4）6.0km/s

（1）由图象可知，在25s的时间内探测器一直在上升，且在t＝25s末达到最高点，在v－t图象中可以利用面积表示位移，因此最大高度h＝

×

25×

96m＝1200m。

（2）在上升阶段，探测器受推力和重力作用，在t＝9s末关闭发动机后，探测器只受重力作用而减速，加速度a＝g，在数值上等于AB段图象斜率的绝对值，所以g＝

m/s2＝6.0m/s2。

（3）在OA加速阶段，F－mg＝ma′，F＝mg＋ma′＝m（g＋a′），可由OA段直线的斜率求得a′＝

m/s2，所以F＝1500×

（6.0＋

）N＝2.5×

104N。

（4）物体在星球表面做圆周运动的环绕速度即为第一宇宙速度，且在星球表面物体受到的万有引力等于物体的重力mg＝G

＝6.0km/s