2025高中物理人教版必修2教学资源包（名师同步导学）模块综合检测卷含答案

2025高中物理人教版必修2教学资源包（名师同步导学）模块综合检测卷(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(共15小题，每小题3分，共45分.1～8题为单选题，9～15题为多选题)1．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是()A．开普勒进行了“月—地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律的结论B．哥白尼提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律C．第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律D．牛顿发现了万有引力定律解析：选D牛顿得出万有引力定律，A错误，D正确；开普勒发现行星运动三定律，B、C错误．2．弹道导弹是指在火箭发动机推力作用下按预定轨道飞行，关闭发动机后按自由抛体轨迹飞行的导弹．若关闭发动机时导弹的速度是水平的，不计空气阻力，则导弹从此时起水平方向的位移()A．只由水平速度决定B．只由离地高度决定C．由水平速度、离地高度共同决定D．与水平速度、离地高度都没有关系解析：选C不计空气阻力，关闭发动机后导弹水平方向的位移x＝v0t＝v0eq\r(\f(2h,g))，可以看出水平位移由水平速度、离地高度共同决定，选项C正确．3．将地球看做质量均匀分布的球体，在其上空有许多同步卫星，下列说法中正确的是()A．它们的质量可能不同B．它们的角速度可能不同C．它们的向心加速度可能不同D．它们离地心的距离可能不同解析：选A所谓地球同步卫星，是相对地面静止且和地球有相同周期、角速度的卫星．同步卫星定位于赤道的正上方，离地面的高度约为3.6×104km.因此所有同步卫星离地心的距离均相同，向心加速度也相同．4．从离地H高处以速度v竖直向下抛出一个小球，若球撞地时无机械能损失，那么此球的回跳高度是()A．H＋eq\f(v2,2g) B．H－eq\f(v2,2g)C.eq\f(v2,2g) D．以上均有可能解析：选A设此球回跳高度是h.据题意，物体与地面碰撞的过程中无机械能损失，则根据机械能守恒定律得mgH＋eq\f(1,2)mv2＝mgh，解得h＝H＋eq\f(v2,2g)，故A正确．5．小船横渡一条两岸平行的河流，船相对于静水的速度大小不变，船身方向垂直于河岸，水流方向与河岸平行，已知小船的运动轨迹如图所示，则()A．距离河岸越远，水流速度越小B．沿图中轨迹渡河时间最短C．沿图中轨迹渡河时间最长D．沿图中轨迹渡河路程最短解析：选B从轨迹曲线的弯曲形状上可以知道，小船先具有向下游的加速度，小船后具有向上游的加速度，故水流是先加速后减速，即越接近河岸水流速度越小，故A错误；由于船身方向垂直于河岸，无论水流速度是否变化，这种渡河方式耗时总是最短，故B正确，C错误；最短路程过河船头指向斜上方，而不是船头指向对岸，因此途中轨迹不是最短路程，故D错误．6．如图所示，一个凹形桥模拟器固定在水平地面上，其凹形轨道是半径为0.4m的半圆，且在半圆最低点装有一个压力传感器(图中未画出)．一质量为0.4kg的玩具小车经过凹形轨道最低点时，传感器的示数为8N，则此时小车的速度大小为(取g＝10m/s2)()A．2m/s B．4m/sC．8m/s D．16m/s解析：A小车经过凹形桥的最低点时，受重力和支持力，沿半径方向的合外力提供向心力，由牛顿第二定律有：FN－mg＝meq\f(v2,R)，由牛顿第三定律得FN′＝FN，而FN′为视重是8N，联立得瞬时速度v＝eq\r(\f(FN－mgR,m))＝2m/s，故A选项正确．7．当人造地球卫星已进入预定轨道后，下列说法中正确的是()A．卫星及卫星内的任何物体均不受重力作用B．卫星及卫星内的任何物体仍受重力作用，并可用弹簧测力计直接称出物体所受重力的大小C．如果卫星自然破裂成质量不相等的两块，则这两块仍按原来的轨道和周期运行D．如果在卫星内将一个物体自由释放，则卫星内观察者将可以看到物体做自由落体运动解析：选C卫星在预定轨道上运行时，卫星及卫星内的物体仍然受到地球对它的引力作用，但处于失重状态，故A、B、D错误；若卫星自然破裂，任一部分受到地球的引力恰好提供该部分做圆周运动的向心力，它依旧按原来的轨道和周期运行，故C正确．8．如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直．一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时，对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)()A.eq\f(v2,16g) B．eq\f(v2,8g)C.eq\f(v2,4g) D．