高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 万有引力定律当堂达标检测题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 万有引力定律当堂达标检测题，共8页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
高中同步测试卷(十二)期中测试卷(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．关于物体做曲线运动的条件，下列说法正确的是(　　)A．物体在恒力作用下不能做曲线运动B．物体在变力作用下一定做曲线运动C．合力的方向与速度方向既不相同又不相反，物体一定做曲线运动D．做曲线运动的物体所受的合力方向一定是变化的2．若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向，下列各图中a、b、c、d表示物体运动的轨迹，其中正确的是(　　)3.如图所示，在一次救灾工作中，一架沿水平直线飞行的直升机A用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B.在直升机A和伤员B以相同的水平速度匀速运动的同时，悬索将伤员吊起，在某一段时间内，A、B之间的距离以L＝H－t2(式中H为直升机A离湖面的高度，各物理量的单位均为国际制单位)规律变化，则在这段时间内，下面判断中正确的是(不计空气阻力)(　　)A．悬索的拉力小于伤员B的重力 B．悬索成倾斜直线C．伤员B做加速度减小的曲线运动 D．伤员B做加速度大小、方向均不变的曲线运动4.如图所示，帆板在海面上以速度v朝正西方向运动，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板为参照物(　　)A．帆船朝正东方向航行，速度大小为vB．帆船朝正西方向航行，速度大小为vC．帆船朝南偏东45°方向航行，速度大小为vD．帆船朝北偏东45°方向航行，速度大小为v5．水平放置的平板表面有一个圆形浅槽，如图所示．一个小球在水平槽内滚动直至停下，在此过程中(　　)A．小球受四个力，合力方向指向圆心B．小球受三个力，合力方向指向圆心C．槽对小球的总作用力提供小球做圆周运动的向心力D．槽对小球弹力的水平分力提供小球做圆周运动的向心力6．已知某星球的平均密度是地球的n倍，半径是地球的k倍，地球的第一宇宙速度为v，则该星球的第一宇宙速度为(　　)A.v  B．kv C．nkv  D.v7.如图所示，水平放置一半圆槽，一个小球从左边槽口以速度v水平抛出，不计空气阻力．若v取值不同，小球掉到半圆槽上时的速度方向和水平方向的夹角就不同．则下列说法正确的是(　　)A．无论v取何值，小球都会垂直撞击半圆槽B．无论v取何值，小球都不可能垂直撞击半圆槽C．总可以找到一个v值，使小球垂直撞击半圆槽D．总可以找到一个v值，使小球撞击半圆槽时速度竖直向下 二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)8.如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是(　　)A．质点经过C点的速度比D点的大B．质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角大于90°C．质点经过D点时的加速度比B点的大D．质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小9.有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动．如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h，下列说法中正确的是(　　)A．h越高，摩托车对侧壁的压力将越大B．h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大C．h越高，摩托车做圆周运动的周期将越大D．h越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大10.如图所示，洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中正确的是(　　)A．脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的B．水会从筒中甩出是因为水滴受到的向心力很大C．增大脱水筒转动的角速度，脱水效果会更好D．靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好11.如图所示，“神舟十号”与“天宫一号”交会对接前“神舟十号”飞船先在较低圆轨道1上运动，在适当位置经变轨与在圆轨道2上运动的“天宫一号”对接．M、Q两点在轨道1上，P点在轨道2上，三点连线过地球球心，把飞船的加速过程简化为只做一次短时加速．下列关于“神舟十号”变轨过程的描述，正确的有(　　)A．“神舟十号”在M点加速，可以在P点与“天宫一号”相遇B．“神舟十号”在M点经一次加速，即可变轨到轨道2C．“神舟十号”经变轨后速度总大于变轨前的速度D．“神舟十号”变轨后的运行周期总大于变轨前的运行周期12.在同一水平直线上的两位置分别沿同方向抛出两小球A和B，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力．