内容正文:
2025—2026学年度上学期高二年级假期自主学习测评
物理
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 如图所示,无人机在空中匀速上升时,不断增加的能量是( )
A. 动能 B. 动能、重力势能
C. 重力势能、机械能 D. 动能、重力势能、机械能
【答案】C
【解析】
【详解】无人机在匀速上升过程中,它的质量不变,速度不变,则动能不变;同时高度增加,其重力势能增加;因机械能等于动能与势能的总和,所以无人机的机械能增加。
故选C。
2. “指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图,当篮球在指尖上绕轴转动时,球面上P、Q两点做圆周运动的( )
A. 半径相等 B. 线速度大小相等
C. 向心加速度大小相等 D. 角速度大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】D.由题意可知,球面上P、Q两点转动时属于同轴转动,故角速度大小相等,故D正确;
A.由图可知,球面上P、Q两点做圆周运动的半径的关系为
故A错误;
B.根据可知,球面上P、Q两点做圆周运动的线速度的关系为
故B错误;
C.根据可知,球面上P、Q两点做圆周运动的向心加速度的关系为
故C错误。
故选D。
3. 如图,一物体静止在水平地面上,受到与水平方向成θ角的恒定拉力F作用时间t后,物体仍保持静止。下列说法正确的是( )
A. 物体所受拉力F的冲量大小是Ftcosθ
B. 物体所受重力的冲量大小是0
C. 物体所受摩擦力的冲量大小为0
D. 物体所受合力的冲量大小为0
【答案】D
【解析】
【详解】A.拉力F的冲量大小是,故A错误;
BCD.物体受力平衡,则在水平方向,有
则重力的冲量大小是
摩擦力的冲量大小是
合力为0,则合力的冲量大小为0,故BC错误,D正确。
故选D。
4. 如图所示,纤绳以恒定的速率沿水平方向通过定滑轮牵引小船向岸边运动,当纤绳与水平方向夹角为时,船靠岸的速度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】船的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度如图所示
根据平行四边形定则有
故选A。
5. 2024年6月,嫦娥六号探测器首次实现月球背面采样返回。如图所示,探测器在圆形轨道1上绕月球飞行,在A点变轨后进入椭圆轨道2、B为远月点。关于嫦娥六号探测器,下列说法正确的( )
A. 在轨道2上从A向B运动过程中速度逐渐减小
B. 在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大
C. 在轨道2上机械能与在轨道1上相等
D. 利用引力常量和轨道1的周期,可求出月球的质量
【答案】A
【解析】
【详解】A.在轨道2上从A向B运动过程中,探测器远离月球,月球对探测器的引力做负功,根据动能定理,动能逐渐减小,速度逐渐减小,A正确;
B.探测器受到万有引力,由
解得
在轨道2上从A向B运动过程中,r增大,加速度逐渐变小,B错误;
C.探测器在A点从轨道1变轨到轨道2,需要加速,机械能增加,所以探测器在轨道2上机械能大于在轨道1上的机械能,C错误;
D.探测器在轨道1上做圆周运动,根据万有引力提供向心力,得
解得
利用引力常量G和轨道1的周期T,还需要知道轨道1的半径r,才能求出月球的质量,D错误。
故选A。
6. 如图所示的光滑斜面ABCD是边长为10m的正方形,倾角为30°,物块(视为质点)从斜面左上方顶点A以平行于AB边的初速度水平射入,恰好到达底边CD中点E,则( )
A. 物块射入的初速度5m/s
B. 物块射入的初速度2.5m/s
C. 物块由A点运动到E点所用的时间
D. 物块由A点运动到E点所用的时间
【答案】B
【解析】
【详解】物块在斜面上做类平抛运动,沿斜面向下方向有
,
