2024-2025學(xué)年新教材高中物理期中綜合評估含解析新人教版必修2

PAGEPAGE10期中綜合評估一、選擇題(1～6為單選每小題4分，7～10為多選每小題5分，共44分)1．在抗洪搶險中，戰(zhàn)士駕駛摩托艇救人．假設(shè)江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度為v1，摩托艇在靜水中的航速為v2，戰(zhàn)士救人的地點A離岸邊最近處O的距離為d.假如戰(zhàn)士想在最短時間內(nèi)將人送上岸，則摩托艇登陸的地點離O點的距離為(C)A.eq\f(dv2,\r(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1))) B．0C.eq\f(dv1,v2) D.eq\f(dv2,v1)解析：若戰(zhàn)士要在最短時間內(nèi)將人送上岸，則摩托艇應(yīng)朝正對岸航行，同時它還參加沿水流方向的運動，實際是沿斜向下游方向的運動，設(shè)摩托艇登陸的地點離O點的距離為x，摩托艇送人上岸的最短時間t＝eq\f(d,v2)，則由運動的合成與分解，可得x＝v1t＝v1eq\f(d,v2)，故C選項正確．2．如圖，窗子上、下沿間的高度H＝1.6m，墻的厚度d＝0.4m，某人在離墻壁距離L＝1.4m、距窗子上沿h＝0.2m處的P點，將可視為質(zhì)點的小物件以v的速度水平拋出，小物件干脆穿過窗口并落在水平地面上，取g＝10m/s2.則v的取值范圍是(C)A．v>7m/s B．v<2.3m/sC．3m/s<v<7m/s D．2.3m/s<v<3m/s解析：小物件做平拋運動，可依據(jù)平拋運動規(guī)律解題．若小物件恰好經(jīng)窗子上沿，則有h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，L＝v1t1，得v1＝7m/s，若小物件恰好經(jīng)窗子下沿，則有h＋H＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，L＋d＝v2t2，得v2＝3m/s，所以3m/s<v<7m/s，故只有C項正確．3．如圖所示，不計全部接觸面之間的摩擦，斜面固定，兩物體質(zhì)量分別為m1和m2，且m1<m2.若將m2從位置A由靜止釋放，當(dāng)落到位置B時，m2的速度為v2，且繩子與豎直方向的夾角為θ，則這時m1的速度大小v1等于(C)A．v2sinθ B．v2/sinθC．v2cosθ D．v2/cosθ解析：物體m2的實際運動狀況是沿桿豎直下滑，這個實際運動是合運動，m1的速度與繩上各點沿繩方向的速度大小相等，所以繩的速度等于m1的速度v1，而m2的實際運動應(yīng)是合運動(沿桿向下)，合速度v2可由沿繩子方向的分速度和垂直于繩子的分速度來合成(即兩個實際運動效果)．因此v1跟v2的關(guān)系如圖所示，由圖可看出m1的速度大小v1＝v2cosθ，所以選項C正確．4．如圖所示，O、O1為兩個皮帶輪，O輪的半徑為r，O1輪的半徑為R，且R>r，M點為O輪邊緣上的一點，N點為O1輪上的隨意一點．當(dāng)皮帶輪轉(zhuǎn)動時(設(shè)轉(zhuǎn)動過程中不打滑)，則(A)A．M點的向心加速度肯定大于N點的向心加速度B．M點的向心加速度肯定等于N點的向心加速度C．M點的向心加速度可能小于N點的向心加速度D．M點的向心加速度可能等于N點的向心加速度解析：因為兩輪的轉(zhuǎn)動是通過皮帶傳動的，而且皮帶在傳動過程中不打滑，故兩輪邊緣各點的線速度大小肯定相等．在大輪邊緣上任取一點Q，因為R>r，所以由an＝eq\f(v2,r)可知，aQ<aM，再比較Q、N兩點的向心加速度的大小，因為Q、N是在同一輪上的兩點，所以角速度ω相等．又因為RQ≥RN，則由an＝ω2r可知，aQ≥aN，綜上可見，aM>aN，因此A選項正確.5．如圖所示，質(zhì)量為m的小球固定在長為l的細(xì)輕桿的一端，繞細(xì)桿的另一端O在豎直平面內(nèi)做圓周運動．球轉(zhuǎn)到最高點A時，線速度的大小為eq\r(\f(gl,2))，此時(B)A．桿受到eq\f(mg,2)的拉力B．桿受到eq\f(mg,2)的壓力C．桿受到eq\f(3,2)mg的拉力D．桿受到eq\f(3,2)mg的壓力解析：由題意知v<eq\r(gl)，故桿給小球供應(yīng)支持力．設(shè)桿對小球支持力為FN，則mg－FN＝meq\f(v2,l)，解得FN＝eq\f(1,2)mg據(jù)牛頓第三定律知，球?qū)U的壓力為eq\f(1,2)mg，故選B.6．由消防水龍帶的噴嘴噴出水的流量是0.28m3/min，水離開噴口時的速度大小為16eq\r(3)m/s，方向與水平面夾角為60°，在最高處正好到達(dá)著火位置，忽視空氣阻力，則空中水柱的高度和水量分別是(重力加速度g取10m/s2)(A)A．28.8m1.12×10－2B．