要使两球在空中相遇，则必须 (　　)A．先抛出A球  B．先抛出B球C．同时抛出两球  D．A球的初速度大于B球的初速度题号123456789101112答案            三、实验题(按题目要求作答．)13.(10分)如图所示，上、下两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处，轨道的末端水平，上轨道可上下平移，在两轨道相对于各自轨道末端高度相同的位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动．离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：(1)B球进入水平轨道后将做____________运动；改变上轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出的结论是：_________________．(2)某次实验恰按图示位置释放两个小球，两个小球相碰的位置在水平轨道上的P点处，已知固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为9 cm，则可计算出A球刚达P点时的速度大小为______m/s.(g取10 m/s2，结果保留两位有效数字)四、计算题(本题共3小题，共32分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)14．(10分)我国成功发射了“嫦娥三号”探月卫星，标志着我国航天正式开始了深空探测新时代．已知月球的半径约为地球半径的，月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的.地球半径R地＝6.4×103km，取地球表面的重力加速度g近似等于π2.求绕月球飞行卫星的周期最短为多少？    15．(10分)如图所示，两绳的一端系一个质量为m＝0.1 kg的小球，两绳的另一端分别固定于轴上的A、B两处．上面的绳长L＝2 m，两绳都拉直时与转轴的夹角分别为30°、45°，g取10 m/s2，问：(1)小球的角速度ω在什么范围内，两绳始终张紧？(2)若两绳完全相同，两绳始终张紧，则所选绳子的最大拉力不能小于多大？(保留3位有效数字)    16.(12分)如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8 m顶部水平高台，接着以v＝3 m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑．A、B为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为R＝1.0 m，人和车的总质量为180 kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计．(计算中取g＝10 m/s2，sin  53°＝0.8，cos 53°＝0.6)．求：(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s；(2)从平台飞出到达A点时速度及圆弧对应圆心角θ；(3)人和车运动到圆弧轨道A点时对轨道的压力大小．      参考答案与解析1．[导学号94770179]　C2．[导学号94770180]　[解析]选B.合外力F与初速度v0不共线，物体一定做曲线运动，C错．物体的运动轨迹向合外力F方向偏转，且介于F与v0的方向之间，A、D错，B对．3．[导学号94770181]　[解析]选D.伤员B参与了两个方向上的运动：水平方向上和直升机A以相同的水平速度做匀速直线运动；竖直方向上，由于A、B之间的距离满足L＝H－t2，所以伤员B与湖面之间的竖直距离关系式为s＝H－L＝t2，比较s＝知，伤员B在竖直方向上做初速度为零、加速度为2 m/s2的匀加速直线运动．根据牛顿第二定律可知，在竖直方向上，悬索的拉力应大于伤员B的重力，A选项错误；在水平方向上，伤员B和直升机A以相同的水平速度做匀速运动，没有加速度，所以悬索应成竖直直线状态，B选项错误；以计时起点伤员B所在位置为原点，直升机A飞行方向和竖直向上方向分别为x、y轴正方向，得伤员B的运动轨迹方程为y＝(v为水平方向的速度)，轨迹为抛物线，其加速度a＝ay＝2 m/s2，大小、方向都不变，故C错误，D正确．4．[导学号94770182]　[解析]选D.以帆板为参照物，帆船具有朝正东方向的速度v和朝正北方向的速度v，两速度的合速度大小为v，方向朝北偏东45°，故选项D正确．5．[导学号94770183]　[解析]选D.小球受重力、槽壁对小球的弹力、摩擦力三个力，小球受到的重力和槽壁对小球的弹力的合力方向指向圆心，槽对小球弹力的水平分力提供小球做圆周运动的向心力，选项D正确．6．[导学号94770184]　[解析]选B.由G＝m得v＝，将M＝πr3ρ代入可得v∝r，所以该星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的k倍，本题答案为B.7．[导学号94770185]　[解析]选B.若小球落在左边二分之一半圆槽上，因为小球的最终速度不可能向左下方，所以不可能与左侧二分之一半圆槽垂直．若小球落在右边二分之一半圆槽上，若垂直撞击半圆槽，则速度的反向延长线经过圆心，可知速度与水平方向的夹角是位移与水平方向夹角的两倍，因为速度与水平方向的夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的两倍，两者矛盾，则不可能垂直．