魯科版高中物理必修第二冊期末學(xué)業(yè)水平檢測含答案

期末學(xué)業(yè)水平檢測注意事項:1.全卷滿分100分?？荚囉脮r75分鐘。2.無特殊說明,本試卷中重力加速度g取10m/s2。一、單項選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.有一種飛機在降落的時候,要打開尾部的減速傘輔助減速,如圖所示。在飛機減速滑行過程中,減速傘對飛機拉力做功的情況是()A.始終做正功B.始終做負(fù)功C.先做負(fù)功后做正功D.先做正功后做負(fù)功2.如圖所示,某人在對面的山坡上水平拋出兩個質(zhì)量不等的小石塊,分別落在A、B兩處。不計空氣阻力,則落到A處的石塊()A.初速度大,運動時間短B.初速度大,運動時間長C.初速度小,運動時間短D.初速度小,運動時間長3.下列說法正確的是(忽略空氣阻力)()A.沿固定的光滑斜面加速下滑的物塊機械能不守恒B.在光滑水平面上,小球以一定初速度壓縮固定在墻上的彈簧,該過程中小球的機械能守恒C.物體處于平衡狀態(tài)時,機械能一定守恒D.被起重機拉著勻速向上吊起的集裝箱機械能一定不守恒4.水車是我國勞動人民利用水能的一項重要發(fā)明。圖為某水車模型,從槽口水平流出的水初速度大小為v0,垂直落在與水平面成30°角的水輪葉面上,落點到輪軸間的距離為R。在水流不斷沖擊下,輪葉受沖擊點的線速度大小接近沖擊前瞬間水流速度大小。忽略空氣阻力,重力加速度為g,有關(guān)水車及從槽口流出的水,以下說法正確的是()A.水流在空中運動的時間為t=2B.水流在空中運動的時間為t=3C.水車的最大角速度接近ω=2D.水車的最大角速度接近ω=35.如圖所示為質(zhì)點做勻變速曲線運動軌跡的示意圖,且質(zhì)點運動到D點(D點是曲線的拐點)時速度方向與加速度方向恰好互相垂直,則質(zhì)點從A點運動到E點的過程中,下列說法中正確的是()A.質(zhì)點經(jīng)過C點的速率比D點的大B.質(zhì)點經(jīng)過A點時的加速度方向與速度方向的夾角小于90°C.質(zhì)點經(jīng)過D點的加速度比B點的大D.質(zhì)點從B到E的過程中加速度方向與速度方向的夾角先增大后減小6.2022年11月1日4時27分,“夢天實驗艙”與“天和核心艙”成功對接,這標(biāo)志著中國空間站建造由全面實施階段進入收官階段。已知組合體的質(zhì)量為m,繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑為r,地球半徑為R,地球表面處的重力加速度為g,不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響,則組合體的動能為()A.2mgr2C.mgr227.如圖甲所示,飛檐是中國傳統(tǒng)建筑的重要表現(xiàn)之一,檐部上的特殊構(gòu)造不但擴大了采光面、有利于排水,還增添了建筑物的美感。現(xiàn)把飛檐看成一個彎曲軌道AB,軌道的最低點B的切線沿水平方向,如圖乙所示?，F(xiàn)有幾顆松果以不同初速度先后從A點沿軌道滑下,從B點飛出落到水平地面上?？諝庾枇Σ挥?松果之間不發(fā)生相互碰撞,則()A.松果從A點運動到B點的過程,某時刻所受合力可能等于0B.松果從A點運動到B點的過程,重力所做的功小于動能變化量C.所有松果從B點飛出落到水平地面上的運動時間相等D.所有松果從B點飛出落到水平地面上的運動位移大小相等8.如圖甲所示,戰(zhàn)國時期開始出現(xiàn)的撥浪鼓現(xiàn)在為一種小型兒童玩具,其簡化模型如圖乙所示,撥浪鼓邊緣上與圓心等高處關(guān)于轉(zhuǎn)軸對稱的位置固定有長度分別為LA、LB的兩根不可伸長的細(xì)繩,其中LA>LB,兩根細(xì)繩另一端分別系著質(zhì)量不同的小球A、B。