内容正文:
2024-2025第二学期高一物理期末复习每天一练(鲁科版)
必修二期末模拟测试卷六
(考查范围:鲁科版必修2 完卷时间: 90分钟 难度系数 0.5)
一、单选题:本大题共8小题,共32分。
1.一同学投掷铅球,投出后铅球在空中的运动轨迹如图所示。铅球经位置时速度为,所受合力为,下列图示正确的是( )
A.
B.
C.
D.
2.“套圈”游戏深受小朋友的喜爱。如图,较高的哥哥和稍矮的弟弟分别从同一竖直方向的不同高度向正前方水平抛出圆环,圆环恰好同时套中水平地面上的玩具。圆环和玩具均可视为质点,圆环被抛出后的运动可视为平抛运动。下列说法正确的是( )
A. 弟弟先抛出圆环
B. 两人同时抛出圆环
C. 两人抛出圆环的初速度相同
D. 弟弟抛出圆环的初速度较大
3.如图,轻质弹簧左端固定且呈水平状态,用手使一木球压紧轻质弹簧并保持静止。松手后,弹簧将木球弹出。在木球被弹出的过程中,弹簧的弹性势能减少了,木球克服阻力做的功为,则在此过程中( )
A. 阻力对木球做了的功 B. 弹力对木球做了功
C. 木球的动能减少了 D. 木球的动能增加了
4.鹰在空中盘旋飞翔,会受到垂直于翼面的作用力升力。当翼面倾斜时,垂直于翼面的升力和重力的合力提供向心力,可使鹰在空中水平面内做匀速圆周运动,如图所示。已知重力加速度大小取,,,当鹰翼面与水平面成并以速率在空中水平面内做匀速圆周运动时,则圆周运动的半径为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物,已知货箱的质量为,货物的质量为,货车向左做匀速直线运动,在将货物提升到图示的位置时,货箱速度为,连接货车的缆绳与水平方向夹角为,不计一切摩擦,下列说法正确的是( )
A. 货车速度 B. 货物做匀速直线运动
C. 货车对地面的压力大于货车的重力 D. 缆绳中的拉力
6.如图所示,一质量为的同学站在倾角为的台阶式扶梯上,随扶梯一起匀速上升位移,已知重力加速度为,则该过程中下列说法正确的是( )
A. 重力对该同学做的功为
B. 重力对该同学做的功为
C. 支持力对该同学做的功为
D. 支持力对该同学做的功为
7.如图,要使地球同步卫星进入预定轨道Ⅲ,需先将卫星发射到近地轨道Ⅰ,卫星在轨道Ⅰ的点变轨进入转移轨道Ⅱ,在轨道Ⅱ的远地点再次变轨进入轨道Ⅲ。下列说法正确的是( )
A. 地球同步卫星可以静止在成都上空
B. 卫星在轨道Ⅱ上经过点时的速率最小
C. 卫星在轨道Ⅱ上经过点时的速率大于其在轨道Ⅲ上经过点时的速率
D. 卫星在轨道Ⅱ上经过点时的加速度大于其在轨道Ⅰ上经过点时的加速度
8.如图,在光滑圆锥漏斗的内壁,两个质量相同的小球、紧贴着漏斗在水平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A. 球受到重力、支持力和向心力
B. A、两球受到的支持力均指向各自圆周的圆心
C. 球的转动周期大于球的转动周期
D. 球对漏斗壁的压力大于球对漏斗壁的压力
二、多选题:本大题共4小题,共16分。
9.物体受到水平推力的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力和速度传感器监测到推力、物体速度随时间变化的规律分别如图甲、乙所示。取,则下列说法正确的是( )
A. 物体的质量 B. 第内物体克服摩擦力做的功
C. 物体与水平面间的动摩擦因数 D. 前内推力做功的平均功率
10.某同学用额定功率、最大拉力的提升装置,把静置于地面上质量为的重物竖直向上提起,该装置先用最大拉力使重物匀加速运动,功率达到额定值后保持不变,经一段时间后匀速上升,不计空气阻力,重力加速度取,则下列说法正确的是( )
A. 重物上升过程中的最大加速度为 B. 重物匀加速上升的时间为
C. 重物上升过程中的最大速度为 D. 重物速度为时,加速度为
11.如图所示,从倾角为的斜面上的点水平抛出一个小球,小球的初速度为,最后小球落在斜面上的点,则重力加速度为( )
A. 可求、之间的距离
B. 可求小球到达点时的速度方向但不能求出大小
C. 可求小球到达点时的速度大小但不能求出方向
D. 可以断定,当小球速度方向与斜面平行时,小球与斜面间的距离最大
