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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年苏人新版必修2物理上册阶段测试试卷854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、2017年11月5日,又有两颗北斗导航系统组网卫星通过“一箭双星”发射升空,并成功进入预定轨道,两颗卫星绕地球运动均看作匀速圆周运动。如果两颗卫星的质量均为M,其中的1号卫星轨道距离地面高度为h,2号卫星轨道距离地面高度为h',且h'>h,把地球看做质量分布均匀的球体,已知地球半径为R,地球表面的重力加速度大小为g,引力常量为G下列说法正确的是()A.l号卫星绕地球运动的线速度B.1号卫星绕地球运动的周期C.1号卫星和2号卫星做匀速圆周运动的向心力大小之比为D.稳定在轨运行时1号卫星的机械能大于2号卫星的机械能2、已知地球的半径为R,地球的同步卫星离地面的距离为h,赤道上物体的线速度大小为则地球的第一宇宙速度大小为()A.B.C.D.3、船在静水中的速度是3m/s,若船在水流速为4m/s的河中航行,下列说法正确的是()A.船一定不能到达对岸B.船的运动轨迹一定是曲线C.船可以垂直到达对岸D.船过河的最短时间是一定的4、如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动,盘面上离转轴2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止,物体与盘面间的动摩擦因数为设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,盘面与水平面的夹角为g取10m/s2;则以下说法中正确的是()
A.小物体随圆盘做匀速圆周运动时,一定始终受到三个力的作用B.小物体随圆盘以不同的角速度ω做匀速圆周运动时,ω越大时,小物体在最高点处受到的摩擦力一定越大C.小物体受到的摩擦力始终指向圆心D.ω的最大值是1.0rad/s5、下列物理量中,属于矢量的是()A.功率B.动能C.路程D.速度评卷人得分二、多选题(共6题,共12分)6、如图所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道,两个弯道分别为半径的大圆弧和的小圆弧,直道与弯道相切。大、小圆弧圆心距离赛车沿弯道路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍。假设赛车在直道上做匀变速直线运动,在弯道上做匀速圆周运动。要使赛车不打滑,绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大,重力加速度);则赛车()
A.在绕过小圆弧弯道后加速B.在大圆弧弯道上的速率为45m/sC.在直道上的加速度大小为D.通过小圆弧弯道的时间为5.58s7、北京时间2021年5月19日12时03分,我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”乙运载火箭,成功将“海洋二号”卫星送入预定轨道,发射任务获得圆满成功。卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为运行周期为地球的半径为引力常量为下列说法正确的是()A.卫星的线速度大小为B.地球的质量为C.地球的平均密度为D.地球表面重力加速度大小为8、2022年北京冬奥会上,中国花样滑冰队的隋文静、韩聪不负众望,在双人滑项目上强势夺冠,这也是中国队时隔12年之后再次登上奥运会最高领奖台。该项目有一项技术动作叫双人螺旋线,如图(a)所示,以男选手成为轴心,女选手围绕男选手旋转。将这一情景做如图(b)所示的抽象:一细线一端系住一小球,另一端固定在一竖直细杆上,小球以一定大小的速度随着细杆在水平面内作匀速圆周运动,细线便在空中划出一个圆锥面,这样的模型叫“圆锥摆”。圆锥摆是研究水平面内质点作匀速圆周运动动力学关系的典型特例。若小球(可视为质点)质量为m,细线AC长度为l,重力加速度为g,则下列说法正确的是()
A.若图(b)中小球做匀速圆周运动时,细线与竖直方向所成夹角为则小球受重力、细线的拉力和向心力作用B.若图(b)中则小球做匀速圆周运动的角速度为C.图(c)中用一根更长的细线AB系一质量更大的小球(可视为质点),保持B、C两球在同一水平面内绕竖直杆做匀速圆周运动,则D.若小球在空中旋转的角速度小于时,细线会像图(d)那样缠绕在竖直杆上,最后随细杆转动9、质量为2kg的物体放在动摩擦因数为的水平面上,在水平拉力的作用下,由静止开始做直线运,水平拉力做的功W和物体发生的位移x之间的关系如图所示,g取则()