現(xiàn)勻速轉(zhuǎn)動手柄使兩小球均在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動,連接A、B的細(xì)繩與豎直方向的夾角分別為α和β,下列判斷正確的是()A.一定有α>βB.一定有α=βC.一定有α<βD.α和β的大小關(guān)系與小球質(zhì)量有關(guān)二、多項選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)9.如圖所示,某人把一個質(zhì)量m=2kg的小球從h=0.8m高處以60°角斜向上拋出,初速度v0=3m/s,不計空氣阻力,取地面為零勢能面。則下列說法正確的是()A.拋出過程中,人對小球做的功是9JB.小球落地時速度大小為5m/sC.小球拋出后會繼續(xù)上升,故從拋出到落地過程中重力對小球所做的功大于16JD.小球到達(dá)最高點的重力勢能為25J10.如圖所示,木塊放在光滑的水平面上,一顆子彈水平射入木塊中,子彈受到的平均作用力為f,射入深度為d,此過程中木塊移動了s,則()A.子彈損失的動能為fsB.木塊增加的動能為fsC.子彈動能的減少量等于木塊動能的增加量D.子彈、木塊組成的系統(tǒng)總機械能的損失為fd11.如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上,沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量均為m的兩個物體A和B,它們分居圓心兩側(cè),與圓心距離分別為RA=r、RB=2r,與盤間的動摩擦因數(shù)μ相同,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度大小為g,當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時,下列說法正確的是()A.此時細(xì)線張力為T=3μmgB.此時圓盤的角速度為ω=2C.此時A所受摩擦力方向沿半徑指向圓外D.此時燒斷細(xì)線,A仍相對盤靜止,B將做離心運動12.“天問一號”火星探測器需要通過霍曼轉(zhuǎn)移軌道從地球發(fā)射到火星,地球軌道和火星軌道近似看成圓形軌道,霍曼轉(zhuǎn)移軌道是一個在近日點M和遠(yuǎn)日點P分別與地球軌道、火星軌道相切的橢圓軌道,如圖所示。“天問一號”在近日點短暫點火后進入霍曼轉(zhuǎn)移軌道,接著沿著這個軌道運行直至抵達(dá)遠(yuǎn)日點,然后再次點火進入火星軌道。已知引力常量為G,太陽質(zhì)量為m,地球軌道和火星軌道半徑分別為r和R,地球、火星、“天問一號”運行方向都為逆時針方向。若只考慮太陽對“天問一號”的作用力,下列說法正確的是()A.兩次點火噴射方向都與速度方向相同B.兩次點火之間的時間間隔為πC.“天問一號”在地球軌道上的線速度大于在火星軌道上的線速度D.“天問一號”在霍曼轉(zhuǎn)移軌道上P點的加速度比在火星軌道上P點的加速度小三、非選擇題(本題共6小題,共60分)13.(6分)在做“研究平拋運動”的實驗中,為了確定小球在不同時刻在空中所通過的位置,實驗時用了如圖所示的裝置。先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平,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)離槽口的方向平移距離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;將木板再向遠(yuǎn)離槽口的方向平移距離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的距離x=10cm,A、B間距離y1=4.82cm,B、C間距離y2=14.82cm。請回答以下問題:(1)為什么每次都要使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放?。