12.如图所示,一质量为的物块穿在固定竖直杆上,轻绳一端系于物块上,绕过轻质定滑轮后,另一端系于质量为的物块上。初始时在外力作用下保持静止,且连线水平、长为。现撤去外力,全过程未落地,未触碰定滑轮,不计一切阻力和摩擦,重力加速度为。在物块下降过程中,下列说法正确的是( )
A. 物块刚释放时的加速度为 B. 物块在最低点的加速度为
C. 物块下降的最大高度为 D. 物块的机械能先增大后减小
三、填空题:本大题共2小题,共8分。
13.某石块做平抛运动的一部分轨迹如图所示,在该石块从点运动到点的过程中,石块的速度______,石块的加速度______,石块的速度方向与竖直方向的夹角______。均填“增大”“减小”或“不变”
14.如图所示,轻绳一端连接小球,穿过内壁光滑的竖直细管后另一端与质量为的小球连接,某同学握住细管,使小球在水平面内做匀速圆周运动,小球保持静止。稳定时轻绳段长为,与竖直方向夹角为,重力加速度取,则小球的质量为 ,做圆周运动的角速度为 。
四、实验题:本大题共2小题,共18分。
15.某实验小组想要较精确地测量当地的重力加速度,其实验装置如图甲所示,实验器材有重锤、刻度尺、带滑轮的气垫导轨、气泵、滑块、细线、光电门、光电计时器、遮光条、电源。为释放重锤前滑块所在的位置,为光电门,已知遮光条的宽度为,、之间的距离为,遮光条经过光电门所用的时间为。
除上述实验器材外,还需要的实验器材是________;选填字母
A.天平含砝码 秒表
调节气垫导轨水平,该小组测定多组数据作出图像如图乙所示,实验过程中滑块的质量不变,图线对应的重锤质量分别为、,则________选填“大于”“小于”或“等于”;
若滑块含遮光条的质量为,重锤的质量为,实验中测定图线的斜率为,则________结果保留三位有效数字。
16.实验小组的同学做研究平抛运动实验.
单选为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图甲所示的装置进行试验,小锤打击弹性金属片,球水平抛出,同时球被松开,自由下落,关于该实验,下列说法中正确的是 .
A.两球的质量应相等
B.应听到两次撞地声音
C.应改变装置的高度,多次实验
D.该实验同时能说明球在水平方向上做匀速直线运动
借助频闪仪成功拍摄了小球做平抛运动的照片如图乙所示,若照片中小方格的边长表示的实际长度为,当地的重力加速度取,其中第个点处位置已被污迹覆盖.若以拍摄的第个点为坐标原点,水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系,则被拍摄到的小球在第个点位置的坐标为“ , ”小球平抛的初速度大小为 结果均保留两位有效数字.
五、计算题:本大题共3小题,共30分。
17.假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星,在该行星表面距地面处由静止释放一个小球引力视为恒力,阻力可忽略,经过时间落到地面。已知该行星半径为,引力常量为。该行星可视为质量均匀分布的球体。求:
该行星表面的重力加速度及该行星的质量;
该行星的第一宇宙速度。
18.某同学站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,轻绳的另一端系有质量为的小球视为质点,甩动手腕,使小球在竖直平面内绕点做部分圆周运动圆周摆动。当小球某次运动到最低点时,轻绳突然断裂,小球飞行水平距离后落地,如图所示。已知点距地面的高度为,点与小球之间的绳长为,重力加速度大小为,不计空气阻力。求:
轻绳断裂时小球的速度大小和小球落地时的速度大小;
轻绳刚要断裂时轻绳所受的拉力大小。
19.人工智能技术与无人机的结合将使外卖配送踏入“无人”领域。某次试验中工作人员通过无人机将物品送至用户家中,如图所示为物品在无人机的作用下从地面沿竖直方向到达用户阳台的速度时间图像。已知在内无人机的升力为,时恰好到达阳台,上升过程中的最大速率为。假设整个过程的阻力不变,物品和无人机的总质量为,且物品和无人机可看成质点,取,求:
地面到阳台的高度
运动过程中物品和无人机整体受到的阻力的大小
匀速运动时无人机的输出功率.
