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…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2025年湘教版必修2物理下册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五总分得分评卷人得分一、选择题(共5题,共10分)1、如图所示,小球甲从A点水平抛出的同时,小球乙从B点自由释放,两小球先后经过C点时速度大小相等,且它们的速度方向间夹角为已知BC高h,不计空气的阻力。由以上条件可知()
A.甲小球做平抛运动的初速度大小为B.甲、乙两小球到达C点所用时间之比为C.A、B两点的高度差为D.A、B两点的水平距离为2、如图所示,已知地球半径为R,假设某地球卫星在距地球表面高度为h的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动,运行周期为T,到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的近地点B时,再次点火进入近地轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动,引力常量为G;不考虑其他星球的影响,则下列说法正确的是()
A.地球的质量可表示为B.该卫星在轨道Ⅲ上B点的速率大于在轨道Ⅱ上A点的速率C.卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上做圆周运动时,轨道Ⅰ上动能小,引力势能大,机械能小D.卫星从远地点A向近地点B运动的过程中,加速度变小3、2018年12月22日,我国在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭,成功将虹云工程技术验证卫星发射升空,卫星进入预定轨道。若将卫星运动看做匀速圆周运动,通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期T和转动速度v,已知该卫星质量只有47kg,万有引力常量G,且不考虑地球自转的影响,根据以上信息无法计算出()A.卫星受到的向心力B.卫星运行的向心加速度C.地球的密度D.地球的质量4、一台起重机将质量为的货物竖直吊起(不计物体所受空气阻力),先以恒定加速度启动,最后保持额定功率匀速上升。如图为该物体的图像;由图可知()
A.起重机对物体的拉力先增加后保持不变B.起重机的输出功率最大为C.起重机在时间内的输出功率保持不变D.起重机在时刻的瞬时输出功率等于5、如图所示;杂技演员进行表演时,可以悬空靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来.该演员()
A.受到4个力的作用B.所需的向心力由重力提供C.所需的向心力由弹力提供D.所需的向心力由静摩擦力提供评卷人得分二、多选题(共7题,共14分)6、某同学为了研究物体下落的过程的特点,设计了如下实验,将两本书AB从高楼楼顶放手让其落下,两本书下落过程中没有翻转和分离,由于受到空气阻力的影响,其v-t图像如图所示,虚线在P点与速度图线相切,已知由图可知:
A.t=2s时A处于超重状态B.t=2s时AB的加速度大小为2m/s2C.下落过程中AB的机械能守恒D.0~2s内AB机械能减少量大于99J7、如图所示,一半圆形光滑轨道固定在竖直平面内,半圆顶点有大小可不计的定滑轮,O点为其圆心,AB为半圆上两点,OA处于水平方向,OB与竖直方向夹角为45°,一轻绳两端连接大小可不计的两个小球甲、乙,初始时使甲静止在B点,乙静止在O点,绳子处于拉直状态。已知甲球的质量m1=2kg,乙球的质量m2=1kg,半圆轨道的半径r=1m,当地重力加速度为g=10m/s2;忽略一切摩擦。解除约束后,两球开始运动的过程中,下列说法正确的是()
