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2020年广东普通高中学业水平合格性考试 物理模块过关检测卷必修2模块过关检测卷 解析版
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这是一份2020年广东普通高中学业水平合格性考试 物理模块过关检测卷必修2模块过关检测卷 解析版，共14页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第Ⅰ卷(选择题 60分)
一、单项选择题:本大题共20小题,每小题3分.在每小题列出的四个选项中,只有一项最符合题意.
1.
我国自主研制的四代战机歼31在第十届中国国际航空航天博览会上实机表演,起飞后首先进行大角度爬升,运动轨迹如图所示.若爬升过程速度大小不变,则战机在竖直方向上的分运动是( B )
A.匀速直线运动B.加速直线运动
C.减速直线运动D.减速曲线运动
解析:
飞机做曲线运动,曲线运动的速度方向沿着轨迹的切线方向,如图所示,故v1=vcs α,v2=vsin α;由于v不变,α增大,故水平分速度v1减小,竖直分速度v2增加;竖直分运动一定是直线运动,故竖直分运动是加速直线运动,水平分运动是减速直线运动,故选B.
2.在精彩的F1赛事中,车在一个弯道上高速行驶时,赛车后轮突然脱落,会使车手不得不遗憾地退出比赛.关于脱落的后轮的运动情况,以下说法正确的是( C )
A.仍然沿着汽车行驶的弯道运动B.沿着与弯道垂直的方向飞出
C.沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动,离开弯道D.上述情况都有可能
解析:做曲线运动的物体,速度方向与运动轨迹在该点的切线方向相同,所以C正确.
3.如图所示,在高度分别为hA,hB(hA>hB)两处以vA,vB相向水平抛出A,B两个小物体,不计空气阻力,已知它们的轨迹交于C点,若使A,B两物体能在C处相遇,应该是( B )
A.vA必须大于vBB.A物体必须先抛
C.vB必须大于vAD.A,B必须同时抛
解析:两个物体都做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由h=gt2 得t=,则相对于C点A物体抛出点的高度大,运动时间长,所以A物体必须先抛.水平方向做匀速直线运动,由v0=可知,由于水平方向的分位移关系未知,所以不能判断初速度的大小,故B正确,A,C,D错误.
4.如图所示,某同学将一小球水平抛出,最后球落在了正前方小桶的左侧,不计空气阻力.为了能将小球抛进桶中,他可采取的办法是( B )
A.保持抛出点高度不变,减小初速度大小B.保持抛出点高度不变,增大初速度大小
C.保持初速度大小不变,降低抛出点高度D.减小初速度大小,同时降低抛出点高度
解析:设小球平抛运动的初速度为v0,抛出点离桶的高度为h,水平位移为x,则平抛运动的时间为t=,水平位移为x=v0t=v0,由上式分析可知,要增大水平位移x,可保持抛出点高度h不变,增大初速度v0,故B正确,A错误;要增大水平位移x,可保持初速度v0大小不变,增大抛出点高度h,故C,D错误.
5.关于匀速圆周运动的线速度v、角速度ω和半径r,下列说法正确的是( A )
A.若r一定,则v与ω成正比B.若r一定,则v与ω成反比
C.若ω一定,则v与r成反比D.若v一定,则ω与r成正比
解析:由v=ωr可得,在r一定时,v与ω成正比,故A正确,B错误;若ω一定,则v与r成正比,故C错误;若v一定,则ω与r成反比,故D错误.
6.
如图,把一个小球放在玻璃漏斗中,晃动漏斗,可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动.下列说法正确的是( C )
A.小球受到重力、漏斗壁的支持力和向心力B.小球受到的重力大于漏斗壁的支持力
C.小球受到的重力小于漏斗壁的支持力D.小球所受的合力的大小等于0
解析:
小球受到重力、漏斗壁的支持力两个力作用,靠两个力的合力提供向心力,合力不为零,故A,D错误;小球靠重力和支持力的合力提供向心力,合力的方向沿水平方向,如图所示,可知支持力大于重力,故B错误,C正确.
7.