(2)根據(jù)以上直接測量的物理量來求得小球初速度的表達(dá)式為v0=。(用題中所給字母表示)

(3)小球的初速度為v0=m/s。

14.(8分)利用如圖甲所示裝置做“驗證機械能守恒定律”實驗。甲(1)為驗證機械能是否守恒,需要比較重物下落過程中任意兩點間的。

A.動能變化量與勢能變化量B.速度變化量與勢能變化量C.速度變化量與高度變化量(2)實驗中,先接通電源,再釋放重物,得到如圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C,測得它們到起始點O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,打點計時器打點的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點到打B點的過程中,重物的重力勢能變化量ΔEp=,動能變化量ΔEk=。

乙(3)大多數(shù)學(xué)生的實驗結(jié)果顯示,重力勢能的減少量大于動能的增加量,原因是。

A.利用公式v=gt計算重物速度B.利用公式v=2g?C.存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D.沒有采用多次實驗取平均值的方法15.(8分)跳臺滑雪是極具觀賞性的項目,如圖所示為簡化的跳臺滑雪的雪道示意圖,AO為助滑道,OB為著陸坡。運動員從助滑道上的A點由靜止滑下,然后從O點沿水平方向飛出,最后在著陸坡上著陸。已知,著陸坡OB的傾角為37°,O點與著陸點間的距離為75m,sin37°=0.6,cos37°=0.8。將運動員和滑雪板整體看作質(zhì)點,不計一切摩擦和空氣阻力,求:(1)運動員從O點飛出到著陸的時間t;(2)運動員經(jīng)過O點時的速度大小v;(3)A點與O點的高度差h。16.(12分)景區(qū)觀光列車是人們欣賞景區(qū)美麗景色的絕佳工具。一質(zhì)量為5×105kg的觀光列車以額定功率啟動,在水平直軌道上行駛時阻力f是車重的0.01,當(dāng)速度為10m/s時,列車的加速度大小為0.02m/s2,求:(1)該列車的額定功率P;(2)該列車行駛的最大速度vm;(3)列車從靜止開始經(jīng)過時間100s,速度達(dá)到最大值,該過程中列車行駛的距離s。17.(12分)如圖,質(zhì)量為m=2kg的小物塊,用長L=0.4m的細(xì)線懸掛于O點,現(xiàn)將細(xì)線拉直并與水平方向保持夾角α=30°,由靜止釋放,小物塊下擺至最低點B處時,細(xì)線達(dá)到其最大承受力并瞬間斷開,小物塊恰好從水平傳送帶最左端滑上傳送帶,傳送帶以v0的速度逆時針勻速運轉(zhuǎn),其上表面距地面高度H=1.6m,小物塊最后從傳送帶左端飛出,并恰好從光滑斜面頂端沿斜面方向滑上斜面。斜面高h(yuǎn)=1.0m,傾角θ=60°,斜面底端擋板上固定一輕彈簧。小物塊沿斜面下滑一段距離后,壓縮彈簧,小物塊沿斜面運動的最大距離x=32m。求(1)細(xì)線能承受的最大拉力的大小;(2)傳送帶速度大小滿足的條件;(3)彈簧的最大彈性勢能。18.(14分)中國載人登月工程規(guī)劃在2030年前后實現(xiàn)航天員登月。設(shè)想在2029年4月27日,中國宇航員登上月球。月球表面無空氣,也就是沒有空氣阻力。宇航員在月球表面借助智能機器人完成這樣一個實驗:沿水平方向?qū)⒁粋€質(zhì)量m=0.30kg的小球以某一初速度從P點水平拋出,恰好從光滑圓弧軌道ABC的A點的切線方向進入圓弧軌道(進入圓弧時無機械能損失)。已知圓弧軌道的半徑R=0.40m,θ=45°,P點與A點的水平距離(D、A間距)d=0.60m,小球到達(dá)A點時的速度vA=2m/s。已知引力常量為G,月球的半徑R月約為1.8×106m,不考慮月球的自轉(zhuǎn)。解答下列問題:(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)求月球表面的重力加速度大小g月;(2)估算月球的第一宇宙速度v1;(3)求小球到達(dá)圓弧軌道最低點B時對軌道的壓力FN。

