必修二全册综合测试（二）-【上好课】2024-2025学年高一物理同步精品课堂（人教版2019必修第二册）

必修二全册综合测试（二）测试卷 班级 姓名 学号 分数 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。 2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。 3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1．如图所示是一种古老的舂米机。舂米时，稻谷放在石臼A中，横梁可以绕O转动，在横梁前端B处固定一舂米锤，脚踏在横梁另一端C点往下压时，舂米锤便向上抬起，然后提起脚，舂米锤就向下运动，击打A中的稻谷，使稻谷的壳脱落。已知OB>OC，则在横梁绕O转动过程中（　　） A．B、C的向心加速度满足 B．B、C的角速度关系满足 C．B、C的角速度关系满足 D．B、C的线速度关系满足 2．某飞船绕地球做椭圆运动的轨迹如图所示，AB是椭圆的长轴，CD是椭圆的短轴，E、F两点关于椭圆中心对称。比较飞船沿顺时针分别从C运动到E和从D运动到F的两个过程，以下说法正确的是（　　） A．从D到F过程平均速率小 B．两个过程运动时间相等 C．两个过程飞船与地心连线扫过的面积相等 D．飞船在C点所受万有引力小于在F点所受万有引力 3．如图所示，在浩瀚的大海上，帆板在海面上以大小为v的速度朝正东方向航行，帆船以大小为的速度朝正北方向航行。若以帆船为参考系，则下列说法正确的是（　　） A．帆板朝正南方向航行，速度大小为v B．帆板朝正东方向航行，速度大小为v C．帆板朝南偏东30°方向航行，速度大小为2v D．帆板朝北偏东30°方向航行，速度大小为2v 4．如图所示，为竖直平面内的半圆环的水平直径，为环上最低点，环半径为，将一个小球从点以初速度沿方向抛出，设重力加速度为，不计空气阻力，则以下说法正确的是（　　） A．小球的初速度越大，碰到圆环时的竖直分位移越大 B．当小球的初速度时，碰到圆环时的竖直分速度最大 C．若取合适的值，小球能垂直撞击圆环 D．取值不同时，小球落在圆环上的速度方向和水平方向之间的夹角可以相同 5．假设某智能网联汽车在平直路面上启动后的牵引力F随时间t变化的图像如图所示，已知该汽车以额定功率启动，在平直路面上运动的最大速度为，所受阻力恒定，由此可知该汽车（　　） A．在时间内做加速度增大的加速运动 B．启动后速度为时的加速度为 C．额定功率为 D．在时间内位移可能小于 6．一倾斜传送带顺时针匀速转动，一物块从底端冲上传送带，如图甲所示。物块在传送带上运动时，物体的速度与时间的关系如图乙。设沿斜面向上为正方向，传送带底端为零势能面，则物体的机械能与物块沿传送带运动位移的图象最有可能的是（　　） A． B． C． D． 7．我国发射的夸父一号卫星，肩负着控测太阳“一磁两暴”的任务，该卫星设计的寿命约为4年，其轨道在距地面高度为的太阳同步晨昏轨道，绕地球运动的周期为。已知地球的半径为，地球绕太阳公转的周期为，引力常量为，下列说法正确的是（　　） A．该卫星的发射速度大于第二宇宙速度 B．地球与太阳之间的距离为 C．地球的质量为 D．地球的密度为 8．如图所示，质量为的小球，从离地面高处由静止开始释放，落到地面后继续陷入泥中深度而停止，不计空气阻力，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A．小球落地时动能等于 B．小球在泥土中受到的平均阻力为 C．整个过程中小球克服阻力做的功等于 D．小球陷入泥中的过程中克服泥的阻力所做的功等于刚落到地面时的动能 9．2024年2月3号，“威海壹号”卫星成功入轨，可将星地激光通信速率提升至40Gbs。发射“威海壹号”时，首先将其发射到圆轨道Ⅰ，在A点点火使其进入椭圆轨道Ⅱ，最终在B点进入预定轨道Ⅲ，已知卫星在轨道Ⅰ、Ⅲ均做圆周运动，下列说法正确的是（    ） A．“威海壹号”在轨道Ⅱ上由A点运动到B点万有引力做负功，机械能减小 B．“威海壹号”在轨道Ⅰ运行时的速率小于在轨道Ⅲ上运行时的速率 C．“威海壹号”在B点的喷气方向与运动方向相反 D．“威海壹号”在轨道Ⅰ上运行时A点的加速度等于在轨道Ⅱ上运动时A点的加速度 10．一轻绳通过光滑的轻质定滑轮与套在光滑水平杆上的小物块A连接，另一端与小球B连接．系统由静止释放后，物块A经过图示位置时向右运动的速度大小为，小球B的速度大小为，轻绳与杆的夹角为（）。则（　　） A．