【学练考】2021-2022人教版物理必修2检测：特色专题训练+模块综合测评(3份)

特色专题训练(一)曲线运动的应用本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分，考试时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．在越野赛车时，一辆赛车在水平大路上减速转弯，从俯视图中可以看到，赛车沿圆周由P点向Q点行驶．图Z­1­1中画出了赛车转弯时所受合力的四种方向，你认为正确的是()图Z­1­12．汽车在水平地面上转弯，地面对汽车的摩擦力已达到最大值．当汽车的速率增大到原来的2倍时，若使汽车在地面转弯时仍不打滑，则汽车的转弯半径应()A．增大到原来的2倍B．减小到原来的eq\f(1,2)C．增大到原来的4倍D．减小到原来的eq\f(1,4)3．(多选)宇航员在地球表面以肯定初速度竖直上抛一个小球，经过时间t小球落回原处；他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一个小球，经过时间5t，小球落回原处．已知该星球的半径与地球的半径之比R星∶R地＝1∶4，若地球表面的重力加速度为g，该星球表面的重力加速度为g′，空气阻力不计，则()A．g′∶g＝1∶5B．g′∶g＝5∶2C．M星∶M地＝1∶20D．M星∶M地＝1∶804．(多选)关于北京和广州随地球自转的向心加速度，下列说法中正确的是()A．它们的方向都沿半径指向地心B．它们的方向都在平行于赤道的平面内指向地轴C．北京的向心加速度比广州的向心加速度大D．北京的向心加速度比广州的向心加速度小5．(多选)平抛运动可以分解为水平方向和竖直方向的两个直线运动，在同一坐标系中作出这两个分运动的v­t图线，如图Z­1­2所示．若平抛运动的时间大于2t1，则下列说法中正确的是()图Z­1­2A．图线2表示竖直方向分运动的v­t图线B．t1时刻的速度方向与初速度方向的夹角为30°C．t1时刻的位移方向与初速度方向的夹角的正切为eq\f(1,2)D．2t1时刻的位移方向与初速度方向的夹角为60°6．(多选)航天技术的不断进展为人类探究宇宙制造了条件．“月球勘探者号”空间探测器运用最新科技手段对月球进行近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定等方面取得最新成果．探测器在一些环形山中心发觉了质量密集区，当飞越这些重力特别区域时，探测器()A．受到月球对它的万有引力将变大B．运行的轨道半径将变大C．飞行的速率将变大D．飞行的速率将变小7．(多选)如图Z­1­3所示，轮滑运动员从较高的弧形坡面下滑到A处时，沿水平方向飞离坡面，在空中划过一段抛物线后，再落到倾角为θ的斜坡上．若飞出时的水平速度大小为v0，重力加速度为g，则()图Z­1­3A．运动员落到斜坡上时的速度方向与斜坡平行B．运动员落到斜坡上时的速度大小是eq\f(v0,cosθ)C．运动员在空中经受的时间是eq\f(2v0tanθ,g)D．运动员的落点B与飞出点A的距离是eq\f(2veq\o\al(2,0)sinθ,gcos2θ)8.一列以速度v匀速行驶的列车内有一个水平桌面，桌面上的A处有一个小球．若车厢中的旅客突然发觉小球沿图Z­1­4(俯视图)中的虚线从A点运动到B点，则由此可以推断列车的运行状况是()图Z­1­4A．减速行驶，向北转弯B．减速行驶，向南转弯C．加速行驶，向南转弯D．加速行驶，向北转弯9．在某星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，若物体只受该星球引力作用，万有引力常量为G，忽视其他力的影响，物体上升的最大高度为h，已知该星球的直径为d，可推算出这个星球的质量为()A.eq\f(veq\o\al(2,0)d2,8Gh)B.eq\f(veq\o\al(2,0)d2,4Gh)C.eq\f(veq\o\al(2,0)d2,2Gh)D.eq\f(2veq\o\al(2,0)d2,Gh)10．(多选)如图Z­1­5所示，水平放置的两个用相同材料制成的轮P和Q靠摩擦传动，两轮的半径R∶r＝2∶1.当主动轮Q匀速转动时，在Q轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在Q轮边缘上，此时Q轮转动的角速度为ω1，木块的向心加速度为a1；若转变转速，把小木块放在P轮边缘也恰能相对P轮静止，此时Q轮转动的角速度为ω2，木块的向心加速度为a2，则(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()图Z­1­5A.eq\f(ω1,ω2)＝eq\f(\r(2),2)B.eq\f(ω1,ω2)＝eq\f(\r(2),1)C.eq\f(a1,a2)＝eq\f(1,1)D.eq\f(a1,a2)＝eq\f(1,2)11．如图Z­1­6所示，一个圆转盘可在水平面内匀速转动，沿半径方向有两个物体用轻绳连接，两个物体的质量相等，且与转盘间的动摩擦因数相同．当转盘转速加快到两个物体刚好未发生滑动时，剪断绳子，则两个物体的运动状况是()图Z­1­6A．两个物体均沿切线方向滑出转盘B．两个物体均沿半径方向滑出转盘C．两个物体仍随转盘一起做匀速圆周运动，不会发生滑动D．A仍随转盘一起做匀速圆周运动，B发生滑动12．(多选)如图Z­1­7所示，细杆的一端与一个小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动．现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨迹的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是()图Z­1­7A．a处为推力，b处为拉力B．a处为推力，b处为推力C．a处为拉力，b处为拉力D．a处为拉力，b处为推力请将选择题答案填入下表：题号123456789101112总分答案第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、填空题(本题共2小题，13题6分，14题6分，共12分)13．