高一下学期期末考试仿真卷（三）-2020-2021学年鲁科版（2019）高中物理必修第二册（含答案及解析）

高一物理下学期期末考试仿真卷三 一、单选题（本大题共8小题，共24.0分） 1. 如图是物体做匀变速曲线运动轨迹的示意图，已知物体在B点的加速度方向与速度方向垂直，下列说法正确的是 A. A点的加速度比C点的加速度大 B. 物体在AB段做匀加速曲线运动 C. 物体在BC段做匀减速曲线运动 D. 物体从A点到C点加速度与速度的夹角一直在减小，速率是先减小后增大 2. 如图，a、b两点位于同一条竖直线上，从a、b两点分别以速度、水平抛出两个相同的质点小球，它们在水平地面上方的P点相遇。假设在相遇过程中两球的运动没有受到影响，则下列说法正确的是 A. 两个小球从a、b两点同时抛出 B. 两小球抛出的初速度  C. 从a点抛出的小球着地时重力的瞬时功率较大 D. 从a点抛出的小球着地时水平射程较大 3. 如图所示，光滑的斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球，当整个装置沿水平面向左以速度v匀速运动时，以下说法中正确的是 A. 小球的重力不做功 B. 斜面对球的弹力不做功 C. 挡板对球的弹力做正功 D. 合外力做正功 4. 如图所示，两个质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光滑水平地面上质量相同、材料不同的两矩形滑块A、B中，射入A中的深度是射入B中深度的两倍．上述两种射入过程相比较（） A. 射入滑块A的子弹速度变化大 B. 整个射入过程中两滑块受的冲量一样大，木块对子弹的平均阻力一样大 C. 射入滑块A中时阻力对子弹做功是射入滑块B中时的两倍 D. 两个过程中系统产生的热量相同 5. 如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为，该同学和秋千踏板的总质量约为。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为，此时每根绳子平均承受的拉力约为 A. B. C. D. 6. 汽车在崎岖不平的道路上以相同的速率行驶，假设道路如图所示，汽车最容易爆胎的位置是      A. A处 B. B处 C. C处 D. D处 7. 2018年12月8日2时23分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，实现人类首次在月球背面软着陆，开展月球背面就位探测和巡视探测。图示是“嫦娥四号”到达月球背面的巡视器。已知地球和月球的半径之比为，其表面重力加速度之比为。则地球和月球的密度之比为    A. B. C. D. 8. 已知嫦娥五号轨道器和返回器组合体在环月轨道上运行的速度为，运行周期为T，引力常量G，则可以计算出 A. 月球的半径为 B. 月球的质量为 C. 月球的平均密度为 D. 月球表面的重力加速度为 二、多选题（本大题共4小题，共16.0分） 9. 如图所示，a、b两个小球从不同高度同时沿相反方向水平抛出，其平抛运动轨迹的交点为P，则以下说法正确的是 A. a、b两球同时落地 B. b球先落地 C. a、b两球在P点相遇 D. 无论两球初速度大小多大，两球总不能相遇 10. 如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的是 A. 重力势能和动能之和逐渐增大 B. 重力势能和弹性势能之和先减小后增大 C. 动能和弹性势能之和逐渐减小 D. 重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变 11. 如图所示，两个相同的小球A、B用长度分别为、的细线悬于天花板上的、点，两球在水平面内做匀速圆周运动，两根细线与竖直轴夹角均为设A、B两球的线速度分别为、，角速度分别为、，加速度分别为、，两根细线的拉力分别为、，则      A. B. C. D. 12. 高分五号卫星在太原卫星发射中心成功发射，它填补了国产卫星无法有效探测区域大气污染的空白。如图是高分五号卫星发射的模拟示意图，先将卫星送入近地圆形轨道Ⅰ，在轨道Ⅰ上的A处点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在轨道Ⅱ上B处再次点火进入圆形预定轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，不考虑卫星的质量变化。下列说法正确的是 A. 卫星在A处变轨要加速，在B处变轨要减速 B. 