eq\f(v2,2g)解析：选B物块由最低点到最高点由机械能守恒可得：eq\f(1,2)mv2＝2mgr＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)；物块做平抛运动：x＝v1t；t＝eq\r(\f(4r,g))；联立解得x＝eq\r(\f(4v2,g)r－16r2)，由数学知识可知，当r＝eq\f(\f(4v2,g),2×16)＝eq\f(v2,8g)时，x最大，故选B.9．如图所示，在光滑水平地面上有一辆平板小车，车上放着一个滑块，滑块和平板小车间有摩擦，滑块在水平恒力F作用下从车的一端拉到另一端．第一次拉滑块时将小车固定，第二次拉滑块时小车没有固定，在这先后两次拉动木块的过程中，下列说法中正确的是()A．滑块所受的摩擦力一样大B．拉力F做的功一样大C．滑块获得的动能一样大D．系统增加的内能一样大解析：选AD滑动摩擦力与压力成正比，两次压力相等，都等于mg，动摩擦因数是一定的，故滑动摩擦力一定相等，故A正确；第二次由于小车也会向右移动，故滑块的对地位移变大了，故拉力做的功变多了，故B错误；根据动能定理，有(F－f)x＝eq\f(1,2)mv2；第二次由于小车也会向右移动，滑块的对地位移x变大了，故获得的动能也变大了，故C错误；根据功能关系，系统增加的内能等于一对滑动摩擦力做的功，即Q＝f·Δs；两次相对路程都等于小车的长度，故产生的内能相等，故D正确．10．目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小．若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列说法正确的是()A．卫星的动能逐渐减小B．由于地球引力做正功，引力势能一定减小C．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变D．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小解析：选BD由于空气阻力做负功，卫星轨道半径变小，地球引力做正功，引力势能一定减小，动能增大，机械能减小，选项A、C错误，B正确；根据动能定理，卫星动能增大，卫星克服阻力做的功小于地球引力做的正功，而地球引力做的正功等于引力势能的减小，所以卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小，选项D正确．11．如图所示，一个质量是25kg的小孩从高为2m的滑梯顶端由静止滑下，滑到底端时的速度为2m/s(g取10m/s2)．关于力对小孩做的功，以下结果正确的是()A．重力做的功为500JB．合外力做功为50JC．克服阻力做功为50JD．支持力做功为450J解析：选AB重力做功与路径无关，WG＝mgh＝25×10×2J＝500J，A项正确；合外力做功有W＝ΔEk＝eq\f(1,2)·mv2＝eq\f(1,2)×25×22J＝50J，B项正确；W＝WG＋W阻＝50J，所以W阻＝－450J，即克服阻力做功为450J，C项错误；支持力始终与速度垂直，不做功，D项错误．12．如图所示，木板B托着木块A在竖直平面内逆时针方向做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是()A．从水平位置a到最高点b的过程中A的向心加速度越来越大B．从水平位置a到最高点b的过程中B对A的摩擦力越来越小C．在a处时A对B的压力等于A的重力，A所受的摩擦力达到最大值D．在过圆心的水平线以下A对B的压力一定大于A的重力解析：选BCD由于木块A在竖直平面内做匀速圆周运动，A的向心加速度大小不变，A错误；从水平位置a到最高点b的过程中，A的向心加速度沿水平方向的分量逐渐减小，即此过程B对A的摩擦力越来越小，B正确；在a处时A的向心加速度水平向左，竖直方向上A处于平衡，A对B的压力等于A的重力，A所受的摩擦力达到最大值，C正确；在过圆心的水平线以下有向上的加速度的分量，此时A处于超重状态，A对B的压力大于A的重力，D正确．13．水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1)．现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动．设F的方向与水平面的夹角为θ，如图所示，在θ从0°逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则()A．F先减小后增大 B．F一直增大C．F的功率减小 D．F的功率不变解析：选AC由于木箱的速度保持不变，因此木箱始终处于平衡状态，对木箱进行受力分析，由平衡条件得mg＝FN＋Fsinθ，Fcosθ＝Ff＝μFN，联立解得F＝eq\f(μmg,cosθ＋μsinθ)＝eq\f(μmg,\r(1＋μ2)sinθ＋α)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(其中tanα＝\f(1,μ)))，所以在θ从0°逐渐增大到90°的过程中，F先减小后增大，选项A正确，B错误；F的功率为P＝Fvcosθ＝eq\f(μmgvcosθ,cosθ＋μsinθ)＝eq\f(μmgv,1＋μtanθ)，在θ从0°逐渐增大到90°的过程中，tanθ逐渐增大，故功率P逐渐减小，选项C正确，D错误．