解得物块由A点运动到E点所用的时间为
沿初速度做匀速直线运动,则有
解得物块射入的初速度为
故选B。
7. 取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力,该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设物体水平抛出的初速度为v0,抛出时的高度为h,则
解得
物体落地的竖直速度
则落地时速度方向与水平方向的夹角
解得
故选B。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 中国选手刘诗颖在2020年东京奥运会田径女子标枪决赛中获得金牌。刘诗颖的“冠军一投”的运动简化图如图所示。投出去的标枪做曲线运动,忽略空气阻力作用,下列关于标枪的运动及曲线运动说法正确的是( )
A. 出手后标枪的加速度是不变的 B. 标枪升到最高点时速度为零
C. 标枪在相同时间内速度变化量相同 D. 曲线运动不可能是匀变速运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A.忽略空气阻力,标枪出手后只受重力
由牛顿第二定律
得,加速度不变,A正确;
B.标枪出手后做斜抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动,故标枪升到最高点时竖直方向速度为零,但水平方向速度不为零,故最高点时速度不为零,B错误;
C.标枪出手后只受重力,标枪的加速度恒定
由
得,在相同时间内速度变化量相同,C正确;
D.加速度不变的曲线运动是匀变速运动,D错误。
故选AC。
9. 如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮.质量分别为M、m(M>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中 ( )
A. 两滑块组成系统的机械能守恒
B. 重力对M做的功等于M动能的增加
C. 轻绳对m做的功等于m机械能的增加
D. 两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
【答案】CD
【解析】
【详解】试题分析:由于“粗糙斜面ab”,故两滑块组成系统的机械能不守恒,故A错误;由动能定理得,重力、拉力、摩擦力对M做的总功等于M动能的增加,故B错误;除重力弹力以外的力做功,将导致机械能变化,故C正确;除重力弹力以外的力做功,将导致机械能变化,摩擦力做负功,故造成机械能损失,故D正确
考点:机械能守恒定律,动能定理的应用.
10. 某兴趣小组制作了如图所示的水火箭,实验时瓶内的高压气体将水快速喷出,火箭获得竖直向上的初速度,设火箭上升的最大高度为h,水火箭外壳的质量为M,水的质量为m,假设水在极短时间内以不变的速度喷出,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
B. 高压气体对火箭外壳做的功为Mgh
C. 高压气体释放的能量为
D. 水瞬间喷出时水流的喷出速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.火箭的推力来源于向下喷出的水对它的反作用力,故A错误;
CD.设火箭发射的初速度为v1,火箭做竖直上抛运动根据速度位移公式,有
若水喷出的初速度为v2,取竖直向上为正方向,根据动量守恒定律可得Mv1−mv2=0
可得
高压气体释放的能量为
解得,故C正确,D错误;
B.由动能定理知,高压气体对火箭外壳做功,故B正确。
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 图甲是一个能够定性平抛运动及其特点的实验装置,用小锤敲击弹性金属片,小球A就沿水平方向飞出,做平抛运动;同时小球B被松开,做自由落体运动。然后再采用乙图的方式定量研究平抛运动,得到了如图丙坐标系中的几个点。