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2024-2025第二学期高一物理期末复习每天一练(鲁科版)
必修二期末模拟测试卷六
答案和解析
1.【答案】
【解析】铅球做曲线运动,下降过程中,铅球做加速运动,合力的方向一定与速度方向成锐角,A正确,BCD错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】解:、抛出后的圆环做平抛运动,分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。哥哥抛出的圆环竖直位移较大,根据可知,哥哥抛出的圆环运动时间较长,又因为两个人的圆环恰好同时套中玩具,所以哥哥先抛出圆环,故AB错误;
、哥哥和弟弟抛出的圆环水平位移相同,但弟弟抛出的圆环运动时间较短,根据可推知,弟弟抛出圆环的初速度较大,故C错误,D正确。
故选:。
圆环做平抛运动,把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动来分析,两个方向上运动的时间相同。平抛运动的物体飞行时间由高度决定,结合水平位移和时间分析初速度关系。
本题考查对平抛运动规律的理解,平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动来求解。
3.【答案】
【解析】解:、木球克服阻力做的功为,则阻力做负功,即:,故A错误;
B、弹簧的弹性势能减少了,由功能关系可知弹簧弹力做功:,故B错误;
、对木球利用动能定理有:,代入数据可得:,可知木球的动能增加了,故C错误,D正确。
故选:。
A、根据阻力做负功分析;
B、根据弹力做功与弹性势能的关系分析;
、利用动能定理分析木球动能变化量。
本题考查了动能定理、功能关系,解题的关键是知道弹簧弹力做正功,弹性势能减少,弹力做负功,弹性势能增加。
4.【答案】
【解析】鹰的受力图如下
根据牛顿第二定律有,代入,解得,故ACD错误,B正确。
故选:。
5.【答案】
【解析】解:、将货车的速度沿着绳和垂直于绳正交分解,如图所示,货车速度为
,故A正确;
B、根据得
货车向左做匀速直线运动,不变,随着减小,货物的速度增大,货物向上做加速直线运动,故B错误;
C、因为绳的拉力斜向上,所以货车对地面的压力小于货车的重力,故C错误;
D、因为货物向上做加速直线运动,加速度向上,处于超重状态,所以缆绳中的拉力,故D错误。
故选:。
根据货箱向上运动的速度和货车的速度沿着缆绳方向的分量相等,根据平行四边形定则求出货车的速度,再分析货车的运动情况,结合牛顿运动定律分析即可。
本题的关键要掌握缆绳末端物体速度分解的方法,知道缆绳末端物体沿缆绳方向的分速度相等,推导出货箱与货车的速度关系式,从而确定货箱的运动规律,然后根据超重的特点分析。
6.【答案】
【解析】解:、根据几何关系,同学在竖直方向的位移为
重力对该同学做的功为
故AB错误;
、该同学匀速上升,处于受力平衡状态,根据平衡条件可知支持力的大小等于该同学的重力大小,
则支持力对该同学做的功
故D正确,C错误。
故选:。
根据功的公式来计算做功的大小。
力和沿力的方向上的位移的乘积叫做功。把握好在力的方向上的位移是解题的关键。
7.【答案】
【解析】解:地球同步卫星轨道平面与赤道平面共面,成都位于北半球,所以不能静止在成都上空,故A错误;
B.根据开普勒第二定律可知,卫星在椭圆轨道Ⅱ上近地点速率最大,远地点速率最小,点是椭圆轨道上的远地点,故B的速率最小,故B正确;
