2020高中物理 第5、6章 學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測（含解析）新人教版必修2

第五、六章學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測本卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。第卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第16小題只有一個選項符合題目要求，第710小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1(2018·首都師大二附中高一下學(xué)期期中)同學(xué)們到中國科技館參觀，看到了一個有趣的科學(xué)實驗：如圖所示，一輛小火車在平直軌道上勻速行駛，當(dāng)火車將要從“”形框架的下方通過時，突然從火車頂部的小孔中向上彈出一小球，該小球越過框架后，又與通過框架的火車相遇，并恰好落回原來的孔中下列說法中正確的是(D)A相對于地面，小球運動的軌跡是直線B相對于火車，小球運動的軌跡是曲線C小球能落回小孔是因為小球在空中運動的過程中受到水平向前的力D小球能落回小孔是因為小球具有慣性，在水平方向保持與火車相同的速度解析：相對于地面，小球豎直方向做豎直上拋運動，水平方向做勻速運動，軌跡是曲線，相對于火車小球的運動軌跡是直線，A、B錯誤；能落回小孔是因為小球具有慣性，在水平方向保持與火車相同的速度，故C錯誤，D正確。2以下是書本上的一些圖片，下列說法正確的是(B)A圖甲中，有些火星的軌跡不是直線，說明熾熱微粒不是沿砂輪的切線方向飛出的B圖乙中，兩個影子在x，y軸上的運動就是物體的兩個分運動C圖丙中，增大小錘打擊彈性金屬片的力，A球可能比B球晚落地D圖丁中，做變速圓周運動的物體所受合外力F在半徑方向的分力大于它所需要的向心力解析：熾熱微粒一定沿砂輪切線飛出，A錯；根據(jù)運動的合成與分解，選項B正確；圖丙中A、B兩球一定同時落地，與打擊力度無關(guān)，C錯；F沿半徑方向的分力等于所需向心力，D錯。3(2018·江蘇省蘇州市高一上學(xué)期期末)如圖所示，一名運動員在參加跳遠比賽，他騰空過程中離地面的最大高度為L，成績?yōu)?L，假設(shè)跳遠運動員落入沙坑瞬間速度方向與水平面的夾角為，運動員可視為質(zhì)點，不計空氣阻力，則有(B)Atan2 Btan1CtanDtan解析：騰空過程中離地面的最大高度為L，落地過程中做平拋運動，根據(jù)運動學(xué)公式：Lgt2，解得：t，運動員在空中最高點的速度即為運動員起跳時水平方向的分速度，根據(jù)分運動與合運動的等時性，則水平方向的分速度為：vx，在最高點豎直方向速度為零，那么運動員落到地面時的豎直分速度為：vygt，運動員落入沙坑瞬間速度方向與水平面的夾角的正切值為：tan，故B正確，ACD錯誤。4如圖所示，“旋轉(zhuǎn)秋千”中的兩個座椅A、B質(zhì)量相等，通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上，不考慮空氣阻力的影響，當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是(D)AA的速度比B的大BA與B的向心加速度大小相等C懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等D懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小解析：A球和B球運行的角速度相等，A球運行半徑小于B球半徑，故A的速度小于B的速度，選項A錯誤；由ar 2知，A球向心加速度小于B球向心加速度，選項B錯誤；設(shè)纜繩與豎直方向夾角為，由向心力公式mgtanmr2，tan，運行半徑不相等，夾角也不相等，選項C錯誤；纜繩拉力Fmg，將tan代入可知，r越小，纜繩拉力越小，選項D正確。5(2018·河北省定州中學(xué)高一下學(xué)期月考)某同學(xué)設(shè)想駕駛一輛“陸地太空”兩用汽車(如圖)，沿地球赤道行駛并且汽車相對于地球速度可以增加到足夠大。當(dāng)汽車速度增加到某一值時，它將成為脫離地面繞地球做圓周運動的“航天汽車”。不計空氣阻力，已知地球的半徑R6 400 km。下列說法正確的是(B)A汽車在地面上速度增加時，它對地面的壓力增大B當(dāng)汽車速度增加到7.9 km/s，將離開地面繞地球做圓周運動C此“航天汽車”環(huán)繞地球做圓周運動的最小周期為1 hD在此“航天汽車”上可以用彈簧測力計測量物體的重力解析：由mgFNm得FNmgm，可知A錯；7.9 km/s是最小的發(fā)射速度，也是最大的環(huán)繞速度，B對；由mgm()2R知T84min，C錯；“航天汽車”上處于完全失重狀態(tài)，任何與重力有關(guān)的實驗都無法進行，D錯。