如图所示,长为L的轻杆,一端固定一个小球,另一端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直平面内做圆周运动,关于小球在最高点的速度和受力情况,下列说法正确的是( D )
A.小球的速度的最小值为
B.小球在最高点的速度v由0逐渐增大时,轻杆对球的作用力逐渐减小
C.小球在最高点的速度v由0逐渐增大时,轻杆对球的作用力逐渐增大
D.小球在最高点的速度v由0逐渐增大时,轻杆对球的作用力先减小再增大
解析:杆的作用力能产生向上的弹力,当向上的弹力F=mg时,小球速度为零,A错误;向心力F向=m,当v=时,杆的弹力为零,当v<时杆的作用力为支持力,mg-F=m,F随着速度的增大而减小,当v>时杆的作用力为拉力,mg+F=m,F随着速度的增大而增大,所以小球在最高点的速度v由0逐渐增大时,轻杆对球的作用力先减小再增大,故D正确,B,C错误.
8.
如图所示,公路路面的倾斜角为θ,在弯道路段的半径为R,重力加速度为g.要保证安全,汽车在弯道路段的行驶速度应满足( D )
A.v=gRtan θB.v=gR2tan θ
C.v≤D.v≤
解析:对汽车受力分析可以知道,当速度最大时,小车受到的重力与支持力的合力提供向心力,由向心力表达式可得mgtan θ=,解得vm=,所以汽车的行驶速度应小于或等于,故D选项正确.
9.关于我国发射的同步通讯卫星,下列说法中正确的是( D )
A.它运行的周期比地球自转周期大
B.它运行的角速度比地球自转角速度小
C.它定点在北京正上方,所以我国可以利用它进行电视转播
D.它运行的轨道平面一定与赤道平面重合
解析:同步通讯卫星的周期与地球自转周期相同,A错误;由于周期相同,可知角速度也相同,B错误;为保证与地球自转周期相同,同步卫星必须发射到赤道正上空,D正确,C错误.
10.下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是( D )
A.第一宇宙速度又称为逃逸速度B.第一宇宙速度的数值是11.2 km/s
C.任何天体的第一宇宙速度的数值是7.9 km/sD.第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最大线速度
解析:第一宇宙速度又叫做环绕速度,第三宇宙速度又叫做逃逸速度,故A错误;地球的第一宇宙速度的数值才是7.9 km/s,故B,C错误;第一宇宙速度是绕地球表面做圆周运动的线速度,是卫星绕地球运行的最大线速度,第一宇宙速度是发射人造地球卫星的最小发射速度,故D正确.
11.人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时有( A )
A.轨道半径越大,速度越小,周期越长B.轨道半径越大,速度越大,周期越短
C.轨道半径越大,速度越大,周期越长D.轨道半径越小,速度越小,周期越长
解析:根据万有引力提供向心力有==,得v=,T=2π,由此可知,轨道半径越大,线速度v越小,周期越大,故A正确,B,C,D错误.
12.某实心匀质球半径为R,质量为M,在球外离球面h高处有一质量为m的质点,则其受到的万有引力大小为( B )
A.GB.G
C.GD.G
解析:万有引力定律中r表示两个质点间的距离,因为匀质球可看成质量集中于球心上,所以r=R+h,故B正确.
13.汽车沿一段坡面向下行驶,通过刹车使速度逐渐减小,在刹车过程中( D )
A.重力势能增加B.动能增加
C.重力做负功D.机械能不守恒
解析:汽车沿坡面向下运动,重力做正功,重力势能减小,故A,C错误;由于速度逐渐减小,由Ek=mv2知,动能减小,B错误;由于动能、重力势能都减小,故机械能是减小的,D项正确.
14.
