2020高中物理 第5、6章 學業(yè)質量標準檢測（含解析）新人教版必修2

第五、六章學業(yè)質量標準檢測本卷分第卷(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期期中)同學們到中國科技館參觀，看到了一個有趣的科學實驗：如圖所示，一輛小火車在平直軌道上勻速行駛，當火車將要從“”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，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，“旋轉秋千”中的兩個座椅a、b質量相等，通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉圓盤上，不考慮空氣阻力的影響，當旋轉圓盤繞豎直的中心軸勻速轉動時，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河北省定州中學高一下學期月考)某同學設想駕駛一輛“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的游戲節(jié)目，如圖(俯視圖)所示是某電臺臺設計的沖關活動中的一個環(huán)節(jié)。挑戰(zhàn)者要從平臺跳到以o為轉軸的快速旋轉的水平轉盤上而不落入水中。已知平臺a到轉盤盤面的豎直高度為1.25 m，平臺邊緣到轉盤邊緣的水平距離和轉盤半徑均為2 m，轉盤以12.5 r/min的轉速勻速轉動。轉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，把人視為質點，不計樁的厚度，g取10 m/s2，則人能穿過間隙跳上轉盤的最小起跳速度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。轉盤的角速度2n rad/s，轉盤轉過所用時間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“軌道康復者”在某次拯救一顆地球同步衛(wèi)星前，二者在同一平面內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，“軌道康復者”的速度小于7.9 km/sb在圖示軌道上，“軌道康復者”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，“軌道康復者”應從圖示軌道上加速，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)星也同向轉動，則離同步衛(wèi)星最近的時間應大于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做了如下兩個實驗：實驗一，將用細線懸掛的小球由靜止釋放，小球呈懸浮狀。實驗二，拉緊細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。設線長為l，小球的質量為m，小球做圓周運動的速度為v。已知地球對小球的引力約是地面重力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內蒙古鄂爾多斯第一中學高一下學期檢測)m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質點)，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輪每秒的轉數(shù)最少是da輪每秒的轉數(shù)最少是解析：當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；設此時皮帶轉速為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)過調速后進入地月轉移軌道，再次調速后進入工作軌道，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)星從停泊軌道轉移到地月轉移軌道，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)星從停泊軌道轉移到地月轉移軌道，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期期中)南寧三中物理興趣小組的陽陽同學為了測玩具電動機的轉速，設計如圖(甲)所示的裝置。鋼質l字型直角架豎直桿穿過帶孔輕質薄硬板，然后與電動機轉子相固連，水平橫梁末端與輕細繩上端栓接，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，最后結果取三位有效數(shù)字)解析：(1)小球在水平面內做勻速圓周運動，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，此時關閉發(fā)動機，探測器僅在重力(月球對探測器的重力)作用下落到月面。已知從關閉發(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，忽略月球自轉影響，求：(1)月球表面附近重力加速度g的大小；(2)月球的質量m。答案：(1)(2)解析：(1)探測器關閉發(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期期中聯(lián)考)如圖所示，用內壁光滑的薄壁細圓管彎成的由半圓形apb(圓半徑比細管的內徑大得多)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。彈射裝置將一個質量為0.1 kg的小球(可視為質點)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：fma0.19 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：vygt100.4 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點對應的時刻ta9 s，此行星半徑為6103 km，引力恒量g6.671011 nm2/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)2.5104 n(4)6.0 km/s解析：(1)由圖像可知，在25 s的時間內探測器一直在上升，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h2596 m1 200 m。