高中同步測(cè)試卷·人教物理必修2：高中同步測(cè)試卷（十五）word版含解析

高中同步測(cè)試卷(十五)高考水平測(cè)試卷(時(shí)間：90分鐘，滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確．)1．關(guān)于機(jī)械能守恒定律的適用條件，下列說法中正確的是()A．只有重力和彈力作用時(shí)，機(jī)械能才守恒B．當(dāng)有其他外力作用時(shí)，只要合外力為零，機(jī)械能守恒C．當(dāng)有其他外力作用時(shí)，只要其他外力不做功，機(jī)械能守恒D．炮彈在空中飛行，不計(jì)阻力時(shí)，僅受重力作用，所以爆炸前后機(jī)械能守恒2．如圖所示，水平拋出的物體，抵達(dá)斜面上端P處，其速度方向恰好沿斜面方向，然后沿斜面無摩擦滑下，下列選項(xiàng)中的圖象是描述物體沿x方向和y方向運(yùn)動(dòng)的速度－時(shí)間圖象，其中正確的是()3.如圖所示，螺旋形光滑軌道豎直放置，P、Q為對(duì)應(yīng)的軌道最高點(diǎn)，一個(gè)小球以一定速度沿軌道切線方向進(jìn)入軌道，且能過軌道最高點(diǎn)P，則下列說法中正確的是()A．軌道對(duì)小球做正功，小球的線速度vP>vQB．軌道對(duì)小球不做功，小球的角速度ωP<ωQC．小球的向心加速度aP>aQD．軌道對(duì)小球的壓力FP>FQ4．一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t＝0時(shí)其速度為1m/s.從此刻開始在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平作用力F，力F和滑塊的速度v隨時(shí)間t的變化規(guī)律分別如圖甲和乙所示．設(shè)在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)力F對(duì)滑塊做的功分別為W1、W2、W3.則以下關(guān)系式正確的是()A．W1＝W2＝W3 B．W1<W2<W3C．W1<W3<W2 D．W1＝W2<W35．如圖，一半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置，軌道兩端等高；質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自軌道端點(diǎn)P由靜止開始滑下，滑到最低點(diǎn)Q時(shí)，對(duì)軌道的正壓力為2mg，重力加速度大小為g.質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q的過程中，克服摩擦力所做的功為()A.eq\f(1,4)mgR B.eq\f(1,3)mgRC.eq\f(1,2)mgR D.eq\f(π,4)mgR6．據(jù)報(bào)道，MH370失聯(lián)后多個(gè)國家積極投入搜救行動(dòng)，在搜救過程中衛(wèi)星發(fā)揮了巨大的作用．其中我國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)和美國的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)均參與搜救工作．北斗導(dǎo)航系統(tǒng)包含5顆地球同步衛(wèi)星，而GPS導(dǎo)航系統(tǒng)由運(yùn)行周期為12小時(shí)的圓軌道衛(wèi)星群組成，則下列說法正確的是()A．發(fā)射人造地球衛(wèi)星時(shí)，發(fā)射速度只要大于7.9km/s就可以B．衛(wèi)星向地面上同一物體拍照時(shí)GPS衛(wèi)星拍攝視角小于北斗同步衛(wèi)星拍攝視角C．北斗同步衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于GPS衛(wèi)星的機(jī)械能D．北斗同步衛(wèi)星的線速度與GPS衛(wèi)星的線速度之比為eq\r(3,\f(1,2))7.如圖所示，圓心在O點(diǎn)、半徑為R的圓弧軌道abc豎直固定在水平桌面上，Oc與Oa的夾角為60°，軌道最低點(diǎn)a與桌面相切．一輕繩兩端系著質(zhì)量分別為m1和m2的小球(均可視為質(zhì)點(diǎn)，且m1>m2)，掛在圓弧軌道邊緣c的兩邊，開始時(shí)，m1位于c點(diǎn)，然后從靜止釋放，設(shè)輕繩足夠長(zhǎng)，不計(jì)一切摩擦．則()A．在m1由c下滑到a的過程中，兩球速度大小始終相等B．在m1由c下滑到a的過程中，m1所受重力的功率始終增大C．若m1恰好能沿圓弧下滑到a點(diǎn)，則m1＝2m2D．