28.8m0.672mC．38.4m1.29×10－2D．38.4m0.776m解析：由題意可知，水離開噴口做斜拋運動，依據(jù)斜拋運動規(guī)律可得，v豎直＝vsin60°，veq\o\al(2,豎直)＝2gh，v豎直＝gt，聯(lián)立可得，h＝eq\f(vsin60°2,2g)＝28.8m，t＝eq\f(vsin60°,g)＝2.4s；所以空中水柱的水量V＝Qt＝eq\f(0.28×2.4,60)m3＝1.12×10－2m3.A項正確．7．如圖所示，一個勻速轉(zhuǎn)動的半徑為r的水平圓盤上放著兩個木塊M和N，木塊M放在圓盤的邊緣處，木塊N放在離圓心eq\f(1,3)r的地方，它們都隨圓盤一起運動．比較兩木塊的線速度和角速度，下列說法中正確的是(BC)A．兩木塊的線速度相等B．兩木塊的角速度相等C．M的線速度是N的線速度的3倍D．M的角速度是N的角速度的3倍解析：由傳動裝置特點知，M、N兩木塊有相同的角速度，又由v＝ωr知，因rN＝eq\f(1,3)r，rM＝r，故木塊M的線速度是木塊N線速度的3倍，選項B、C正確．8．自行車的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑不一樣，它們的邊緣有三個點A、B、C，如圖所示．在自行車正常騎行時，下列說法正確的是(ABC)A．A、B兩點的線速度大小相等B．B、C兩點的角速度大小相等C．A、B兩點的角速度與其半徑成反比D．A、B兩點的角速度與其半徑成正比解析：大齒輪與小齒輪類似于皮帶傳動，所以兩輪邊緣的點A、B的線速度大小相等，A正確；小齒輪與后輪類似于同軸轉(zhuǎn)動，所以B、C的角速度大小相等，B正確．A、B兩點的線速度大小相等，由v＝ωr知A、B兩點的角速度與半徑成反比，C正確，D錯誤．9．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eq\r(gr)B．皮帶的最小速度為eq\r(\f(g,r))C．A輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少是eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,r))D．A輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少是eq\f(1,2π)eq\r(gr)解析：物體恰好被水平拋出時，在皮帶輪最高點滿意mg＝eq\f(mv2,r)，即速度最小為eq\r(gr)，選項A正確；又因為v＝2πrn，可得n＝eq\f(1,2π)eq\r(\f(g,r))，選項C正確．10．有一種雜技表演叫“飛車走壁”，由雜技演員駕駛摩托車沿圓臺形表演臺的側(cè)壁做勻速圓周運動．摩托車的行駛軌跡離地面的高度為h.下列說法中正確的是(CD)A．h越高，摩托車對側(cè)壁的壓力將越大B．h越高，摩托車做圓周運動的向心力將越大C．h越高，摩托車做圓周運動的周期將越大D．h越高，摩托車做圓周運動的線速度將越大解析：由重力和支持力的合力供應(yīng)向心力，其大小F向＝mgtanθ，而支持力FN＝mg/cosθ，它們與h無關(guān)，選項A，B均錯誤；因為mgtanθ＝meq\f(4π2,T2)r＝meq\f(v2,r)，h越高，r越大，由此可知T越大，v越大，選項C，D均正確．二、填空題(共2小題，每小題8分，共16分)11．在“探討平拋運動”的試驗中，為了確定小球不同時刻在空中所處的位置，試驗時用了如圖所示的裝置．先將斜槽軌道的末端調(diào)整至水平，在一塊平整的木板表面釘上白紙和復(fù)寫紙．將該木板豎直立于水平地面上，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A；將木板向遠(yuǎn)離槽口方向平移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，小球撞在木板上得到痕跡B；又將木板再向遠(yuǎn)離槽口方向平移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放，再得到痕跡C，若測得木板每次移動距離x＝10.00cm，A、B間距離y1＝5.02cm，B、C間距離y2＝14.82cm.請回答下列問題：(g取9.8m/s2)(1)每次都要使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放是為了__保證小球每次做平拋運動的初速度相同__．(2)依據(jù)以上干脆測量的物理量求得小球初速度的表達(dá)式為v0＝xeq\r(\f(g,y2－y1))(用題中所給字母表示)．(3)小球初速度的測量值為__1.00__m/s.解析：(1)為了保證小球每次做平拋運動的初速度相同．