6近年來，有許多電視臺推出戶外有獎沖關(guān)的游戲節(jié)目，如圖(俯視圖)所示是某電臺臺設(shè)計的沖關(guān)活動中的一個環(huán)節(jié)。挑戰(zhàn)者要從平臺跳到以O(shè)為轉(zhuǎn)軸的快速旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)盤上而不落入水中。已知平臺A到轉(zhuǎn)盤盤面的豎直高度為1.25 m，平臺邊緣到轉(zhuǎn)盤邊緣的水平距離和轉(zhuǎn)盤半徑均為2 m，轉(zhuǎn)盤以12.5 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)盤邊緣上間隔均勻地固定有6個相同的障礙樁，障礙樁及樁和樁之間的間隔對應(yīng)的圓心角均相等。若某挑戰(zhàn)者在如圖所示時刻從平臺邊緣以水平速度v沿AO方向跳離平臺，把人視為質(zhì)點，不計樁的厚度，g取10 m/s2，則人能穿過間隙跳上轉(zhuǎn)盤的最小起跳速度v0為(B)A4 m/sB5 m/sC6 m/sD7 m/s解析：人起跳后做平拋運動，因此在豎直方向上有ygt2，解得時間t0.5 s。轉(zhuǎn)盤的角速度2n rad/s，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過所用時間t0.4 s，要使人能跳過空隙，所用時間最多為0.4 s，因此根據(jù)水平方向勻速運動有xv0t，解得v05 m/s，故B正確。7圖甲所示的“軌道康復(fù)者”航天器可在太空中給“垃圾”衛(wèi)星補充能源，延長衛(wèi)星的使用壽命。圖乙是“軌道康復(fù)者”在某次拯救一顆地球同步衛(wèi)星前，二者在同一平面內(nèi)沿相同繞行方向繞地球做勻速圓周運動的示意圖，此時二者的連線通過地心，軌道半徑之比為14。若不考慮衛(wèi)星與“軌道康復(fù)者”之間的引力，則下列說法正確的是(AD)A在圖示軌道上，“軌道康復(fù)者”的速度小于7.9 km/sB在圖示軌道上，“軌道康復(fù)者”的加速度大小是地球同步衛(wèi)星的4倍C在圖示軌道上，“軌道康復(fù)者”的周期為3 h，且從圖示位置開始經(jīng)1.5 h與同步衛(wèi)星的距離最近D若要對該同步衛(wèi)星實施拯救，“軌道康復(fù)者”應(yīng)從圖示軌道上加速，然后與同步衛(wèi)星對接解析：衛(wèi)星的環(huán)繞速度小于7.9 km/s，A對；根據(jù)a可知B錯；因同步衛(wèi)星也同向轉(zhuǎn)動，則離同步衛(wèi)星最近的時間應(yīng)大于1.5 h，C錯；要追上同步衛(wèi)星需加速，D對。82013年6月20日上午10時，中國首位“太空教師”王亞平在天宮一號太空艙內(nèi)做了如下兩個實驗：實驗一，將用細(xì)線懸掛的小球由靜止釋放，小球呈懸浮狀。實驗二，拉緊細(xì)線給小球一個垂直于線的速度，小球以懸點為圓心做勻速圓周運動。設(shè)線長為L，小球的質(zhì)量為m，小球做圓周運動的速度為v。已知地球?qū)π∏虻囊s是地面重力mg的0.9倍，則在兩次實驗中，繩對小球拉力大小是(AD)A實驗一中拉力為0B實驗一中拉力為0.9mgC實驗二中拉力為0.9mgmD實驗二中拉力為m解析：因為在“太空艙”內(nèi)物體處于完全失重狀態(tài)所以實驗一中繩的拉力為零，實驗二中小球只受繩的拉力做勻速圓周運動Fm，選項A、D正確。9(2018·內(nèi)蒙古鄂爾多斯第一中學(xué)高一下學(xué)期檢測)m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質(zhì)點)，A為終端皮帶輪，如圖所示，已知皮帶輪半徑為r，傳送帶與皮帶輪間不打滑，當(dāng)m可被水平拋出時(AC)A皮帶的最小速度為B皮帶的最小速度為CA輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少是DA輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少是解析：當(dāng)物塊恰好被水平拋出時，在皮帶輪上最高點時由重力提供向心力，則由牛頓第二定律得：mgm，解得：v，故A正確，B錯誤；設(shè)此時皮帶轉(zhuǎn)速為n，則有2nrv，得到：n。故C正確，D錯誤。10我國發(fā)射的“嫦娥二號”探月衛(wèi)星簡化后的路線示意圖如圖所示。衛(wèi)星由地面發(fā)射后，經(jīng)過發(fā)射軌道進入停泊軌道，然后在停泊軌道經(jīng)過調(diào)速后進入地月轉(zhuǎn)移軌道，再次調(diào)速后進入工作軌道，衛(wèi)星開始對月球進行探測。