，当A运动到B正上方时，B下降到最低点 B．图示时刻，小球B处于失重状态 C．由静止释放到图示时刻的过程中，绳中拉力一直对A不做功 D．图示时刻，轻绳对物块A和小球B做功的功率大小相等 11．杂技演员用细绳系住盛了水的杯子做“水流星”表演时，手拿绳子迅速地旋转着绳子做各种精彩表演。如图1所示，杯子在竖直平面内做匀速圆周运动，在最高点处杯子内的水恰好不流出来；如图2所示，杯子绕着同一点在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向的夹角为θ。假设水的质量均为m，杯子中水的重心到细绳端点的距离为l，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．图1中杯子和水做匀速圆周运动的线速度大小为 B．图1中杯子在正下方时杯子内的水对杯子的压力大小为 C．图2中杯子和水转动的角速度大小为 D．图2中杯子和水转动的周期为 12．建筑工人常常徒手抛砖块，当砖块上升到最高点时，被楼上的师傅接住。如图所示，抛砖工人在Ⅰ位置以的初速度竖直上抛，砖块恰好在最高点被楼上工人接住，砖块上升的高度为h。如果抛砖工人站在Ⅱ位置以与水平方向成45°角的速度斜抛出砖块，保证砖块也恰好在最高点被楼上工人接住。抛出点高度不变，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．在Ⅱ位置抛出时砖块的速度大小为 B．在Ⅱ位置抛出时砖块的速度大小为 C．Ⅰ、Ⅱ位置相距 D．Ⅰ、Ⅱ位置相距2h 第II卷（非选择题 共52分） 2、 实验题（满分14分） 13．三个同学利用不同的实验装置，进行了“探究平抛运动的特点”的实验： (1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明A球______； A．竖直方向的分运动是自由落体运动 B．水平方向的分运动是匀速直线运动 C．竖直方向的分运动是匀速直线运动 (2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为L = 2.5 cm，则该小球经过b点时的速度大小vb = m/s；（g取10 m/s2） (3)丙同学采用如图丙所示的装置。下列器材问题和操作方式不会对实验误差带来影响的是______。 A．槽与小球间有摩擦 B．槽末端切线不水平 C．小球每次自由滚下的位置不同 D．某次实验时小球在释放瞬间有初速度v0 14．如图甲所示，某物理实验小组为了验证机械能守恒定律，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。 (1)实验中，按照正确的操作得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（纸带上第一个点）的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，从起始点O运动到B点的过程中，重物的重力势能减少量 ，动能增加量 。（结果用题中所给字母表示） (2)实验结果发现，重力势能减少量大于动能增加量，可能的原因是 。 A．先释放纸带后接通电源 B．运动过程中受到阻力影响 C．运动过程中阻力忽略不计 (3)实验小组改进了实验方案，如图丙所示，利用光电门和数字传感设备组成集成框架，框架水平部分安装了电磁铁，将小铁球吸住。断电后，小铁球立即由静止释放，小铁球经过光电门时，与光电门连接的数字计时器读出小球通过的时间t，并算出此时小球的速度v，多次改变光电门的位置，得到多组x、t的数据，做出的图像如图丁所示。已知重力加速度为g，若小球的直径为d，则小球通过光电门的速度v与时间t的关系为v＝ ；若图丁中直线的斜率k＝ ，则可验证小铁球在下落过程中机械能守恒。 三、计算题（满分38分） 15．如图所示，质量为的小球在长为的轻绳作用下在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力，转轴离地高度，重力加速度为。求： （1）若小球某次运动中在最低点时细绳恰好被拉断，则此时的速度为多大； （2）在第（1）问中，细绳断后小球最终落到水平地面上。若绳长长短可调整，求小球做平抛运动的水平距离最大值是多少。 16．如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上放着质量均为1kg的A、B两个物块，物块之间用长为1m的细线相连，细线刚好伸直且通过转轴中心O，A物块与O点的距离为，物块可视为质点。