(1)甲图所示的实验说明了平抛的小球在竖直方向上做__________运动。
(2)在调节轨道时,发现水平仪中的气泡在右侧,此时应将轨道的右端调__________(选填“高”或“低”)。
(3)同学用专业相机以200帧/秒拍摄照片如图丙所示,并从视频中每n帧选取一帧进行处理得到如图所示的抛体运动“频闪图片”,由图像可知__________(n为整数,),测得坐标纸的方格边长为9mm,由此可得到平抛运动的初速度为__________
m/s。
【答案】(1)自由落体
(2)低 (3) ①. 6 ②. 0.6
【解析】
【小问1详解】
甲图两球同时落地,说明了平抛的小球在竖直方向上做自由落体运动。
【小问2详解】
水平仪右端有气泡,说明右端偏高,则应把右侧调低。
【小问3详解】
[1]小球在竖直方向上做自由落体运动,根据逐差法公式
由图可知
相邻两点的时间间隔相等,设为T
因为相机以200帧/秒拍摄照片,即每拍摄一帧,每n帧的时间为,可得
解得
[2]在水平方向上,小球做匀速直线运动,小平抛运动初速度
12. 某同学利用图示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律,主要实验步骤如下:
A.将桌面上的气垫导轨调至水平;
B.测出遮光条的宽度d
C.将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离l
D.由静止释放滑块,读出遮光条通过光电门的遮光时间t
E.秤出托盘和砝码总质量,滑块(含遮光条)的质量
已知当地重力加速度为g,回答以下问题(用题中所给的字母表示)
(1)遮光条通过光电门时的速度大小为_________;
(2)遮光条由静止运动至光电门的过程,系统重力势能减少了_________,遮光条经过光电门时,滑块、托盘和砝码的总动能为_________;
(3)通过改变滑块的释放位置,测出多组、数据﹐利用实验数据绘制图像如图。若图中直线的斜率近似等于________,可认为该系统机械能守恒。
【答案】 ①. ②. ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]小车通过光电门时的速度为
(2)[2]从释放到小车经过光电门,这一过程中,系统重力势能减少量为
[3]从释放到小车经过光电门,这一过程中,系统动能增加量为
(3)[4]改变l,做多组实验,做出如图以l为横坐标。以为纵坐标的图像,若机械能守恒成立有
整理有
可知,若图中直线的斜率近似等于,可认为该系统机械能守恒。
13. 如图所示,质量为m=2kg的物体静止在水平地面上,受到与水平地面夹角为θ=37°、大小F=10N的拉力作用,物体移动了l=4m,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10m/s2,cos37°=0.8。求:
(1)物体所受各个力所做的功;
(2)合力F合所做的功W。
(3)物体移动了2m时,拉力F做功的功率是多少?
【答案】(1)重力和支持力做功均为零,拉力做功32J,摩擦力做功-28J;(2)4J;(3)
【解析】
【详解】(1)重力和支持力方向与物体运动方向垂直,故重力和支持力不做功,做功均为零,拉力做功为
物体受到的摩擦力为
摩擦力做功为
(2)合力F合所做的功
(3)对物体,根据牛顿第二定律
解得物体的加速度为
物体移动了2m时,根据动力学公式
解得
拉力F做功的功率为
14. “蹦极”是一项勇敢者的运动,如图所示,某人用弹性橡皮绳拴住身体从高空P处自由下落,在空中感受完全失重的滋味。此人质量为50kg,橡皮绳原长45m,人可看成质点,不计空气阻力作用。此人从P点自静止下落到最低点所用时间。(g取10m/s2)求:
(1)人从 P 点下落到最低点的过程中,重力的冲量大小;
(2)人下落到橡皮绳刚伸直(原长)时,人的动量大小;
(3)从橡皮绳开始伸直到人下落到最低点的过程中,橡皮绳对人平均作用力为多大?