A.此物体在OA段做匀加速直线运动,且此过程中拉力的最大功率为15WB.此物体在OA段做匀速直线运动,且此过程中拉力的最大功率为6WC.此物体在AB段做匀加速直线运动,且此过程中拉力的最大功率为9WD.此物体在AB段做匀速直线运动,且此过程中拉力的功率恒为6W10、下列有关生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是()A.绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的液滴处于平衡状态B.汽车通过凹形桥的最低点时,车对桥的压力大于汽车的重力C.在铁路的转弯处,通常要求外轨比内轨高,目的是减轻轮缘与外轨的挤压D.杂技演员表演“水流星”,当“水流星”通过最高点时,若处于完全失重状态,但仍受重力作用11、中国“FAST”球面射电望远镜发现一个脉冲双星系统。科学家通过对脉冲星计时观测得知该双星系统由一颗脉冲星与一颗白矮星组成,如图所示。质量分布均匀的恒星A、B双星系统绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动,运动周期为两者间距为L;C为B的卫星,绕B沿逆时针方向做匀速圆周运动,周期为且A与B之间的引力远大于C与B之间的引力。引力常量为G;则()
A.恒星B的质量之比等于它们的轨道半径之比B.恒星B的质量之和为C.已知卫星C的轨道半径r和恒星B的半径可求得恒星B的密度为D.三星C相邻两次共线的时间间隔为评卷人得分三、填空题(共6题,共12分)12、设宇宙射线粒子的能量是其静止能量的k倍,则粒子运动时的质量等于其静止质量的________倍,粒子运动速度是光速的________倍.13、一条河宽400m;水流的速度为3m/s,船相对静水的速度5m/s。
(1)要想渡河的时间最短,渡河的最短时间是______s。
(2)若要以最短位移渡河,船头与河岸成______角,到达对岸用时______s。14、某人将一个质量为的物体从高为处以的初速度水平抛出,落地时速度的大小为则人在抛物体的过程中所做的功为________J,物体在飞行过程中,空气阻力对物体做的功为________J,15、家用食品粉碎机的电动机的转速达合______电动机的角速度为______16、坐在以0.6c运行的光子火车里的观察者测得车站的站台长度为80m,那么站台上的观察者测量站台长为___________,如果在站台上同一地点发生两个事件的时间间隔为10分钟,那么火车里的观察者测量这两个事件的时间间隔为___________。17、A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动,已知它们的轨迹半径之比为2∶1,在相同时间内运动方向改变的角度之比为3∶2,它们的向心加速度之比为____。评卷人得分四、作图题(共4题,共24分)18、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。
19、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)
20、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。
21、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3题,共15分)22、(1)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲):
①下列说法哪一项是正确的____.(填选项前字母)
A.平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上。
B.为减小系统误差;应使钩码质量远大于小车质量。
C.实验时;应使小车靠近打点计时器由静止释放。
②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O、A、B、C计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,则打B点时小车的瞬时速度大小为____m/s(保留三位有效数字).
(2)硅光电池在无光照射时不产生电能,可视为一电子元件.某实验小组设计如图甲电路,给硅光电池加反向电压(硅光电池负极接高电势点,正极接低电势点),探究其在无光照时的反向伏安特性.图中电压表V1量程选用3V,内阻为6.0kΩ;电压表V2量程选用15V,内阻约为30kΩ;R0为保护电阻;直流电源电动势约为12V;内阻不计.
①根据图甲;用笔画线代替导线,将图乙连接成完整电路.
②用遮光罩罩住硅光电池,闭合开关S,调节变阻器R,读出电压表V1、V2的示数U1、U2.
(i)某次测量时,电压表V1示数如图丙,则U1=____V,可算出通过硅光电池的反向电流大小为____mA(保留两位小数).