C.卫星在轨道Ⅱ上经过点时如果要进入轨道Ⅲ运动,则需要卫星加速做离心运动才能实现,故卫星在轨道Ⅱ上经过点的速率小于其在轨道Ⅲ上经过点的速率,故C错误;
D.不论卫星在哪个轨道上经过点,都满足,即,因为是同一个,所以卫星在轨道Ⅱ上经过点和在轨道Ⅰ上经过的加速度相等,故D错误。
故选:。
A.根据同步卫星的轨道特点进行分析解答;
B.根据开普勒第二定律进行判断;
C.根据卫星变轨时需要做加减速对应的离心运动或者向心运动判断速率大小;
D.根据牛顿第二定律进行分析解答。
考查万有引力定律的应用和卫星变轨问题、开普勒第二定律等,会根据题意进行准确分析和解答。
8.【答案】
【解析】解:如图,两小球的受力情况如下
两小球都受到重力和漏斗壁的支持力作用,两立的合力指向对应圆心提供向心力,故AB错误;
C.根据牛顿第二定律有,得,球轨道半径大,所以做圆周运动周期也越大,故C正确;
D.竖直方向上,两球均满足,可知两球受到漏斗壁的支持力大小相等,根据牛顿第三定律可知,两球对漏斗壁的压力大小也相等,故D错误。
故选:。
根据小球受重力和支持力,靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力进行判断;
C.根据合力提供向心力导出周期表达式,并比较周期的大小;
D.根据受力分析得出支持力的大小,从而比较出压力的大小。
解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求解。
9.【答案】
【解析】解:由图像可知,在内,物体做匀加速直线运动,由图像可知,加速度大小为
在内,物体做匀速直线运动,可知推力等于摩擦力,则有
在内,根据牛顿第二定律得
代入数据解得
故A正确;
B.第内的位移为
则第内物体克服摩擦力做的功为
故B正确;
C.物体与水平面间的动摩擦因数
故C错误;
D.前内位移为
则推力做功的大小
则平均功率为
故D错误。
故选:。
根据图线和图线,得出匀速直线运动时的推力,从而得出摩擦力的大小;
根据图线求出匀加速直线运动的加速度,结合牛顿第二定律求出物体的质量;
结合摩擦力的大小,运用滑动摩擦力的公式求出动摩擦因数的大小;根据图线围成的面积求出位移,从而求出克服摩擦力做功的大小,结合平均功率的公式求出前内的平均功率。
该题考查了图线与图线的综合运用,通过图线得出物体的运动规律是解决问题的关键,知道图线的斜率表示加速度,图线与时间轴围成的面积表示位移。
10.【答案】
【解析】解:、已知最大拉力,则重物上升过程中的最大加速度为,故A正确;
B、匀加速能达到的最大速度为
重物匀加速上升的时间为
,故B正确;
C、当拉力等于重力时速度最大,则重物上升过程中的最大速度为,故C正确;
D、重物速度为时,加速度为
,故D错误。
故选:。
当用最大拉力提升重物时,重物的加速度最大,由牛顿第二定律求最大加速度;由求出匀加速能达到的最大速度,再由求匀加速上升的时间;当拉力等于重力时速度最大,由求最大速度;重物速度为时,根据和牛顿第二定律相结合求加速度。
本题是恒定加速度启动的类型,要明确重物的运动情况和受力情况,掌握匀变速直线运动的规律,学会灵活牛顿第二定律,知道功率的变化与所受合力及运动规律的关系是解决本题的关键。
11.【答案】
【解析】A、已知位移与水平方向之间的夹角为,而由平抛运动的规律可知,,可求得时间为,即可求得竖直位移,再由几何关系可求得间的距离,故A正确;
、由,可求得竖直分速度,由速度的合成与分解可求得最后末速度的大小和方向,故B错误,C错误;
D、将初速度沿斜面和垂直于斜面进行分解,同时将加速度也同方向分解;当垂直于斜面的速度为零时,即当小球速度方向与斜面平行时,小球距离斜面最远,故D正确.