如图所示,两个啮合齿轮,小齿轮半径为10 cm,大齿轮半径为20 cm,大齿轮中C点离圆心O2的距离为10 cm,A,B分别为两个齿轮边缘上的点,则A,B,C三点的( C )
A.线速度之比为1∶1∶1B.角速度之比为1∶1∶1
C.向心加速度之比为4∶2∶1D.转动周期之比为2∶1∶1
解析:同缘传动时,边缘点的线速度相等,故vA=vB;同轴传动时,角速度相等,故ωB=ωC;根据题意,有rA∶rB∶rC=1∶2∶1;根据ω=,由于ωB=ωC,故vB∶vC=rB∶rC=2∶1;故vA∶vB∶vC=2∶2∶1,故A错误;根据ω=,由于vA=vB,故ωA∶ωB=rB∶rA=2∶1;故ωA∶ωB∶ωC=2∶1∶1,故B错误;向心加速度之比为aA∶aB∶aC=∶∶=4∶2∶1,故C正确;转动周期之比为Ta∶Tb∶Tc=∶∶=1∶2∶2,故D错误.
15.下列关于万有引力定律的说法中,正确的是( C )
①万有引力定律是卡文迪许在实验室中发现的
②对于相距很远、可以看成质点的两个物体,万有引力定律F=G中的r是两质点间的距离
③对于质量分布均匀的球体,公式中的r是两球心间的距离
④质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力
A.①③B.②④C.②③D.①④
解析:万有引力定律是牛顿发现的,故①错误;对于相距很远、可以看成质点的两个物体,万有引力定律F=G中的r是两质点间的距离,故②正确;对于质量分布均匀的球体,公式中的r是两球心间的距离,故③正确;物体之间的万有引力是作用力和反作用力,不论质量大小,两物体之间的万有引力总是大小相等,故④错误.故选C.
16.有两个质量都是m的小球a,b,以相同的速率v0在空中同一点分别竖直向上、竖直向下抛出,两球落到水平地面时( C )
A.动能不同B.重力做功不同
C.机械能相同D.重力势能变化量不同
解析:a,b两个小球在空中同一点分别做上抛、下抛运动,只有重力做功,重力做功相同,为mgh,故动能的增加量相同,初动能相同,故末动能也相同,故A,B错误;两个小球分别做上抛、下抛运动,只有重力做功,机械能守恒,初位置机械能相同,故落地时的机械能也相同,故C正确;重力势能变化量为ΔEp=mgh,也是相同的,故D错误.
17.
如图所示,小物块A位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平面上,从地面上看,在小物块A沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块A的作用力( B )
A.垂直于接触面,做功为零B.垂直于接触面,做功不为零
C.不垂直于接触面,做功为零D.不垂直于接触面,做功不为零
解析:
斜面光滑,所以斜面对A只有支持力作用,支持力在性质上是弹力,总是垂直于支持面.A在下滑到斜面底端的过程中,斜面在A的压力作用下向右移动一段距离,如图所示,则支持力与小物块A的位移并不垂直,其夹角α>90°,所以支持力对小物块A`做功不为零,故选项B正确.
18.如图所示为悬崖跳水时的惊险刺激场景.某人在距离水面为20 m的平台上从静止跳下,经过2.23 s后接触水面,则此人从静止起跳到接触水面的过程中( B )
A.做自由落体运动B.刚接触水面时速度最大
C.加速度方向与速度方向始终相反D.机械能增大
解析:人下落过程中会受到空气阻力作用,做的不是自由落体运动,故A错误;人的重力大于空气阻力,人做加速运动,因此刚接触水面时速度最大,故B正确;人做加速运动,加速度方向与速度方向始终相同,故C错误;人要克服空气阻力做功,则人的机械能减小,故D错误.
19.有一种地下铁道,车站的路轨建得高些,车辆进站时要上坡,出站时要下坡,如图所示.坡高为h,车辆的质量为m,重力加速度为g,车辆与路轨的摩擦力为Ff,进站车辆到达坡下A处时的速度为v0,此时切断电动机的电源,车辆冲上坡顶到达站台B处的速度恰好为0.车辆从A运动到B的过程中克服摩擦力做的功是( D )
A.FfhB.mghC.mgh-mD. m-mgh
解析:对A到B的过程运用动能定理得-mgh-Wf=0-m,解得Wf=m-mgh.