(2)由題意知，小球從A到B、B到C的運動時間相等，設(shè)為T，由Δy＝gT2得T＝eq\r(\f(Δy,g))＝eq\r(\f(y2－y1,g))又x＝v0T，所以v0＝eq\f(x,T)＝xeq\r(\f(g,y2－y1)).(3)代入數(shù)據(jù)得v0＝1.00m/s.12．將來在一個未知星球上用如圖(甲)所示裝置探討平拋運動的規(guī)律．懸點O正下方P點處有水平放置的炙熱電熱絲，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．現(xiàn)對小球采納頻閃數(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(chǎn)、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0.10s，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)由已知信息，可知a點__是__(選填“是”或“不是”)小球的拋出點．(2)由已知信息，可以推算出該星球表面的重力加速度為__8__m/s2.(3)由已知信息可以算出小球平拋的初速度是__0.8__m/s.(4)由已知信息可以算出小球在b點時的速度是eq\f(4\r(2),5)m/s.解析：(1)由初速度為零的勻加速直線運動在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，c到d運動時間相同，設(shè)為T，在豎直方向有Δh＝gT2，T＝0.1s，可求出g＝8m/s2；(3)由兩位置間的時間間隔為0.10s，實際水平距離為8cm，x＝vxt，得水平速度為0.8m/s；(4)b點豎直分速度為ac間的豎直平均速度，依據(jù)速度的合成求b點的合速度，vyb＝eq\f(4×4×1×10－2,2×0.10)m/s＝0.8m/s，所以vb＝eq\r(v\o\al(2,x)＋v\o\al(2,yb))＝eq\f(4\r(2),5)m/s.三、計算題(每小題10分，共40分)13．如圖所示，小球以15m/s的水平初速度向一傾角為37°的斜面拋出，飛行一段時間后，恰好垂直撞在斜面上(不計空氣阻力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，tan37°＝eq\f(3,4))．求：(1)小球在空中的飛行時間；(2)拋出點距撞擊點的豎直高度．答案：(1)2s(2)20m解析：(1)將小球垂直撞在斜面上的速度分解，如圖所示．由圖可知θ＝37°tanθ＝eq\f(v0,gt)，則t＝eq\f(v0,gtanθ)＝eq\f(15,10×\f(3,4))s＝2s.(2)豎直分位移h＝eq\f(1,2)gt2＝eq\f(1,2)×10×22m＝20m.14．如圖所示，在傾角為α＝30°的光滑斜面上，有一根長為L＝0.8m的細(xì)繩，一端固定在O點，另一端系一質(zhì)量為m＝0.2kg的小球，沿斜面做圓周運動．(1)求小球通過最高點A的最小速度；(2)若小球做圓周運動時細(xì)繩能承受的最大拉力為Fmax＝10N，則小球在最低點B的最大速度是多少．(g＝10m/s2)答案：(1)vA＝2m/s(2)vB＝6m/s解析：(1)小球通過最高點A的最小速度就是繩子上拉力為零時的速度，此時有：mgsinα＝meq\f(v\o\al(2,A),L).代入數(shù)據(jù)可得最小速度：vA＝2m/s.(2)小球在最低點B滿意：Fmax－mgsinα＝meq\f(v\o\al(2,B),L).代入數(shù)據(jù)可得最大速度vB＝6m/s.15．市區(qū)某商場門口設(shè)計了一個奇妙的裝置，由兩個完全相同的不完整圓管豎直緊挨(如圖)，圓管的半徑遠(yuǎn)大于管的粗細(xì)．A、C為圓的最高點．始終徑略小于管道大小的小球，以肯定的初速度從A點飛出，可以沿ABCDA形成一個完備的近“∞”軌跡始終運轉(zhuǎn)．每次恰好沿B、D切線進(jìn)入管道．求：(1)O1B和O2D與豎直方向夾角θ的余弦值；(2)A點的初速度．答案：(1)eq\f(1,3)(2)eq\r(\f(gR,3))解析：小球做平拋運動，豎直方向有：h＝R＋Rcosθ＝eq\f(1,2)gt2，vy＝gt水平方向：x＝Rsinθ＝v0t.又因為小球在B點剛好與圓相切，所以有：tanθ＝eq\f(vy,v0)，解得：tanθ＝eq\f(2y,x)可得：cosθ＝eq\f(1,3)，v0＝eq\r(\f(gR,3)).16．如圖所示為一自行車的局部結(jié)構(gòu)示意圖，設(shè)連接腳踏板的連桿長為L1，由腳踏板帶動半徑為r1的大輪盤(牙盤)，通過鏈條與半徑為r2的小輪盤(飛輪)連接，小輪盤帶動半徑為R的后輪轉(zhuǎn)動，使自行車在水平路面上勻速前進(jìn)．(1)自行車牙盤的半徑一般要大于飛輪的半徑，想想看，這是為什么？(2)設(shè)L1＝18cm，r1＝12cm，r2＝6cm，R＝