【答案】(1)4500N·s
(2)1500kg·m/s
(3)750N
【解析】
【小问1详解】
重力冲量的大小
代入数据得
【小问2详解】
人做自由落体运动,下落45m高度时,根据
解得
所以此时人的动量大小
【小问3详解】
人从下落到橡皮绳正好拉直的时间设为,则
解得
橡皮绳作用时间
由动量定理得
橡皮绳对人的平均作用力大小为
15. 如图所示,水平传送带以5m/s的速度顺时针匀速转动,传送带左右两端的距离为。传送带右端的正上方有一悬点O,用长为、不可伸长的轻绳悬挂一质量为0.2kg的小球,小球与传送带上表面平齐但不接触。在O点右侧的P点固定一钉子,P点与O点等高。将质量为0.1kg的小物块无初速轻放在传送带左端,小物块运动到右端与小球正碰,碰撞时间极短,碰后瞬间小物块的速度大小为、方向水平向左。小球碰后绕O点做圆周运动,当轻绳被钉子挡住后,小球继续绕P点向上运动。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.5,重力加速度大小。
(1)求小物块与小球碰撞前瞬间,小物块的速度大小;
(2)求小物块与小球碰撞过程中,两者构成的系统损失的总动能;
(3)若小球运动到P点正上方,绳子不松弛,求P点到O点的最小距离。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)根据题意,小物块在传送带上,由牛顿第二定律有
解得
由运动学公式可得,小物块与传送带共速时运动的距离为
可知,小物块运动到传送带右端前与传送带共速,即小物块与小球碰撞前瞬间,小物块的速度大小等于传送带的速度大小。
(2)小物块运动到右端与小球正碰,碰撞时间极短,小物块与小球组成的系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律有
其中
,
解得
小物块与小球碰撞过程中,两者构成的系统损失的总动能为
解得
(3)若小球运动到P点正上方,绳子恰好不松弛,设此时P点到O点的距离为,小球在P点正上方的速度为,在P点正上方,由牛顿第二定律有
小球从点正下方到P点正上方过程中,由机械能守恒定律有
联立解得
即P点到O点的最小距离为。
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2025—2026学年度上学期高二年级假期自主学习测评
物理
一、单选题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 如图所示,无人机在空中匀速上升时,不断增加的能量是( )
A. 动能 B. 动能、重力势能
C. 重力势能、机械能 D. 动能、重力势能、机械能
2. “指尖转球”是花式篮球表演中常见的技巧。如图,当篮球在指尖上绕轴转动时,球面上P、Q两点做圆周运动的( )
A. 半径相等 B. 线速度大小相等
C. 向心加速度大小相等 D. 角速度大小相等
3. 如图,一物体静止在水平地面上,受到与水平方向成θ角的恒定拉力F作用时间t后,物体仍保持静止。下列说法正确的是( )
A. 物体所受拉力F的冲量大小是Ftcosθ
B. 物体所受重力的冲量大小是0
C. 物体所受摩擦力的冲量大小为0
D. 物体所受合力的冲量大小为0
4. 如图所示,纤绳以恒定的速率沿水平方向通过定滑轮牵引小船向岸边运动,当纤绳与水平方向夹角为时,船靠岸的速度为( )
A. B. C. D.
5. 2024年6月,嫦娥六号探测器首次实现月球背面采样返回。如图所示,探测器在圆形轨道1上绕月球飞行,在A点变轨后进入椭圆轨道2、B为远月点。关于嫦娥六号探测器,下列说法正确的( )
A. 在轨道2上从A向B运动过程中速度逐渐减小
B. 在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大
C. 在轨道2上机械能与在轨道1上相等
D. 利用引力常量和轨道1的周期,可求出月球的质量
6. 如图所示的光滑斜面ABCD是边长为10m的正方形,倾角为30°,物块(视为质点)从斜面左上方顶点A以平行于AB边的初速度水平射入,恰好到达底边CD中点E,则( )
A. 物块射入的初速度5m/s
B. 物块射入的初速度2.5m/s
C. 物块由A点运动到E点所用的时间
D. 物块由A点运动到E点所用的时间
7. 取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力,该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 中国选手刘诗颖在2020年东京奥运会田径女子标枪决赛中获得金牌。刘诗颖的“冠军一投”的运动简化图如图所示。投出去的标枪做曲线运动,忽略空气阻力作用,下列关于标枪的运动及曲线运动说法正确的是( )
A. 出手后标枪的加速度是不变的 B. 标枪升到最高点时速度为零