在用高级沥青铺设的高速大路上，汽车的设计速度是108km/h.汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的eq\f(3,5).假如汽车在这种高速大路的弯道上转弯，假设弯道的路面是水平的，则弯道的最小半径为________m．假如高速大路上设计了圆弧拱桥作为立交桥，要使汽车能够以设计速度平安通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少为________m．(g取10m/14．图Z­1­8是“争辩平抛物体运动”的试验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．图Z­1­8(1)以下是试验过程中的一些做法，其中合理的有________．a．安装斜槽轨道，使其末端保持水平b．每次小球释放的初始位置可以任意选择c．每次小球应从同一高度由静止释放d．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接(2)试验得到小球做平抛运动的轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图Z­1­9中y­x2图像能说明小球运动轨迹为抛物线的是________．图Z­1­9(3)图Z­1­10是某同学依据试验画出的小球做平抛运动的轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm，y2为45.0cm，A、B两点水平间距Δx为40.0cm，则小球做平抛运动的初速度v0为________m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度vC为________m/s.(结果保留两位有效数字图Z­1­10三、计算题(本题共4小题，每小题10分，共40分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)15．如图Z­1­11所示，参与某电视台消遣节目的选手从较高的平台上以水平速度跃出后，落在水平传送带上．已知平台与传送带的高度差H＝1.8m，水池宽度s0＝1.2m，传送带A、B间的距离L0＝20m．由于传送带足够粗糙，假设选手落到传送带上后瞬间相对传送带静止，经过Δt＝1.0s反应时间后，马上以a＝2m/s2(1)若传送带静止，选手以v0＝3m/s的水平速度从平台跃出(2)若传送带以v＝1m/s的恒定速度逆时针运动，选手要能到达传送带右端图Z­1­1116．如图Z­1­12所示，位于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道的半径为R，OB沿竖直方向，圆弧轨道上端A点距地面的高度为H.质量为m的小球从A点由静止释放，最终落在地面上的C点处，不计空气阻力，重力加速度为g.(1)小球刚运动到B点时，轨道对小球的支持力为多大？(2)小球落地点C与B点的水平距离x为多少？图Z­1­1217．如图Z­1­13所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁上A点的高度为筒高的一半，A点处有一个质量为m的物块．(重力加速度为g)(1)当筒不转动时，求物块静止在A点时受到的摩擦力和支持力的大小；(2)当物块在A点随筒做匀速转动且其受到的摩擦力为0时，求筒转动的角速度．图Z­1­1318．如图Z­1­14所示，轻线一端系一个质量为m的小球，另一端穿过光滑小孔套在正下方的图钉A上，此时小球在光滑的水平平台上做半径为r、角速度为ω的匀速圆周运动．现拔掉图钉A让小球飞出，此后轻线又被A正上方距A高为h的图钉B套住，达到稳定后，小球又在平台上做匀速圆周运动．(1)在图钉A被拔掉前，轻线对小球的拉力为多大？(2)从拔掉图钉A到轻线被图钉B套住前，小球做什么运动？所用的时间为多少？(3)小球最终做圆周运动的角速度为多大？图Z­1­14

特色专题训练(二)功能观点的应用本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分，考试时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．游乐场中的一种滑梯如图Z­2­1所示．小伴侣从滑梯顶端由静止开头下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则()图Z­2­1A．下滑过程中支持力对小伴侣做功B．下滑过程中小伴侣的重力势能增加C．整个运动过程中小伴侣的机械能守恒D．在水平轨道上滑动过程中摩擦力对小伴侣做负功2．用起重机将一个质量为m的货物以加速度a竖直向上匀加速提上升度H，重力加速度为g，在这个过程中，以下说法正确的是()A．起重机对物体的拉力大小为maB．物体的机械能增加了mgHC．物体的动能增加了maHD．物体的机械能增加了maH3．如图Z­2­2所示，半径为R的半球形容器固定在水平面上，质量为m的质点由静止开头从容器边缘上的A点滑下，到达最低点B时，它对容器的正压力为FN，重力加速度为g.在质点从A点滑到B点的过程中，摩擦力对其做的功为()图Z­2­2A.eq\f(1,2)R(FN－3mg)B.eq\f(1,2)R(3mg－FN)C.eq\f(1,2)R(FN－mg)D.eq\f(1,2)R(FN－2mg)4．在一次演示试验中，一压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一小球，测得弹簧压缩的距离d和小球在粗糙水平面滚动的距离s如下表所示．由此表可以归纳出小球滚动的距离s跟弹簧压缩的距离d之间的关系，并猜想弹簧的弹性势能Ep跟弹簧压缩的距离d之间的关系分别是(选项中k1、k2是常数)()试验次数1234d/cm0.501.002.004.00s/cm4.9820.0280.01319.5A.s＝k1d，Ep＝k2dB．s＝k1d，Ep＝k2d2C．s＝k1d2，Ep＝k2dD．s＝k1d2，Ep＝k2d25．竖直上抛一个小球，小球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于小球的速度．