若m1恰好能沿圓弧下滑到a點(diǎn)，則m1＝3m2二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)符合題意．)8．一物體受到兩個(gè)外力的作用，沿某方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)．若將其中一個(gè)力的方向旋轉(zhuǎn)90°，保持這個(gè)力的大小和另一個(gè)力不變，則物體可能做()A．勻速直線運(yùn)動(dòng) B．勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．勻減速直線運(yùn)動(dòng) D．軌跡為曲線的運(yùn)動(dòng)9．(2016·高考全國卷丙)如圖，一固定容器的內(nèi)壁是半徑為R的半球面；在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)P.它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過程中，克服摩擦力做的功為W.重力加速度大小為g.設(shè)質(zhì)點(diǎn)P在最低點(diǎn)時(shí)，向心加速度的大小為a，容器對(duì)它的支持力大小為N，則()A．a(chǎn)＝eq\f(2（mgR－W）,mR) B．a(chǎn)＝eq\f(2mgR－W,mR)C．N＝eq\f(3mgR－2W,R) D．N＝eq\f(2（mgR－W）,R)10．如圖所示，半徑為R的半圓形光滑凹槽A靜止在光滑水平面上，其質(zhì)量為m.現(xiàn)有一質(zhì)量也為m的小物塊B，由靜止開始從槽左端的最高點(diǎn)沿凹槽滑下，當(dāng)小物塊B剛要到達(dá)槽最低點(diǎn)時(shí)，凹槽A恰好被一表面涂有粘性物的固定擋板粘住，在極短的時(shí)間內(nèi)速度減為零；小物塊B繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到距槽最低點(diǎn)的最大高度是eq\f(R,2).則小物塊從釋放到第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是()A．凹槽A對(duì)小物塊B做的功W＝－eq\f(1,2)mgRB．凹槽A對(duì)小物塊B做的功W＝mgRC．凹槽A被粘住的瞬間，小物塊B對(duì)凹槽A的壓力大小為mgD．凹槽A被粘住的瞬間，小物塊B對(duì)凹槽A的壓力大小為2mg11．如圖所示，小滑塊從一個(gè)固定的光滑斜槽軌道頂端無初速開始下滑，用v、t和h分別表示小滑塊沿軌道下滑的速率、時(shí)間和距軌道頂端的高度．如圖所示的v－t圖象和v2－h(huán)圖象中可能正確的是()12.如圖所示，重10N的滑塊在傾角為30°的斜面上，從a點(diǎn)由靜止下滑，到b點(diǎn)接觸到一個(gè)輕彈簧．滑塊壓縮彈簧到c點(diǎn)開始彈回，返回b點(diǎn)離開彈簧，最后又回到a點(diǎn)，已知ab＝0.8m，bc＝0.4m，那么在整個(gè)過程中下列說法正確的是()A．滑塊動(dòng)能的最大值是6JB．彈簧彈性勢(shì)能的最大值是6JC．從c到b彈簧的彈力對(duì)滑塊做的功是6JD．滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)整個(gè)過程機(jī)械能守恒題號(hào)123456789101112答案三、實(shí)驗(yàn)題(按題目要求作答．)13．(10分)某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．頻閃儀每隔0.05s閃光一次，圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)為實(shí)際距離，該同學(xué)通過計(jì)算得到不同時(shí)刻的速度如下表(當(dāng)?shù)刂亓铀俣热?.8m/s2，小球質(zhì)量m＝0.2kg，計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)：時(shí)刻t2t3t4t5速度(m·s－1)4.994.483.98(1)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計(jì)算t5時(shí)刻小球的速度v5＝________m/s；(2)從t2到t5時(shí)間內(nèi)，重力勢(shì)能增量ΔEp＝________J，動(dòng)能減少量ΔEk＝________J；(3)在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEp與ΔEk近似相等，從而驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律．