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文档简介
…………○…………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物理下册月考试卷994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:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共5题,共10分)1、如图所示,在光滑的水平面上,一物体受到水平向右的力F1=4N和竖直向上的力F2=3N;物体沿水平面向右运动5m,此过程中物体所受合外力做功为()
A.15JB.20JC.25JD.35J2、如图所示,上端开口,粗细均匀的U型管的底部中间有一阀门,开始阀门关闭,两管中的水面高度差为h;现将阀门打开,最终两管水面相平,则这一过程中()
A.大气压做正功,重力做负功,水的内能不变B.大气压不做功,重力做正功,水的内能增大C.大气压不做功,重力做负功,水的内能增大D.大气压做负功,重力做正功,水的内能不变3、如图所示,一个小球(视为质点)从H=15m高处,由静止开始沿光滑弯曲轨道AB,进入半径R=5m的竖直圆环内侧,且与圆环的动摩擦因数处处相等,当到达圆环顶点C时,刚好对轨道压力为零;然后沿CB圆弧滑下,进入光滑弧形轨道BD,到达高度为h的D点时速度为零,则h的值可能为()
A.10mB.11mC.12mD.12.5m4、无人机在空中匀速上升时,不断增加的能量是()A.动能B.动能、重力势能C.重力势能D.动能、机械能5、一质点在水平面内运动,在水平面内沿相互垂直的方向建立xOy直角坐标系,质点在x、y两方向上的速度图象分别如图所示;则以下说法错误的是()
A.该质点做匀变速直线运动B.该质点做匀变速曲线运动C.t=1s时,质点速度的大小为2.5m/sD.t=2s时,质点位移的大小为5m评卷人得分二、多选题(共7题,共14分)6、如图所示,小球在竖直向下的力F作用下,将竖直轻弹簧压缩,若将力F撤去,小球将向上弹起并离开弹簧直到速度为零在小球向上运动的整个过程中,下列说法正确的是
A.小球的动能先增大后减小B.小球的机械能守恒C.小球离开弹簧时动能最大D.小球动能最大时弹性势能不为零7、从地面竖直向上抛出一物体,取地面为重力势能零势能面,该物体的机械能E和重力势能Ep随它离开地面的高度h的变化关系如图所示。已知重力加速度g=10m/s2;则下列说法中正确的是()
A.h=0时,物体的动能为100JB.h=2m时,物体的动能为50JC.h=3m时,物体的动能为40JD.h=4m时,物体的动能为零8、假设某探月航天器先绕地球表面附近做匀速圆周运动,周期为线速度大小为然后飞向月球,绕月球表面附近做匀速圆周运动,周期为线速度大小为已知地球的质量大于月球的质量,地球的半径为月球半径的4倍,地球与月球均视为质量分布均匀的球体,则下列说法正确的是()A.B.C.地球与月球质量的比值为64D.地球与月球平均密度的比值为9、如图所示,摆球质量为m,(视为质点)悬线的长为L,把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力f的大小不变,重力加速度为g,则在摆球从A到B的过程中;下列说法正确的是()
A.重力做功为mgLB.绳的拉力做功为0C.空气阻力f做功为-mgLD.空气阻力f做功为10、中国行星探测任务名称为“天问系列”,首次火星探测任务被命名为“天问一号”。若已知“天问一号”探测器在距离火星中心为r1的轨道上做匀速圆周运动,其周期为T1。火星半径为R0,自转周期为T0。引力常量为G,下列说法正确的是()A.火星的质量为B.火星表面两极的重力加速度为C.火星的第一宇宙速度为D.火星的同步卫星距离星球表面高度为11、我们知道,处于自然状态的水都是向重力势能更低处流动的,当水不再流动时,同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力势能,即水面是等势面。通常稳定状态下水面为水平面,但将一桶水绕竖直固定中心轴以恒定的角速度转动,稳定时水面呈凹状,如图所示,这一现象依然可用等势面解释:以桶为参考系,桶中的水还多受一个“力”,同时水还将具有一个与这个“力”对应的“势能”。为便于研究,在过桶竖直轴线的平面上,以水面最低处为坐标原点、以竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系,质量为m的小水滴(可视为质点)在这个坐标系下具有的“势能”可表示为该“势能”与小水滴的重力势能之和为其总势能;水会向总势能更低的地方流动,稳定时水表面上的相同质量的水将具有相同的总势能。根据以上信息可知,下列说法正确的是()