(ii)该小组测出大量数据,筛选出下表所示的9组U1、U2数据,算出相应的硅光电池两端反向电压Ux和通过的反向电流Ix(图中“-”表示反向),并在坐标纸上建立Ix-Ux坐标系,标出了与表中前5组Ux、Ix数据对应的5个坐标点.请你标出余下的4个坐标点,并绘出Ix-Ux图线.
(iii)由Ix-Ux图线知,硅光电池无光照下加反向电压时,Ix与Ux成____(填“线性”或“非线性”)关系.23、如图所示;是用来研究向心力与转动物体的半径;质量以及角速度之间关系的向心力演示器。
(1)这个实验所用的主要研究方法是______
A.控制变量法B.等效代替法C.理想实验法D.假设法。
(2)观察图中两个相同的钢球位置距各自转轴的距离相等,由此推测出是在研究______与______的关系。(填“向心力的大小F”、“质量m”、“角速度”、“半径”)
(3)若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为______。24、(1)在做“探究平抛运动的特点”实验时,下列说法错误的是_______;
A.安装有斜槽的木板时;一定要检查斜槽末端切线是否水平;木板是否竖直。
B.斜槽必须光滑。
C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放。
D.实验的目的是描出小球的运动轨迹;分析平抛运动的特点。
(2)某学生用频闪照相的方式,在坐标纸上记录下被水平抛出的小球的运动情况,A点不是小球做平抛运动的起点位置,而是小球运动一段时间后的位位置,已知坐标纸上每小格的边长为5cm,不计空气阻力,g取10m/s2。则照相机两次闪光间隔________s,小球被抛出的水平速度=_______m/s。评卷人得分六、解答题(共2题,共14分)25、已知地球的半径为R、体积为其表面的重力加速度为g0,万有引力常量为G,月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T;忽略地球的自转,则:
(1)求地球的平均密度ρ;
(2)求月球距离地面的高度h;
(3)请你写出一种可以求得月球平均密度ρ的思路.(要求尽量简洁,已知量不足请自行设定、但个数越少越好).26、如图所示,一个圆盘在水平面内匀速转动,角速度是4盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。
(1)求小物体所受向心力的大小?
(2)关于小物体所受的向心力;甲;乙两人有不同意见:甲认为该向心力等于圆盘对小物体的静摩擦力,指向圆心;乙认为小物体有向前运动的趋势,静摩擦力方向和相对运动趋势方向相反,即向后,而不是和运动方向垂直,因此向心力不可能由静摩擦力提供。你的意见是什么?说明理由。
参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、A【分析】【详解】
A.设地球质量m,根据公式
和
解得
故A正确;
B.根据公式
和
解得:
故B错误;
C.根据
所以
故C错误;
D.由于卫星从低轨道向高轨道要点火加速,化学能转化为机械能,所以稳定在轨运行时1号卫星的机械能小于2号卫星的机械能,故D错误。
故选A.2、B【分析】【详解】
地球的自转周期和同步卫星的周期相同,则有
设地球第一宇宙速度为在地球表面有
对同步卫星有
解得地球第一宇宙速度为
ACD错误;B正确。
故选B。3、D【分析】【详解】
A.运动具有独立性;只要船在河宽方向有速度分量,就能到达对岸,A错误;
B.静水船速和水速均为匀速直线运动;合运动也为匀速直线运动,运动轨迹一定是直线,B错误;
C.静水船速小于水速;根据平行四边形法则可知,合成速度的方向不可能垂直对岸,所以船不可以垂直到达对岸,C错误;
D.运动具有独立性和等时性;河宽一定,垂直对岸最大的速度为静水船速,所以过河时间最短为河宽与静水船速的比值,D正确。