A.甲球刚开始运动时的加速度大小为B.甲球运动至A点时离开圆弧面C.甲球不能沿圆弧面下滑经过A点D.甲球沿着球面运动过程中,甲、乙两球系统的机械能守恒8、一质量为1kg的小物块A置于竖直轻弹簧上处于静止状态,另一质量为3kg的小物块B从距离A某高度自由落下,与A碰撞后(碰撞时间极短)一起压缩弹簧到最低点,碰后A的加速度随其位移变化的图像如图所示。不计空气阻力,取重力加速度为g=10m/s2;下列说法中正确的是()
A.碰后B做匀变速直线运动B.碰撞结束瞬间,A的加速度a0=7.5m/s2C.弹簧的劲度系数为100N/mD.A与B碰撞之后一起下落到速度最大的过程中,动能的增加量为0.45J9、如图所示,一光滑斜面体固定在水平面上,其矩形斜面abcd与水平面的夹角为θ,ab边长为L。将质量为m的小球从斜面上的点a以某一速度沿斜面斜向上抛出,速度方向与ab夹角为α,小球运动到斜面的c点并沿dc方向飞出,一段时间后落地,已知重力加速度大小为g;不计空气阻力,则()
A.小球从a到c的运动时间为B.小球从a到c重力势能增加C.小球触地时速度大小为D.小球触地时重力的瞬时功率为10、我国已掌握“半弹道跳跃式高速再入返回技术”,为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础。如图所示,假设与地球同球心的虚线球面为地球大气层边界,虚线球面外侧没有空气,返回舱从a点无动力滑入大气层,然后经b点从c点“跳”出,再经d点从e点“跃入”实现多次减速,可避免损坏返回舱。d点为轨迹最高点,离地面高h,已知地球质量为M,半径为R,引力常量为G。则返回舱()
A.在d点加速度小于B.在d点速度等于C.虚线球面上的c、e两点离地面高度相等,所以vc和ve大小相等D.虚线球面上的a、c两点离地面高度相等,所以va和vc大小相等11、如图所示是一个玩具陀螺,a、b和c是陀螺上的三点.当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时;下列表述正确的是()
A.a、b两点的线速度相同B.a、b两点的线速度比c点的线速度大C.a、b、c三点的角速度相等D.c点的向心加速度比a、b点的向心加速度大12、图中圆周是地球绕太阳运动的轨道,地球处在b位置,地球和太阳连线上的a与e位置、c与d位置均关于太阳对称,当一无动力的探测器处在a或c位置时;它仅在太阳和地球引力的共同作用下,与地球一起以相同的周期绕太阳作圆周运动,下列分析正确的是()
A.该探测器在a位置的线速度大于c位置的线速度B.该探测器在a位置受到的引力大于c位置受到的引力C.若地球和该探测器分别在位置,它们也能以相同的周期运动D.若地球和该探测器分别在位置,它们也能以相同的周期运动评卷人得分三、填空题(共9题,共18分)13、某人用绳子通过定滑轮拉物体A,A穿在光滑的竖直杆上.人以速度v0匀速地向下拉绳,当物体A到达如图所示位置时,绳与竖直杆的夹角为θ,则物体A的运动速度是__________.
14、2006年2月10日,中国航天局确定中国月球探测工程形象标志,它以中国书法的笔触,抽象地勾勒出一轮明月,一双脚印踏在其上,象征着月球探测的终极梦想。假想人类不断向月球“移民”,经过较长时间后,月球和地球仍可视为均匀球体,地球的总质量仍大于月球的总质量,月球仍按原轨道运行,月地之间的万有引力将___________(选填“变小”、“变大”、“不变”);月球绕地球运动的周期将___________(选填“变小”、“变大”、“不变”);月球绕地球运动的向心加速度将___________(选填“变小”、“变大”、“不变”);15、(1)按照狭义相对论的观点,在太空中“迎着”光飞行的宇宙飞船上,观察者测得的光速___________(选填“大于”、“等于”、“小于”,其中为真空中的光速)。
(2)由于狭义相对论效应,北斗卫星导航系统卫星上的原子钟会因为高速运动而导致时间___________(选填“变慢”或“变快”),这些时钟如果不加以校正的话,系统每天将累积很大的定位误差,因此,这些卫星的软件需要计算和抵消相对论效应,确保定位准确。16、平抛运动的分解:可以尝试将平抛运动分解为______的分运动和______的分运动。17、实验结论:在半径和角速度一定的情况下,向心力大小与质量成__________