下列说法正确的是()A．上升过程中小球克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B．上升过程中小球克服重力做的功小于下降过程中重力做的功C．上升过程中小球克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率D．上升过程中小球克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力做功的平均功率6．(多选)质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开头物体受到水平力的作用，力的大小F与时间t的关系如图Z­2­3所示，力的方向保持不变，则()图Z­2­3A．3t0时刻水平力的瞬时功率为eq\f(5Feq\o\al(2,0)t0,m)B．3t0时刻水平力的瞬时功率为eq\f(15Feq\o\al(2,0)t0,m)C．在0～3t0时间内，水平力的平均功率为eq\f(23Feq\o\al(2,0)t0,4m)D.在0～3t0时间内，水平力的平均功率为eq\f(25Feq\o\al(2,0)t0,6m)7．如图Z­2­4所示，质量为m的物块与转台之间能产生的最大静摩擦力为物块所受重力的k倍，物块与转轴OO′相距为R，重力加速度为g.物块随转台由静止开头转动，当转速增加到肯定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到开头滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为()图Z­2­4A.eq\f(1,2)kmgRB．0C．2πkmgRD．2kmgR8．如图Z­2­5所示，一根很长的不行伸长的松软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，离地高度为h，此时轻绳刚好拉紧．从静止开头释放b球后，a球可能达到的最大高度为()图Z­2­5A．hB．1.5hC．2hD．2.5h9．如图Z­2­6所示，在光滑水平面上有一个物体，它的左端连接一根弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是()图Z­2­6A．弹簧对物体做正功，弹簧的弹性势能渐渐削减B．弹簧对物体做负功，弹簧的弹性势能渐渐增加C．弹簧先对物体做正功，后对物体做负功，弹簧的弹性势能先削减再增加D．弹簧先对物体做负功，后对物体做正功，弹簧的弹性势能先增加再削减10．如图Z­2­7所示，光滑轨道MO和ON底端对接，且ON＝2MO，M、N两点高度相同．小球自M点由静止自由滑下，忽视小球经过O点时的机械能损失，用v、x、a、Ek分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小．图Z­2­8的四个图像中能正确反映小球自M点到N点运动过程的是()图Z­2­7ABCD图Z­2­811．将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图Z­2­9所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同．现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿木板下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数μ均相同．在这三个过程中，下列说法错误的是()图Z­2­9A．沿着1和2下滑到底端时，物块的速度不同；沿着2和3下滑到底端时，物块的速度相同B．沿着1下滑到底端时，物块的速度最大C．物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的D．物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的12．如图Z­2­10所示，质量为m的可看成质点的物块置于粗糙水平面上的M点，水平面的右端与固定的斜面平滑连接，物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同．物块与弹簧未连接，开头时物块挤压弹簧使弹簧处于压缩状态．现从M点由静止释放物块，物块运动到N点时恰好静止，弹簧原长小于MM′.若物块从M点运动到N点的过程中，物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为Q，物块、弹簧与地球组成系统的机械能为E，物块通过的路程为s.不计转折处的能量损失，图Z­2­11所描述的关系中可能正确的图像是()图Z­2­10ABCD图Z­2­11请将选择题答案填入下表：题号123456789101112总分答案第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、试验题(本题共2小题，13题5分，14题7分，共12分)13．为了测定一根轻弹簧压缩至最短时能储存的弹性势能的大小，可将弹簧固定在带有光滑凹槽的轨道一端，并将轨道固定在水平桌面的边缘上．如图Z­2­12所示，用钢球将弹簧压缩至最短，然后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面，试验时：图Z­2­12(1)需要测定的物理量是______________________________________________________________________________(填写名称及符号)．(2)计算弹簧压缩至最短时弹性势能的关系式是Ep＝__________________________(用所填的符号表达．重力加速度为g)．14．某试验小组接受如图Z­2­13所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，试验中小车遇到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器工作频率为50Hz.