故选D。4、D【分析】【详解】
A.在最高点有可能不受摩擦力;重力的下滑分力提供做匀速圆周运动的向心力,A错误;
BC.在最高点;转动的角速度较小时,摩擦力向上背离圆心,随着角速度的增大,摩擦力先减小到零,然后再反向指向圆心逐渐增大;除了最高点和最低点,其他位置摩擦力的方向也没有指向圆心,故BC错误;
D.物块在最低点时最容易发生滑动,因此在最低点时,摩擦力达到最大时,转动的角速度最大,根据牛顿第二定律
代入数据得
D正确。
故选D。5、D【分析】【分析】
【详解】
ABC.功率;动能、路程只有大小;没有方向,是标量,ABC错误;
D.速度既有大小;又有方向,是矢量,D正确。
故选D。二、多选题(共6题,共12分)6、A:B【分析】【详解】
AB.因赛车在圆弧弯道上做匀速圆周运动,由向心力公式有则在大、小圆弧弯道上的运动速率分别为
可知赛车在绕过小圆弧弯道后做加速运动;则AB正确;
C.由几何关系得直道长度为
由运动学公式得赛车在直道上的加速度大小为
则C错误;
D.赛车在小圆弧弯道上运动时间
则D错误。
故选AB。7、A:D【分析】【分析】
【详解】
A.卫星的线速度大小为
选项A正确;
B.根据
解得地球的质量为
选项B错误;
C.地球的平均密度为
选项C错误;
D.地球表面重力加速度大小为
选项D正确。
故选AD。8、B:D【分析】【详解】
A.图(b)中小球做匀速圆周运动时;小球受重力;细线的拉力,A错误。
B.图(b)中小球做匀速圆周运动
得角速度
B正确;
C.图(c)中满足
可知高度相同角速度相同;C错误;
D.由此可知,当时
故角速度小于时;细线会像图(d)那样缠绕在竖直杆上,最随细杆转动,D正确;
故选BD。9、A:D【分析】【分析】
【详解】
对物体进行受力分析,物体受到的摩擦力为
W-x图线的斜率表示的是物体受到的拉力的大小,由题图可知,OA段的拉力为5N,AB段的拉力为2N,所以物体在OA段做匀加速直线运动,在AB段做匀速直线运动。
在OA段的拉力为5N,物体做加速运动,当速度最大时,拉力的功率最大,由
代入数值解得
此时的最大功率为
在AB段,物体做匀速运动,速度的大小恒为3m/s,拉力的大小恒为2N,所以此时的功率恒为
AD正确;BC错误。
故选AD。10、B:C:D【分析】【详解】
A.绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的液滴处于失重状态;故A错误;
B.汽车通过凹形桥的最低点时;汽车的加速度方向向上,处于超重状态,车对桥的压力大于汽车的重力,故B正确;
C.在铁路的转弯处;通常要求外轨比内轨高,使轨道对火车的支持力和重力的合力指向圆心,目的是减轻轮缘与外轨的挤压,故C正确。
D.杂技演员表演“水流星”;当“水流星”通过最高点时,若处于完全失重状态,但仍受重力作用,故D正确。
故选BCD。11、B:C【分析】【详解】
A.设恒星A、B的质量分别为轨道半径分别为双星系统的角速度相同,有
即
故A错误;
B.由双星系统运动特点得
可解得
对恒星A可得
解得
故B正确;
C.对卫星C满足
可得
恒星B的密度
故C正确;
D.A、B、C三星由图示位置到再次共线应满足
得
故D错误。
故选BC。三、填空题(共6题,共12分)12、略
【分析】【详解】
根据相对论的知识,静止物体的能量是E=m0c²(m0是静止时的质量),运动时的能量E′=mc²(m为运动时的质量)E′/E=Km/m0=K;由相对论的质量关系式解得.【解析】k;13、略
【分析】【详解】
(1)当船头指向垂直于河岸时,渡河时间最短
(2)由于
则当船头指向与河岸夹角为θ时;如图所示,渡河位移最短。
则当
即有
此时渡河最短位移为
到达对岸用时【解析】8053°10014、略
【分析】【详解】
[1]人在抛物体的过程中所做的功等于物体的初动能的大小,即