由上述計(jì)算得ΔEp________ΔEk(選填“>”“<”或“＝”)，造成這種結(jié)果的主要原因是__________．四、計(jì)算題(本題共3小題，共32分．解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．)14．(10分)在用高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車的設(shè)計(jì)速度是108km/h.汽車在這種水平路面上行駛時(shí)，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的eq\f(3,5)，試求：(1)如果汽車在這種高速路的水平路面彎道上轉(zhuǎn)彎，其彎道的最小半徑是多少？(2)如果彎道的路面設(shè)計(jì)為傾斜，彎道半徑為360m，要使汽車通過此彎道時(shí)不產(chǎn)生側(cè)向摩擦力，則彎道路面的傾斜角度的正切值tanθ是多少？15.(10分)如圖所示，ABCD為一豎直平面內(nèi)的軌道，其中BC水平，A點(diǎn)比BC高出10m，BC長(zhǎng)1m，AB和CD軌道光滑．一質(zhì)量為1kg的物體，從A點(diǎn)以4m/s的速度開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過BC后滑到高出C點(diǎn)10.3m的D點(diǎn)速度為零．(g取10m/s2)求：(1)物體與BC軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)物體第5次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度；(3)物體最后停止的位置(距B點(diǎn)多少米)．16.(12分)現(xiàn)代化的生產(chǎn)流水線大大提高了勞動(dòng)效率，如圖為某工廠生產(chǎn)流水線上的水平傳輸裝置的俯視圖，它由傳送帶和轉(zhuǎn)盤組成．物品從A處無初速、等時(shí)間間隔地放到傳送帶上，運(yùn)動(dòng)到B處后進(jìn)入勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)盤隨其一起運(yùn)動(dòng)(無相對(duì)滑動(dòng))，到C處被取走裝箱．已知A、B間的距離L＝9.0m，物品在轉(zhuǎn)盤上與轉(zhuǎn)軸O的距離R＝3.0m，與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.25，傳送帶的傳輸速度和轉(zhuǎn)盤上與O相距為R處的線速度均為v＝3.0m/s，取g＝10m/s2.問：(1)物品從A處運(yùn)動(dòng)到B處的時(shí)間t；(2)若物品在轉(zhuǎn)盤上的最大靜摩擦力可視為與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則物品與轉(zhuǎn)盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2至少為多大？(3)若物品的質(zhì)量為0.5kg，每輸送一個(gè)物品從A到C，該流水線為此至少多做多少功？參考答案與解析1．[導(dǎo)學(xué)號(hào)94770227][解析]選C.機(jī)械能守恒的條件是只有重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，如果這里的彈力是外力，且做功不為零，機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤．當(dāng)有其他外力作用且合外力為零時(shí)，機(jī)械能可以不守恒，如拉一物體勻速上升，合外力為零但機(jī)械能不守恒，B錯(cuò)誤．C選項(xiàng)中，“其他外力”不含重力，滿足機(jī)械能守恒的條件．對(duì)于D選項(xiàng)，在炮彈爆炸過程中，爆炸時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能不守恒．2．[導(dǎo)學(xué)號(hào)94770228][解析]選C.O～tP段，水平方向：vx＝v0，恒定不變；豎直方向：vy＝gt；tP～tQ段，水平方向：vx＝v0＋a水平t，豎直方向：vy＝gtP＋a豎直t(a豎直＜g)，因此選項(xiàng)A、B、D均錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確．3．[導(dǎo)學(xué)號(hào)94770229][解析]選B.