所以无论v取何值，小球都不可能垂直撞击半圆槽．故B正确，A、C、D错误．8．[导学号94770186]　[解析]选AB.质点做匀变速曲线运动，所以加速度不变；由于在D点速度方向与加速度方向垂直，则在C点时速度方向与加速度方向的夹角为钝角，所以质点由C到D速率减小，即C点速率比D点大；在A点速度方向与加速度方向的夹角也为钝角；而从B到E的过程中加速度方向与速度方向间的夹角越来越小．故正确答案为A、B.9．[导学号94770187]　[解析]选BC.摩托车受力如图所示．由于N＝，所以摩托车受到侧壁的弹力与高度无关，保持不变，由牛顿第三定律可知摩托车对侧壁的压力也不变，选项A错误；由F＝mgtan θ＝m＝mω2r知h变化时，向心力F不变，但高度升高，r变大，所以线速度变大，角速度变小，周期变大，选项B、C正确，D错误．10．[导学号94770188]　[解析]选ACD.脱水过程中，衣物做圆周运动，其向心力由脱水筒壁对衣物的弹力提供，选项A正确；脱水的原因是水所受的力不足以提供水做圆周运动所需的向心力，水做离心运动，选项B错误；由F向＝mω2r知，角速度ω越大，水做圆周运动所需的向心力越大，水越容易做离心运动，选项C正确；由F向＝mω2r知，r越小，水做圆周运动所需的向心力越小，水越不易做离心运动，选项D正确．11．[导学号94770189]　[解析]选AD.“神舟十号”与“天宫一号”实施对接，需要“神舟十号”抬升轨道，即“神舟十号”开动发动机加速做离心运动使轨道高度抬升与“天宫一号”实现对接，故“神舟十号”在M点加速，可以在P点与“天宫一号”相遇，故A正确；卫星绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供，故有G＝m，解得：v＝，所以卫星轨道高度越大线速度越小，“神舟十号”在轨道2的速度小于轨道1的速度，所以M点经一次加速后，还有一个减速过程，才可变轨到轨道2，故B、C错误；根据G＝m解得：T＝2π 知轨道半径越大，周期越大，所以“神舟十号”变轨后的运行周期总大于变轨前的运行周期，故D正确．12．[导学号94770190]　[解析]选CD.两球从同一高度抛出且能在空中相遇，表明它们被同时抛出，A、B错，C对．相同时间内，A球的水平位移较大，由x＝v0t知A球的初速度较大，D对．13．[导学号94770191]　[解析] (1)让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度．小球A做平抛运动，小球B做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动．当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动．(2)物体做平抛运动，因此有：竖直方向：h＝9L＝gt2，vy＝gt水平方向：9L＝v0tA到达P点的速度为：v＝ 将L＝9 cm＝0.09 m代入，解得：v＝4.5 m/s.[答案](1)匀速(直线)　A球(或平抛运动)的水平分运动是匀速直线运动　(2)4.514．[导学号94770192]　[解析]周期最短的卫星在靠近月球表面的轨道上运行，轨道半径可看成月球的半径．设月球的半径为R月，月球表面的重力加速度为g月， 卫星的最短周期为T，则G＝mR月 (3分)G＝mg月 (3分)将R月＝，g月＝g代入可得T＝2π (2分)代入数据解得卫星的最短周期约为T＝6.2×103 s． (2分)[答案]6.2×103s15．[导学号94770193]　[解析](1)选小球为研究对象，对小球进行受力分析如图所示．当角速度较小，BC绳恰好拉直时，F2＝0，小球在拉力F1和重力作用下做匀速圆周运动，设此时的角速度为ω1，则有F1cos 30°＝mg (1分)F1sin 30°＝mωLsin 30° (1分)联立解得ω1＝2.40 rad/s (1分)当角速度较大，AC绳恰好拉直时，F1＝0，小球在拉力F2和重力作用下做匀速圆周运动，设此时的角速度为ω2，则有F2cos 45°＝mg (1分)F2sin 45°＝mωLsin 30° (1分)联立解得ω2＝3.16 rad/s (1分)所以角速度ω的取值范围为：2．40 rad/s≤ω≤3.16 rad/s (1分)(2)由F1cos 30°＝mg，解得F1＝mg/cos 30°＝1.155 N (1分)由F2cos 45°＝mg，解得F2＝mg/cos 45°＝1.414 N (1分)所选绳子的最大拉力不能小于1.42 N (1分)[答案]见解析16．[导学号94770194]　[解析](1)车做的是平抛运动，根据平抛运动的规律可得竖直方向上 h＝gt2 (2分)水平方向上 s＝vt (2分)则s＝v＝1.2 m． (1分)(2)摩托车落至A点时，其竖直方向的分速度vy＝gt＝4 m/s  (1分)到达A点时速度vA＝ ＝5 m/s (1分)设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为α，则tan α＝＝ 即α＝53° 所以θ＝2α＝106°. (1分)(3)对摩托车受力分析可知，摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，所以NA－mgcos α＝m (3分)解得 NA＝5 580 N 由牛顿第三定律可知，人和车在A点时对轨道的压力大小为5 580 N． (1分)[答案]见解析