图Z­2­13(1)试验的部分步骤如下：①在小车中放入砝码，将纸带穿过打点计时器连在小车后端，用细线连接小车和钩码；②将小车停在打点计时器四周，________，________，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，________；③转变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作．(2)图Z­2­14是在钩码质量为0.03kg、砝码质量为0.02kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，图Z­2­14(3)在小车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统，__________________做正功，__________________做负功．(4)试验小组依据试验数据绘出了如图Z­2­15所示的图线(其中Δv2＝v2－veq\o\al(2,0))，依据图线可获得的结论是______________________．要验证“动能定理”，还需要测量的物理量是摩擦力和________________________________________________________________________．表1纸带的测量结果测量点x/cmv/(m·s－1)O0.000.35A1.480.40B3.200.45CD7.150.54E9.410.60图Z­2­15三、计算题(本题共4小题，每小题10分，共40分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)15．如图Z­2­16所示，质量为m的滑块在F＝2mg的恒定外力作用下从水平轨道上的A点由静止动身，到B点时撤去外力，滑块沿竖直面内的光滑半圆形轨道运动且恰好通过轨道最高点C，脱离半圆形轨道后滑块又刚好落到原动身点A，求滑块与AB段间的动摩擦因数．图Z­2­1616．如图Z­2­17所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点连接，导轨半径为R.一个质量为m的物块将弹簧压缩至A处静止，释放后物块在弹力的作用下获得向右的速度．当物块经过B点进入导轨瞬间所受导轨的支持力为其所受重力的7倍，之后向上运动恰好能完成半圆周运动到达C点，重力加速度为g，求：(1)弹簧对物块的弹力做的功；(2)物块从B到C克服阻力做的功；(3)物块离开C点后落回水平面时其动能的大小．图Z­2­1717．AB是竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，轨道的半径为R，其下端B与水平直轨道相切，如图Z­2­18所示．一个小球自A点起由静止开头沿轨道下滑，小球的质量为m，不计各处摩擦，重力加速度为g，求：(1)小球运动到B点时的动能；(2)小球下滑到距水平轨道的高度为eq\f(1,2)R时的速度大小和方向；(3)小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时，所受轨道的支持力各为多大？图Z­2­1818．如图Z­2­19所示，一个水平圆盘绕过其圆心的竖直轴转动，圆盘边缘有一个质量m＝1kg的滑块．当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块从圆盘边缘滑落，经光滑的过渡圆管进入轨道ABC.已知圆盘的半径R＝0.2m，AB段斜面倾角为53°，BC段斜面倾角为37°，滑块与圆盘及斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，A点离B点所在水平面的高度h＝1.2m，滑块在运动过程中始终未脱离轨道，不计在过渡圆管处和B点处的机械能损失，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37(1)当圆盘的角速度为多大时，滑块从圆盘上滑落？(2)取圆盘所在平面为零势能面，求滑块到达B点时的机械能．(3)从滑块到达B点时起，经0.6s正好通过C点，求B、C两点间的距离．图Z­2­19

模块终结测评本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，共100分，考试时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．我国已成功放射了多艘“神舟号”宇宙飞船，说明我国载人航天事业取得了很大进展．若飞船在绕地球的轨道上做匀速圆周运动，则运行速度v大小应满足()A．v<7.9km/sB．v＝7.9C．7.9km/s<v<11.2km/sD．v2．下列关于机械能守恒的说法正确的是()A．物体做匀速直线运动，它的机械能肯定守恒B．物体所受的合力做功为0，它的机械能肯定守恒C．物体所受的合力不等于0，它的机械能可能守恒D．物体所受的合力等于0，它的机械能肯定守恒3．质量不等但有相同初动能的两个物体在动摩擦因数相同的地面上滑行，直到停止，则()A．质量大的物体滑行距离大B．质量小的物体滑行距离大C．两个物体滑行的时间相同D．质量大的物体克服摩擦力做的功多4．(多选)某船在静水中划行的速度为3m/s，河水的流速为5m/s，要渡过30A．该船渡河的最小速度是4mB．该船渡河所用的时间最少为10sC．该船不行能沿垂直河岸的航线抵达对岸D．该船渡河所通过的位移最少为305．图M­1为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知质点在B点的速度方向与加速度方向相互垂直，则下列说法中正确的是()图M­1A．D点的速率比C点的速率大B．A点的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C．A点的加速度比D点的加速度大D．从A到D加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小6．小球在竖直的光滑导轨内做圆周运动，导轨的半径为r，重力加速度为g.