A、B与转盘间的动摩擦因数均为，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。 （1）当转盘至少以多大的角速度匀速转动时，细线上出现拉力？ （2）当转盘至少以多大的角速度匀速转动时，A、B两个物块均会在转盘上滑动？ 17．19 世纪末，有科学家提出了太空电梯的构想：在赤道上建设一座直到地球同步卫星轨道的高塔，并在塔内架设电梯。这种电梯可用于发射人造卫星，其发射方法是将卫星通过太空电梯缓慢地提升到预定轨道高度处，然后再启动推进装置将卫星从太空电梯发射出去，使其直接进入预定圆轨道。已知地球质量为M、半径为R、自转周期为T，万有引力常量为G。 （1）求高塔的高度h0； （2）太空电梯把卫星运送到预定轨道高度后，需用推进装置将卫星在预定轨道处发射进入预定轨道做匀速圆周运动，若某次通过太空电梯发射质量为m的卫星时，预定其轨道高度为h（h<h0）。以地心为参考系，求推进装置需要做的功W。 18．如图所示，一质量为的小物块（可视为质点）置于一光滑倾斜直轨道上。倾斜直轨道足够长且与光滑平台平滑连接，在平台的右端有一传送带，AB长，物块与传送带间的动摩擦因数，与传送带相邻的粗糙水平面BC长，它与物块间的动摩擦因数，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直面内的半圆弧CEF与BC平滑连接。半圆弧的直径CF与BC垂直，点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会以原速率反弹回来。若传送带以的速率顺时针转动，不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失。现将小物块从P点沿直轨道下滑，初速度，小物块恰能滑到与圆心等高的E点，P点与平台的高度差为1.25m，g取。 （1）求小物块第一次到达A处时的速度大小； （2）小物块第一次通过传送带产生的热量； （3）若小物块由静止释放，可通过调节小物块释放时的高度，使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离圆弧轨道，求其高度的可调节范围。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 必修二全册综合测试（二）测试卷 班级 姓名 学号 分数 （考试时间：90分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。 2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。 3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1．如图所示是一种古老的舂米机。舂米时，稻谷放在石臼A中，横梁可以绕O转动，在横梁前端B处固定一舂米锤，脚踏在横梁另一端C点往下压时，舂米锤便向上抬起，然后提起脚，舂米锤就向下运动，击打A中的稻谷，使稻谷的壳脱落。已知OB>OC，则在横梁绕O转动过程中（　　） A．B、C的向心加速度满足 B．B、C的角速度关系满足 C．B、C的角速度关系满足 D．B、C的线速度关系满足 【答案】A 【详解】BC．B、C同轴转动，角速度关系满足故BC错误； A．根据由于OB>OC，则B、C的向心加速度满足故A正确； D．根据由于OB>OC，则B、C的线速度关系满足故D错误。故选A。 2．某飞船绕地球做椭圆运动的轨迹如图所示，AB是椭圆的长轴，CD是椭圆的短轴，E、F两点关于椭圆中心对称。比较飞船沿顺时针分别从C运动到E和从D运动到F的两个过程，以下说法正确的是（　　） A．从D到F过程平均速率小 B．两个过程运动时间相等 C．两个过程飞船与地心连线扫过的面积相等 D．飞船在C点所受万有引力小于在F点所受万有引力 【答案】D 【详解】AB．由图可知，从C运动到E和从D运动到F的两个过程的路程相等，但从C运动到E的时间比从D运动到F的时间长，根据可得从D到F过程平均速率大，两个过程运动时间不相等，故AB错误； C．根据开普勒第二定律可知，从C运动到E和从D运动到F的两个过程的时间不等，故两个过程飞船与地心连线扫过的面积不相等，故C错误； D．由于C点到地心的距离比F点到地心的距离远，根据得飞船在C点所受万有引力小于在F点所受万有引力，故D正确。 故选D。 3．如图所示，在浩瀚的大海上，帆板在海面上以大小为v的速度朝正东方向航行，帆船以大小为的速度朝正北方向航行。