軌道光滑，小球在運(yùn)動(dòng)的過程中只受重力和支持力，支持力時(shí)刻與運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以不做功，A錯(cuò)；那么在整個(gè)過程中只有重力做功，滿足機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒有vP<vQ，在P、Q兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的軌道半徑rP>rQ，根據(jù)ω＝eq\f(v,r)，a＝eq\f(v2,r)，得小球在P點(diǎn)的角速度小于在Q點(diǎn)的角速度，B正確；在P點(diǎn)的向心加速度小于在Q點(diǎn)的向心加速度，C錯(cuò)；小球在P、Q兩點(diǎn)的向心力由重力和支持力提供，即mg＋FN＝ma向，可得P點(diǎn)對(duì)小球的支持力小于Q點(diǎn)對(duì)小球的支持力，D錯(cuò)．4．[導(dǎo)學(xué)號(hào)94770230][解析]選B.各秒內(nèi)的位移等于速度圖線與橫軸所圍的面積，由題圖乙可知：x1＝eq\f(1,2)×1×1m＝0.5m，x2＝eq\f(1,2)×1×1m＝0.5m，x3＝1×1m＝1m，結(jié)合題圖甲力的大小，可以求得：W1＝1×0.5J＝0.5J，W2＝3×0.5J＝1.5J，W3＝2×1J＝2J，所以選B.5．[導(dǎo)學(xué)號(hào)94770231][解析]選C.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)，由重力和軌道的支持力提供向心力，由牛頓第二定律得：N－mg＝meq\f(veq\o\al(2,Q),R)由題有：N＝2mg可得：vQ＝eq\r(gR)質(zhì)點(diǎn)自P滑到Q的過程中，由動(dòng)能定理得：mgR－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,Q)得克服摩擦力所做的功為Wf＝eq\f(1,2)mgR.6．[導(dǎo)學(xué)號(hào)94770232][解析]選D.7.9km/s是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，不同的衛(wèi)星發(fā)射速度不同，故A錯(cuò)誤；北斗導(dǎo)航系統(tǒng)包含5顆地球同步衛(wèi)星，而GPS導(dǎo)航系統(tǒng)由運(yùn)行周期為12小時(shí)的圓軌道衛(wèi)星群組成，所以衛(wèi)星向地面上同一物體拍照時(shí)GPS衛(wèi)星拍攝視角大于北斗同步衛(wèi)星拍攝視角，故B錯(cuò)誤；由于衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系不清楚，所以無法比較機(jī)械能的大小關(guān)系，故C錯(cuò)誤；GPS由運(yùn)行周期為12小時(shí)的衛(wèi)星群組成，同步衛(wèi)星的周期是24小時(shí)，所以北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中的同步衛(wèi)星和GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的周期之比T1∶T2＝2∶1.根據(jù)萬有引力提供向心力得r＝eq\r(3,\f(GMT2,4π2))，所以北斗同步衛(wèi)星的軌道半徑與GPS衛(wèi)星的軌道半徑之比是eq\r(3,4)∶1，根據(jù)v＝eq\r(\f(GM,r))得北斗同步衛(wèi)星的線速度與GPS衛(wèi)星的線速度之比為eq\r(3,\f(1,2))，故D正確．7．[導(dǎo)學(xué)號(hào)94770233][解析]選C.小球m1沿繩的方向的分速度與m2的速度大小相等，A錯(cuò)誤；重力m1g的功率P1＝m1g·v1豎，小球m1在豎直方向的分速度v1豎先增大后減小，故P1也先增大后減小，B錯(cuò)誤；由m1和m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒可得：m1gR(1－cos60°)＝m2gR，故m1＝2m2，C正確，D錯(cuò)誤．8．[導(dǎo)學(xué)號(hào)94770234][解析]選BCD.旋轉(zhuǎn)后兩個(gè)力的合力與物體原來的運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)后兩個(gè)力的合力與物體原來的運(yùn)動(dòng)方向相反時(shí)，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)后兩個(gè)力的合力與物體原來的運(yùn)動(dòng)方向不共線時(shí)，則物體的軌跡為曲線．