期末检测-【无敌原创】2025-2026学年高中物理必修第二册单元测试卷

期末检测 (满分100分，时间50分钟) -、选择题（本题共15小题，合计60分。1~10小题只有一个正确选项，每小题4分，11~15小题 有多个正确选项，每小题4分，选不全得2分，错选得0分。) 1.许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的是 A.牛顿运动定律既适用于物体的低速运动，也适用于物体的高速运动 B.伽利略通过著名的扭秤实验测出了引力常量的数值 C.卡文迪许发现了万有引力定律，被称为“称量地球的质量”的人 D.开普勒行星运动三大定律揭示了行星的运动规律，为万有引力定律的发现奠定了基础 数 2.第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年在我国举办，跳台滑雪是 比赛项目之一。运动员在雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空 地 中飞行一段距离后着陆。某运动员从跳台B处沿水平方向飞出，在 邻 南 斜坡A处着陆，如图所示。运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响。若测得运动员在空中飞 行的时间约为4s,A、B两点间的水平距离约为80m,则运动员从B点飞出时的速度大小约为 长 ( A.1 m/s B.2 m/s C.10 m/s D.20 m/s 3.如图所示，用细线拴着质量为m的小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，下列说法正确 的是 A.小球过最高点的最小速度为零 B.小球过最高点时细线上的拉力可能为零 绳 C.小球刚好过最高点的速度为gR D.小球过最高点时细线对小球可以有向上的支持力 4.中国首次火星探测任务“天问一号”已于2021年6月11日成功着陆火星。火星的半径为地球 半径的号，火星的质量为地球质量的号，火星探测器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动（探 测器可视为火星的近地卫星)，探测器绕火星运行周期为T。已知火星和地球绕太阳公转的轨 道都可近似为圆轨道，地球和火星可看作均匀球体，地球半径为R,则 A.地球的质量为36πR GT2 B.火星表面的重力加速度为2如R T2 C.地球的密度为27x GTR D.探测器环绕火星表面运行速度与环绕地球表面运行速度之比为。 5.物体在平行于斜面向上的拉力作用下，分别沿倾角不同的斜面底端，匀速运动到高度相同的顶 端，物体与各斜面间的动摩擦因数相同，则 ( A.沿倾角较小的斜面拉，拉力做的功较多 B.沿倾角较大的斜面拉，克服重力做的功较多 Q C.无论沿哪个斜面拉，拉力做的功均相同 D.无论沿哪个斜面拉，克服摩擦力做的功均相同 6.如图，质量相等的、b两小球分别用细线悬在等高的O1、O2处，将两球拉至与悬点同一高度，使 细线水平伸直，由静止释放。已知L。>L,设悬点所在水平面为零势能面，不计空气阻力，则两 球运动到最低点时，下列说法不正确的是 () 02 01 b aO- A.a球动能大于b球动能 B.a球机械能等于b球机械能 C.a球加速度大于b球加速度 D.a球受到的拉力等于b球受到的拉力 7.如图所示，平台距离地面的高度为H,在平台右边缘处的A点，一 7T保T 质量为m的物体以大小为v的速度飞离平台。不计空气阻力，重 H BO下 力加速度大小为g。以A点所在的水平面为参考平面，当该物体 T71717T 到达B点(A、B两点的高度差为h)时，其机械能为 ( 1 A.2mvmgh B.mgh 1 C.mu+mgH 1 D. 35 8.如图，a、b、c三个相同的小球，a从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b、c从同一高度分别 开始自由下落和平抛，不计空气阻力，下列说法正确的是 A.三个小球从开始到落地的运动过程时间相等 B.三个小球从开始到落地的运动过程中重力做功平均功率 相等 C.a、b落地时的速度相同 D.b、c落地时重力的瞬时功率相等 9.如图所示，倾角为0的斜面固定在水平面上，从斜面顶端以速度o水平抛出一小球，经过时间to 恰好落在斜面底端，速度是，不计空气阻力。下列说法错误的是 ( A.若以速度2o水平抛出小球，则落地时间一定大于to Q之0 B.若以速度2o水平抛出小球，则落地时间一定等于to C.若以速度子水平抛出小球，则撞击斜面时速度方向与~同向 D.若以速度？水平抛出小球，则撞击斜面时速度方向与同向 10.