14．P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动．图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同．则()A．P1的平均密度比P2的大B．P1的“第一宇宙速度”比P2的小C．s1的向心加速度比s2的大D．s1的公转周期比s2的大解析：选AC由图象左端点横坐标相同可知，P1、P2两行星的半径R相等，对于两行星的近地卫星：Geq\f(Mm,R2)＝ma，得行星的质量M＝eq\f(R2a,G)，由a­r2图象可知P1的近地卫星的向心加速度大，所以P1的质量大，平均密度大，选项A正确；根据Geq\f(Mm,R2)＝eq\f(mv2,R)得，行星的第一宇宙速度v＝eq\r(\f(GM,R))，由于P1的质量大，所以P1的第一宇宙速度大，选项B错误；s1、s2的轨道半径相等，由a­r2图象可知s1的向心加速度大，选项C正确；根据Geq\f(Mm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r得，卫星的公转周期T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，由于P1的质量大，故s1的公转周期小，选项D错误．15．如图所示，A、B、C、D四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度h处由静止释放小球，使之进入右侧不同的竖直轨道：除去底部一小圆弧，A图中的轨道是一段斜面，高度大于h；B图中的轨道与A图中轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；C图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连，管的高度大于h；D图中的轨道是个半圆形轨道，其直径等于h.如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h高度的是()解析：选AC小球在运动过程中机械能守恒，A、C图中小球不能脱离轨道，在最高点速度为零，因而可以达到h高度；但B、D图中小球都会脱离轨道而做斜抛运动，在最高点具有水平速度，所以在最高点的重力势能要小于mgh(以最低点为零势能面)，即最高点的高度要小于h，选项A、C正确．二、非选择题(共5小题，55分)16．(6分)在研究平抛运动实验中，实验室准备了下列器材：铁架台、斜槽、竖直挡板、有水平卡槽的木板(能将挡板竖直固定在卡槽上，且相邻卡槽间的距离相等)、白纸、复写纸、图钉、小球、刻度尺等．Ⅰ.请完成研究平抛运动的实验步骤：(1)按图安装实验装置，保证斜槽末端__________，将白纸、复写纸用图钉固定在挡板同一面上，再将挡板竖直固定在卡槽上；(2)将小球从斜槽上某位置由静止释放，小球撞击挡板时在白纸上会留下痕迹；(3)将挡板移到右侧相邻的卡槽上竖直固定好，将小球从斜槽上________释放，小球撞击挡板时在白纸上留下痕迹；(4)重复(3)的步骤若干次；(5)整理器材．Ⅱ.若相邻卡槽间的距离为l，在白纸上依次选取三个点迹，测得相邻两点迹间的距离分别为h1、h2(h2>h1)，重力加速度为g，则小球做平抛运动的初速度v0＝________.解析：Ⅰ.在实验中要画出平抛运动轨迹，必须确保小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道末端一定要水平，将白纸和复写纸用图钉固定在挡板同一面上，要画出轨迹必须让小球在同一位置由静止多次释放．Ⅱ.由平抛运动规律，l＝v0T，h2－h1＝gT2，联立解得小球做平抛运动的初速度v0＝leq\r(\f(g,h2－h1)).答案：Ⅰ.(1)切线水平(3)同一位置由静止Ⅱ.leq\r(\f(g,h2－h1))17．(9分)在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示．其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为f＝50Hz.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中(单位：cm)．(1)这五个数据中不符合有效数字读数要求的是________(选填“A”“B”“C”“D”或“E”)点读数．(2)该同学用重锤在OC段的运动来验证机械能守恒，则C点对应的物体的速度vC＝________(用题中字母表示)．(3)若O点到某计数点距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重锤的瞬时速度为v，则实验中要验证的等式为________．(4)若重锤质量m＝2.00×10－1kg，重力加速度g＝9.80m/s2，由图中给出的数据，可得出从O到打下D点，重锤重力势能的减少量为________J，而动能的增加量为________J．