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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年人教版(2024)共同必修2物理上册月考试卷434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总分得分评卷人得分一、选择题(共5题,共10分)1、如图所示,在一次海上救援行动中,直升机用悬索系住伤员,直升机和伤员一起在水平方向以v1=8m/s的速度匀速运动,同时悬索将伤员在竖直方向以v2=6m/s的速度匀速上拉,则伤员实际运动速度v的大小是()
A.6m/sB.8m/sC.10m/sD.14m/s2、下列关于向心加速度的说法中正确的是()A.向心加速度的方向始终指向圆心B.向心加速度的方向保持不变C.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的D.在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不断变化3、如图所示,长为的悬线固定在点,在点正下方处有一钉子把悬线另一端的小球拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放到悬点正下方时悬线碰到钉子;则小球的()
A.线速度突然增大B.角速度不变C.向心加速度突然减小D.悬线拉力突然增大4、如图所示,O1为皮带传动的主动轮的轴心,轮半径为r1,O2为从动轮的轴心,轮半径为r3;r2为固定在从动轮上的小轮半径.已知r3=2r1,r2=1.5r1,A、B和C分别是3个轮边缘上的点,质点A、B、C的向心加速度之比是()
A.6:3:4B.9:6:8C.8:4:3D.3:6:45、如图所示;光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型,最低点B处的入;出口靠近但相互错开,C是半径为R的圆形轨道的最高点,BD部分水平,末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接,传送带以恒定速度v逆时针转动.现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放,滑块能通过C点后再经D点滑上传送带,则。
A.滑块不可能重新回到出发点A处B.固定位置A到B点的竖直高度可能为2RC.滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关D.传送带速度v越大,滑块与传送带摩擦产生的热量越多评卷人得分二、多选题(共7题,共14分)6、下列关于功和机械能的说法,正确的是A.在有阻力作用的情况下,物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功B.合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C.物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能,其大小与势能零点的选取有关D.运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量7、如图所示,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,之间用轻质细线连接,且a,b之间的距离恰等于线长,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.当时,细线突然断开,a立即做离心运动C.当时,a所受摩擦力的大小为kmgD.当时,b受到的静摩擦力达到最大值8、如图所示为研究离心现象的简易装置,将两个杆垂直地固定在竖直面内,在垂足O1和水平杆上的O2位置分别固定一力传感器,其中现用两根长度相等且均为的细线拴接一质量为m的铁球P,细线的另一端分别固定在O1、O2处的传感器上,现让整个装置围绕竖直轴以恒定的角速度转动,使铁球在水平面内做匀速圆周运动,两段细线始终没有出现松弛现象,且保证O1、O2和P始终处在同一竖直面内;则()
A.O1P的拉力取值范围为0﹤F≤mgB.O1P的拉力取值范围为mg﹤F≤mgC.O2P的拉力取值范围为mg﹤F≤mgD.O2P的拉力取值范围为0﹤F≤mg9、如图所示;竖直平面内固定有半径为R的光滑半圆形槽,一小球(可看作质点)自半圆形槽左边缘的A点无初速地释放,在最低B点处安装一个压力传感器以测量小球通过B点时对轨道的压力大小,下列说法正确的是。
A.压力传感器的示数与小球的质量无关B.压力传感器的示数与半圆形槽半径R无关C.小球在B点的速度与半圆形槽半径R无关D.小球在B点的加速度与半圆形槽半径R无关10、质量为m的物体沿着半径为r的半球形金属球壳滑到最低点时的速度大小为v,如图所示,若物体与球壳之间的摩擦因数为μ;则物体在最低点时的()