在篮球比赛中，某篮球运动员以大小为10m/s的初速度，将球与水平 方向成53°斜向上投出，结果球刚好以与水平方向成37°角斜向下落入 篮筐中，不计空气阻力，忽略球大小的影响，g取10/s2,则球从抛出 到落入篮筐过程中速度变化量的大小为（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6） A.8 m/s B.10 m/s C.12.5m/s D.15 m/s 11.(多选)如图，总长为1、质量为m的均匀软绳对称地挂在轻小滑轮上，用细线将质量也为m的 物块与软绳连接。将物块由静止释放，直到软绳刚好全部离开滑轮，不计一切摩擦，重力加速 度为g,则 ( A.刚释放时细线的拉力大小为mg LLLLL11111111 B.该过程中物块的机械能减少了2mg C.该过程中软绳的重力势能减少了mgl m D.软绳离开滑轮时速度大小为23g 36 无敌原创·单元卷物理·必修第二册 12.（多选)如图所示，质量分别为m和2m的两个小球a和b,中间用轻质杆相连，杆长2R,在杆的 中点O有一固定转动轴，把杆置于水平位置后由静止开始释放，不计一切摩擦，重力加速度为 g,则在b球顺时针摆动到最低位置的过程中 A.a球和地球组成的系统机械能守恒 B.a、b球和地球组成的系统机械能守恒 a b m 0 2m/ 1 C.a的机械能增加3mgR 2 D.b的动能增加mgR 13.（多选)如图所示，斜面倾角为O,位于斜面底端A正上方的小球以初速度正对斜面顶点B水 平抛出，小球到达斜面经过的时间为t,重力加速度为g,空气阻力不计，则下列说法中正确的是 () A.若小球以最小位移到达斜面，则1=2 B gtan 0 公 B.若小球垂直击中斜面，则t= gtan 0 C.若小球能击中斜面中点，则1=2 gtan 0 D.无论小球到达斜面何处，运动时间均为=2 gtan 0 14.（多选)如图所示，当正方形薄板绕着过其中心O与板垂直的轴转动时，板上A、B两点的 A.角速度之比wA:wB=1：1 B.角速度之比ωA:wB=1:√2 C.线速度之比vA：B=√2：1 D.线速度之比A：B=1:√2 700000000000000 15.(多选)如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在竖直放置、半径为R的光滑圆环顶点P, 另一端连接一套在圆环上且质量为m的小球，圆环固定。开始时小球位于A点，此时弹簧处 于原长且与竖直方向的夹角为60°，之后小球由静止沿圆环下滑，小球运动到最低点B时的速 率为，此时小球与圆环之间的压力恰好为零，已知重力加速度为g。下列说法正确的是 A.小球下滑过程中机械能守恒 P B.弹簧的原长为R 260 A C.小球过B点时，弹簧的拉力大小为mg十m 2R 数 B D.小球运动到B点时，弹力做功为 2mw2、 mgR 我 二、实验题(8分，每空2分。) 城 16.在“验证机械能守恒定律”的实验中采用重物自由下落的方法： 器 (1)某同学列举实验中用到的实验器材为： A.铁架台、B.打点计时器及复写纸片、C.纸带、D.秒表、E.低压交流电源、F.导线、G.重锤、 H.天平。其中不必要的是 (2)如果以号为纵轴，以五（下落的距离）为横轴，根据实验数据绘出的图线应是下图中 2 的 h B D (3)在一次实验中，质量为m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点（交流电频率为 50Hz)如图所示，长度单位为cm,那么从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是 △Ep= J,此过程中物体动能的增加量△Ek= J(g=9.8m/s2,结果数据均保 留至小数点后两位)。 0 4 3.14 单位：cm -5.01 -7.05 三、计算题（本题共3小题，合计32分。） 17.(8分)如图所示，一小球从平台上水平抛出后，落在一倾角0=53°的斜面顶端，并恰好无碰撞地 沿斜面滑下，斜面顶端与平台的高度差h=0.8m,g取10m/s2(sin53°=0.8，cos53°= 0.6),求： (1)小球从平台水平抛出落到斜面上所用的时间t; (2)小球水平抛出的初速度。 53° 37 18.(10分)一颗在赤道上空运行的人造卫星，其轨道半径为”=2R(R为地球半径)，卫星的转动方 向与地球自转方向相同。已知地球自转的角速度为，地球表面处的重力加速度为g。求： (1)该卫星所在处的重力加速度； (2)该卫星绕地球转动的角速度； (3)若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方，求它下次通过该建筑物上方需要的时间。 38无敌原创·单元卷物理·必修第二册 19.(14分)如图所示，半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相 切于圆环的端点A。