(均保留3位有效数字)解析：(1)刻度尺读数时应在最小刻度1mm的基础上向下一位估读，即应当保留到小数点后两位12.40cm，所以B点读数不符合要求．(2)根据匀变速直线运动中，时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小，即vC＝eq\f(xBD,2T)＝eq\f(\x\to(OD)－\x\to(OB),\f(2,f))＝eq\f(\x\to(OD)－\x\to(OB)f,2).(3)验证机械能守恒应该是减少的重力势能等于增加的动能，即mgh＝eq\f(1,2)mv2，故gh＝eq\f(1,2)v2.(4)从O到D点，重锤重力势能的减少量为mghOD＝0.200×9.80×0.1941J＝0.380J.打纸带上D点时，小车的瞬时速度大小vD＝eq\f(xCE,2T)＝eq\f(\x\to(OE)－\x\to(OC),\f(2,f))＝eq\f(\x\to(OE)－\x\to(OC)f,2)＝1.94m/s故动能的增加量为eq\f(1,2)mveq\o\al(2,D)＝0.376J.答案：(1)B(2)eq\f(\x\to(OD)－\x\to(OB)f,2)(3)gh＝eq\f(1,2)v2(4)0.3800.37618．(12分)有一列重为100t的火车，以72km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400m．(g取10m/s2)(1)试计算铁轨受到的侧压力大小；(2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度θ的正切值．解析：(1)v＝72km/h＝20m/s，外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力，所以有：FN＝meq\f(v2,r)＝eq\f(105×202,400)N＝1×105N由牛顿第三定律可知铁轨受到的侧压力大小等于1×105N.(2)火车过弯道，重力和铁轨对火车的支持力的合力正好提供向心力，如图所示：则mgtanθ＝meq\f(v2,r)由此可得tanθ＝eq\f(v2,rg)＝0.1.答案：(1)1×105N(2)0.119．(14分)我国海军歼－15舰载机已经在“辽宁”号航母上成功着舰和起飞．现将飞机起飞模型简化为飞机先在水平甲板上做匀加速直线运动，再在倾角为θ＝15°的斜面甲板上以最大功率做加速运动，最后从甲板飞出的速度为360km/h，如图所示．若飞机的质量为18t，甲板AB长180m，斜面甲板BC长50m．(飞机长度忽略当成质点，不计一切摩擦和空气阻力，取sin15°＝0.3，g＝10m/s2)(1)如果要求到达甲板B点的速度至少为离开斜面甲板速度的60%，则飞机在水平甲板上运动时的牵引力至少为多少才能使飞机起飞？(2)在第(1)问的情况下，如果到达B点时飞机刚好达到最大功率，则从飞机开始运动到飞离甲板共需多少时间？解析：(1)由题意知m＝18t＝1.8×104kgvC＝360km/h＝100m/s则B点的速度至少为v＝0.6vC＝60m/s由动能定理得，FxAB＝eq\f(1,2)mv2，解得F＝1.8×105N.(2)到达B点时的功率P＝Fv＝1.08×107W飞机从A运动到B的时间t1＝eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(2xAB,v)＝6))s飞机从B到C的运动过程由动能定理，得Pt2－mgsinθ·xBC＝eq\f(1,2)mveq\o\al(C,2)－eq\f(1,2)mv2，t2≈5.58s，t＝t1＋t2，联立解得t＝11.58s.答案：(1)1.8×105N(2)11.58s20．(14分)杂技演员甲的质量为M＝80kg，乙的质量为m＝60kg.跳板轴间光滑，质量不计．甲、乙一起表演节目，如图所示，开始时，乙站在B端，A端离地面1m，且OA＝OB.甲先从离地面H＝6m的高处自由跳下落在A端．当A端落地时，乙在B端恰好被弹起．假设甲碰到A端时，由于甲的技艺高超，没有能量损失．分析过程假定甲、乙可看做质点(取g＝10m/s2)．问：(1)当A端落地时，甲、乙两人速度大小各为多少？(2)若乙在B端的上升可以看成是竖直方向，则乙离开B端还能被弹起多高？解析：(1)甲跳下直到B端弹起到最高点的过程中，甲、乙机械能守恒，有MgH＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(甲,2)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(乙,2)＋mgh而v甲＝v乙，h＝1m联立可解得v甲＝v乙＝2eq\r(15)m/s.(2)乙上升到最高点的过程中，机械能守恒，有：eq\f(1,2)mveq\o\al(乙,2)＝mgh1，解得h1＝3m.答案：(1)2eq\r(15)m/s2eq\r(15)m/s(2)3m章末质量检测卷(一)曲线运动(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(共15小题，每小题3分，共45分.1～8题为单选题，9～15题为多选题)1．