2019-2020年高中物理 模块综合测评 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 模块综合测评 新人教版必修2命题报告知识点简单中等较难曲线运动的条件1平抛运动214圆周运动3、811、15同步卫星、宇宙航行94经典力学的局限性5功、功率6、7动能定理716机械能守恒定律1016探究功与速度变化的关系12验证机械能守恒定律13【答案】AB8对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是()A线速度不变B周期不变C角速度大小不变D运动状态不变【解析】做匀速圆周运动的物体其线速度大小不变，方向沿圆弧的切线方向，时刻改变，选项A、D错误；做匀速圆周运动的物体的周期不变，角速度大小不变，选项B、C正确【答案】BC9假设“神舟十号”飞船实施变轨后做匀速圆周运动，共围绕地球运动了n圈，起始时刻为t1，结束时刻为t2，运行速度为v，半径为r，则其运行周期为()ATBTCTDT【解析】由题意知，飞船做匀速圆周运动n圈所需的时间为tt2t1，故其周期为T，选项A正确；由周期公式知T，选项C正确【答案】AC10(多选)如图1，置于足够长斜面上的盒子A内放有光滑球B，B恰与A前、后壁接触，光滑斜面固定于水平地面上一轻质弹簧的一端与固定在斜面上的木板P连接，另一端与A相连，处于静止状态今用平行于斜面向下的外力缓慢推A，然后由静止释放，则从释放盒子A直至其获得最大速度的过程中()图1A弹簧对A做的功等于A机械能的增加量B弹簧的弹性势能一直减小，但并没有减小到零C弹簧弹性势能的减少量等于A和B机械能的增加量D弹簧对A做的功与A所受重力做功的代数和等于A动能的增加量【解析】根据A机械能的增量等于除重力外其他力做的功知，除A的重力和弹簧的弹力外，B也对A做功，选项A错误；运动过程中，弹簧由收缩状态伸长，A达到最大速度时，A和B的加速度为零，根据受力分析知，弹簧必处于收缩状态，则弹簧的弹性势能减小但不为零，选项B正确；运动过程中弹簧、A和B组成的系统机械能守恒，所以弹簧弹性势能的减少量等于A和B机械能的增加量，选项C正确；根据动能定理，重力、弹簧弹力及B对A侧壁的压力对A做功的代数和等于A动能的增加量，因B对A侧壁的压力对A做负功，所以A所受重力做的功和弹簧弹力做的功的代数和大于A动能的增加量，选项D错误【答案】BC二、填空题(本题共 3 小题，共 18 分)11(5分)如图2所示，物体做圆周运动，在A点物体所受的合外力F既不与速度的方向垂直也不与速度的方向在一条直线上，此时我们可以将F进行正交分解，使一个分力F1与速度v的方向垂直，另一个分力F2与速度方向平行，其中分力F1只改变速度的_，分力F2只改变速度的_，当F10时，物体将做_运动，此时物体的运动速率将_；若F与v的夹角为锐角，物体的运动速率将_图2【解析】由题意可知，物体所受合力F的一个与速度方向平行的分力F2在物体运动过程中充当阻力，改变速度的大小，而不能改变速度的方向，物体所受合力F的一个与速度方向垂直的分力F1，在物体运动过程中既不充当动力，也不充当阻力，因此，此分力不能改变速度的大小，只改变速度的方向，因此第一个空填方向，第二个空应填大小如果F10，则物体所受合力的方向与物体运动速度的方向在一条直线上，且相反，物体将做直线运动，又因为合力不为零，所以物体将做变速直线运动，此时物体运动的速率将发生变化，即减小，第三个空填变速直线；第四个空应填减小如果F与v的夹角为锐角，物体所受合力将做动力，导致速度的大小变大，即物体运动的速率将变大第五个空填增大【答案】方向大小变速直线减小增大12(6分)某同学用如图3甲所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它做功的关系图中A为小车，连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔，A、B均置于足够长的水平木板上，木板一端带有定滑轮，定滑轮上挂重物P，C为弹簧测力计不计绳与滑轮的摩擦实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点图3(1)弹簧测力计的读数为_N.(2)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为K点，再顺次选取6个点，分别记为0、1、2、3、4、5点，先测量0点到K点的距离x0，之后测量另5个点到0点的距离x，求出6个点的速度大小，计算出1、2、3、4、5点与0点之间的速度平方差v2v2v，然后在坐标纸中建立v2x坐标系，并根据测得的数据进行如图3乙所示的描点根据图象，小车的加速度大小是_m/s2，若测出小车质量为0.6 kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为_N(结果小数点后保留两位数字)(3)该同学通过计算发现测力计读数大于小车所受合外力，要让弹簧测力计的读数等于小车所受合外力，应该采取的措施是_(填选项序号)A增大重物P质量，使P质量远大于小车A质量B增大小车A质量，使A质量远大于小车P质量C适当抬高木板右端，平衡摩擦力D适当抬高木板左端，平衡摩擦力【解析】(1)弹簧测力计的读数为2.50 N.(2)根据v2v2ax知，2a，即图像的斜率k2a，由图像得k2.50，所以a1.25 m/s2.根据牛顿第二定律F合ma0.61.25 N0.75 N.(3)由动能定理可得：WFxmv2mvm(v2v)mv2，所以v2x.则可知图象的斜率等于.