答案全解全析1.B2.D3.D4.C5.A6.D7.C8.A9.AB10.BD11.ABC12.BC1.B減速傘對飛機的作用力與飛機運動方向相反,對飛機做負(fù)功。故選B。2.D物體做平拋運動的時間t=2?g,因落到A處的石塊下落的高度大,則運動時間長;根據(jù)v0=xt可知,因落到A處的石塊的水平位移小,則初速度小,3.D物塊沿固定的光滑斜面加速下滑,只有重力做功,則機械能守恒,故A錯誤;在光滑水平面上,小球以一定初速度壓縮固定在墻上的彈簧,彈簧對小球做負(fù)功,則小球的機械能減少,故B錯誤;物體處于平衡狀態(tài)時,可能有除重力以外的力對物體做功,如物體勻速上升時,物體機械能不守恒,故C錯誤;被勻速吊起的集裝箱,拉力做正功,機械能增加,故D正確。4.C從槽口流出的水做平拋運動,軌跡如圖所示,由幾何知識可知落到輪葉上水的速度與豎直方向的夾角為30°,則vy=v0tan30°=3v0,豎直方向做自由落體運動,則水流在空中運動的時間為t=vyg=3v0g,故A、B錯誤;落到輪葉上水的速度為v=v0sin30°=2v0,水輪做勻速圓周運動,則水車的最大角速度接近ω=vR=5.A因為質(zhì)點做勻變速運動,所以加速度恒定,C項錯誤。在D點時加速度與速度垂直,故知加速度方向向上,合力方向也向上,所以質(zhì)點從A到D的過程中,合力方向與速度方向夾角大于90°,合力做負(fù)功,動能減小,vC>vD,A項正確,B項錯誤。從B到E的過程中,加速度方向與速度方向夾角一直減小,D項錯誤。6.D組合體繞地球做勻速圓周運動,萬有引力提供向心力,則有GMmr2=mv2r,在地球表面有GMmR2=mg,組合體的動能Ek=12mv2,聯(lián)立以上三式得E7.C松果從A點運動到B點的過程,松果做曲線運動,所受合力不為零,故A錯誤;松果從A點運動到B點的過程,受到摩擦力作用,由動能定理得WG-Wf=ΔEk,即重力所做的功大于動能變化量,故B錯誤;由題意知松果從B點飛出后做平拋運動,則飛出落到水平地面上的運動時間均為t=2?g,故C正確;因為松果以不同初速度先后從A點沿軌道滑下,所以從B點飛出時水平方向初速度不相等,又因為所有松果從B點飛出落到水平地面上的運動時間相等,故所有松果從B點飛出落到水平地面上的運動位移大小不相等,故8.A設(shè)撥浪鼓半徑為R,細(xì)繩長為L,細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ,兩小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,簡化示意圖如圖所示,合力提供向心力,有mgtanθ=m(R+Lsinθ)ω2,解得L=gω2?Rtanθcosθ,可知細(xì)繩與豎直方向的夾角與小球的質(zhì)量無關(guān),根據(jù)題述可知兩小球做圓周運動的角速度相同,由于LA>LB9.AB拋出過程中,根據(jù)動能定理可知人對小球做的功為W=12mv02=12×2×32J=9J,A正確;從拋出到落地過程,根據(jù)動能定理可得mgh=12mv2-12mv02,解得小球落地時速度大小為v=5m/s,B正確;重力做功與路徑無關(guān),從拋出到落地過程中重力對小球所做的功WG=mgh=2×10×0.8J=16J,C錯誤;小球拋出后上升的最大高度為h'=(v0sin60°)22g=2780m,則小球到達(dá)最高點的重力勢能為Ep=mg10.BD對子彈運用動能定理得-f(s+d)=ΔEk子彈,故子彈損失的動能為f(s+d),故A錯誤;對木塊運用動能定理得fs=ΔEk木塊,則木塊增加的動能為fs,故B正確;子彈減少的動能轉(zhuǎn)化為木塊增加的動能和系統(tǒng)增加的內(nèi)能,故子彈動能的減少量大于木塊動能的增加量,故C錯誤;子彈、木塊組成的系統(tǒng)損失的機械能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能,損失的機械能為fd,故D正確。