若小球刚能通过最高点(此时小球只受重力作用)，则小球在最低点时的速度为 ()A.eq\r(3gr)B.eq\r(4gr)C.eq\r(5gr)D.eq\r(6gr)7．(多选)质量为M的球用长为L的悬线固定于O点，在O点正下方eq\f(L,2)处有一颗钉子，把悬线拉直与竖直方向成肯定角度，由静止释放小球，如图M­2所示．当悬线遇到钉子时，下列说法正确的是()图M­2A．小球的机械能突然削减B．小球的向心加速度突然增大C．小球的角速度突然减小D．悬线的张力突然增大8．(多选)汽车在平直大路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0.t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率马上减小一半，并保持该功率连续行驶，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变)．在图M­3中能正确反映汽车牵引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t变化的是()ABCD图M­39．(多选)如图M­4所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中，下列叙述中正确的是()图M­4A．小球和弹簧组成的系统的机械能不守恒B．小球的动能先增大后减小C．小球的动能和弹簧的弹性势能之和总保持不变D．小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变10．如图M­5所示，固定的斜面表面粗糙，轻绳的一端系在斜面上的O点，另一端系一个小球．给小球一个足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动．在此过程中()图M­5A．小球的机械能守恒B．重力对小球不做功C．绳的拉力对小球不做功D．在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的削减11．2022年7月26日，一个国际争辩小组借助于智利的“甚大望远镜”观测到了一组双星系统，它们绕两者连接线上的某点O做匀速圆周运动，如图M­6所示，此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质，达到质量转移的目的，假设在“吸食”过程中两者球心之间的距离保持不变，则在该过程中图M­6A．它们之间的万有引力保持不变B．它们做圆周运动的角速度不断变大C．体积较大星体做圆周运动的轨迹半径变大，线速度也变大D．体积较大星体做圆周运动的轨迹半径变大，线速度变小12．如图M­7所示，①、②、③、④四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轨道：除去底部一小段圆弧，①图中的轨道是一段斜面，高度等于h；②图中的轨道与①图中轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；③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；④图中的轨道是个半圆形轨道，其直径等于h.假如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()图M­7A．①②③④B．①②③C．①③D．①③④请将选择题答案填入下表：题号123456789101112总分答案第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、填空和试验题(本题共2小题，每小题6分，共12分)13．某星球的自转周期为T，在它的两极处用弹簧测力计称得某物体重为F，在赤道上称得该物体重为F′，引力常量为G，则该星球的平均密度ρ＝________．14．利用单摆验证小球平抛运动规律，设计方案如图M­8所示，在悬点O正下方有水平放置的酷热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为L，悬点到木板的距离OO′＝h(h＞L)．图M­8(1)电热丝P必需放在悬点正下方的理由是______________________________________________________________________________________________________________.(2)将小球向左拉起后自由释放，最终小球落到木板上的C点，O′C＝x，则小球做平抛运动的初速度v0＝________．(3)在其他条件不变的状况下，若转变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ，则小球落点与O′点的水平距离x将随之转变，经多次试验，以x2为纵坐标、cosθ为横坐标，得到如图M­9所示的图像．当θ＝60°时，x为________m；若悬线长L＝1.0m，则悬点到木板间的距离OO′为________图M­9三、计算题(本题共4小题，15题8分，16、17题各10分，18题12分，共40分．解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)15．质量m＝0.5kg的小球从离地面h＝20m高处落下，落地时小球的速度v＝18m/s.求下落过程中空气对小球的平均阻力．(16.火星半径约为地球半径的eq\f(1,2)，火星质量约为地球质量的eq\f(1,9)，地球表面的重力加速度g取10m/s2.(1)求火星表面的重力加速度．(2)若弹簧测力计在地球上最多可测出质量是2kg的物体所受的重力17．如图M­10所示，长为l的绳子下端连着质量为m的小球，上端悬于天花板上，当把绳子拉直时，绳子与竖直方向的夹角为60°，此时小球静止于光滑水平桌面上．重力加速度为g.(1)当小球以角速度ω1＝eq\r(\f(g,l))做圆锥摆运动时，绳子的张力及桌面对小球的支持力各为多大？(2)当小球以角速度ω2＝eq\r(\f(4g,l))做圆锥摆运动时，绳子的张力及桌面对小球的支持力各为多大？图M­1018．