下列说法正确的是()A．做曲线运动的物体速度大小一定发生变化B．速度方向发生变化的运动一定是曲线运动C．速度变化的运动一定是曲线运动D．做曲线运动的物体一定有加速度解析：选D任何曲线运动的速度方向时刻变化，一定有加速度，但速度的大小不一定变化，故A错误，D正确；速度方向变化、速度变化的运动不一定是曲线运动，如竖直上抛运动，速度发生变化，在最高点速度方向发生变化，而轨迹为直线，故B、C错误．2．撑开的带有水滴的伞绕着伞柄在竖直面内旋转，伞面上的水滴随伞做曲线运动．若有水滴从伞面边缘最高处O飞出，如图所示．则飞出伞面后的水滴可能()A．沿曲线Oa运动 B．沿直线Ob运动C．沿曲线Oc运动 D．沿圆弧Od运动解析：选C雨滴在最高处离开伞边缘，沿切线方向飞出，由于受重力，轨迹向下偏转，同时具有水平速度，故C正确，A、B、D错误．3．以下是书本上的一些图片，下列说法正确的是()A．图甲中，有些火星的轨迹不是直线，说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的B．图乙中，两个影子x，y轴上的运动就是物体的两个分运动C．图丙中，增大小锤打击弹性金属片的力，A球可能比B球晚落地D．图丁中，做变速圆周运动的物体所受合外力F在半径方向的分力大于它所需要的向心力解析：选B炽热微粒一定沿砂轮切线飞出，A错；根据运动的合成与分解，B正确；图丙中A、B两球一定同时落地，与打击力度无关，C错；F沿半径方向的分力等于所需向心力，D错．4．汽车在水平地面上转弯，地面对车的摩擦力已达到最大值．当汽车的速率加大到原来的二倍时，若使车在地面转弯时仍不打滑，汽车的转弯半径应()A．增大到原来的二倍 B．减小到原来的一半C．增大到原来的四倍 D．减小到原来的四分之一解析：选C汽车转弯时地面对车的最大静摩擦力提供向心力，则Ff＝meq\f(v2,r)，最大静摩擦力不变，速度加倍，则汽车转弯半径应变化为原来的四倍，故C正确．5．有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河．小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为()A.eq\f(kv,\r(k2－1)) B．eq\f(v,\r(1－k2))C.eq\f(kv,\r(1－k2)) D．eq\f(v,\r(k2－1))解析：选B去程时船头垂直河岸如图所示，由合运动与分运动具有等时性并设大河宽度为d，则去程时间t1＝eq\f(d,v1)；回程时行驶路线垂直河岸，故回程时间t2＝eq\f(d,\r(v\o\al(2,1)－v2)).由题意有eq\f(t1,t2)＝k，则k＝eq\f(\r(v\o\al(2,1)－v2),v1)，得v1＝eq\r(\f(v2,1－k2))＝eq\f(v,\r(1－k2))，选项B正确．6．m为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，A为终端皮带轮，如图所示．已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮间不会打滑，当m可被水平抛出时，A轮每秒的转数最少是()A.eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,r)) B．eq\r(\f(g,r))C.eq\r(gr) D．eq\f(1,2π)eq\r(gr)解析：选A物体恰好被水平抛出时，在皮带轮最高点满足mg＝meq\f(v2,r)，又因为v＝2πrn，可得n＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,r))，选项A正确．7．一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙物体质量分别为M和m(M>m)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为L(L<R)的轻绳连在一起．如图所示，若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直，要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则转盘旋转的角速度最大不得超过(两物体均看做质点)()A.eq\r(\f(μMg－mg,mL)) B．eq\r(\f(μg,L))C.eq\f(μMg＋mg,ML) D．eq\r(\f(μMg＋mg,mL))解析：选D当m以最大角速度转动时，以M为研究对象F＝μMg，以m为研究对象F＋μmg＝mLω2，可得ω＝eq\r(\f(μMg＋mg,mL))，选项D正确．8．近年来，有许多电视台推出户外有奖冲关的游戏节目，如图(俯视图)所示是某台设计的冲关活动中的一个环节．挑战者要从平台跳到以O为转轴的快速旋转的水平转盘上而不落入水中．已知平台A到转盘盘面的竖直高度为1.25m，平台边缘到转盘边缘的水平距离和转盘半径均为2m，转盘以12.5r/min的转速匀速转动．