实验中是将物体的重力充当了小车的拉力，由于小车受到桌面的摩擦力，故会使合力小于物体的重力，造成较大的误差，故应未平衡摩擦力(或小车受到的摩擦阻力的影响)【答案】(1)2.50 N(2)1.250.75(3)D13(7分)(xx绵阳实验高中高一检测) 某实验小组利用拉力传感器验证机械能守恒定律”的实验(1)实验完毕后选出一条纸带如图4甲所示，其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50 Hz的交流电用刻度尺测得OA12.41 cm，OB18.60 cm，OC27.21 cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重物的质量为1.00 kg，取g10.0 m/s2.甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了_J；此时重物的动能比开始下落时增加了_J(结果均保留三位有效数字)图4(2)乙同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以v2为纵轴画出了如图4的图线图线未过原点O的原因是_【解析】(1)打点计时器打B点时重物的速度为vBm/s1.85 m/s，所以重物动能的增加量为Ekmv1.001.852 J1.71 J，物的重力势能的减少量为Epmgh1.009.818.60102 J1.82 J.(2)由图像可知，打下第一个人点时重物已有速度，说明乙同学先释放重物，再接通打点计时器【答案】(1)1.801.71先释放重物，再接通计时器电源三、计算题(本题共 3 小题，共 32 分要有必要的文字说明和解决步骤，有数值计算的要注明单位)14(10分)从某一高度平抛一物体，当抛出2秒后的速度方向与水平方向成45角时，落地时速度方向与水平方向成60角(g取10 m/s2)求：(1)抛出时的速度大小；(2)落地时的速度大小；(3)抛出点距地面的高度；(4)水平射程【解析】(1)由抛出2秒后它的速度方向与水平方向成45角，有tan 45.代入数据可得抛出时的速度v0gt1102 m/s20 m/s.(2)由落地时速度方向与水平方向成60角，有tan 60，可得vy2v0tan 6020 m/s，所以落地时的速度vt2m/s40 m/s.(3)由vy2gt220 m/s，可知落地时间t22 s.所以抛出点距地面的高度Hgt10(2)2 m 60 m.(4)水平射程xv0t2202 m40 m.【答案】(1)20 m/s(2)40 m/s(3)60 m(4)40 m15(10分)一辆质量为800 kg的汽车在圆弧半径为50 m的拱桥上行驶(g取10 m/s2)(1)若汽车到达桥顶时速度为v15 m/s，汽车对桥面的压力为多大？(2)汽车以多大速度经过桥顶时，恰好对桥面没有压力？【解析】(1)汽车到达桥顶时，受到重力mg和桥面对它的支持力FN的作用，重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有mgFNm所以FNmgm7 600 N根据牛顿第三定律，汽车对桥面的压力为7 600 N.(2)汽车经过桥顶时恰好对桥面没有压力，则FN0，即汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来提供，所以有mgm解得v22.4 m/s.【答案】(1)7 600 N(2)22.4 m/s16(12分)(xx雅安三诊考试)如图5所示，质量为m的小球从四分之一光滑圆弧轨道顶端静止释放，从轨道末端O点水平抛出，击中平台右下侧挡板上的P点以O为原点在竖直面内建立如图5所示的平面直角坐标系，挡板形状满足方程 y6x2(单位：m)，小球质量m0.4 kg，圆弧轨道半径R1.25 m，g 取10 m/s2；求：图5(1)小球对圆弧轨道末端的压力大小；(2)小球从O点到P点所需的时间(结果可保留根号)【解析】(1)对小球，从释放到O点过程中由机械能守恒：mgRmv2v m/s5 m/s小球在圆轨道最低点：Nmgm12 N由牛顿第三定律，小球对轨道的压力NN12 N.(2) 小球从O点水平抛出后满足ygt2，xvt又有y6x2联立得ts.【答案】(1)12 N(2)s附加题(本题供学生拓展学习，不计入试卷总分)17小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图6所示已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力图6(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2；(2)问绳能承受的最大拉力为多大？(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？【解析】(1)设绳断后小球飞行的时间为t，落地时小球的竖直分速度为vy，根据平抛运动的规律有水平方向：dv1t竖直方向：dgt2，vygt解得v1，vy所以小球落地时的速度大小为v2.(2)设绳能承受的最大拉力大小为FT，这也是小球受到绳的最大拉力大小，小球做圆周运动的半径为Rd根据牛顿第二定律有FTmgm，解得FTmg.(3)设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳能承受的最大拉力不变，则有FTmgm，解得v3绳断后小球做平抛运动，竖直方向的位移为(dl)，设水平方向的位移为x，飞行时间为t1，则有dlgt，xv3t1，解得x4当l时，x有极大值，此时xmaxd.【答案】(1)(2)mg(3)d