如图M­11所示，一个小物块自平台上以速度v0被水平抛出，刚好落在邻近倾角α＝53°的粗糙斜面AB顶端，并恰好沿该斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h＝0.032m，小物块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，A点离B点所在平面的高度H＝1.2m．有一个半径为R的光滑圆轨道与斜面AB在B点平滑连接，已知cos53°＝0.6，sin53°＝0.8，g取10图M­11(1)求小物块被水平抛出的初速度v0的大小；(2)若小物块能够通过圆轨道，求圆轨道半径R的最大值．参考答案特色专题训练(一)1．D[解析]赛车做曲线运动时所受合力应指向曲线内侧，又由于是减速转弯，所以速度方向与合力方向的夹角应为钝角，故选项D正确．2．C[解析]汽车转弯时由摩擦力供应向心力，由牛顿其次定律得fm＝meq\f(v2,r)，所以当汽车的速率增大到原来的2倍时，若使汽车在地面转弯时仍不打滑，汽车的转弯半径应为原来的4倍，故选项C正确．3．AD[解析]由竖直上抛运动的规律得g＝eq\f(2v0,t)，g′＝eq\f(2v0,5t)，则g′∶g＝1∶5.由Geq\f(M地m,Req\o\al(2,地))＝mg得M地＝eq\f(gReq\o\al(2,地),G)，同理得M星＝eq\f(g′Req\o\al(2,星),G)，则M星∶M地＝1∶80，故选项A、D正确．4．BD[解析]北京和广州都随地球绕地轴转动，两地的向心加速度方向都是指向地轴且平行于赤道平面，A错误，B正确；如图所示，φ为纬度角，北京的纬度角φ比广州的大，故北京的转动半径比广州的小，二者角速度相同，因此由an＝rω2得北京的向心加速度比广州的向心加速度小，D正确．5．AC[解析]从图像中可以看出，图线2表示的运动是初速度为0的匀加速运动，所以A正确．t1时刻的竖直分速度与水平分速度大小相等，故t1时刻的速度方向与初速度方向的夹角为45°，B错误．t1时刻的竖直分位移等于水平分位移的一半，所以t1时刻的位移方向与初速度方向的夹角的正切为eq\f(1,2)，C正确.2t1时刻的竖直分位移与水平分位移相等，故2t1时刻的位移方向与初速度方向的夹角为45°，D错误．6．AC[解析]由于万有引力与两个物体质量的乘积成正比，所以在质量密集区万有引力会增大，供应的向心力增大，探测器的轨道半径将变小．万有引力做正功，导致探测器飞行速率增大．A、C正确．7．CD[解析]运动员从A点做平抛运动落到斜坡上的B点的过程中，运动员的位移与水平方向的夹角等于斜面的倾角θ，设运动员落到斜坡上时速度与水平方向的夹角为α，则tanα＝2tanθ，明显α≠θ，所以选项A错误；运动员落到斜坡上时的速度大小v＝eq\f(v0,cosα)，选项B错误；依据tanθ＝eq\f(y,x)＝eq\f(\f(1,2)vyt,v0t)＝eq\f(vy,2v0)，可得竖直分速度大小vy＝2v0tanθ，运动员在空中经受的时间t＝eq\f(vy,g)＝eq\f(2v0tanθ,g)，选项C正确；运动员的落点B与飞出点A的距离s＝eq\f(x,cosθ)＝eq\f(v0t,cosθ)＝eq\f(2veq\o\al(2,0)sinθ,gcos2θ)，选项D正确．8．B[解析]由图可知，小球在转弯时做曲线运动，列车相对小球向后运动并偏向南方，故列车在减速行驶，向南转弯．9．A[解析]物体在星球表面做竖直上抛运动，依据匀变速运动规律得h＝eq\f(veq\o\al(2,0),2g星)，解得g星＝eq\f(veq\o\al(2,0),2h)，物体在星球表面上时，由重力等于万有引力得Geq\f(Mm,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)))\s\up12(2))＝mg星，解得M＝eq\f(veq\o\al(2,0)d2,8Gh)，A正确．10．AC[解析]由于两次小木块的向心力都是依靠摩擦力来充当的，而小木块两次都能恰好静止，则受到的都是最大静摩擦力f＝μmg.依据牛顿其次定律F＝ma可得，两次的向心加速度大小都是a＝μg，因此eq\f(a1,a2)＝eq\f(1,1)，C正确，D错误；依据公式a＝ω2r可得eq\f(ω1,ωP)＝eq\r(\f(R,r))＝eq\f(\r(2),1)，又ωPR＝ω2r，则ω2＝2ωP，故eq\f(ω1,ω2)＝eq\f(\r(2),2)，A正确，B错误．11．D[解析]两个物体随转盘运动，角速度相同，但B的运动半径更大，所需的向心力更大，故B受的静摩擦力先达到最大，这时A和B仍未滑动．在A受的静摩擦力达到最大时，B此时的向心力由B受到的最大静摩擦力和A对B的拉力的合力供应．在剪断绳后，B由于所受的摩擦力不足以供应所需的向心力而滑动，而A由于没有B对它的拉力，自己受的摩擦力足够供应向心力，因此A仍随转盘一起做匀速圆周运动．D正确．12．CD[解析]a处向心力向上，合外力向上，故该处杆对球的作用力肯定为拉力．b处向心力向下，合外力向下，球在b处受向下的重力和杆对球的作用力，若速度较大，则需要的向心力较大，杆对球的作用力向下，若速度较小，则需要的向心力较小，杆对球的作用力向上，也有可能重力恰好供应向心力，杆对球的作用力为0，故选项C、D正确．13．1509014．(1)ac(2)c(3)2.04.015．(1)6.0s(2)4.08m[解析](1)选手离开平台后做平抛运动，在竖直方向上有H＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，得t1＝0.6s．在水平方向上有x1＝v0t1＝1.8m，选手在传送带上做匀加速运动的位移x2＝L0－(x1－s0)＝eq\f(1,2)ateq\o\al(2,2)，得t2≈4.4s，则选手经受的总时间t＝t1＋t2＋Δt＝6.0s.(2)设选手从平台上跃出的水平速度为v1，落到传送带上1.0s反应时间内向左发生的位移大小x3＝vΔt＝1m，然后向左减速至速度为零又向左发生的位移x4＝eq\f(v2,2a)＝0.25m，要使选手不从传送带上掉下，平抛运动的水平位移x≥s0＋x3＋x4＝2.45m，则v1＝eq\f(x,t1)≥4.08m/s，所以选手从平台上跃出的水平速度至少为4.0816．