20.下列关于功率的说法中正确的是( D )
A.由P=知,力做的功越多,功率越大
B.由P=Fv知,物体运动得越快,功率越大
C.由W=Pt知,功率越大,力做的功越多
D.由P=Fvcs α知,某一时刻,即使力和速度都很大,功率也不一定大
解析:由公式P=可知,只有P,W,t中两个量确定后,第三个量才能确定,故选项A,C错误;由P=Fv可知,P与F,v有关,故选项B错误;由P=Fvcs α可知,P还与α有关,故选项D正确.
第Ⅱ卷(非选择题 40分)
二、非选择题:本大题包括3小题,共40分.
21.(15分)在用打点计时器验证机械能守恒定律实验中,质量m=0.5 kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示,O点为打下的第一个点,A,B,C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,当地的重力加速度为g=9.80 m/s2,那么:
(1)重物与纸带的哪端相连. (选填“左端”或“右端”)
(2)根据图上所得数据,应取图中O点到 点来验证机械能守恒.
(3)从O点到第(2)问中所取的点,重物重力势能减少量ΔEp= J,动能增加量ΔEk= J.(计算结果均保留三位有效数字)
(4)若用v表示打下各计数点时的纸带速度,h表示各计数点到O点的距离,以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出h图线,若图线的斜率等于某个物理量的数值时,说明重物下落过程中机械能守恒,该物理量是 .
解析:(1)纸带在重物的拖动下速度越来越大,相等时间内的位移越来越大,可知纸带的左端与重物相连.
(2)根据图上所得的数据,应取图中O点到B点来验证机械能守恒定律.
(3)从O到B重力势能的减小量为
ΔEp=mgh=0.5×9.8×0.192 5 J≈0.943 J,
B点的瞬时速度为
vB== m/s=1.845 m/s,
则动能的增加量为
ΔEk=m=×0.5×1.8452 J≈0.851 J.
(4)根据mgh=mv2得=gh,斜率为重力加速度g.
答案:(1)左端 (2)B (3)0.943 0.851 (4)重力加速度g
评分标准:每空3分.
22.
(12分)汽车以3 m/s的速度在水平地面上匀速行驶,汽车后壁货架上放有一小球(可视为质点),货架高0.8 m,如图所示.由于前方事故,突然急刹车,刹车后汽车做加速度大小为8 m/s2的匀减速直线运动,小球由于惯性以3 m/s的速度水平从货架上飞出.忽略小球与货架间的摩擦及空气阻力,g取10 m/s2.求:
(1)小球从货架上落到车厢底板的时间;
(2)小球刚落到车厢底板前瞬间,小球相对地面的速度大小;
(3)小球从货架上落到车厢底板的时间内,汽车运动的位移大小.
解析:(1)由h=gt2
解得t==0.4 s.
(2)由于vy=gt=4 m/s,小球刚落到车厢底板上的速度大小v==5 m/s.
(3)小车速度减到0需要的时间为t停==s<0.4 s,故小球还没到达车厢底板汽车就已经停下来了,由v0=2ax解得x=0.562 5 m.
答案:(1)0.4 s (2)5 m/s (3)0.562 5 m
评分标准:每问4分.
23.
(13分)如图所示,ABCD为竖直平面内平滑连接的轨道,其中BC段长1 m且粗糙,其余轨道均光滑.A点距水平轨道BC段的高为h=1.8 m,CD段为半径R=0.5 m的半圆.质量为m=1 kg的小球,从A点由静止沿轨道滑下,依次经过B,C,D三点,小球通过D点时对轨道的压力为2 N.(g取10 m/s2)求:
(1)小球经过B点时速度大小;
(2)小球经过半圆轨道最高点D时,速度的大小;
(3)BC段轨道与小球之间的动摩擦因数.
解析:(1)小球从A到B的过程由动能定理得
mgh=m-0
解得vB=6 m/s.
(2)小球在D点时由向心力公式得
F+mg=m
解得vD= m/s.
(3)小球从A到D的过程由动能定理得
mg(h-2R)-μmgxBC=m-0
解得μ=0.5.