卫星在轨道Ⅰ上运动的动能小于在轨道Ⅲ上的动能 C. 卫星在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度 D. 卫星在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期 三、实验题（本大题共2小题，共16.0分） 13. 某同学用如图1所示的装置验证机械能守恒定律，一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点，光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条质量不计。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t由计时器测出，取作为钢球经过A点时的速度，记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球从释放点摆至A点过程中重力势能减少量与动能增加量，就能验证机械能是否守恒。     用计算钢球重力势能的减少量，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到___________之间的竖直距离。     钢球在A点时的顶端    钢球在A点时的球心    钢球在A点时的底端     用计算钢球动能增加量，用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图2所示，其读数为______cm，某次测量中，计时器的示数为秒，则钢球的速度为_______     下表为该同学的实验结果：     他发现表中的与之间存在差异，他认为这是由于空气阻力造成的，你是否同意他的观点请说明理由_____________________________ 14. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。 为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，正确的是     A.通过调节使斜槽末端的切线保持水平 B.实验所用斜槽的轨道必须是光滑的 C.每次必须由静止释放小球，而释放小球的位置始终相同 D.将球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球作平抛运动的初速度为______。取 在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_____；若以A点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系，则小球的抛出点坐标为______ 。取 四、计算题（本大题共4小题，共44.0分） 15. 如图所示，质量为的物块静止在范围足够宽的水平地面上，物块与水平地面之间的动摩擦因素为，现在用一个大小为方向与水平面成的拉力拉动物块，之后撤去拉力，结果物块再运动一段时间就停了下来，已知，，，，求： 拉力所做的功； 拉力的最大功率。 16. 从高为的楼顶以某水平速度抛出一个石块，落地点距楼的水平距离为，g取，求： 石块的初速度大小； 石块着地时的速度v． 17. 我国月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约用十年左右的时间完成，这极大地提高了同学们对月球的关注程度。某探月卫星在离月球表面为h的空中沿圆形轨道绕月球飞行，周期为若月球半径R，引力常量为试求： 月球的质量； 月球表面的重力加速度。 18. 如图所示，竖直平面内光滑圆弧轨道AB固定在水平面上，其圆心角、半径，末端B与水平粗糙轨道BC表面相切，已知BC间的距离，质量、长度的小车停放在光滑水平面上，其上表面与BC表面齐平，且左端与C点相接触，一个质量的小物块可视为质点，以的初速度水平抛出，到达A点时，恰好沿A点的切线方向进入圆弧轨道，通过轨道BC的时间为，滑上小车且到达小车右端时二者恰好达到共同速度，g取，求： 小物块滑到圆弧轨道的底端B时，对圆弧轨道压力的大小； 小物块刚滑上小车时的速度大小； 小物块与小车间的动摩擦因数。 答案和解析 1.【答案】D 【解析】 【分析】 物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同，根据加速度方向与速度方向的关系分析。 本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，本题基本上就可以解决了。 