(1)3mg(2)2eq\r(（H－R）R)[解析](1)小球沿光滑圆弧做圆周运动，在B点由牛顿其次定律有FN－mg＝eq\f(mveq\o\al(2,B),R)从A点到B点，由机械能守恒定律有mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)联立解得FN＝3mg.(2)小球离开B点后做平抛运动，抛出点高为H－R，有H－R＝eq\f(1,2)gt2x＝vBt又vB＝eq\r(2gR)联立解得x＝2eq\r(（H－R）R).17．(1)eq\f(mgH,\r(H2＋R2))eq\f(mgR,\r(H2＋R2))(2)eq\f(\r(2gH),R)[解析](1)设圆锥母线与水平方向的夹角为θ.当筒不转动时，物块静止在A点时受到重力、摩擦力和支持力三力作用而平衡，由平衡条件得摩擦力的大小f＝mgsinθ＝eq\f(mgH,\r(H2＋R2))支持力的大小FN＝mgcosθ＝eq\f(mgR,\r(H2＋R2)).(2)当物块在A点随筒做匀速转动且其所受到的摩擦力为零时，物块受到重力和支持力作用，它们的合力供应向心力，设筒转动的角速度为ω，则mgtanθ＝mω2·eq\f(R,2)由几何关系得tanθ＝eq\f(H,R)联立解得ω＝eq\f(\r(2gH),R).18．(1)mω2r(2)匀速直线运动eq\f(\r(2rh＋h2),ωr)(3)eq\f(r2ω,（r＋h）2)[解析](1)在图钉A被拔掉前，轻线的拉力大小F＝mω2r.(2)如图所示，小球沿切线方向飞出做匀速直线运动直到轻线被图钉B套住，小球速度v＝ωr，匀速运动的位移x＝eq\r(（r＋h）2－r2)＝eq\r(2rh＋h2)则时间t＝eq\f(x,v)＝eq\f(\r(2rh＋h2),ωr).(3)v可分解为切向速度v1和法向速度v2，当轻线被图钉B套住后，v2＝0，小球以速度v1做匀速圆周运动，半径R＝r＋h.由v1＝eq\f(r,r＋h)v＝eq\f(r2,r＋h)ω得ω′＝eq\f(v1,R)＝eq\f(r2ω,（r＋h）2).特色专题训练(二)1．D[解析]在下滑过程中，支持力不做功，重力做正功，小伴侣的重力势能削减，A、B错误；在水平轨道上滑动的过程中，摩擦力对小伴侣做负功，D正确；在整个运动过程中，小伴侣的机械能最终转化为内能，所以机械能不守恒，C错误．2．C[解析]物体所受的合外力为ma，拉力为m(g＋a)，物体增加的机械能等于拉力做的功，即m(g＋a)H；物体增加的动能等于合外力做的功，即maH，故C正确．3．A[解析]当质点到达最低点B时，它对容器的正压力为FN，由牛顿第三定律可知，容器对质点的支持力大小为F′N＝FN，依据牛顿其次定律有F′N－mg＝meq\f(v2,R)；依据动能定理，质点从A点滑到B点的过程中有Wf＋mgR＝eq\f(1,2)mv2，故摩擦力对其所做的功Wf＝eq\f(1,2)R(FN－3mg)．4．D5．C[解析]由题意可知，上升过程小球克服重力做的功与下降过程重力做的功相等；因上升过程的平均速度大于下降过程中的平均速度，上升时间小于下降时间，所以上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率．C正确．6．BD[解析]在3t0时刻，物体的速度v＝a1t1＋a2t2＝eq\f(F0,m)·2t0＋eq\f(3F0,m)t0＝eq\f(5F0t0,m)，所以3t0时刻的瞬时功率P＝3F0v＝eq\f(15Feq\o\al(2,0)t0,m)，A错误，B正确．在0～3t0时间内，F对物体做的功W＝F0x1＋3F0x2＝F0·eq\f(1,2)a1teq\o\al(2,1)＋3F0·eq\f(a1t1＋v,2)t2＝eq\f(25Feq\o\al(2,0)teq\o\al(2,0),2m)，所以平均功率P＝eq\f(W,3t0)＝eq\f(25Feq\o\al(2,0)t0,6m)，C错误，D正确．7．A[解析]物块即将在转台上滑动时有kmg＝meq\f(v2,R)，此时物块的动能Ek＝eq\f(1,2)kmgR.在物块由静止到开头滑动前的这一过程中，由动能定理可知，转台对物块做的功就等于物块增加的动能，所以A正确．8．B[解析]在b落地前，a、b组成的系统机械能守恒，且a、b两球的速度大小相等，依据机械能守恒定律可知3mgh－mgh＝eq\f(1,2)(m＋3m)v2，解得v＝eq\r(gh).b球落地时，a球离地高度为h，之后a球向上做竖直上抛运动，这一过程中机械能守恒，eq\f(1,2)mv2＝mgΔh，得Δh＝eq\f(v2,2g)＝eq\f(h,2)，所以a可能达到的最大高度为H＝h＋Δh＝1.5h，B正确．9．C[解析]开头时，弹簧处于压缩状态，撤去F后物体在向右运动的过程中，弹簧的弹力对物体先做正功后做负功，故弹簧的弹性势能应先削减后增加．C正确．10．A11．A[解析]解答本题可先构建物理模型，质量为m的物块在倾角为θ的斜面运动时，设斜面与物块的动摩擦因数为μ，斜面长L，高为h，斜面宽为s，物块滑至斜面底端时的速度为v，由动能定理有mgh－μmgLcosθ＝eq\f(1,2)mv2，而s＝Lcosθ，所以有mgh－μmgs＝eq\f(1,2)mv2结合题图，可知h2＝h3，s1＝s2，所以选项B、C、D正确．12．C[解析]由Q＝fs可知，Q­s图线的斜率大小表示物块与接触面间摩擦力的大小，因fMM′＞fM′N，故Q­s图线的斜率是分段恒定的，A、B错误；设在M点时物块、弹簧与地球组成的系统的机械能为E0，则由能量守恒定律可得E＝E0－Q＝E0－fs，考虑fMM′＞fM′N，可知，C正确，D错误．13．(1)桌面距地面的高度h、钢球做平抛运动的水平位移x、钢球的质量m(2)eq\f(mgx2,4h)14．(1)接通电源释放小车断开开关(2)5.060.49(3)钩码所受的重力小车所受的摩擦阻力(4)小车末、初速度的二次方之差与位移成正比小车的质量15．