一质量为m=0.1kg的小球从A点冲上竖直半圆环，刚好沿半圆轨道运 动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画），g取10m/s2。求： (1)小球通过B点时的速度大小； B (2)A、C间的距离； (3)A点的速度大小。度等于中间时刻的瞬时速度可知，在B点竖直分速度= 3L十5L=2m/s】 2T 17.解：(1)小球受到重力mg和线的拉力T作用，在水平面内 做匀速圆周运动，设线与竖直方向的夹角为日。由牛顿第二定 律得Tsin0=mu2r=mu2Lsin0,细线最大承受拉力为T=12.5N, 细线恰好断裂时小球的角速度w=5rad/s。 (2)细线恰好断裂前，绳子拉力竖直方向的分力和重力平衡， 即Tcos0=mg,可得0=37°。绳被拉断后小球沿圆周的切线 方向飞出，做平抛运动，其初速度=oLsin0=1.5m/s,抛出 点离地面的高度h=1m一Lcos0=0.6m。根据平抛运动的规 律h=子g,x=,落点到悬点的水平距离 /x2+(Lsin0)2=0.6m. 18.解：(1)根据牛顿第二定律得G-F=m,解得 FN=9000N。 (2)根据牛顿第二定律得mg=mg,解得功=20m/s。 （3)由mg=m紧，将地球半径代入解得w=8.0X10m/s。 19.解：(1)线的拉力等于向心力，设开始时角速度为，向心 力是F1,线断开的瞬间，角速度为ω，线的拉力是F。根据牛 顿第二定律得F1=mRw2,又有F=mw2R。联立解得 F:F=9:1。又因为F=F1十40N,可得F=45N。 (2)设线断开时速度为，由F=m发，可得。=5m/s。 (3)设桌面高度为，落地点与飞出桌面点的水平距离为s,则 时间为1=√受=0.48，水平位移为5==5X0,4m 2m·则抛出点到桌边的水平距离为1=sin60=2×9m≈ 1.73m。 期未检测 1.D[解析：牛顿运动定律只适用于宏观低速运动，A错误； 卡文迪许通过著名的扭秤实验测出了引力常量的数值，B错 误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过著名的扭秤实验 测出了引力常量的数值，被称为“称量地球的质量”的人，C错 误；开普勒行星运动三大定律揭示了行星的运动规律，为万有 引力定律的发现奠定了基础，D正确。故选D。】 2.D[解析：运动员在水平方向上做匀速直线运动，则运动员 从B点飞出时的速度大小约为a=兰=婴m/s=20m/s。 故选D。] 3.B[解析：绳子不能给小球支持力，所以小球在过最高点， 绳子拉力为零时，向心力最小，刚好由重力提供，根据g= m尺，得v=√gR,可知在最高点的最小速度为√gR。故 选B。】 46 无敌原创·单元卷物理·必修第二册 4.B【解析：探测器绕火星表面附近运行时，有G= R12 m(停)R,R=R,整理得火星质量为mR-尽 G7°2GT, 火星的质量为地球质量的号，则地球的质量为m:=9m,= 9π2R3 mim= 2C示，A错误；探测器绕火星表面附近运行时，有GR mg,又因为侧一无器，R=宁R,整理得火星表面的重力加 -票，B正确：因为地球的质量为=无器根据 速度为g=T2 公式。一号得地球的密度为p乙票，C结误：设火星，地球的 半径分别为R1、R2,探测器的质量为m,运行速度分别为、 ,则Gm三发，6m发，解得4 R,2 R22 U V爱×品-√合×导-√侣D错误，放选B】 5.A[解析：设斜面倾角为0，高度为h,斜面长度为L,根据 力的平衡得F-mgsin0-umgcos0=0,解得F=mgsin0+ mgcos0,所以F做的功W=FL=(mgsin+umgcos0)· h sinG-mgh+mgheot0,因为m、hu相等，所以0越小，W越 大，A正确，C错误；重力做功只与高度差有关，高度相等，所 以克服重力做功相等，B错误；摩擦力做的功W'=一mgcos0· L=一m800·品。一器0越大，摩擦力做功越少，克 服摩擦力做的功也越少，D错误。故选A。】 6.C【解析：根据动能定理得E=乞m=mgL,可见，动能 与绳长成正比，所以a球动能大于b球动能，A正确；a、b两球 在运动的过程中，只有重力做功，机械能都守恒，设初始位置 为势能零点，则在初始位置的机械能相等，所以在最低点，两 球的机械能相等，B正确；从最高点到最低点，由动能定理有 mgL=之m,由圆周运动规律有ma=m亡，则a=艺-2g, 则a球加速度等于b球加速度，C错误；根据牛顿第二定律得 2 F-mg=m二，解得F=3mg,则拉力的大小与绳的长度无 关，所以两绳拉力大小相等，即两球受到的拉力也相等，D正 确。故选C】 7.D[解析：根据机械能守恒定律，当该物体到达B点(A、B 两点的高度差为h)时机械能等于A点时的机械能，其机械能 为E=号mw2。