[2]以地面为零势能面,根据动能定理有
故空气阻力对物体做的功为【解析】15、略
【分析】【详解】
[1]1min为60s,所以转速为16.7
[2]每转一圈的角度为2π,则角速度为104.7【解析】16.7104.716、略
【分析】【详解】
[1]根据
代入数据可得
[2]根据
代入数据可得【解析】100m12.5分17、略
【分析】【详解】
因为相同时间内运动方向改变的角度之比为3:2,则角速度之比为3:2,根据a=rω2得,向心加速度之比为【解析】9:2四、作图题(共4题,共24分)18、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】19、略
【分析】【分析】
【详解】
各点受力方向和速度方向如图所示。
【解析】20、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,做直线运动;达到C时,又突然改为向前但偏左的力,物体的轨迹向下向右发生偏转,最后到达D点;其轨迹大致如图。
【解析】21、略
【分析】【详解】
玻璃管向右沿水平方向匀加速平移;每19内的位移依次是4cm;12cm、20cm、28cm;则1s末的坐标为(4cm,10cm),2s末的坐标为(16cm,20cm),3s未的坐标为(36cm,30cm),4s末的坐标为(64cm,40cm),根据描点法作出图象如图所示:
【解析】见解析五、实验题(共3题,共15分)22、略
【分析】(1)①在本实验中进行平衡摩擦力操作时;是使小车重力沿木板方向的分量等于小车运动过程中小车受到的木板的摩擦力与纸带与打点计时器之间的摩擦等阻力,因此不要挂钩码,故选项A错误;本实验的目的是探究恒力做功与小车动能改变的关系,本实验中,在平衡摩擦完成后,是用钩码的重力代替了细线的拉力即小车受到的合力,因此在钩码质量远远小于小车质量的情况下,实验的系统误差才较小,故选项B错误;本实验是通过纸带上留下的打点来计算小车的速度(动能),因此实验时让小车从靠近打点计时器处由静止释放,是为了尽可能多的纸带能打上点,即纸带上留下的打点尽可能多,以减小实验偶然误差,故选项C正确.
②实验中使用的交变电流频率为50Hz,因此打点计时器的打点周期为0.02s,根据题图乙可知O、A、B、C四个计数点间各有5个打点间隔,即依次打四个计数点的时间间隔为t=0.1s,实验中小车做匀加速直线运动,B点为小车通过AC段的中间时刻点,根据匀变速直线运动中间时刻速度公式和平均速度公式可知:vB==根据图乙所示及图中数据有:=-=18.59cm-5.53cm=13.06cm=0.1306m,联立以上各式并代入数据,同时考虑题设要求保留三位有效数字,解得:vB=0.653m/s.
(2)①根据题图甲可知,滑线变阻器采用了分压式接法,故左下端应引线接往电源负极,电压表V1与硅光电池串联后与电压表V2并联,再与R0串联后一起接到分压电路中,因此应从滑线变阻器的一个上接线柱引线至硅光电池的负接线柱(题中已说明硅光电池反接),再从电压表负接线柱引线至R0右接线柱;如图1所示.
②(i)由于电压表V1采用3V的量程,因此最小刻度为0.1V,根据图丙所示,指针指在1.4V位置,再往后估读一位0.00V,因此电压表V1的读数为1.4V+0.00V=1.40V,根据部分电路欧姆定律可知,流过电压表V1的电流为I1=由于硅光电池与电压表V1是串联关系,因此通过硅光电池的反向电流也为I1,代入数据,并考虑题目要求保留两位小数,解得I1=2.30×10-2A=0.23mA.
(ii)根据表中数据在坐标图中定出另4个点,作出Ix-Ux关系图线如图2所示.
(iii)由右图所画Ix-Ux关系图线为曲线可知Ix与Ux成非线性关系.
【考点定位
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