答案:(1)6 m/s (2) m/s (3)0.5
评分标准:第(1)(2)每问4分,第(3)问5分.
第Ⅰ卷(选择题 60分)
一、单项选择题:本大题共20小题,每小题3分.在每小题列出的四个选项中,只有一项最符合题意.
1.
我国自主研制的四代战机歼31在第十届中国国际航空航天博览会上实机表演,起飞后首先进行大角度爬升,运动轨迹如图所示.若爬升过程速度大小不变,则战机在竖直方向上的分运动是( B )
A.匀速直线运动B.加速直线运动
C.减速直线运动D.减速曲线运动
解析:
飞机做曲线运动,曲线运动的速度方向沿着轨迹的切线方向,如图所示,故v1=vcs α,v2=vsin α;由于v不变,α增大,故水平分速度v1减小,竖直分速度v2增加;竖直分运动一定是直线运动,故竖直分运动是加速直线运动,水平分运动是减速直线运动,故选B.
2.在精彩的F1赛事中,车在一个弯道上高速行驶时,赛车后轮突然脱落,会使车手不得不遗憾地退出比赛.关于脱落的后轮的运动情况,以下说法正确的是( C )
A.仍然沿着汽车行驶的弯道运动B.沿着与弯道垂直的方向飞出
C.沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动,离开弯道D.上述情况都有可能
解析:做曲线运动的物体,速度方向与运动轨迹在该点的切线方向相同,所以C正确.
3.如图所示,在高度分别为hA,hB(hA>hB)两处以vA,vB相向水平抛出A,B两个小物体,不计空气阻力,已知它们的轨迹交于C点,若使A,B两物体能在C处相遇,应该是( B )
A.vA必须大于vBB.A物体必须先抛
C.vB必须大于vAD.A,B必须同时抛
解析:两个物体都做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由h=gt2 得t=,则相对于C点A物体抛出点的高度大,运动时间长,所以A物体必须先抛.水平方向做匀速直线运动,由v0=可知,由于水平方向的分位移关系未知,所以不能判断初速度的大小,故B正确,A,C,D错误.
4.如图所示,某同学将一小球水平抛出,最后球落在了正前方小桶的左侧,不计空气阻力.为了能将小球抛进桶中,他可采取的办法是( B )
A.保持抛出点高度不变,减小初速度大小B.保持抛出点高度不变,增大初速度大小
C.保持初速度大小不变,降低抛出点高度D.减小初速度大小,同时降低抛出点高度
解析:设小球平抛运动的初速度为v0,抛出点离桶的高度为h,水平位移为x,则平抛运动的时间为t=,水平位移为x=v0t=v0,由上式分析可知,要增大水平位移x,可保持抛出点高度h不变,增大初速度v0,故B正确,A错误;要增大水平位移x,可保持初速度v0大小不变,增大抛出点高度h,故C,D错误.
5.关于匀速圆周运动的线速度v、角速度ω和半径r,下列说法正确的是( A )
A.若r一定,则v与ω成正比B.若r一定,则v与ω成反比
C.若ω一定,则v与r成反比D.若v一定,则ω与r成正比
解析:由v=ωr可得,在r一定时,v与ω成正比,故A正确,B错误;若ω一定,则v与r成正比,故C错误;若v一定,则ω与r成反比,故D错误.
6.
如图,把一个小球放在玻璃漏斗中,晃动漏斗,可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动.下列说法正确的是( C )
A.小球受到重力、漏斗壁的支持力和向心力B.小球受到的重力大于漏斗壁的支持力
C.小球受到的重力小于漏斗壁的支持力D.小球所受的合力的大小等于0
解析:
小球受到重力、漏斗壁的支持力两个力作用,靠两个力的合力提供向心力,合力不为零,故A,D错误;小球靠重力和支持力的合力提供向心力,合力的方向沿水平方向,如图所示,可知支持力大于重力,故B错误,C正确.
7.