转盘边缘上间隔均匀地固定有6个相同的障碍桩，障碍桩及桩和桩之间的间隔对应的圆心角均相等．若某挑战者在如图所示时刻从平台边缘以水平速度v沿AO方向跳离平台，把人视为质点，不计桩的厚度，g取10m/s2，则人能穿过间隙跳上转盘的最小起跳速度v0为()A．4m/s B．5m/sC．6m/s D．7m/s解析：选B人起跳后做平抛运动，因此在竖直方向上有y＝eq\f(1,2)gt2，解得时间t＝0.5s．转盘的角速度ω＝2πn＝eq\f(5,12)πrad/s，转盘转过eq\f(π,6)所用时间t′＝eq\f(θ,ω)＝0.4s，要使人能跳过空隙，所用时间最多为0.4s，因此根据水平方向匀速运动有x＝v0t，解得v0＝5m/s，故B正确．9．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的有()A．可以用天平测量物体的质量B．可以用水银气压计测舱内的气压C．可以用弹簧测力计测拉力D．在卫星内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为零，但重物仍受地球的引力解析：选CD卫星内物体处于完全失重状态，此时放在天平上的物体对天平的压力为零，因此不能用天平测量物体的质量，故A错；同理水银也不会产生压力，故水银气压计也不能使用，故B错；弹簧测力计测拉力遵从胡克定律，拉力的大小与弹簧伸长量成正比，故C正确；物体处于完全失重状态时并不是不受重力，而是重力提供了物体做圆周运动的向心力，故D正确．10．质量相等的A、B两物体，放在水平转台上，A离轴O的距离是B离轴O距离的一半．如图所示，当转台旋转时，A、B都无滑动，则下列说法正确的是()A．因为an＝ω2r，而rB>rA，所以B的向心加速度比A的大B．因为an＝eq\f(v2,r)，而rB>rA，所以A的向心加速度比B的大C．A的线速度比B的大D．B的线速度比A的大解析：选ADA、B两物体在同一转台上，且无滑动，所以角速度相同，由v＝ωr，rB>rA，得B的线速度大于A的线速度，C错误，D正确；又由an＝ω2r，得aB>aA，A正确，B错误．11．一物体运动规律是x＝3t2m，y＝4t2m，则下列说法中正确的是()A．物体在x轴和y轴方向上都是初速度为零的匀加速直线运动B．物体的合运动是初速度为零、加速度为5m/s2的匀加速直线运动C．物体的合运动是初速度为零、加速度为10m/s2的匀加速直线运动D．物体的合运动是加速度为5m/s2的曲线运动解析：选AC由x＝3t2及y＝4t2知物体在x、y方向上的初速度为0，加速度分别为ax＝6m/s2，ay＝8m/s2，故a＝eq\r(a\o\al(2,x)＋a\o\al(2,y))＝10m/s2，故B、D错误，A、C正确．12．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的小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的小解析：选ADA和B运行的角速度相等，A的运行半径小于B的半径，故A的速度小于B的速度，选项A正确；由a＝rω2知，A的向心加速度小于B的向心加速度，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＝eq\f(rω2,g)，运行半径不相等，夹角θ也不相等，选项C错误；缆绳拉力F＝eq\f(mg,cosθ)＝mgeq\r(1＋tan2θ)，将tanθ＝eq\f(rω2,g)代入可知，r越小，缆绳拉力越小，选项D正确．13．如图所示，杂技演员在表演“水流星”节目时，用细绳系着的盛水的杯子可以在竖直平面内做圆周运动，甚至当杯子运动到最高点时杯里的水也不流出来．下列说法中正确的是()A．在最高点时，水对杯底一定有压力B．在最高点时，盛水杯子的速度一定不为零C．在最低点时，细绳对杯子的拉力充当向心力D．在最低点时，杯中的水不只受重力作用解析：选BD杯子最高点受拉力方向只可能向下或者拉力为零，则有F＋mg＝meq\f(v2,r)≥mg，所以最高点速度v≥eq\r(gR)，v不可能等于0，B对；对水分析，杯底对水的也是只能向下，分析同前，当v＝eq\r(gR)时，F＝0，A错；最低点时，不管是绳子拉力还是杯子对水的弹力也只能向上，合力提供向心力则有F－mg＝meq\f(v2,R)，也就是对杯子而言，拉力和重力的合力提供向心力，C错；在最低点时杯中的水受到重力和杯底对水的支持力，合力提供向水力，故D对．14.如图1所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F­v2图象如图2所示．则()A．小球的质量为eq\f(bR,a2)B．当地的重力加速度大小为eq\f(b,R)C．v2＝c时，小球对杆的弹力方向向下D．v2＝2b时，小球受到的弹力与重力大小相等解析：选BD在最高点，若v＝0，则F＝mg＝a；若F＝0，则有mg＝meq\f(v2,R)＝meq\f(b,R)，解得g＝eq\f(b,R)，m＝eq\f(a,b)R，故A错误，B正确；由图可知：当v2＜b时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞b时，杆对小球弹力方向向下，所以当v2＝c时，杆对小球弹力方向向下，所以小球对杆的弹力方向向上，故C错误；若c＝2b.