若以帆船为参考系，则下列说法正确的是（　　） A．帆板朝正南方向航行，速度大小为v B．帆板朝正东方向航行，速度大小为v C．帆板朝南偏东30°方向航行，速度大小为2v D．帆板朝北偏东30°方向航行，速度大小为2v 【答案】C 【详解】以帆船为参考系，帆板具有向东的速度v和向南的速度，二者的合速度为 所以 即速度方向南偏东30°。 故选C。 4．如图所示，为竖直平面内的半圆环的水平直径，为环上最低点，环半径为，将一个小球从点以初速度沿方向抛出，设重力加速度为，不计空气阻力，则以下说法正确的是（　　） A．小球的初速度越大，碰到圆环时的竖直分位移越大 B．当小球的初速度时，碰到圆环时的竖直分速度最大 C．若取合适的值，小球能垂直撞击圆环 D．取值不同时，小球落在圆环上的速度方向和水平方向之间的夹角可以相同 【答案】B 【详解】A．小球做平抛运动，则小球的初速度v0越大，其轨迹就越靠近ab直线，则碰到圆环时的水平分位移越大，竖直位移就越小，A错误； B．小球做平抛运动，当小球掉在c点时竖直分速度最大，设初速度为v0，则有 解得 B正确； C．小球撞击在圆弧ac段时，速度方向斜向右下方，不可能与圆环垂直；当小球撞击在圆弧cb段时，根据“中点”结论可知，由于O不在水平位移的中点，所以小球撞在圆环上的速度反向延长线不可能通过O点，也就不可能垂直撞击圆环，C错误； D．v0取值不同时，小球运动的轨迹不同，落到圆环上的位置不同，则位移的偏向角不同，因速度的偏向角的正切值等于位移偏向角的正切值的2倍，可知速度的偏向角不同，则小球落在圆环上的速度方向和水平方向之间的夹角不相同，D错误。 故选B。 5．假设某智能网联汽车在平直路面上启动后的牵引力F随时间t变化的图像如图所示，已知该汽车以额定功率启动，在平直路面上运动的最大速度为，所受阻力恒定，由此可知该汽车（　　） A．在时间内做加速度增大的加速运动 B．启动后速度为时的加速度为 C．额定功率为 D．在时间内位移可能小于 【答案】B 【详解】A．汽车在平直路面上启动由牛顿第二定律有 在时间内牵引力逐渐减小，则汽车做加速度减小的加速运动，故A错误； BC．汽车运动的最大速度为，则有 可得额定功率为 而启动后速度为时，有 ， 联立解得 故B正确，C错误； D．若时间做匀加速直线运动，则位移为 而汽车在内做的是加速度减小的直线运动，其位移一定大于，故D错误。 故选B。 6．一倾斜传送带顺时针匀速转动，一物块从底端冲上传送带，如图甲所示。物块在传送带上运动时，物体的速度与时间的关系如图乙。设沿斜面向上为正方向，传送带底端为零势能面，则物体的机械能与物块沿传送带运动位移的图象最有可能的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由图可知0~时间内，图像斜率较大，则加速度较大，此时物块速度较大，摩擦力沿斜面向下，大小为 ~2时间内，加速度变小，则此时摩擦力沿斜面向上，大小为 根据功能关系可知，摩擦力做功代表机械能的变化，则图像的斜率代表摩擦力，则斜率的绝对值应相等； 图像与坐标轴围成的面积代表位移，可知。 故选B。 7．我国发射的夸父一号卫星，肩负着控测太阳“一磁两暴”的任务，该卫星设计的寿命约为4年，其轨道在距地面高度为的太阳同步晨昏轨道，绕地球运动的周期为。已知地球的半径为，地球绕太阳公转的周期为，引力常量为，下列说法正确的是（　　） A．该卫星的发射速度大于第二宇宙速度 B．地球与太阳之间的距离为 C．地球的质量为 D．地球的密度为 【答案】D 【详解】A．卫星的发射速度若大于第二宇宙速度，卫星将脱离地球引力的束缚，不会绕地球运动，所以，该卫星的发射速度应大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度，故A错误； BC．地球绕太阳匀速圆周运动，卫星绕地球匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力分别有，两式联立，求得故B、C错误； D．地球的密度为故D正确。故选D。 8．如图所示，质量为的小球，从离地面高处由静止开始释放，落到地面后继续陷入泥中深度而停止，不计空气阻力，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　） A．小球落地时动能等于 B．小球在泥土中受到的平均阻力为 C．整个过程中小球克服阻力做的功等于 D．小球陷入泥中的过程中克服泥的阻力所做的功等于刚落到地面时的动能 【答案】C 【详解】A．