A.向心加速度为B.向心力为m(g+)C.对球壳的压力为D.受到的摩擦力为μm(g+)11、节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车.有一质量m=1000kg的混合动力轿车,在平直公路上以匀速行驶,发动机的输出功率为P=50kW.当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时,保持发动机功率不变,立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电,使轿车做减速运动,运动L=72m后,速度变为.此过程中发动机功率的五分之一用于轿车的牵引,五分之四用于供给发电机工作,发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能.假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变.下列说法正确的是A.轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时,所受阻力的大小为2×10³NB.驾驶员启动电磁阻尼轿车做减速运动,速度变为过程的时间为3.2sC.轿车从90km/h减速到72km/h过程中,获得的电能D.轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能维持72km/h匀速运动的距离为31.5m12、如图所示,在倾角为37°的足够长的固定光滑斜面上,将一物块由静止释放1s后,对物块施加—沿斜面向上的恒力F,又经1s后物块恰好回到了出发点,此时物块的动能为36J.设在以上过程中力F做功为WF,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2;则。
A.F=9NB.F=12NC.WF=27JD.WF=36J评卷人得分三、填空题(共7题,共14分)13、近年,我国的高铁发展非常迅猛.为了保证行车安全,车辆转弯的技术要求是相当高的.如果在转弯处铺成如图所示内、外等高的轨道,则车辆经过弯道时,火车的_____(选填“外轮”、“内轮”)对轨道有侧向挤压,容易导致翻车事故.为此,铺设轨道时应该把____(选填“外轨”、“内轨”)适当降低一定的高度.如果两轨道间距为L,内外轨高度差为h,弯道半径为R,则火车对内外轨轨道均无侧向挤压时火车的行驶速度为_____.(倾角θ较小时;sinθ≈tanθ)
14、高速铁路弯道处,外轨比内轨_____(填“高”或“低”);列车通过弯道时______(填“有”或“无”)加速度.15、铁路转弯处的圆弧半径是300m,轨距是1.5m,规定火车通过这里的速度是20m/s,内外轨的高度差应该是_______m,才能使内外轨刚好不受轮缘的挤压。若速度大于20m/s,则车轮轮缘会挤压_______。(填内轨或外轨)(g="10"m/s2)16、修建铁路弯道时,为了保证行车的安全,应使弯道的内侧__________(填“略高于”或“略低于”)弯道的外侧,并根据设计通过的速度确定内外轨高度差。若火车经过弯道时的速度比设计速度小,则火车车轮的轮缘与铁道的_______(填“内轨”或“外轨”)间有侧向压力。17、放在草地上质量为0.8kg的足球,被运动员甲以10m/s的速度踢出,则球的动能为______J;当此球以5m/s的速度向运动员乙飞来时,又被运动员乙以5m/s的速度反向踢回,球的动能改变量为为______J。18、如图所示,弯折的直角轻杆ABCO通过铰链O连接在地面上,AB=BC=OC=9m,一质量为m的小滑块以足够大的初始速度,在杆上从C点左侧x0=2m处向左运动,作用于A点的水平向右拉力F可以保证BC始终水平。若滑块与杆之间的动摩擦因数与离开C点的距离x满足μx=1,则滑块的运动位移s=________________m时拉力F达到最小。若滑块的初始速度v0=5m/s,且μ=0.5-0.1x(μ=0后不再变化),则滑块达到C点左侧x=4m处时,速度减为v=_________________m/s。
19、水平传送带始终以速度v匀速运动,某时刻放上一个初速度为零的小物块,最后小物块与传送带以共同的速度运动。已知小物块与传送带间的滑动摩擦力为f,在小物块与传送带间有相对运动的过程中,小物块的对地位移为传送带的对地位移为则滑动摩擦力对小物块做的功为______,摩擦生热为______。评卷人得分四、解答题(共3题,共6分)20、如图所示,在粗糙水平台阶上静止放置一质量m=1.0kg的小物块,它与水平台阶表面的动摩擦因数μ=0.25,且与台阶边缘O点的距离s=5m,在台阶右侧固定了一个圆弧挡板,圆弧半径R=5m,今以O点为原点建立平面直角坐标系,现用F=5N的水平恒力拉动小物块,已知重力加速度g取10m/s2。
(1)为使小物块不能击中挡板,求拉力F作用的最长时间;
(2)若小物块在水平台阶上运动时,水平恒力一直作用在小物块上,当小物块过O点时撤去拉力;求小物块击中挡板上的位置的坐标。
21、长为0.5m,质量可忽略的杆,其一端固定于离地面高度为5.5m的O点,另一端连有质量m=2kg的小球,它绕O点做圆周运动,如图所示,已知g取10m/s2.