已知地球與月球的質(zhì)量之比為a，衛(wèi)星的停泊軌道與工作軌道的半徑之比為b，衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道上均可視為做勻速圓周運動，則(AD)A衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運行的速度之比為B衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運行的周期之比為C衛(wèi)星在停泊軌道運行的速度大于地球的第一宇宙速度D衛(wèi)星從停泊軌道轉(zhuǎn)移到地月轉(zhuǎn)移軌道，衛(wèi)星必須加速解析：根據(jù)Gm得v，衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運行的速度之比為，A項正確；根據(jù)T2r，衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運行的周期之比為b，B錯誤；由v知r越大，v越小，衛(wèi)星停泊軌道運行的速度小于地球的第一宇宙速度，C項錯；衛(wèi)星從停泊軌道轉(zhuǎn)移到地月轉(zhuǎn)移軌道，要遠離地球，衛(wèi)星必須加速才能做離心運動，故D項正確。第卷(非選擇題共60分)二、填空題(共2小題，每小題8分，共16分。將正確答案填在題中的橫線上)11(2019·廣西省南寧三中高一下學(xué)期期中)南寧三中物理興趣小組的陽陽同學(xué)為了測玩具電動機的轉(zhuǎn)速，設(shè)計如圖(甲)所示的裝置。鋼質(zhì)L字型直角架豎直桿穿過帶孔輕質(zhì)薄硬板，然后與電動機轉(zhuǎn)子相固連，水平橫梁末端與輕細(xì)繩上端栓接，繩下端栓連一小鋼球，測量儀器只有直尺。實驗前細(xì)繩豎直，小球靜止，薄板在小球下方，用直尺測出水平橫梁的長度d4.00 cm?，F(xiàn)接通電源，電動機帶動小球在水平面上做勻速圓周運動，待小球穩(wěn)定轉(zhuǎn)動時，緩慢上移簿板，恰觸碰到小球時，停止移動薄板，用鉛筆在豎直桿上記下薄板的位置，在薄板上記錄下觸碰點，最后測量出薄板到橫梁之間的距離h20.00 cm，觸碰點到豎直桿的距離r20.00 cm，如圖(乙)所示。(1)為了實驗更精確，上移薄板時要求薄板始終保持_水平 。(2)重力加速度用g表示，利用測得的物理量，寫出轉(zhuǎn)速n的表達式n_ (用d，h，r，g表示)，用測得的數(shù)據(jù)計算得n_1.00 r/s(計算時取2g，最后結(jié)果取三位有效數(shù)字)解析：(1)小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，所以上移薄板時要求薄板始終保持水平。(2)對小球受力分析，小球受重力和拉力，根據(jù)牛頓第二定律得mgtanm42n2r，解得：n，根據(jù)幾何關(guān)系得tan，得：n，代入數(shù)據(jù)得n1.00 r/s12未來在一個未知星球上用如圖甲所示裝置研究平拋運動的規(guī)律。懸點O正下方P點處有水平放置的熾熱電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出做平拋運動?，F(xiàn)對小球采用頻閃數(shù)碼照相機連續(xù)拍攝。在有坐標(biāo)紙的背景屏前，拍下了小球在做平拋運動過程中的多張照片，經(jīng)合成后，照片如圖乙所示。a、b、c、d為連續(xù)四次拍下的小球位置，已知照相機連續(xù)拍照的時間間隔是 0.10 s，照片大小如圖中坐標(biāo)所示，又知該照片的長度與實際背景屏的長度之比為14，則：(1)由以上信息，可知a點_是_(選填“是”或“不是”)小球的拋出點；(2)由以上及圖信息，可以推算出該星球表面的重力加速度為_8_m/s2；(3)由以上及圖信息可以算出小球平拋的初速度是_0.8_m/s；(4)由以上及圖信息可以算出小球在b點時的速度是_m/s。解析：(1)由初速度為零的勻加速直線運動經(jīng)過相鄰的相等的時間內(nèi)通過位移之比為135可知，a點為拋出點；(2)由ab、bc、cd水平距離相同可知，a到b、b到c運動時間相同，設(shè)為T，在豎直方向有hgT2，T0.1 s，可求出g8 m/s2；(3)由兩位置間的時間間隔為0.10 s，水平距離為8 cm，xvt，得水平速度為0.8 m/s。