小球落到地面过程，根据动能定理有 可知，小球落地时动能等于，A错误； B．小球在运动的全过程有解得，B错误； C．根据上述，整个过程中小球克服阻力做的功为，C正确； D．小球陷入泥中的过程，根据动能定理有解得可知，小球陷入泥中的过程中克服泥的阻力所做的功等于刚落到地面时的动能与减小的重力势能之和，D错误。故选C。 9．2024年2月3号，“威海壹号”卫星成功入轨，可将星地激光通信速率提升至40Gbs。发射“威海壹号”时，首先将其发射到圆轨道Ⅰ，在A点点火使其进入椭圆轨道Ⅱ，最终在B点进入预定轨道Ⅲ，已知卫星在轨道Ⅰ、Ⅲ均做圆周运动，下列说法正确的是（    ） A．“威海壹号”在轨道Ⅱ上由A点运动到B点万有引力做负功，机械能减小 B．“威海壹号”在轨道Ⅰ运行时的速率小于在轨道Ⅲ上运行时的速率 C．“威海壹号”在B点的喷气方向与运动方向相反 D．“威海壹号”在轨道Ⅰ上运行时A点的加速度等于在轨道Ⅱ上运动时A点的加速度 【答案】CD 【详解】A．“威海壹号”在轨道Ⅱ上由A点运动到B点万有引力做负功，机械能不变，故A错误； B．由万有引力提供向心力有 得 可见“威海壹号”在轨道Ⅰ运行时的速率大于在轨道Ⅲ上运行时的速率，故B错误； C．“威海壹号”在点做离心运动，需要加速，所以喷气方向与运动方向相反，故C正确； D．由万有引力提供向心力有 得 可见“威海壹号”在轨道Ⅰ上运行时A点的加速度等于在轨道Ⅱ上运动时A点的加速度，故D正确。 故选CD。 10．一轻绳通过光滑的轻质定滑轮与套在光滑水平杆上的小物块A连接，另一端与小球B连接．系统由静止释放后，物块A经过图示位置时向右运动的速度大小为，小球B的速度大小为，轻绳与杆的夹角为（）。则（　　） A．，当A运动到B正上方时，B下降到最低点 B．图示时刻，小球B处于失重状态 C．由静止释放到图示时刻的过程中，绳中拉力一直对A不做功 D．图示时刻，轻绳对物块A和小球B做功的功率大小相等 【答案】AD 【详解】A．物块A的运动为合运动，将物块A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于小球B的速度，即 故A正确； B．运动过程中，没有摩擦，系统机械能守恒，系统重力势能转化为两者动能，当时，B球的速度为零，故B球先加速后减速，先失重后超重，无法判断图示时刻B球的状态，故B错误； C．由静止释放到图示时刻的过程中，绳中拉力与A的位移一直成锐角，做正功，故C错误； D．系统机械能守恒，轻绳对物块A和小球B的拉力大小相等，沿绳子的速度大小相等，则轻绳对两者拉力做功的功率大小相等，故D正确。故选AD。 11．杂技演员用细绳系住盛了水的杯子做“水流星”表演时，手拿绳子迅速地旋转着绳子做各种精彩表演。如图1所示，杯子在竖直平面内做匀速圆周运动，在最高点处杯子内的水恰好不流出来；如图2所示，杯子绕着同一点在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向的夹角为θ。假设水的质量均为m，杯子中水的重心到细绳端点的距离为l，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．图1中杯子和水做匀速圆周运动的线速度大小为 B．图1中杯子在正下方时杯子内的水对杯子的压力大小为 C．图2中杯子和水转动的角速度大小为 D．图2中杯子和水转动的周期为 【答案】BD 【详解】A．杯子在竖直平面内做匀速圆周运动，杯子通过最高点时，水恰好不流出来，重力恰好提供向心力，设此时速度为v，有解得故A错误； B．设杯子在正下方时杯子对水的支持力大小为F，水所受的合力提供向心力，即可得由牛顿第三定律可知，在正下方时杯子内的水对杯子的压力大小为，方向竖直向下，选项B正确； C．设杯子的质量为M，绳的拉力为，对水杯进行受力分析，竖直方向上有水平方向上有其中，联立可得故C错误； D．杯子和水转动的周期为故D正确。故选BD。 12．建筑工人常常徒手抛砖块，当砖块上升到最高点时，被楼上的师傅接住。如图所示，抛砖工人在Ⅰ位置以的初速度竖直上抛，砖块恰好在最高点被楼上工人接住，砖块上升的高度为h。如果抛砖工人站在Ⅱ位置以与水平方向成45°角的速度斜抛出砖块，保证砖块也恰好在最高点被楼上工人接住。抛出点高度不变，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．在Ⅱ位置抛出时砖块的速度大小为 B．在Ⅱ位置抛出时砖块的速度大小为 C．Ⅰ、Ⅱ位置相距 D．Ⅰ、Ⅱ位置相距2h 【答案】BD 【详解】AB．