如图所示,长为L的轻杆,一端固定一个小球,另一端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直平面内做圆周运动,关于小球在最高点的速度和受力情况,下列说法正确的是( D )
A.小球的速度的最小值为
B.小球在最高点的速度v由0逐渐增大时,轻杆对球的作用力逐渐减小
C.小球在最高点的速度v由0逐渐增大时,轻杆对球的作用力逐渐增大
D.小球在最高点的速度v由0逐渐增大时,轻杆对球的作用力先减小再增大
解析:杆的作用力能产生向上的弹力,当向上的弹力F=mg时,小球速度为零,A错误;向心力F向=m,当v=时,杆的弹力为零,当v<时杆的作用力为支持力,mg-F=m,F随着速度的增大而减小,当v>时杆的作用力为拉力,mg+F=m,F随着速度的增大而增大,所以小球在最高点的速度v由0逐渐增大时,轻杆对球的作用力先减小再增大,故D正确,B,C错误.
8.
如图所示,公路路面的倾斜角为θ,在弯道路段的半径为R,重力加速度为g.要保证安全,汽车在弯道路段的行驶速度应满足( D )
A.v=gRtan θB.v=gR2tan θ
C.v≤D.v≤
解析:对汽车受力分析可以知道,当速度最大时,小车受到的重力与支持力的合力提供向心力,由向心力表达式可得mgtan θ=,解得vm=,所以汽车的行驶速度应小于或等于,故D选项正确.
9.关于我国发射的同步通讯卫星,下列说法中正确的是( D )
A.它运行的周期比地球自转周期大
B.它运行的角速度比地球自转角速度小
C.它定点在北京正上方,所以我国可以利用它进行电视转播
D.它运行的轨道平面一定与赤道平面重合
解析:同步通讯卫星的周期与地球自转周期相同,A错误;由于周期相同,可知角速度也相同,B错误;为保证与地球自转周期相同,同步卫星必须发射到赤道正上空,D正确,C错误.
10.下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是( D )
A.第一宇宙速度又称为逃逸速度B.第一宇宙速度的数值是11.2 km/s
C.任何天体的第一宇宙速度的数值是7.9 km/sD.第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最大线速度
解析:第一宇宙速度又叫做环绕速度,第三宇宙速度又叫做逃逸速度,故A错误;地球的第一宇宙速度的数值才是7.9 km/s,故B,C错误;第一宇宙速度是绕地球表面做圆周运动的线速度,是卫星绕地球运行的最大线速度,第一宇宙速度是发射人造地球卫星的最小发射速度,故D正确.
11.人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时有( A )
A.轨道半径越大,速度越小,周期越长B.轨道半径越大,速度越大,周期越短
C.轨道半径越大,速度越大,周期越长D.轨道半径越小,速度越小,周期越长
解析:根据万有引力提供向心力有==,得v=,T=2π,由此可知,轨道半径越大,线速度v越小,周期越大,故A正确,B,C,D错误.
12.某实心匀质球半径为R,质量为M,在球外离球面h高处有一质量为m的质点,则其受到的万有引力大小为( B )
A.GB.G
C.GD.G
解析:万有引力定律中r表示两个质点间的距离,因为匀质球可看成质量集中于球心上,所以r=R+h,故B正确.
13.汽车沿一段坡面向下行驶,通过刹车使速度逐渐减小,在刹车过程中( D )
A.重力势能增加B.动能增加
C.重力做负功D.机械能不守恒
解析:汽车沿坡面向下运动,重力做正功,重力势能减小,故A,C错误;由于速度逐渐减小,由Ek=mv2知,动能减小,B错误;由于动能、重力势能都减小,故机械能是减小的,D项正确.
14.