在质量和角速度一定的情况下,向心力大小与半径成__________
在质量和半径一定的情况下,向心力大小与______成正比。18、利用一台竖直升降机,尽可能快地把30箱总质量为150kg的箱子搬到12m高的楼上。已知升降机的平均输出功率与所装物体质量之间的关系如图所示,取不计升降机返回地面的时间和搬起、放下货物的时间,在所需时间最短的情况下,他每次搬运的箱子数目为______,把所有箱子都搬到楼上所需要的最短时间至少约为______s。
19、蜡块运动的位置:以vx表示玻璃管向右匀速移动的速度,以vy表示蜡块沿玻璃管匀速上升的速度,则在某时刻t,蜡块的位置P的坐标:x=______,y=__________20、英国科学家______,第一次测出了引力常量G,引力常量G=6.67×10-11______(填单位)。21、一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道做匀速圆周运动,绕行n圈,所用时间为t,着陆行星后,用天平测得一物体质量为m,用弹簧测力计测得其重力为F,已知万有引力常量为
(1)宇宙飞船做匀速圆周运动时的周期为______;
(2)该行星表面的重力加速度为______;
(3)该行星质量______,用测量数据求该星球半径______。评卷人得分四、作图题(共4题,共32分)22、如图所示,在一内壁光滑环状管道位于竖直面内,其管道口径很小,环半径为R(比管道的口径大得多)。一小球直径略小于管道口径,可视为质点。此时小球滑到达管道的顶端,速度大小为重力加速度为g。请作出小球的受力示意图。
23、图甲为抛出的石子在空中运动的部分轨迹,图乙是水平面上一小钢球在磁铁作用下的部分运动轨迹.请画出物体在A、B、C、D四点的受力方向和速度方向.(不计空气阻力)
24、一个物体在光滑水平面上运动,其速度方向如图中的v所示。从A点开始,它受到向前但偏右(观察者沿着物体前进的方向看,下同)的合力。到达B点时,这个合力的方向突然变得与前进方向相同。达到C点时,合力的方向又突然改为向前但偏左。物体最终到达D点。请你大致画出物体由A至D的运动轨迹,并标出B点、C点和D点。
25、在图的实验中,假设从某时刻()开始,红蜡块在玻璃管内每1s上升的距离都是10与此同时,玻璃管向右沿水平方向匀加速平移,每1s内的位移依次是4122028在图所示的坐标系中,y表示蜡块在竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,时蜡块位于坐标原点。请在图中标出t等于1s;2s、3s、4s时蜡块的位置;并用平滑曲线描绘蜡块的轨迹。
评卷人得分五、实验题(共1题,共8分)26、某同学在研究平抛运动的实验中,在方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹后,又在轨迹上取出a、b、c、d四个点,如图所示(轨迹已擦去),已知方格纸上的每一个小方格边长均为L=2.5cm,g取10m/s2;请你根据小方格纸上的信息,通过分析计算完成下面几个问题:
(1)小球从a→b、b→c、c→d所经历的时间_________(选填“相等”或“不相等”)。
(2)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,根据小球从a→b、b→c、c→d的竖直方向位移差,求出小球从a→b、b→c、c→d所经历的时间是_________s。
(3)根据水平位移,求出小球做平抛运动的初速度v0=_________m/s。
(4)从抛出点到b点所经历的时间是_______________s。参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、B【分析】【分析】
【详解】