则有F＋mg＝meq\f(2b,R)，解得F＝mg，故D正确．15．如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是()A．小球通过最高点时的最小速度vmin＝eq\r(gR＋r)B．小球通过最高点时的最小速度vmin＝0C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力解析：选BC小球沿管上升到最高点的速度可以为零，故选项A错误，选项B正确；小球在水平线ab以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力FN与小球重力在背离圆心方向的分力F1的合力提供向心力，即FN－F1＝meq\f(v2,R＋r)，因此，外侧管壁一定对小球有作用力，而内侧壁无作用力，选项C正确；小球在水平线ab以上的管道中运动时，小球受管壁的作用力与小球速度大小有关，选项D错误．二、非选择题(共5小题，55分)16．(7分)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R＝0.20m)．完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图(a)所示，托盘秤的示数为1.00kg；(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图(b)所示，该示数为________kg；(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧．此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：序号12345m(kg)1.801.751.851.751.90(4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为________N；小车通过最低点时的速度大小为________m/s.(重力加速度大小取9.80m/s2，本小题计算结果保留2位有效数字)解析：(2)根据托盘秤指针可知量程是10kg，指针所指示数为1.40kg.(4)记录的托盘秤各次示数并不相同，为减小误差，取平均值，即m＝1.81kg.而模拟器的重力为G＝m′g＝9.8N，所以，小车经过凹形桥最低点的压力为FN＝mg－m′g≈7.9N．根据牛顿第三定律知：凹形桥对小车的支持力FN′＝FN，小车质量m0＝(1.40－1.00)kg，根据径向合力提供向心力得FN′－mog＝m0eq\f(Q2,R)，即7.9－(1.4－1)×9.8＝(1.4－1)eq\f(v2,0.2)，整理可得v≈1.4m/s.答案：(2)1.40(4)7.91.417．(8分)在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置．先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸．将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口的方向平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；将木板再向远离槽口的方向平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x＝10.00cm，A、B间距离y1＝5.02cm，B、C间距离y2＝14.82cm.(g＝9.80m/s2)(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？____________.(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0＝_____.(用题中所给字母表示)(3)小球初速度的值为v0＝________________m/s.解析：(1)每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球，是为了使小球离开斜槽末端时有相同的初速度．(2)根据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动，则小球从A到B和从B到C运动时间相等，设为T；竖直方向由匀变速直线运动推论有y2－y1＝gT2，且v0T＝x.解以上两式得v0＝xeq\r(\f(g,y2－y1)).(3)代入数据解得v0＝1.00m/s.答案：(1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同(2)xeq\r(\f(g,y2－y1))(3)1.0018．(12分)把一小球从离地面h＝5m处，以v0＝10m/s