如图所示,两个啮合齿轮,小齿轮半径为10 cm,大齿轮半径为20 cm,大齿轮中C点离圆心O2的距离为10 cm,A,B分别为两个齿轮边缘上的点,则A,B,C三点的( C )
A.线速度之比为1∶1∶1B.角速度之比为1∶1∶1
C.向心加速度之比为4∶2∶1D.转动周期之比为2∶1∶1
解析:同缘传动时,边缘点的线速度相等,故vA=vB;同轴传动时,角速度相等,故ωB=ωC;根据题意,有rA∶rB∶rC=1∶2∶1;根据ω=,由于ωB=ωC,故vB∶vC=rB∶rC=2∶1;故vA∶vB∶vC=2∶2∶1,故A错误;根据ω=,由于vA=vB,故ωA∶ωB=rB∶rA=2∶1;故ωA∶ωB∶ωC=2∶1∶1,故B错误;向心加速度之比为aA∶aB∶aC=∶∶=4∶2∶1,故C正确;转动周期之比为Ta∶Tb∶Tc=∶∶=1∶2∶2,故D错误.
15.下列关于万有引力定律的说法中,正确的是( C )
①万有引力定律是卡文迪许在实验室中发现的
②对于相距很远、可以看成质点的两个物体,万有引力定律F=G中的r是两质点间的距离
③对于质量分布均匀的球体,公式中的r是两球心间的距离
④质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力
A.①③B.②④C.②③D.①④
解析:万有引力定律是牛顿发现的,故①错误;对于相距很远、可以看成质点的两个物体,万有引力定律F=G中的r是两质点间的距离,故②正确;对于质量分布均匀的球体,公式中的r是两球心间的距离,故③正确;物体之间的万有引力是作用力和反作用力,不论质量大小,两物体之间的万有引力总是大小相等,故④错误.故选C.
16.有两个质量都是m的小球a,b,以相同的速率v0在空中同一点分别竖直向上、竖直向下抛出,两球落到水平地面时( C )
A.动能不同B.重力做功不同
C.机械能相同D.重力势能变化量不同
解析:a,b两个小球在空中同一点分别做上抛、下抛运动,只有重力做功,重力做功相同,为mgh,故动能的增加量相同,初动能相同,故末动能也相同,故A,B错误;两个小球分别做上抛、下抛运动,只有重力做功,机械能守恒,初位置机械能相同,故落地时的机械能也相同,故C正确;重力势能变化量为ΔEp=mgh,也是相同的,故D错误.
17.
如图所示,小物块A位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平面上,从地面上看,在小物块A沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块A的作用力( B )
A.垂直于接触面,做功为零B.垂直于接触面,做功不为零
C.不垂直于接触面,做功为零D.不垂直于接触面,做功不为零
解析:
斜面光滑,所以斜面对A只有支持力作用,支持力在性质上是弹力,总是垂直于支持面.A在下滑到斜面底端的过程中,斜面在A的压力作用下向右移动一段距离,如图所示,则支持力与小物块A的位移并不垂直,其夹角α>90°,所以支持力对小物块A`做功不为零,故选项B正确.
18.如图所示为悬崖跳水时的惊险刺激场景.某人在距离水面为20 m的平台上从静止跳下,经过2.23 s后接触水面,则此人从静止起跳到接触水面的过程中( B )
A.做自由落体运动B.刚接触水面时速度最大
C.加速度方向与速度方向始终相反D.机械能增大
解析:人下落过程中会受到空气阻力作用,做的不是自由落体运动,故A错误;人的重力大于空气阻力,人做加速运动,因此刚接触水面时速度最大,故B正确;人做加速运动,加速度方向与速度方向始终相同,故C错误;人要克服空气阻力做功,则人的机械能减小,故D错误.
19.有一种地下铁道,车站的路轨建得高些,车辆进站时要上坡,出站时要下坡,如图所示.坡高为h,车辆的质量为m,重力加速度为g,车辆与路轨的摩擦力为Ff,进站车辆到达坡下A处时的速度为v0,此时切断电动机的电源,车辆冲上坡顶到达站台B处的速度恰好为0.车辆从A运动到B的过程中克服摩擦力做的功是( D )
A.FfhB.mghC.mgh-mD. m-mgh
解析:对A到B的过程运用动能定理得-mgh-Wf=0-m,解得Wf=m-mgh.