A.在O点处,该“势能”最小B.在O点处,该“势能”最大C.与该“势能”对应的“力”类似于重力,其方向始终指向O点D.与该“势能”对应的“力”的类似于弹簧弹力,其大小随x的增大而增大12、如图所示;小陈去某商场购物,他先从一楼搭乘图甲所示的观光电梯到达六楼超市,再搭乘图乙所示的自动人行道电梯到四楼,最后搭乘图丙所示的自动扶梯到五楼。已知图乙和图丙所示的电梯均匀速运行,图乙的梯面倾斜程度处处相同,且小陈搭乘三种电梯的过程中都站在电梯上不动,则()
A.搭乘图甲所示电梯的过程中,合外力对小陈做功最大B.搭乘图乙所示电梯的过程中,小陈的重力做功的功率不变C.搭乘图乙所示电梯的过程中,摩擦力对小陈不做功D.搭乘图丙所示电梯的过程中,小陈的机械能增大评卷人得分三、填空题(共6题,共12分)13、如图所示,一根细绳的上端系在O点,下端系一个重球B,放在光滑的斜面体A上。现用水平推力F向右推斜面体使之在光滑水平面上向右缓慢运动一段距离(细绳尚未到达平行于斜面的位置)。在此过程中:A的位移大小与B的位移大小______(选填:“相等”或“不相等”);A对B所做功的大小与B对A所做功的大小______(选填:“相等”或“不相等”)。14、如图为“行星传动示意图”,中心“太阳轮”的转动轴固定,其半径为R1,周围四个“行星轮”的转动轴固定,其半径均为R2,“齿圈”的半径为R3,其中R1=1.5R2,A、B、C分别是“太阳轮”、“行星轮”和“齿圈”边缘上的点,齿轮传动过程不打滑,则A点与C点的线速度之比为_____,B点与C点的周期之比为_______.
15、将一个质量为m=2kg的小球以水平速度v0=2m/s抛出,若不计空气阻力,重力加速度为g=10m/s2,2秒内物体落地,重力做的功W=_____,重力势能是=_____(增加、减少)。以地面为参考平面,物体具有的重力势能为Ep=_____,2秒内重力的对物体做功的平均功率为=_____,在2秒末重力的瞬时功率为P=_____。16、在探究弹力做功与弹性势能变化的关系时:如图所示,物体与弹簧相连,物体在点时弹簧处于原长,现在物体上施加一水平推力F,使物体缓慢压缩弹簧到处静止释放,物体会由向A运动;则:
(1)物体由向A运动的过程中,弹力做______(填“正”或“负”)功,弹性势能______(填“增大”或“减小”)。
(2)水平面光滑,使物体缓慢压缩弹簧,当推力做功为时,弹簧的弹力做功______J,以弹簧处于自然长度时为零势能点,则此时弹簧的弹性势能为______J17、如图,汽车在平直路面上匀速运动,用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船,汽车与滑轮间的绳保持水平.当牵引轮船的绳与水平方向成θ角时,轮船速度为v,绳的拉力对船做功的功率为P,此时绳对船的拉力为__________。若汽车还受到恒定阻力f,则汽车发动机的输出功率为__________。
18、发射宇宙飞船的过程要克服引力做功,已知将质量为m的飞船在距地球中心无限远处移到距地球中心为处的过程中,引力做功为式中为引力常量,为地球质量,已知地球半径为.若在地球的表面发射一颗人造地球卫星,如果发射的速度很大,此卫星可以上升到离地心无穷远处(即地球引力作用范围之外),这个速度称为第二宇宙速度(也称逃逸速度),则逃逸速度的表达式_____;已知逃逸速度大于真空中光速的天体叫黑洞,设某黑洞的质量等于已知光速为则它的可能最大半径是______.评卷人得分四、作图题(共4题,共36分)19、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。
20、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)
21、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。
22、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4分)23、某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”,实验装置如图甲所示。实验中测出重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v,计算出重物减少的重力势能mgh和增加的动能mv2;然后进行比较,如果两者相等或近似相等,即可验证重物自由下落过程中机械能守恒。请根据实验原理和步骤完成下列问题:
(1)如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带,纸带上的O点是起始点,选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计数点,并测出各计数点到O点的距离依次为27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm。已知打点计时器所用的电源是50Hz的交流电,重物的质量为0.5kg,则从计时器打下点O到打下点D的过程中,重物减小的重力势能ΔEp=________J;重物增加的动能ΔEk=________J,两者不完全相等的原因可能是____________________________。(重力加速度g取9.8m/s2;计算结果保留三位有效数字)
(2)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点A、B、C、D、E、F各点的瞬时速度v,以各计数点到A点的距离h′为横轴,v2为纵轴作出图像,如图丙所示,根据作出的图像,能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是______________。
(3)根据实验判断下列图像正确的是(其中ΔEk表示重物动能的变化,Δh表示重物下落的高度)________。
评卷人得分六、解答题(共2题,共4分)24、如图所示,某同学正对篮板起跳投篮,球出手后斜向上抛出,出手时速度的方向与水平方向的夹角篮球恰好垂直击中篮板,反弹后速度沿水平方向,而后进入篮圈。球刚出手时,球心点离地的高度篮球击中篮板的位置离地的高度为离篮圈的高度为篮圈的直径篮板与篮圈的最小距离篮球的直径不考虑空气阻力和篮球的转动。已知篮板平面保持竖直且与篮圈所在平面垂直,重力加速度求:
(1)篮球击中篮板时的速度大小;
(2)球在点时的速度大小;
(3)要使篮球落入篮圈而进球(即球心下降到篮圈所在平面时;球未与篮圈接触),球打板后反弹的速度范围。
25、设想人类在某一X行星发射了两颗质量均为m的“人造X星卫星”,行星可以看做质量M、半径R的均匀球体,甲乙两颗卫星的轨道半径分别为2R和3R,在同一平面内,运行方向相同,不计两卫星之间的万有引力,万有引力常量为G.
(1)试求甲乙两卫星各自的周期;
(2)若某时刻两卫星与行星中心正好在一条直线上,最短经过多长时间,三者正好又在一条直线上?
(3)如果将两颗卫星用轻而结实的绳连接并且给以合适的速度,它们将可以一起绕行星运动且与行星中心始终在一条直线上,求此情况下两颗卫星的运动周期.参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、B【分析】【分析】
【详解】
根据恒力做功公式得:
F2做功。
W=F2scos90°=3×5×0J=0JF1做功。
W′=F1scos0°=4×5×1J=20J故合力做功。
W合=W+W′=20J故B正确;ACD错误。
故选B。2、B【分析】【分析】
【详解】
由于两管粗细相同,作用在液体上的大气压的合力为零,故大气压力不做功。水流动过程中中心下降,重力做正功,水的重力势能减小,减小的重力势能最终转化为水的内能,故水的内能增大,故选B。3、A【分析】【分析】
【详解】
小球到达C点时恰好对轨道无压力,即重力提供向心力
得
设B到C过程中,摩擦力损耗的能量为E,则对A到C过程有
得
从C到B的过程中,摩擦力损耗的能量仍为
则C到D过程有
得
故选A。4、C【分析】【分析】
【详解】
无人机在空中匀速上升时;动能不变,重力势能增加,机械能增加。
故选C。5、A【分析】【分析】
【详解】
AB.质点在x方向做匀加速运动,y方向做匀速运动;则合运动是匀变速曲线运动,A错误B正确;
C.t=1s时,质点速度的大小为
C正确;
D.t=2s时,质点在x方向的位移为
y方向的位移
则质点位移的大小为
D正确。
故选A。二、多选题(共7题,共14分)6、A:D【分析】【分析】
撤去力F后;小球先在重力和弹簧弹力作用下向上做加速运动,在弹力和重力相等时,速度最大,然后重力和弹簧弹力的合力向下,向上做减速运动,离开弹簧后,仅受重力做竖直上抛运动.