(1)当小球通过最高点时,速度v=1m/s,求杆受到的力(说明是拉力还是压力).
(2)若轻杆所能承受的最大拉力为420N,试求小球做圆周运动的最大速度.
(3)若在第(2)问中,轻杆恰好在最低点处断裂,试求小球落地时的速度
22、如图所示,可视为质点的物块A、B、C放在倾角为长的固定斜面上,物块与斜面间的动摩擦因数A与B紧靠在一起,C紧靠在固定挡板上,物块的质量分别为其中A不带电,B、C的带电量分别为且保持不变。开始时三个物块均能保持静止且与斜面间均无摩擦力作用。如果选定两点电荷在相距无穷远处的电势能为则相距为时,两点电荷具有的电势能可表示为现给A施加一平行于斜面向上的力使A在斜面上作加速度大小为的匀加速直线运动,经过时间物体A、B分离并且力变为恒力。当A运动到斜面顶端时撤去力已知静电力常量求:
(1)未施加力时物块B;C间的距离;
(2)时间内库仑力(电场力)做的功;
(3)力对A物块做的总功。
参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、C【分析】【详解】
伤员参加了两个分运动,即水平和竖直方向都是匀速运动,根据平行四边形定则,可得合速度的大小为:故C正确,ABD错误.2、A【分析】【详解】
AB.向心加速度的方向始终指向圆心;绕着圆心转动,其方向时刻在改变,故A项符合题意,B项不符合题意;
CD.匀速圆周运动的向心加速度大小不变,方向时刻在变化,匀速圆周运动的向心加速度在不断变化,故CD两项均不符合题意.3、D【分析】【详解】
A.悬线与钉子碰撞前后;线的拉力始终与小球运动方向垂直,小球的线速度不变.A错误;
B.当半径减小时,由公式
知ω变为原来的2倍;B错误;
C.根据公式
知向心加速度突然增大为原来的2倍;C错误;
D.在最低点,有
故碰到钉子后合力变为原来的2倍;悬线拉力变大,D正确。
故选D。4、B【分析】【详解】
问题求解:由于皮带不打滑,所以A和B的外边缘上的点的线速度相等,由得由于B、C同轴,所以角速度是相等的,所以所以由可知;质点ABC的加速度之比为9:6:8,故B正确;
综上所述本题答案是:B5、D【分析】【分析】
滑块恰能通过C点时;由重力提供向心力,根据牛顿第二定律列方程求C点时的临界速度,由动能定理知AC高度差,从而知AB高度;对滑块在传送带上运动的过程根据动能定理列方程求滑行的最大距离的大小因素;根据传送带速度知物块的速度,从而知是否回到A点;滑块与传送带摩擦产生的热量Q=μmg△x,看热量多少,分析相对路程.
【详解】
若滑块恰能通过C点时有:mg=m由A到C,根据动能定理知mghAC=mvC2;联立解得:hAC=R;则AB间竖直高度最小为2R+R=2.5R,所以A到B点的竖直高度不可能为2R,故A错误;设滑块在传送带上滑行的最远距离为x,则有动能定理有:0-mvC2=2mgR-μmgx,知x与传送带速度无关,故B错误;若滑块回到D点速度大小不变,则滑块可重新回到出发点A点,故C正确;滑块与传送带摩擦产生的热量Q=μmg△x;传送带速度越大,相对路程越大,产生热量越多,故D正确;故选CD.