20.下列关于功率的说法中正确的是( D )
A.由P=知,力做的功越多,功率越大
B.由P=Fv知,物体运动得越快,功率越大
C.由W=Pt知,功率越大,力做的功越多
D.由P=Fvcs α知,某一时刻,即使力和速度都很大,功率也不一定大
解析:由公式P=可知,只有P,W,t中两个量确定后,第三个量才能确定,故选项A,C错误;由P=Fv可知,P与F,v有关,故选项B错误;由P=Fvcs α可知,P还与α有关,故选项D正确.
第Ⅱ卷(非选择题 40分)
二、非选择题:本大题包括3小题,共40分.
21.(15分)在用打点计时器验证机械能守恒定律实验中,质量m=0.5 kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示,O点为打下的第一个点,A,B,C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,当地的重力加速度为g=9.80 m/s2,那么:
(1)重物与纸带的哪端相连. (选填“左端”或“右端”)
(2)根据图上所得数据,应取图中O点到 点来验证机械能守恒.
(3)从O点到第(2)问中所取的点,重物重力势能减少量ΔEp= J,动能增加量ΔEk= J.(计算结果均保留三位有效数字)
(4)若用v表示打下各计数点时的纸带速度,h表示各计数点到O点的距离,以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出h图线,若图线的斜率等于某个物理量的数值时,说明重物下落过程中机械能守恒,该物理量是 .
解析:(1)纸带在重物的拖动下速度越来越大,相等时间内的位移越来越大,可知纸带的左端与重物相连.
(2)根据图上所得的数据,应取图中O点到B点来验证机械能守恒定律.
(3)从O到B重力势能的减小量为
ΔEp=mgh=0.5×9.8×0.192 5 J≈0.943 J,
B点的瞬时速度为
vB== m/s=1.845 m/s,
则动能的增加量为
ΔEk=m=×0.5×1.8452 J≈0.851 J.
(4)根据mgh=mv2得=gh,斜率为重力加速度g.
答案:(1)左端 (2)B (3)0.943 0.851 (4)重力加速度g
评分标准:每空3分.
22.
(12分)汽车以3 m/s的速度在水平地面上匀速行驶,汽车后壁货架上放有一小球(可视为质点),货架高0.8 m,如图所示.由于前方事故,突然急刹车,刹车后汽车做加速度大小为8 m/s2的匀减速直线运动,小球由于惯性以3 m/s的速度水平从货架上飞出.忽略小球与货架间的摩擦及空气阻力,g取10 m/s2.求:
(1)小球从货架上落到车厢底板的时间;
(2)小球刚落到车厢底板前瞬间,小球相对地面的速度大小;
(3)小球从货架上落到车厢底板的时间内,汽车运动的位移大小.
解析:(1)由h=gt2
解得t==0.4 s.
(2)由于vy=gt=4 m/s,小球刚落到车厢底板上的速度大小v==5 m/s.
(3)小车速度减到0需要的时间为t停==s<0.4 s,故小球还没到达车厢底板汽车就已经停下来了,由v0=2ax解得x=0.562 5 m.
答案:(1)0.4 s (2)5 m/s (3)0.562 5 m
评分标准:每问4分.
23.
(13分)如图所示,ABCD为竖直平面内平滑连接的轨道,其中BC段长1 m且粗糙,其余轨道均光滑.A点距水平轨道BC段的高为h=1.8 m,CD段为半径R=0.5 m的半圆.质量为m=1 kg的小球,从A点由静止沿轨道滑下,依次经过B,C,D三点,小球通过D点时对轨道的压力为2 N.(g取10 m/s2)求:
(1)小球经过B点时速度大小;
(2)小球经过半圆轨道最高点D时,速度的大小;
(3)BC段轨道与小球之间的动摩擦因数.
解析:(1)小球从A到B的过程由动能定理得
mgh=m-0
解得vB=6 m/s.
(2)小球在D点时由向心力公式得
F+mg=m
解得vD= m/s.
(3)小球从A到D的过程由动能定理得
mg(h-2R)-μmgxBC=m-0
解得μ=0.5.
答案:(1)6 m/s (2) m/s (3)0.5
评分标准:第(1)(2)每问4分,第(3)问5分.
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