【解答】 A、质点做匀变速曲线运动，则有加速度不变，所以质点经过C点时的加速度与A点相同，故A错误； BCD、质点从A运动到C，质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则有AB段速度与加速度方向夹角大于，BC段的加速度方向与速度方向夹角小于，则物体在AB段做匀减速运动，在BC段做匀加速运动，从A点到C点加速度与速度的夹角一直在减小，速率是先减小后增大，故BC错误，D正确。 故选：D。 2.【答案】C 【解析】 【分析】 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据在P点相遇，结合高度比较运动的时间，从而通过水平位移比较初速度． 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，基础题。 【解答】 A.因为两个小球在P点相遇，可知a球下降的高度大于b球下降的高度，可知a球的运动时间较长，所以a球先抛出，故A错误； B.因为从抛出到P点的过程中，水平位移相等，a球的运动时间较长，则a球的初速度较小，即，故B错误； C.根据知，a球距离地面的高度大，则a球落地时竖直分速度较大，则a球着地时重力的瞬时功率较大，故C正确； D.到达P点时，a球的竖直分速度较大，所以从P点到地面，a球先落地，b球后落地，而且b的初速度大，所以b球的水平射程较大，故D错误。 故选C。 3.【答案】A 【解析】 【分析】 判断一个力是否做功，关键看力的方向与位移方向是否垂直，若垂直则不做功，若不垂直，则做功． 该题考查了力做功的条件，看力的方向与位移方向是否垂直，若垂直则不做功，若不垂直，则做功． 【解答】 对小球进行受力分析：小球受到竖直向下的重力，斜面对它垂直斜面向上的弹力，挡板对它水平向右的弹力， 而小球位移方向水平向左，所以只有重力方向与位移方向垂直，其他力都不垂直，故只有重力不做功，其它两个力都做功，且挡板对球的弹力做负功，所以A正确，BC错误． D.整个装置匀速向左运动，根据动能定理合外力做功为零，故D错误； 故选：A． 4.【答案】D 【解析】 【分析】： 由动量守恒定律和动量定理得到两木块的速度变化以及木块受到的冲量；由动能定理讨论阻力对子弹所做的功；由系统损失的动能转化为热量，比较两木块中产生的热量的多少。 本题综合考查动量守恒定律、动量定理、动能定理以及功能关系，难度较大。 【解答】： A.由动量守恒定律得子弹射入木块后，两木块和子弹的速度相同，即两种情况下子弹的末速度相同，故两子弹的速度变化相同，故A错误； 由动量定理得两木块受到的冲量等于木块动量的变化，所以整个射入过程中两滑块受的冲量一样；射入木块的过程系统产生的热量等于系统减少的动能，故射入木块时系统产生的热量相同，热量，f为木块对子弹的平均阻力，d为子弹射入木块中的深度，由于d不同，可知木块对子弹的平均阻力不同，故B错误，D正确； C.由动能定理知，阻力对子弹所做的功等于子弹动能的变化，故两木块阻力对子弹做功相同，故C错误。 故选D。 5.【答案】B 【解析】 【分析】 本题主要考查向心力，在最低点，对同学和秋千踏板受力分析，根据牛顿第二定律列式求解每根绳子平均承受的拉力。 【解答】 把同学和秋千踏板看成整体，在最低点，对同学和秋千踏板受力分析，根据牛顿第二定律得： 解得：，故B正确，ACD错误。 故选B。 6.【答案】C 【解析】 【分析】 本题主要考查牛顿第二定律的理解与应用，熟悉牛顿第二定律是解题的关键，难度不大。 【解答】 在C点，由图可知，其需要的向心力向上，由牛顿第二定律可得：，由表达式可知地面对车的支持力大于车的重力，容易爆胎 故选C。 7.【答案】B 【解析】 【分析】 根据天体表面物体的重力等于万有引力即可得出天体质量的表达式，再根据密度公式得出密度表达式，结合已知条件即可求解。 本题关键是明确在星球的表面重力等于万有引力，根据万有引力定律的表达式列式分析即可，基础题目。 【解答】 解：根据天体表面物体的重力等于万有引力，有： 得 密度 所以 故B正确，ACD错误； 故选B。 8.【答案】B 【解析】 【分析】 本题主要是考查了万有引力定律及其应用；解答此类题目一般要把握两条线：一是在星球表面，忽略星球自转的情况下，万有引力近似等于重力；二是根据万有引力提供向心力列方程进行解答。 “嫦娥五号”卫星绕月球做匀速圆周运动，根据线速度和周期的关系求得轨道半径；根据万有引力等于向心力列式，判断是否可求得月球的质量和密度，根据重力等于万有引力判断是否可求得物体在月球表面自由下落的加速度大小。 【解答】  设月球的质量为M，“嫦娥五号”探测器的质量为m。 A.