A.根据自由落体运动的规律,可知乙球运动到C点时的速度为又因两球先后经过C点时的速度大小相等,所以甲球在C点的合速度为又因此时甲球的速度与水平方向的夹角为所以甲球做平抛运动的初速度大小为故选项A错误;
B.根据
可知
两球运动到C点的时间之比为
故选项B正确;
C.A、B两点的高度差为故选项C错误;
D.A、B两点间的水平距离为
选项D错误。故选B。2、B【分析】【详解】
A.在轨道I上运动过程中,万有引力充当向心力,故有
解得
故A错误;
B.在轨道Ⅰ的A点需要减速做近心运动才能进入轨道Ⅱ,所以在在轨道Ⅱ上A点速率小于在轨道Ⅰ上A点的速率,根据
可得
可知在轨道III上B点速率大于在轨道Ⅰ上A点的速率,所以该卫星在轨道Ⅲ上B点的速率大于在轨道Ⅱ上A点的速率;故B正确;
C.从B运动到A的过程,地球引力对卫星做负功,引力势能增加,因卫星在轨道Ⅲ上的速度大于轨道Ⅰ上的速度,故此过程中卫星的动能减小,在Ⅲ轨道上B点点火,卫星加速并做离心运动,则卫星的机械能增加,在Ⅱ轨道上A点点火加速;使卫星由低轨道进入高轨道,因此卫星的机械能增加,故C错误;
D.根据公式
可得
所以轨道半径越大,向心加速度越小,故卫星从远地点A向近地点B运动的过程中;轨道变小,加速度变大,故D错误。
故选B。3、C【分析】【分析】
【详解】
根据万有引力提供向心力。
而。
因此可以计算地球的质量,但不知道地球的半径R;因此无法计算地球的密度;
卫星的向心力因此卫星的向心力;向心加速度都可以求出;故不能计算出C。
故选C。4、B【分析】【分析】
【详解】
A.在v-t图象中,0-t1时间内匀加速运动;加速度不变,根据牛顿第二定律可知,拉力不变,接下来拉力逐渐减小,最后不变,故A错误;
B.当拉力等于重力时;起动机的功率为额定功率,且为最大。
P=mgvM故B正确;
C.在0-t1时间内;拉力不变,速度增大,根据。
P=Fv可知,功率增大,在t1-t2时间内;功率保持不变,故C错误;
D.在t1时刻,拉力大于重力,此时的功率为额定功率,故大于mgv1;故D错误。
故选B。5、C【分析】【详解】
演员受到:重力、圆筒的弹力以及圆筒的摩擦力3个力的作用,选项A错误;演员所受的重力与摩擦力平衡;弹力提供向心力,故选项C正确,BD错误.二、多选题(共7题,共14分)6、B:D【分析】【详解】
根据v-t图象的斜率表示加速度,知t=2s时A的加速度为正,方向向下,则A处于失重状态,故A错误.t=2s时AB的加速度大小为.故B正确.由于空气阻力对AB做功,则AB的机械能不守恒,故C错误.0-2s内AB下落的高度h>×9×2m=9m,AB重力势能减少量△Ep=(mA+mB)gh>2×10×9=180J,动能增加量△Ek=(mA+mB)v2=×2×92=81J,则AB机械能减少量△E=△Ep-△Ek>180J-81J=99J,故D正确.7、C:D【分析】【分析】
【详解】
A.甲球刚开始运动时,两球加速度大小相等,设为a,根据牛顿第二定律,对甲球有
对B球有
联立解得
A错误;
D.甲球沿着球面运动过程中;忽略一切摩擦,对于甲;乙两球组成的系统,只有重力做功,系统的机械能守恒,D正确;
BC.甲球沿球面运动过程中,甲球做的是圆周运动,提供做圆周运动向心力是重力沿半径方向的分力和球面对小球的支持力的合力,设甲球运动到某点与O点的连线与水平方向的夹角为θ,则有
如果运动到至A点,夹角则没有任何力来提供甲球做圆周运动,所以甲球不能沿圆弧面下滑经过A点;B错误C正确。
故选CD。8、B:D【分析】【详解】
A.由图像可知;碰后整体的加速度先减小后反向增大,故不是匀变速直线运动,A错误;
B.碰前A的重力与弹簧弹力平衡,碰后瞬间弹簧弹力不突变,故AB碰后瞬间整体的合外力为对整体应用牛顿第二定律可得
解得
B正确;
C.设初状态弹簧压缩量为有
当时加速度为零,此时
联立解得
C错误;
D.A与B碰撞之后一起下落到速度最大的过程中AB所受的合外力随位移均匀减小;其合外力随位移变化的图像为。
因为通过图像的面积可以求变力的功,故合外力的总功为
由动能定理
故动能增量为0.45J;D正确。
故选BD。9、A:C【分析】【详解】