【点睛】
本题综合考查了动能定理、机械能守恒定律和牛顿第二定律,理清物块在传送带上的运动情况,以及在圆轨道最高点的临界情况是解决本题的关键.二、多选题(共7题,共14分)6、B:C【分析】试题分析:A;重力做功是重力势能变化的量度;即任何情况下重力做功都等于重力势能的减小量,故A错误;
B;根据动能定理;有合力对物体所做的功等于物体动能的改变量,故B正确;
C;重力势能具有系统性和相对性;即物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能,其大小与势能零点的选取有关,故C正确;
D;只有机械能守恒时;才有动能的减少量等于重力势能的增加量,故D错误;
故选BC.7、C:D【分析】【详解】
两个物体用细线相连,一定是同时开始滑动,故A错误;对于单个木块,静摩擦力提供向心力,恰好不滑动时,有:kmg=mω2r,故故如果没有细线相连,a、b恰好不滑动的临界角速度分别为:若ω=时,细线突然断开,由于<故a不会做离心运动,故B错误;角速度逐渐增加的过程中,是b物体的静摩擦力先达到最大,临界角速度为故D正确;当a的静摩擦力达到最大时,两个物体整体恰好不滑动,故:kmg+kmg=mω2L+mω22L,联立解得:ω=故C正确;故选CD.
点睛:本题的关键是正确分析木块的受力,明确木块做圆周运动时,静摩擦力提供向心力,把握住临界条件:单个静摩擦力达到最大、两个物体的静摩擦力达到最大,由牛顿第二定律分析解答.8、B:D【分析】【分析】
当转动的角速度为零时,小球处于平衡状态,结合竖直方向上的合力为零,求出轻绳的拉力大小,当角速度增大时,当绳的拉力刚好等于0时,绳的拉力最大;根据牛顿第二定律进行求解即可;
【详解】
当转动的角速度为0时,绳的拉力最小,绳的拉力最大,这时两者的值相同,设为则则
增大转动的角速度,O2P拉力减小,O1P拉力增大.当绳的拉力刚好等于0时,绳的拉力最大,设这时绳的拉力为则则
因此绳的拉力范围为
绳的拉力范围为故选项BD正确,选项AC错误.
【点睛】
本题考查了圆周运动向心力的基本运用,知道小球在竖直方向上的合力为零,水平方向上的合力提供向心力,结合牛顿第二定律进行求解即可.9、B:D【分析】【分析】
先根据动能定理求出到达最低点的速度;再根据向心力公式及牛顿第三定律求得球对内壁的压力大小;
【详解】
设小球到达B处的速度为v,则在B点下有解得压力传感器的示数F=3mg,小球在B点的速度小球在B点的加速度大小故BD正确,AC错误;
故选BD.
【点睛】
考查了动能定理及向心力公式的直接应用,难度不大,属于基础题;10、A:D【分析】【分析】
【详解】
A.物体滑到半球形金属球壳最低点时,速度大小为v,半径为r,向心加速度为an=故A正确;
B.根据牛顿第二定律得知,物体在最低点时的向心力Fn=man=m
故B错误;
C.根据牛顿第二定律得N-mg=m
得到金属球壳对小球的支持力N=m(g+)
由牛顿第三定律可知,小球对金属球壳的压力大小N′=m(g+)
故C错误;
D.物体在最低点时,受到的摩擦力为f=μN=μm(g+)
故D正确。
故选AD。
【点睛】
本题是变速圆周运动动力学问题,关键是分析小球的受力情况,确定向心力的来源。对于变速圆周运动,由指向圆心的合力提供向心力。11、A:C:D【分析】【详解】
A.轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时,由可得:.故A项符合题意.
B.驾驶员启动电磁阻尼后,若轿车减速运动,则平均速度为所用时间为因汽车保持功率一定做减速运动;则不是匀减速运动,则运动时间不等于3.2s,故B不符合题意。
C.轿车从90km/h减速到72km/h过程中,运动L=72m,由动能定理可得获得的电能联立解得:.故C项符合题意.