因此正確答案為BCD.9．[導(dǎo)學(xué)號(hào)94770235][解析]選AC.質(zhì)點(diǎn)由半球面最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能定理有：mgR－W＝eq\f(1,2)mv2，又在最低點(diǎn)時(shí)，向心加速度大小a＝eq\f(v2,R)，兩式聯(lián)立可得a＝eq\f(2（mgR－W）,mR)，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)時(shí)有N－mg＝meq\f(v2,R)，解得N＝eq\f(3mgR－2W,R)，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．10．[導(dǎo)學(xué)號(hào)94770236][解析]選AD.設(shè)小物塊B第一次到達(dá)最低點(diǎn)的速度為v，小物塊B從最低點(diǎn)繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理有mgeq\f(R,2)＝eq\f(1,2)mv2，得v＝eq\r(gR)，小物塊B從左端最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中，對(duì)B由動(dòng)能定理有mgR＋W＝eq\f(1,2)mv2－0，得W＝－eq\f(1,2)mgR，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤．在最低點(diǎn)小物塊所受的向心力F向＝FN－mg＝meq\f(v2,R)，得FN＝2mg，則由牛頓第三定律可知小物塊對(duì)凹槽的壓力大小FN′＝FN＝2mg，所以D項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤．11．[導(dǎo)學(xué)號(hào)94770237][解析]選BD.小滑塊下滑過程中，小滑塊的重力沿斜槽軌道切向的分力逐漸變小，故小滑塊的加速度逐漸變小，故A錯(cuò)誤，B正確；由機(jī)械能守恒得：mgh＝eq\f(1,2)mv2，故v2＝2gh，所以v2與h成正比，C錯(cuò)誤，D正確．12．[導(dǎo)學(xué)號(hào)94770238][解析]選BCD.滑塊能回到原出發(fā)點(diǎn)，所以機(jī)械能守恒，D正確；以c點(diǎn)為參考點(diǎn)，則a點(diǎn)的機(jī)械能為6J，c點(diǎn)時(shí)的速度為0，重力勢(shì)能也為0，所以彈性勢(shì)能的最大值為6J，從c到b彈簧的彈力對(duì)滑塊做的功等于彈性勢(shì)能的減少量，故為6J，所以B、C正確；由a→c時(shí)，因重力勢(shì)能不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，故A錯(cuò)．13．[導(dǎo)學(xué)號(hào)94770239][解析](1)t5時(shí)刻小球的速度v5＝eq\f(16.14＋18.66,2×0.05)×10－2m/s＝3.48m/s.(2)從t2到t5時(shí)間內(nèi)，重力勢(shì)能增量ΔEp＝mgh25＝0.2×9.8×(23.68＋21.16＋18.66)×10－2J＝1.24J，動(dòng)能減少量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,5)＝1.28J.(3)ΔEp<ΔEk，造成這種結(jié)果的主要原因是存在空氣阻力．[答案](1)3.48(2)1.241.28(3)<存在空氣阻力14．[導(dǎo)學(xué)號(hào)94770240][解析](1)汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)，可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由汽車與路面間的靜摩擦力提供，當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，對(duì)應(yīng)的半徑最小，有fm＝eq\f(3,5)mg，fm＝meq\f(v2,r) (3分)又v＝108km/h＝30m/s (1分)解得：r＝150m (1分)故彎道的最小半徑為150m． (1分)(2)設(shè)彎道傾斜角度為θ，汽車通過此彎道時(shí)向心力由重力及支持力的合力提供，有mgtanθ＝meq\f(v2,R) (3分)解得彎道路面傾斜角度的正切值tanθ＝0.25. (1分)[答案](1)150m(2)0.2515．[導(dǎo)學(xué)號(hào)94770241][解析](1)由