A.设小球从c点沿dc方向飞出的速度为bc的变成为小球从a到c的过程,根据逆向思维,可认为小球从从c到a做类平抛运动,沿cd方向有
沿cb方向有
在a点时,有
联立解得
故A正确;
B.小球从a到c重力势能增加
故B错误;
C.根据机械能守恒可知,小球触地时速度大小等于小球在a点时的速度大小,则有
故C正确;
D.小球触地时的竖直分速度为
小球触地时重力的瞬时功率为
故D错误。
故选AC。10、A:C【分析】【分析】
【详解】
A.在d点;由万有引力提供向心力,则有。
解得。
所以在d点加速度小于则A正确;
B.在d点;由万有引力提供向心力,则有。
解得。
在d点时,由于返回舱做近心运动,则万有引力大于所需的向心力,所以线速度大小,小于则B错误;
CD.从a到c过程由于空气阻力做负功,动能减小,c到e过程,没有空气阻力,只有引力做功,机械能守恒,所以a、b、c点的速度大小关系有。
则C正确;D错误。
故选AC。11、B:C【分析】【详解】
ABC.a、b、c三点共轴转动,角速度大小相等.a的半径和b的半径相等,根据v=rω知,a、b的线速度大小相等.c的半径小,根据v=rω知,a、b的线速度比c的线速度大.故A错误;BC正确.
D.根据向心加速度a=ω2r,a、b点加速度大于c点加速度,故D错误.12、A:B【分析】【详解】
A.因为探测器在a、c两个位置能与地球一起以相同的周期绕太阳作圆周运动,设周期为T,且在a位置时轨道半径大于在c位置的轨道半径,则根据
可得该探测器在a位置的线速度大于c位置的线速度;故A正确;
B.根据万有引力提供向心力可得
可知轨道半径越大;引力越大,故B正确;
CD.探测器在c位置时,根据万有引力可得
而在与c对称的d位置时
相比探测器在c位置时,引力发生变化,轨道半径不变,故不可能以相同的周期运动。同理,探测器在a位置时,根据万有引力可得
而在与a对称的e位置时
相比探测器在a位置时;引力发生变化,轨道半径不变,故不可能以相同的周期运动,故CD错误。
故选AB。三、填空题(共9题,共18分)13、略
【分析】【详解】
将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向;如图所示.
拉绳子的速度等于A沿绳子方向的分速度,即
所以
故本题答案是:
点睛:在关联速度问题中速度的处理一定要沿绳子和垂直于绳子分解,【解析】14、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]根据万有引力定律
根据题意可知,M与m总和不变,但M减小,m增大,则根据数学知识可知,F变大。
[2]根据万有引力提供向心力
因为M减小,则T变大。
[3]根据万有引力提供向心力
因为M减小,则a变小。【解析】变大变大变小15、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)[1]根据狭义相对论的观点:光速不变原理,即光速的大小与光源以及观察者的运动无关,所以观察者测出的光速都是c
(2)[2]根据时间间隔的相对性原理,北斗卫星导航系统卫星上的原子钟会因为高速运动而导致时间变慢。【解析】①.等于②.变慢16、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】①.水平方向②.竖直方向17、略
【分析】【详解】
略【解析】①.正比②.正比③.角速度的平方18、略
【分析】【详解】
[1]把30个箱子全部搬到12m高的楼上去,升降机所做的功是一定的,由可知,要使搬运时间最短,升降机的功率必须最大,由图可知升降机搬运15kg物体上楼时的功率最大,此时最大功率为
每个箱子的质量为
所以每次搬运箱子的数量为
[2]把所有箱子都搬到楼上所需要克服重力做功为
把所有箱子都搬到楼上所需要的最短时间约为【解析】372019、略
【分析】【分析】
【详解】
略【解析】①.____________②.____________20、略
【分析】【详解】
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