C. 标枪在相同时间内速度变化量相同 D. 曲线运动不可能是匀变速运动
9. 如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮.质量分别为M、m(M>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中 ( )
A. 两滑块组成系统的机械能守恒
B. 重力对M做的功等于M动能的增加
C. 轻绳对m做的功等于m机械能的增加
D. 两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
10. 某兴趣小组制作了如图所示的水火箭,实验时瓶内的高压气体将水快速喷出,火箭获得竖直向上的初速度,设火箭上升的最大高度为h,水火箭外壳的质量为M,水的质量为m,假设水在极短时间内以不变的速度喷出,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A. 火箭的推力来源于火箭外的空气对它的反作用力
B. 高压气体对火箭外壳做的功为Mgh
C. 高压气体释放的能量为
D. 水瞬间喷出时水流的喷出速度大小为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11. 图甲是一个能够定性平抛运动及其特点的实验装置,用小锤敲击弹性金属片,小球A就沿水平方向飞出,做平抛运动;同时小球B被松开,做自由落体运动。然后再采用乙图的方式定量研究平抛运动,得到了如图丙坐标系中的几个点。
(1)甲图所示的实验说明了平抛的小球在竖直方向上做__________运动。
(2)在调节轨道时,发现水平仪中的气泡在右侧,此时应将轨道的右端调__________(选填“高”或“低”)。
(3)同学用专业相机以200帧/秒拍摄照片如图丙所示,并从视频中每n帧选取一帧进行处理得到如图所示的抛体运动“频闪图片”,由图像可知__________(n为整数,),测得坐标纸的方格边长为9mm,由此可得到平抛运动的初速度为__________
m/s。
12. 某同学利用图示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律,主要实验步骤如下:
A.将桌面上的气垫导轨调至水平;
B.测出遮光条的宽度d
C.将滑块移至图示位置,测出遮光条到光电门的距离l
D.由静止释放滑块,读出遮光条通过光电门的遮光时间t
E.秤出托盘和砝码总质量,滑块(含遮光条)的质量
已知当地重力加速度为g,回答以下问题(用题中所给的字母表示)
(1)遮光条通过光电门时的速度大小为_________;
(2)遮光条由静止运动至光电门的过程,系统重力势能减少了_________,遮光条经过光电门时,滑块、托盘和砝码的总动能为_________;
(3)通过改变滑块的释放位置,测出多组、数据﹐利用实验数据绘制图像如图。若图中直线的斜率近似等于________,可认为该系统机械能守恒。
13. 如图所示,质量为m=2kg的物体静止在水平地面上,受到与水平地面夹角为θ=37°、大小F=10N的拉力作用,物体移动了l=4m,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10m/s2,cos37°=0.8。求:
(1)物体所受各个力所做的功;
(2)合力F合所做的功W。
(3)物体移动了2m时,拉力F做功的功率是多少?
14. “蹦极”是一项勇敢者的运动,如图所示,某人用弹性橡皮绳拴住身体从高空P处自由下落,在空中感受完全失重的滋味。此人质量为50kg,橡皮绳原长45m,人可看成质点,不计空气阻力作用。此人从P点自静止下落到最低点所用时间。(g取10m/s2)求:
(1)人从 P 点下落到最低点的过程中,重力的冲量大小;
(2)人下落到橡皮绳刚伸直(原长)时,人的动量大小;
(3)从橡皮绳开始伸直到人下落到最低点的过程中,橡皮绳对人平均作用力为多大?
15. 如图所示,水平传送带以5m/s的速度顺时针匀速转动,传送带左右两端的距离为。传送带右端的正上方有一悬点O,用长为、不可伸长的轻绳悬挂一质量为0.2kg的小球,小球与传送带上表面平齐但不接触。在O点右侧的P点固定一钉子,P点与O点等高。将质量为0.1kg的小物块无初速轻放在传送带左端,小物块运动到右端与小球正碰,碰撞时间极短,碰后瞬间小物块的速度大小为、方向水平向左。小球碰后绕O点做圆周运动,当轻绳被钉子挡住后,小球继续绕P点向上运动。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.5,重力加速度大小。
(1)求小物块与小球碰撞前瞬间,小物块的速度大小;
(2)求小物块与小球碰撞过程中,两者构成的系统损失的总动能;
(3)若小球运动到P点正上方,绳子不松弛,求P点到O点的最小距离。
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