故选:。
12.【答案】
【解析】解:物块刚释放时竖直方向只受重力作用,根据牛顿第二定律知,加速度为,故A正确;
B.物块先做加速直线运动,后做减速直线运动,物块在速度最大时加速度为零,在最低点时合外力不为零,则加速度不为,故B错误;
C.设物块下落的最大高度为,物块下降到最低点时,对组成的整体由机械能守恒定律得:
解得:
故C正确;
D.物体下降过程中,所受拉力的方向与运动方向夹角一直为钝角,根据功的公式可知,细绳的拉力一直对做负功,根据功能关系可知,物块的机械能一直减小,故D错误。
故选:。
对物块刚释放时受力分析,根据牛顿第二定律分析判断;根据物体的运动过程分析判断物块在最低点的加速度的大小;对组成的整体根据能量守恒定律求解;根据机械能守恒条件分析判断。
本题主要考查机械能守恒定律的应用,关键是能够分析物体间能量的转化情况,知道机械能的变化与除重力或弹力以外的力做功有关。
13.【答案】增大 不变 减小
【解析】解:石块做平抛运动,只受到重力的作用,加速度为重力加速度,所以石块的加速度不变。做曲线运动的物体在某点的速度方向为该点的切线方向,结合题图可知,其加速度方向与速度方向夹角为锐角,所以石块做匀加速曲线运动,从点到点的速度增大。
由于水平方向速度大小不变,竖直方向速度大小逐渐增加,设石块的速度方向与竖直方向的夹角为,则有
则知其夹角在逐渐减小。
故答案为:增大,不变,减小。
石块做平抛运动,速度不断增大,加速度不变,根据分运动的规律分析速度方向与竖直方向的夹角变化情况。
解答本题时,要掌握曲线运动速度方向特点,知道平抛运动是加速度不变的曲线运动。
14.【答案】
【解析】【解答】
对小球受力分析,水平方向上有,竖直方向上有,小球处于静止状态,则,联立解得,。
【分析】
根据的受力情况分别在水平方向列牛顿第二定律方程,在竖直方向列平衡方程,再结合小球的受力情况联立求解即可。
15.【答案】;
大于;
。
【解析】根据题意可知,除上述实验器材外,实验中还需要测量重锤的质量和滑块含遮光条的质量,故需要的实验器材是天平;故选A。
根据系统机械能守恒有,
整理得,
可知重锤质量越大,则图线的斜率越大,由图乙可知大于;
由,
可得斜率,
则,
代入数据解得。
16.【答案】
【解析】解析:平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,与小球质量是否相等无关,选项A错误
平抛运动的竖直分运动是自由落体与其合运动具有等时性,所以应听到一次撞地声,选项B错误
为了证明此结论的普遍适用,应改变高度重复实验,选项C正确
此实验说明不了平抛运动的水平分运动是匀速直线运动,D错误.
小球在水平方向上做匀速直线运动,所以相邻两点水平间距相等,由乙图可知,所以第个点的横坐标为,在竖直方向上做自由落体运动,由匀加速直线运动规律可得,所以第个点的纵坐标为,根据题意有,,解得.
17.【答案】解:设行星表面的重力加速度为,对小球有
解得
对行星表面的物体,有
解得行星质量为
对处于行星表面附近做匀速圆周运动的卫星,由牛顿第二定律可得
解得该行星的第一宇宙速度为
答:该行星表面的重力加速度为,该行星的质量为;
该行星的第一宇宙速度为。
【解析】先根据自由落体运动的公式求解重力加速度;根据万有引力等于重力列式可求解行星质量;
对近地卫星,根据重力等于万有引力列式求解该行星的第一宇宙速度。
解答此题要清楚星球表面的物体受到的重力等于万有引力,星球的同步卫星所受的万有引力提供向心力,恰当选取向心力表达式。
18.【答案】解:设轻绳断裂后小球在空中运动的时间为,根据平抛运动的规律有
解得
又
解得
小球落地时的竖直分速度大小
经分析可知
解得
由题意可知,小球做圆周运动的半径
设当轻绳断裂时,轻绳对小球的拉力大小为,有
根据牛顿第三定律有
解得
答:轻绳断裂时小球的速度大小为,小球落地时的速度大小为;
轻绳刚要断裂时轻绳所受的拉力大小为。
【解析】绳断后,小球做平抛运动,根据平抛运动的高度求出时间,用水平位移和时间求出绳断时球的速度大小,再根据运动学公式求出小球落地时的竖直分速度,用速度的合成求出小球落地时的速度大小;
根据在最低点,合力提供向心力,运用牛顿第二定律求出小球所受的拉力,根据牛顿第三定律轻求出绳所受的拉力大小。
本题综合了平抛运动和圆周运动两个运动,关键知道平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律,以及圆周运动向心力的来源。
19.【答案】解:由题可知,在加速阶段的上升的高度,,
匀速阶段的上升的高度,,
减速阶段的上升的高度,,
上升的总高度,
解得。
在匀加速阶段加速度,,
根据牛顿第二定律,
解得。
匀速时升力,
功率,
解得。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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