11.ABC兩物體角速度相同,RB>RA,所以B所受向心力比A的大,當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好還未發(fā)生滑動時,B有背離圓心的趨勢,A有指向圓心的趨勢。設(shè)此時細(xì)線的張力大小為T,對A、B分別應(yīng)用牛頓第二定律有,T-μmg=mω2r,T+μmg=2mω2r,兩式聯(lián)立解得T=3μmg,故A正確;由上面的分析可知,2μmg=mω2r,解得此時圓盤的角速度為ω=2μgr,故B正確;此時A有指向圓心的趨勢,所受摩擦力方向沿半徑指向圓外,故C正確;A、B以角速度ω做勻速圓周運動時所需的向心力大小分別為FA=2μmg、FB=4μmg,若此時燒斷細(xì)線,A、B所受最大靜摩擦力均不足以提供向心力,所以A、B都將做離心運動,故D錯誤。故選A、B、12.BC兩次點火都是從低軌道向高軌道轉(zhuǎn)移,需要加速,所以點火噴射方向都與運動方向相反,A錯誤;探測器在地球軌道上運行時由萬有引力提供向心力,有Gmm'r2=m'4π2T12r,由開普勒第三定律得R+r23T22=r3T12,兩次點火之間的時間為t=T22,聯(lián)立解得t=π2(R+r)32Gm,B正確;“天問一號”在繞太陽做勻速圓周運動時滿足Gmm'r'2=m'v2r',可得v=Gmr',13.答案(1)為了保證小球每次做平拋運動的初速度相同(2分)(2)xgy2?y1(2分)(3)解析(1)要保證小球每次拋出時都做平拋運動且初速度相等,應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下,并且斜槽軌道末端必須保持水平。(2)(3)水平方向上每次平移x,說明打下A、B、C三點的時間間隔相等,設(shè)為t,由于在豎直方向上小球做勻加速直線運動,所以有Δh=gt2,小球做平拋運動的初速度v0=x聯(lián)立兩式可得v0=xg代入數(shù)據(jù)得出v0=1m/s。14.答案(1)A(2)-mghB12m?C??A2T2(解析(1)重物下落過程中重力勢能減少,動能增加,故該實驗需要比較重物下落過程中任意兩點間的動能變化量與勢能變化量在誤差允許范圍內(nèi)是否相等,A項正確。(2)重物的重力勢能變化量ΔEp=-mghB,動能的變化量ΔEk=12mvB2=1(3)重物重力勢能的減少量大于動能的增加量,是因為重物下落過程中存在空氣阻力和摩擦阻力的影響,C正確。15.答案(1)3s(2)20m/s(3)20m解析(1)設(shè)運動員在OB上的著陸點為O',則OO'=75m,運動員從O點沿水平方向飛出,最后在著陸坡上著陸,豎直方向上有OO'sin37°=12gt2(1分)解得t=3s(1分)(2)運動員從O點沿水平方向飛出,最后在著陸坡上著陸,水平方向上有OO'cos37°=vt(1分)解得v=20m/s(1分)(3)運動員從助滑道上的A點由靜止滑下到O點的過程中,根據(jù)機械能守恒有mgh=12mv2(3分)解得h=v22g=20m(16.答案(1)6×105W(2)12m/s(3)480m解析(1)列車運動時所受阻力為f=0.01mg=5×104N(1分)據(jù)牛頓第二定律可得F-f=ma(2分)解得F=f+ma=6×104N(2分)則列車額定功率P=Fv=6×105W。(1分)(2)當(dāng)F=f時vm=Pf=12m/s。(2分)(3)對該過程由動能定理可得Pt-fs=12mvm2(解得s=480m(1分)17.答案(1)40N(2)v0≥2m/s(3)31J解析(1)小物塊從靜止擺到最低點過程中,根據(jù)機械能守恒定律有mgL(1-sinα)=12mvB2(1解得vB=2m/s(1分)小物塊在B點時,根據(jù)細(xì)線的拉力與小物塊的重力的合力提供向心力,則有F-mg=