“嫦娥五号”探测器绕月球做匀速圆周运动，则线速度，解得：，但这是嫦娥五号绕月球运行的轨道半径，而不是月球半径，故A错误； B.由万有引力定律提供向心力可得：，结合A中所求轨道半径r，代入可得：，故B正确； C.由于不知道月球的半径，故无法求得月球的平均密度，故C错误； D.根据万有引力和重力的关系可得：，由于不知道月球的半径，故无法求得月球表面的重力加速度，故D错误。 故选B。 9.【答案】BD 【解析】 【分析】 根据平抛运动竖直方向是自由落体运动判断落地时间关系；根据相遇应为同一时刻在同一位置，结合平抛规律判断。 解决本题的关键是要知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，往往结合几何知识和运动学公式灵活求解。 【解答】 平抛运动竖直方向是自由落体运动，运动时间，由题可知，a球位置比b球位置高，故a运动时间较长，同时释放，b球先落地，故A错误，B正确； 同时释放，到达同一时刻过程下落的高度相同，故无论多大初速度，同一时刻不会在同一高度位置，即不会相遇，故C错误，D正确。 故选BD。 10.【答案】BD 【解析】解：以小球和弹簧的组成的系统为研究对象，由于只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒，即小球的重力势能、动能以及弹簧的弹性势能之和总保持不变，而弹簧的弹性势能逐渐增大，所以重力势能和动能之和逐渐减小，故A错误，D正确。 B.开始阶段，弹力小于重力，合力向下，小球向下加速，之后，弹力大于重力，合力向上，小球向下减速，所以小球的动能先增大后减小，由系统的机械能守恒知重力势能和弹性势能之和先减小后增大，故B正确。 C.因为小球的重力势能一直减小，因此小球动能和弹性势能之和一直增加，故C错误。 故选BD。 小球和弹簧接触直至压缩最短过程中，弹簧弹力对小球做负功，因此小球机械能减小。以小球和弹簧的组成的系统为研究对象，对照机械能守恒条件知道系统的机械能守恒。 本题考查机械能守恒定律的应用，要注意明确弹簧问题往往是动态变化的，分析这类问题时用动态变化的观点进行，同时注意其过程中的功能转化关系。 11.【答案】BC 【解析】 【分析】 小球受重力和拉力，两个力的合力提供小球做圆周运动的向心力；通过合力提供向心力，比较出两球的线速度大小，根据比较线速度关系。 解决本题的关键会正确地受力分析，知道匀速圆周运动向心力是由物体所受的合力提供。 【解答】 小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图 小球受重力和绳子的拉力，合力提供向心力，根据几何关系可知 拉力：，可知 向心力： 由向心力公式得： 又 解得： 由于，所以，故AD错误； B.由于，故角速度：，由于，所以，故B正确； C.由向心力公式得：，所以二者的加速度是相等的，故C正确。 故选：BC。 12.【答案】CD 【解析】 【分析】 变轨道时从近轨道到远轨道的过程中做离心运动，动能增加，周期的二次方与椭圆半长轴的三次方成正比，加速度等于万有引力与质量的比值。 解题的关键是应用万有引力定律解决天体问题。 【解答】 A.高分五号卫星在A处和在B处变轨从近轨道到远轨道的过程中做离心运动，动能增加，要加速，故A错误； B，高分五号卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上做圆周运动，向心力是地球对卫星的万有引力提供，故得到卫星的速度为：，G代表万有引力常量，M为地球的质量，r为卫星做圆周运动的半径，故高分五号卫星在轨道Ⅰ上运动的速度大于在轨道Ⅲ上的速度，故高分五号卫星在轨道Ⅰ上运动的动能大于在轨道Ⅲ上的动能，故B错误； C.高分五号卫星在轨道Ⅰ和在轨道Ⅲ上做圆周运动，向心力是地球对卫星的万有引力提供，故得到卫星的加速度为：，高分五号卫星在轨道Ⅰ上运动的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度，故C正确； D.根据开普勒行星运动定律周期的二次方与运行轨道半长轴的三次方成正比，高分五号卫星在三条轨道上的运行周期，轨道Ⅰ上最小、轨道Ⅲ最大。故D正确； 故选CD。 13.【答案】 ；    ；    不同意，如果差异是由于空气阻力造成的，则应小于 【解析】 【分析】本题考查了验证机械能守恒定律；对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量；知道极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小。 