(4)b點豎直分速度為ac間的豎直平均速度，根據(jù)速度的合成求b點的合速度，vyb m/s0.8 m/s，所以vb m/s三、論述·計算題(共4小題，共44分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13(10分)如圖所示，“嫦娥三號”探測器在月球上著陸的最后階段為：當(dāng)探測器下降到距離月球表面高度為h時，探測器速度豎直向下，大小為v，此時關(guān)閉發(fā)動機，探測器僅在重力(月球?qū)μ綔y器的重力)作用下落到月面。已知從關(guān)閉發(fā)動機到探測器著地時間為t，月球半徑為R且hR，引力常量為G，忽略月球自轉(zhuǎn)影響，求：(1)月球表面附近重力加速度g的大??；(2)月球的質(zhì)量M。答案：(1)(2)解析：(1)探測器關(guān)閉發(fā)動機后做豎直下拋運動，有hvtgt2解得：g(2)根據(jù)重力等于萬有引力，有mgG得M14(11分)(2019·遼寧省鐵嶺市六校高一下學(xué)期期中聯(lián)考)如圖所示，用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成的由半圓形APB(圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大得多)和直線BC組成的軌道固定在水平桌面上，已知APB部分的半徑R1.0 m，BC段長L1.5 m。彈射裝置將一個質(zhì)量為0.1 kg的小球(可視為質(zhì)點)以v03 m/s的水平初速度從A點射入軌道，小球從C點離開軌道隨即水平拋出，桌子的高度h0.8 m，不計空氣阻力，g取10 m/s2。求：(1)小球在半圓軌道上運動時的角速度、向心加速度a的大小及圓管在水平方向上對小球的作用力大?。?2)小球從A點運動到B點的時間t；(3)小球在空中做平拋運動的時間及落到地面D點時的速度大小。答案：(1)3 rad/s9 m/s20.9 N(2)1.05 s(3)0.4 s5 m/s解析：(1)小球做勻速圓周運動，角速度為：3 rad/s向心加速度為：a m/s29 m/s2圓管對球作用力為：Fma0.1×9 N0.9 N(2)小球從A到B的時間為：t1 s1.05 s。(3)小球在豎直方向做自由落體運動，根據(jù)hgt2得：t s0.4 s落地時豎直方向的速度為：vygt10×0.4 m/s4 m/s，落地的速度大小為：v m/s5.0 m/s。15(11分)一行星探測器從所探測的行星表面垂直升空(如圖)，探測器的質(zhì)量是1 500 kg，發(fā)動機推力為恒力，升空途中發(fā)動機突然關(guān)閉。如圖所示為探測器速度隨時間的變化圖像，其中A點對應(yīng)的時刻tA9 s，此行星半徑為6×103 km，引力恒量G6.67×1011 N·m2/kg2。求：(1)探測器在該行星表面達到的最大高度；(2)該行星表面的重力加速度；(3)發(fā)動機的推力；(4)該行星的第一宇宙速度。答案：(1)1 200 m(2)6.0 m/s2(3)2.5×104 N(4)6.0 km/s解析：(1)由圖像可知，在25 s的時間內(nèi)探測器一直在上升，且在t25 s末達到最高點，在vt圖像中可以利用面積表示位移，因此最大高度h×25×96 m1 200 m。(2)在上升階段，探測器受推力和重力作用，在t9 s末關(guān)閉發(fā)動機后，探測器只受重力作用而減速，加速度ag，在數(shù)值上等于AB段圖像斜率的絕對值，所以g m/s26.0 m/s2。(3)在OA加速階段，F(xiàn)mgma，F(xiàn)mgmam(ga)，可由OA段直線的斜率求得a m/s2，所以F1 500×(6.0) N2.5×104 N。(4)物體在星球表面做圓周運動的環(huán)繞速度即為第一宇宙速度，且在星球表面物體受到的萬有引力等于物體的重力mgGm得v6.0 km/s16(12分)(2019·浙江省“溫州九?！备咭簧蠈W(xué)期期末聯(lián)考)如圖所示，半徑為1 m的光滑半圓形管道AB，與水平面相切于A點，固定在豎直面內(nèi)，管道內(nèi)有一個直徑略小于管道內(nèi)徑的小球(可看作質(zhì)點)，質(zhì)量為1 kg，在管道內(nèi)做圓周運動，通過圓周最高點B后，經(jīng)0.3 s垂直打到傾角為45°的斜面上的C點。取g10 m/s2。求：(1)C與B點的水平距離；(2)球通過B點時對管道的作用力的大小和方向。答案：(1)0.9 m(2)1 N方向向下解析：(1)小球在C點的豎直分速度vygt水平分速度vxvytan45°則B點與C點的水平距離為xvxt解得x0.9 m小球經(jīng)過管道的B點時，與管道之間無作用力的臨界條件為mgmv m/s因vBvx3 m/s小于 m/s，則軌道對小球的作用力方向向上 在B點根據(jù)牛頓第二定律得：mgFNBm代入數(shù)據(jù)得FNB1 N根據(jù)牛頓第三定律可知小球經(jīng)過B點時對管道的作用力方向向下(其他方法正確，同樣得分)- 11 -