0.75[解析]设半圆形轨道的半径为R，则在C点有mg＝eq\f(mveq\o\al(2,C),R)离开C点，滑块做平抛运动，则2R＝eq\f(1,2)gt2vCt＝xAB由B到C过程，由机械能守恒定律得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＋2mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)由A到B过程，由动能定理得(F－μmg)xAB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)联立解得μ＝0.75.16．(1)3mgR(2)eq\f(1,2)mgR(3)eq\f(5,2)mgR[解析](1)在B点时由牛顿其次定律得7mg－mg＝meq\f(veq\o\al(2,B),R)，可得EkB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝3mgR.依据动能定理可得弹簧的弹力对物块所做的功W＝EkB＝3mgR.(2)物块到达C点时仅受重力，则mg＝meq\f(veq\o\al(2,C),R)，可得EkC＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＝eq\f(1,2)mgR物块从B到C只有重力和阻力做功，依据动能定理有W阻－mg·2R＝EkC－EkB解得W阻＝－eq\f(1,2)mgR，即物块克服阻力做的功为eq\f(1,2)mgR.(3)物块离开轨道后做平抛运动，仅有重力做功，机械能守恒，则有Ek＝EkC＋2mgR＝eq\f(5,2)mgR.17．(1)mgR(2)eq\r(gR)，方向与竖直方向成30°角(3)3mgmg[解析](1)依据机械能守恒定律，有Ek＝mgR.(2)依据机械能守恒定律，有ΔEk＝－ΔEp即eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)mgR故小球的速度大小v＝eq\r(gR)，速度方向沿圆弧的切线向下，与竖直方向成30°角．(3)小球在B点时，依据牛顿其次定律得FNB－mg＝meq\f(veq\o\al(2,B),R)依据机械能守恒定律得mgR＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得FNB＝3mg在C点时，由平衡条件得FNC＝mg.18.(1)5rad/s(2)－4J(3)0.76[解析](1)滑块在圆盘上做圆周运动时，静摩擦力充当向心力，依据牛顿其次定律可得μmg＝mω2R解得ω＝eq\r(\f(μg,R))＝5rad/s.(2)滑块在A点时的速度vA＝ωR＝1m从A运动到B的过程由动能定理得mgh－μmgcos53°·eq\f(h,sin53°)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)解得vB＝4m滑块在B点时的机械能EB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－mgh＝－4J.(3)滑块沿BC段向上运动时的加速度大小a1＝g(sin37°＋μcos37°)＝10m/s滑块滑到最高点所用的时间t1＝eq\f(vB,a1)＝0.4s最高点与B点的距离x1＝eq\f(veq\o\al(2,B),2a1)＝0.8m所以滑块再从最高点到达C点所用的时间t2＝t－t1＝0.2s从最高点下滑时的加速度大小a2＝g(sin37°－μcos37°)＝2m/s从最高点到C点的距离x2＝eq\f(1,2)a2teq\o\al(2,2)＝0.04m所以B、C两点间的距离xBC＝x1－x2＝0.76m模块终结测评1．A[解析]第一宇宙速度是绕地球飞行的天体的最大环绕速度，所以A正确．2．C[解析]物体做匀速直线运动，它的机械能不肯定守恒，如在竖直方向上做匀速直线运动的物体，机械能肯定发生变化，A错误．物体所受的合力为零或合力做功为零时，物体的动能肯定不变，但机械能是有可能变化的，如竖直方向上做匀速直线运动的物体，B、D错误．物体所受的合力不等于零时，机械能有可能守恒，如水平面内做匀速圆周运动的物体，C正确．3．B[解析]由动能定理得－μmgx＝0－Ek，两个物体克服摩擦力做的功一样多，质量小的物体滑行距离大，所以B正确，A、D错误．由Ek＝eq\f(1,2)mv2得v＝eq\r(\f(2Ek,m))，再由t＝eq\f(v,μg)可得，滑行的时间与质量有关，故C错误．4．AD[解析]由运动的合成与分解可知，该船渡河的速度范围是2m/s＜v＜8m/s；船头垂直河岸渡河时所用的时间最少，为t＝eq\f(30,3)s＝10s；由于河水的流速大于船在静水中划行的速度，故该船不行能沿垂直河岸的航线抵达对岸；渡河所通过的位移的大小肯定大于河宽305．A[解析]质点做匀变速曲线运动，合外力的大小和方向均不变，加速度不变，故C错误；由B点的速度与加速度相互垂直可知，合外力方向与B点切线垂直且向下，故质点由C到D的过程中，合外力做正功，速率增大，A正确；物体在A点的加速度方向与速度方向的夹角大于90°，B错误；从A到D加速度方向与速度方向的夹角始终变小，D错误．6．C[解析]在最高点时，由重力供应向心力，对应的速度v＝eq\r(gr).从最低点到最高点，由机械能守恒定律得mg·2r＋eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，可得v0＝eq\r(5gr)，故C正确．7．BD[解析]当悬线遇到钉子时，小球的运动并没因此受到阻碍，故速度大小v不变，小球的机械能不变，但圆周运动的半径r减小，所以小球的角速度ω＝eq\f(v,r)突然增大，小球的向心加速度a＝eq\f(v2,r)突然增大，悬线的张力F＝meq\f(v2,r)＋mg突然增大，B、D正确．8．AD[解析]汽车以功率P、速度v0匀速行驶时，牵引力与阻力平衡．当司机减小油门，使汽车的功率减小为eq\f(P,2)时，依据P＝Fv知，汽车的牵引力突然减小到原来的一半，即F＝eq\f(1,2)F0，而阻力没有变化，则汽车开头做减速运动，由于功率保持为eq\f(P,2)，随着速度的减小，牵引力渐渐增大，依据牛顿其次定律知，汽车的加速度渐渐减小，做加速度减小的变减速运动．当汽车再次匀速运动时，牵引力与阻力再次平衡，大小相等，由P＝Fv知，此时汽车的速度为原来的