【详解】
撤去外力刚开始的一段时间内,小球受到的弹力大于重力,合力向上,小球向上加速运动,随着弹簧形变量的减小,弹力减小,后来弹力小于重力,小球做减速运动,离开弹簧后,小球仅受重力作用而做竖直上抛运动,由此可知,小球的动能先增大后减小,故A正确;小球上升的过程中弹簧的弹力做功,小球的机械能增大故B错误;由A分析可知,小球先做加速度减小的加速运动,当弹力等于重力时,速度最大,动能最大,此后弹力小于重力,小球做加速度增大的减速运动,直到弹簧恢复原长时,小球飞离弹簧,故小球在离开弹簧时动能不是最大,小球动能最大时弹性势能不为零,故C错误,D正确.所以AD正确,BC错误.
【点睛】
解决本题的关键会通过物体的受力判断物体的运动,知道弹力和重力相等时,速度最大.理解好机械能守恒的条件是:只有重力或弹力做功,但是有弹力做功时是物体与弹簧组成的系统机械能守恒,单对物体或弹簧来说,机械能不守恒.7、A:B:D【分析】【详解】
A.从图中可知h=0时,物体的机械能为势能为根据知,动能为
A正确;
B.当h=2m时,物体的动能为
B正确;
C.当h=3m时,物体的动能为
C错误;
D.h=4m时,物体的动能为
D正确;
故选ABD。8、B:D【分析】【详解】
A.由万有引力提供向心力可知
解得
故
故
A错误;
B.由可知
故
B正确;
C.由万有引力提供向心力可知
解得
故
C错误;
D.由上分析可知
得
D正确。
故选BD。9、A:B【分析】【分析】
【详解】
A.重力做功为mgL;A正确;
B.绳的拉力始终与运动方向垂直;故拉力不做功,B正确;
CD.由于空气阻力大小不变,始终与运动方向相反,采用微元法可得,所做的功为
CD错误。
故选AB。10、B:C【分析】【分析】
【详解】
A.设火星的质量为M、“天问一号”探测器的质量为m,“天问一号”探测器在距离火星中心为r1的轨道上做匀速圆周运动,则有
解得
A错误;
B.假定有一质量为m1的物体静止在火星两极表面上,则有
得
再将代入,解得
B正确;
C.设火星的第一宇宙速度为v,则有
解得
再将代入,解得
C正确;
D.设火星的同步卫星的质量为m3,高度为h,则有
解得
再将代入,解得
D错误。
故选BC。11、B:D【分析】【详解】
AB.由表达式可知,在O点处,该“势能”为零,向两侧时减小,故在O点处;该“势能”最大。故A错误,B正确;
C.根据该“势能”的表达式可知,距离y轴越远,势能越小,当小水滴从y轴向外运动的过程中,对应的“力”一定做正功,因此与该“势能”对应的“力”的方向背离O点向外;故C错误;
D.该“势能”的表达式类比于弹簧弹性势能的表达式在弹性限度内弹簧离平衡位置越远,弹力越大,因此与该“势能”对应的“力”类似于弹力,其大小随x的增加而增大;故D正确;
故选BD。
【点睛】
理解表达式各物理量的意义,势能属于标量,只有大小。根据该“势能”的表达式类比重力势能及弹性势能的表达式,得出该势能对应的力是类似于重力还是弹力,再根据类似力的变化情况推导得出该力的变化情况。12、B:D【分析】【详解】
A.图甲电梯运动过程中;人在电梯中的初速度与末速度均为0,图乙与图丙中电梯均做匀速运动,则始末状态动能的变化量均为0,根据动能定理可知,三种搭乘电梯的过程中,合外力对小陈做的功均为0,A错误;