掌握刻度尺读数的方法，需估读一位；根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出最低点小球的速度；根据动能表达式，从而得出动能的量增加，再结合下降的高度求出重力势能的减小量；结合实验的装置与实验的原理，分析误差产生的原因，从而提出建议。  【解答】 小球下落的高度h是初末位置球心之间的高度差；故AC错误，B正确；故选B； 刻度尺读数的方法，需估读一位，所以读数为；某次测量中，计时器的示数为，则钢球的速度为：； 不同意；如果差异是由于空气阻力造成的，则应小于 故答案为： ；    ；    不同意，如果差异是由于空气阻力造成的，则应小于 14.【答案】；； ，。 【解析】 【分析】 保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线． 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据运动学基本公式即可求解． 根据水平位移和时间间隔求出初速度．根据竖直方向上某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的竖直分速度，通过平行四边形定则求出b点的速度． 解决本题的关键掌握处理平抛运动的方法，能够灵活运用运动学公式处理水平方向和竖直方向上的运动，关键是抓住竖直方向自由落体运动的特点，由求时间单位． 【解答】 、通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动．故A正确． B、因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故B错误，C正确； D、将球经过不同高度的位置记录在纸上后，取下纸，平滑的曲线把各点连接起来，故D错误． 故选：AC． 根据得，平抛运动的时间，则小球平抛运动的初速度． 在竖直方向上，根据得，，小球平抛运动的初速度． B点的竖直分速度． 从抛出点到B点的时间， 则抛出点到B点的水平位移， 抛出点到B点的竖直位移， 若以A点为坐标原点，B点坐标为 故小球的抛出点坐标为 故答案为：；； ，。 15.【答案】解：物块在拉力撤去前的运动过程中， 由牛顿第二定律可得： 由运动学规律可得： 由功的计算公式可得： 综上解得： 由运动学规律可得： 由功的计算公式可得： 综上解得：； 答：拉力所做的功为6000J； 拉力的最大功率为2400W． 【解析】由牛顿第二定律可求得物体的加速度，再根据运动学公可求得位移，则由功的公式即可求得功； 由速度公式可求得最大速度，再由功率公式即可求得最大功率． 本题考查牛顿第二定律、功的计算以及功率的计算问题，要注意正确分析受力情况，同时注意求功及功率时均要注意力和速度之间的夹角． 16.【答案】解： 根据得：． 石块的初速度大小为：． 石块落地时竖直分速度为：， 根据平行四边形定则得，落地的速度为：． 答： 石块的初速度大小为； 石块着地的速度大小为． 【解析】【试题解析】 根据高度求出平抛运动的时间，结合水平距离和时间求出石块的初速度． 根据竖直分速度，结合平行四边形定则求出石块落地的速度大小． 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，基础题． 17.【答案】解：嫦娥三号围绕月球做圆周运动时，有： 解得： 根据万有引力等于重力得： 解得： 答：月球的质量表达式为得； 月球表面的重力加速度为 【解析】根据万有引力提供向心力，结合轨道半径和周期求出月球的质量。 根据万有引力等于重力求出月球表面的重力加速度。 解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论，1、万有引力提供向心力，2、万有引力等于重力，并能灵活运用。 18.【答案】解：在A点时 从A到B过程中，解得： 在B点根据牛顿第二定律可知，解得： 由牛顿第三定律可知小物块滑到圆弧轨道的底端B时，对圆弧轨道压力的大小为28N； 在BC段的平均速度 根据解得在C点的速度 即小物块刚滑上小车时的速度大小为； 根据动量守恒定律可知 根据功能关系可知 解得： 【解析】本题主要考查了平抛运动、动能定理、牛顿定律、向心力、动量守恒定律和功能关系等的应用，注意分析运动过程，难度适中。 根据几何关系求出在A点时的速度，从A到B过程中根据动能定理求出在B点的速度，根据牛顿第二定律求出圆弧轨道对小滑块的支持力，根据牛顿第三定律可以求出对圆弧轨道压力的大小；  根据平均速度公式求出小物块刚滑上小车时的速度大小；  根据动量守恒定律求出小物块与小车共同的速度，再根据功能关系求出小物块与小车间的动摩擦因数。 第2页，共2页 $