在Ⅰ位置上抛 如果保证在Ⅱ位置时抛出后，砖块也恰好在最高点被楼上工人接住，则 所以在Ⅱ位置砖块的初速度大小为 A错误，B正确； CD．在Ⅱ位置抛出的砖块竖直方向上有 水平方向上有 所以 C错误，D正确。 故选BD。 第II卷（非选择题 共52分） 2、 实验题（满分14分） 13．三个同学利用不同的实验装置，进行了“探究平抛运动的特点”的实验： (1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明A球______； A．竖直方向的分运动是自由落体运动 B．水平方向的分运动是匀速直线运动 C．竖直方向的分运动是匀速直线运动 (2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为L = 2.5 cm，则该小球经过b点时的速度大小vb = m/s；（g取10 m/s2） (3)丙同学采用如图丙所示的装置。下列器材问题和操作方式不会对实验误差带来影响的是______。 A．槽与小球间有摩擦 B．槽末端切线不水平 C．小球每次自由滚下的位置不同 D．某次实验时小球在释放瞬间有初速度v0 【答案】(1)A(2)1.25(3)A 【详解】（1）由于A球以不同速度平抛时，下落情况与自由落体运动的B球完全相同，说明平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动，水平方向运动无法判断。 故选A。 （2）竖直方向上，根据 可得相邻两个点间的时间间隔 平抛初速度 b点竖直方向上的分速度 因此b点的速度 （3）若每次小球运动轨迹相同，每次小球必须从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽末端必须水平，这样就能保证每次小球平抛的初速度相同，至于斜槽是否光滑对实验结果没有影响。 故选A。 14．如图甲所示，某物理实验小组为了验证机械能守恒定律，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。 (1)实验中，按照正确的操作得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（纸带上第一个点）的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m，从起始点O运动到B点的过程中，重物的重力势能减少量 ，动能增加量 。（结果用题中所给字母表示） (2)实验结果发现，重力势能减少量大于动能增加量，可能的原因是 。 A．先释放纸带后接通电源 B．运动过程中受到阻力影响 C．运动过程中阻力忽略不计 (3)实验小组改进了实验方案，如图丙所示，利用光电门和数字传感设备组成集成框架，框架水平部分安装了电磁铁，将小铁球吸住。断电后，小铁球立即由静止释放，小铁球经过光电门时，与光电门连接的数字计时器读出小球通过的时间t，并算出此时小球的速度v，多次改变光电门的位置，得到多组x、t的数据，做出的图像如图丁所示。已知重力加速度为g，若小球的直径为d，则小球通过光电门的速度v与时间t的关系为v＝ ；若图丁中直线的斜率k＝ ，则可验证小铁球在下落过程中机械能守恒。 【答案】(1) (2)B (3) 【详解】（1）（1）[1]从打O点到打B点过程中，重物的重力势能减少量为 [2]打B点的速度为 动能的增加量为 （2）（2）A．先释放纸带后接通电源，会使打点计时器开始打点时纸带具有一定的速度，从而导致重力势能的减少量小于动能的增加量，故A错误； B．运动过程中受到阻力影响，使重力势能一部分转化为克服阻力做功的内能，另一部分转化为重物的动能，从而导致重力势能的减少量大于动能的增加量，故B正确； C．运动过程中阻力忽略不计，重物下落过程中机械能守恒，则导致重力势能的减少量等于动能的增加量，故C错误。 故选B。 （3）（3）[1]根据光电门测速原理可知，小球的直径为d，小球通过光电门的速度与时间的关系为 [2]根据匀变速直线运动速度-位移公式有 其中 整理得 即 结合图丁可知 三、计算题（满分38分） 15．如图所示，质量为的小球在长为的轻绳作用下在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力，转轴离地高度，重力加速度为。求： （1）若小球某次运动中在最低点时细绳恰好被拉断，则此时的速度为多大； （2）在第（1）问中，细绳断后小球最终落到水平地面上。若绳长长短可调整，求小球做平抛运动的水平距离最大值是多少。