B.图乙的梯面倾斜程度处处相同,即电梯运动速度方向与竖直方向的夹角一定,根据
可知;搭乘图乙所示电梯的过程中,小陈的重力做功的功率不变,B正确;
C.图乙中的梯面倾斜;匀速运动时,对人进行分析,人受到重力,垂直于倾斜梯面的支持力与沿梯面向上的静摩擦力,可知,搭乘图乙所示电梯的过程中,摩擦力对小陈做负功,C错误;
D.搭乘图丙所示电梯的过程中;匀速运动时,对人进行分析,人受到重力,电梯对人竖直向上的支持力,人的速度沿斜向上方,则电梯对人做正功,小陈的机械能增大,D正确。
故选BD。三、填空题(共6题,共12分)13、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]做出斜面体向右移动一段距离后的情况如图;斜面体上各点的运动情况相同,位移可以用图中的红色线表示,小球的位移如图中绿色线表示,可知二者的位移是大小是不相等的。
[2]小球B对斜面体A的弹力与斜面体A对小球B的弹力是一对作用力与反作用力,二者大小相等,方向相反;弹力的方向垂直于斜面的方向,由几何关系可知,二者的位移在垂直于斜面的分量是相等的,所以A对B所做功的大小与B对A所做功的大小相等,一正一负。【解析】不相等相等14、略
【分析】【详解】
(1)A点与B点是齿轮传动;所以A与B的线速度相等,同理可知B与C的线速度相等,所以A与C的线速度相等,即两者之比为1:1
(2)由公式再结合B与C的线速度相等,所以【解析】1:12:715、略
【分析】【分析】
【详解】
[1]小球在空中飞行时间竖直方向的位移。
根据。
[2]物体下降;位移和重力方向相同,重力做正功,重力势能减少。
[3]重力势能。
[4]平均功率。
[5]由瞬时功率。
联立可得。
【解析】400J减少400J200W400W16、略
【分析】【详解】
(1)[1]物体由向运动的过程中;弹簧压缩,弹力水平向右,位移水平向左,弹力做负功。
[2]根据功能关系
所以弹性势能增大。
(2)[3]使物体缓慢压缩弹簧,所以物体处于动态平衡,则有弹簧的弹力做功
[4]根据功能关系,则有弹簧的弹性势能为【解析】负增大1517、略
【分析】【详解】
[1]船的速度沿绳子方向的分速度;如图所示。
可得v1=vcosθ
根据P=Fv1
可得绳对船的拉力大小
[2]根据平衡条件可得,汽车的牵引力为
则汽车发动机的功率【解析】18、略
【分析】【详解】
解:根据动能定理有解得逃逸速度为(其中G;M、R分别表示万有引力常量、天体质量和半径)
对于黑洞模型来说,其逃逸速度大于真空中的光速,即代入解得所以它的可能最大半径为【解析】四、作图题(共4题,共36分)19、略
【分析】【分析】
【详解】
小球滑到达管道的顶端,设小球受重力和管道的作用力,则
由于
所以
说明小球在管道最高点不受管道的作用力;仅受重力作用,故小球的受力示意图为。
【解析】20、略
【分析】【分析】
【详解】
各点受力方向和速度方向如图所示。
【解析】21、略
【分析】【详解】
从位置A开始,它受到向前但偏右(观察者沿着物体前进方向看,下同)的合力,运动的轨迹位于F与v之间,做曲线运动;到达B时,这个合力的方向突然变得与前进方向相同,所以受力的方向与速度的方向相同
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