D.据可得,轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电匀速运动的距离.故D项符合题意.12、B:D【分析】【详解】
整个过程中,重力对物块做功为0,根据动能定理得:物块下滑的过程,加速度大小为释放1s时的速度设物块回到出发点时速度大小为取沿斜面向下为正方向,根据撤去力F前后的两个过程位移大小相等、方向相反,有可得根据得m=0.5kg;对整个过程,取沿斜面向下为正方向,根据动量定理得可得F=12N,故BD正确,AC错误.三、填空题(共7题,共14分)13、略
【分析】【详解】
试题分析:火车内外轨道一样高时,火车转弯,由于离心运动,会向外滑离轨道,所以外轮对外轨有个侧向压力.当把内轨降低一定高度后,内外轨有个高度差,火车转弯时就可以让重力与轨道对火车弹力的合力来提供向心力,从而避免了对轨道的侧向压力.由几何知识可知此时的合力当倾角比较小时根据得出
考点:水平圆周运动、离心运动【解析】外轮内轨14、略
【分析】【详解】
高速铁路弯道处由重力和支持力的合力提供向心力,故外轨比内轨高;列车在铁路弯道处即使速度大小不变,至少速度方向变化,有向心加速度.【解析】高有15、略
【分析】【详解】
[1]如图所示。
根据牛顿第二定律得
解得
由于较小,则
故
得
[2]若速度大于则需要的向心力变大,则轮缘会挤压外轨。【解析】0.2m外轨16、略
【分析】【详解】
火车以规定的速度转弯时;其所受的重力和支持力的合力提供向心力,当转弯的实际速度大于或小于规定的速度时,火车所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力或大于所需要的向心力,火车有离心趋势或向心趋势,故其轮缘会挤压车轮;如果内外轨道等高,火车转弯,靠外轨对车轮向内的挤压提供向心力,这样容易破坏铁轨,不安全,所以应使弯道的内侧略低于弯道的外侧,靠重力和支持力的合力来提供向心力一部分;火车以某一速度v通过某弯道时,内;外轨道均不受侧压力作用,其所受的重力和支持力的合力提供向心力。
由图可以得出
为轨道平面与水平面的夹角,合力等于向心力,故
如果火车以比规定速度稍小的速度通过弯道,重力和支持力提供的合力大于向心力,所以火车车轮的轮缘与铁道的内轨间有侧向压力。【解析】略低于内轨17、略
【分析】【详解】
足球的动能为:动能的该变量为:.【解析】40J0J18、略
【分析】【详解】
[1]滑块向左做减速运动,对杆有压力和向左的滑动摩擦力;
对杆,根据力矩平衡条件,有:
代入数据和,有:
当,即时,拉力达到最小;
[2]滑块从点达到点左侧处过程,根据动能定理,有:
其中:
联立解得:。【解析】3119、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]小物块滑动过程只有摩擦力做功,故由动能定理可得,滑动摩擦力对小物块做的功为
[2]又有物块质量m未知,故滑动摩擦力对小物块做的功为fx1;传送带速度大于物块速度,故小物块对传送带的相对位移为x=x2-x1
则摩擦生热为Q=fx=f(x2-x1)【解析】四、解答题(共3题,共6分)20、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)为使小物块不会击中挡板,拉力F作用最长时间t时,小物块刚好运动到O点,由牛顿第二定律得
解得
减速运动时的加速度大小为
由运动学公式得
而
解得
(2)水平恒力一直作用在小物块上,由运动学公式有
解得小物块到达O点时的速度为
小物块过O点后做平抛运动,水平方向
竖直方向
又
解得位置坐标为x=5m,y=5m【解析】(1)(2)21、略
【分析】【详解】
(1)对小球进行受力分析
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