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）小球某次运动中在最低点时细绳恰好被拉断，设此时的速度为，在最低点，由牛顿第二定律有 解得 （2）小球离开最低点后做平抛运动，竖直方向满足 水平方向满足 联立解得 由数学知识可知，当 时，有最大值，最大值为 16．如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上放着质量均为1kg的A、B两个物块，物块之间用长为1m的细线相连，细线刚好伸直且通过转轴中心O，A物块与O点的距离为，物块可视为质点。A、B与转盘间的动摩擦因数均为，且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。 （1）当转盘至少以多大的角速度匀速转动时，细线上出现拉力？ （2）当转盘至少以多大的角速度匀速转动时，A、B两个物块均会在转盘上滑动？ 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）对B物块，当B所受摩擦力恰好达到最大静摩擦力时，细线上刚好出现拉力，有 解得 （2）设当A、B所受摩擦力均达到最大静摩擦力时，细线拉力为T，对A物块 对B物块 联立计算得出 17．19 世纪末，有科学家提出了太空电梯的构想：在赤道上建设一座直到地球同步卫星轨道的高塔，并在塔内架设电梯。这种电梯可用于发射人造卫星，其发射方法是将卫星通过太空电梯缓慢地提升到预定轨道高度处，然后再启动推进装置将卫星从太空电梯发射出去，使其直接进入预定圆轨道。已知地球质量为M、半径为R、自转周期为T，万有引力常量为G。 （1）求高塔的高度h0； （2）太空电梯把卫星运送到预定轨道高度后，需用推进装置将卫星在预定轨道处发射进入预定轨道做匀速圆周运动，若某次通过太空电梯发射质量为m的卫星时，预定其轨道高度为h（h<h0）。以地心为参考系，求推进装置需要做的功W。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）塔高为同步卫星的轨道高度，设同步卫星质量为m0，根据万有引力提供向心力 可得 （2）卫星被缓慢运送至高h处时的速度大小为 设高h处的圆轨道卫星速度为v，根据万有引力提供向心力 可得 推进装置需要做的功 18．如图所示，一质量为的小物块（可视为质点）置于一光滑倾斜直轨道上。倾斜直轨道足够长且与光滑平台平滑连接，在平台的右端有一传送带，AB长，物块与传送带间的动摩擦因数，与传送带相邻的粗糙水平面BC长，它与物块间的动摩擦因数，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直面内的半圆弧CEF与BC平滑连接。半圆弧的直径CF与BC垂直，点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会以原速率反弹回来。若传送带以的速率顺时针转动，不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失。现将小物块从P点沿直轨道下滑，初速度，小物块恰能滑到与圆心等高的E点，P点与平台的高度差为1.25m，g取。 （1）求小物块第一次到达A处时的速度大小； （2）小物块第一次通过传送带产生的热量； （3）若小物块由静止释放，可通过调节小物块释放时的高度，使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离圆弧轨道，求其高度的可调节范围。 【答案】（1）6m/s；（2）J；（3） 【详解】（1）小物块从P点下滑至A点，由动能定理解得6m/s （2）小物块在传送带上，由牛顿第二定律解得=4m/s2设小物块在传送带上向右减速到与传送带共速的位移为x解得x=2.5m因为x=LAB，所以小物块到达B处时的速度大小是4m/s，则小滑块运动的时间传送带运动的位移x1=vt=2m产生的热量 （3）对物块第一次由B点恰好运动到E点的过程，由动能定理解得R=0.4m ①最小的下滑高度，对应于物块恰好与挡板碰撞，在F点有 解得 由开始下滑到恰好与板相碰过程中，动能定理 解得 h=2.4m ②最大的下滑高度，对应于物块与挡板相碰后，再次沿半圆弧CEF上滑时恰好到达E点，对全程由动能定理 解得 h=4.6m 综上所述小物块释放时的高度范围为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$