故选D.】 8.D[解析：设斜面高度为h,倾角为0，a沿斜面下滑的时间 h 1 为，则有n0 2g sin0,解得1一sin0√g 巫，b、c从同一高 度分别开始自由下落和平抛，根据A=合g弘，解得4 √匹，由此可知它们运动的时间不相等，A错误；三个小球的 N 重力一样，下落的高度差一样，根据W=mgh,所以运动过程中 重力做的功相等，而重力做功平均功率为卫。=g,因运动时 到O的距离L2之比为L1：L2=1:√2，由公式v=w·r,可得 线速度之比UA:g=1:√2，C错误，D正确。故选AD。] 间不同，则三个小球从开始到落地的运动过程中重力做功平 均功率不相等，B错误；因为a、b两球初速度为0，c的初速度 15.BD[解析：小球和弹簧组成的系统机械能守恒，但小球下 滑过程中机械能减小，转化为弹簧增加的弹性势能，A错误； 不为0，由机械能守恒定律可知a、b两球落地时的速度大小相 因小球位于A点时弹簧处于原长且与竖直方向的夹角为60°， 等，但速度方向不同，所以它们落地时的速度不相同，C错误； 则圆心、P点与A点构成等边三角形，即弹簧的原长为R,B正 根据重力做功的瞬时功率公式P=mg心，可知自由落体和平抛 确；小球过B点时，由重力和弹簧弹力的合力提供小球的向心 落地时竖直速度相同，则其瞬时功率相同，D正确。故选D。】 9.A[解析：若以速度2水平抛出小球，则小球一定落在水 力，由牛顿第二定律得T-mg=m只，解得T=mg十m只，C 平面上，根据=√臣可知，下落高度相同，所以落地时间也 错误；小球从A运动到B的过程中，根据动能定理得号mgR十 一定等于t。,A符合题意，B不符合题意；速度小于时，小球 W=合m,解得W=子m-子mgR,D正确，故造BD.】 都落在水平方向上，设落在斜面时速度与斜面的夹角为α，根 据平抛运动的推论，有tana=2tan0,由于斜面的倾角0不变， 16.(1)DH(2)C(3)0.490.48 [解析：(1)本实验中，秒表和天平属于不必要的实验器材。 所以只要落在斜面上的小球的速度方向都相同，C、D不符合 题意。故选A。】 (2)根据机械能守恒，有mgh=子md,整理可得号=gh,故选 10.C[解析：球在空中做抛体运动，水平分速度不变， C。(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量 设抛出时的初速度大小为，则△)=gt=g· 为△Ep=mghB≈0.49J。此过程中物体动能的增加量为△E= sin53°+wcos53tan37=12.5m/s。故选C.】 g 乞m%2,w=亿05-310X10 2×0.02 m/s≈0.98m/s,代入数据，有 l1.CD【解析：刚释放时，m有加速度，mg一T=ma,故拉力 E≈0.48J.】 小于mg,A错误；物块的重力势能减小了分mg1,但物块也获 17.解析：()竖直方向自由落体运动h=2g,解得=0.45 1 得了速度，即动能增加，故机械能损失小于之mg,B错误；因 (2)竖直方向分速度飞，=gt=4m/s,由速度的合成与分解有 为绳子均匀，把绳子的重心看作在绳子的中点，以滑轮处为参考 tan53°=，解得h=3m/5。 00 面，故减小的重力势能为△E,=mg(-←)一mg(-乞) 18.解：(1)在地球表面处物体受到的重力等于万有引力，mg= mg,C正确；由能量守恒得mg×子1+子mgl=之× 1 Gm嘘严，在轨道半径为r=2R处，仍有万有引力等于重力， R2 2mv,解得速度大小为2√3g,D正确。故选CD,】 mg-,解得&=冬 12.BD[解析：a球和b球组成的系统，只有重力做功，总机 (2②)根据万有引力提供向心力，有，”=m心·2R,在地球 械能守恒，A错误，B正确：对整体由动能定理得2mgR一 表面处物体受到的重力等于万有引力，mg=Gm,联立可 mgR=号·3m,可得b的动能增加△E-2"坠，a的动能 R2 3 增加△E。=mgS,则a的机械能增加△E=△E。十△E= 得ω=√8R 3 (3)卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆 gS+mgR=4mgS,C错误，D正确。故选BD.】 周运动，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π 3 3 时，卫星再次出现在建筑物上空，以地面为参照物，卫星再次 13.AB【解析：小球以最小位移到达斜面时即位移与斜面垂 出现在建筑物上方时，建筑物随地球转过的弧度比卫星转过 直，位移与竖直方向的夹角为0，则tan0=工=t=2】 y 1■ 2g2 gt 的弧度少2π，即m△t-ah△t=2x,解得△t=2r 1V8R- 即t=26 gan9A正确：小球垂直击中斜面时，速度与竖直方向 19.小球恰好能经过B点，则mg=m紧，解得=V康= 的夹角为0，则tan0=,即t= gt gtam0B正确：小球击中斜面 2m/s。 中点时，令斜面长为2L,则水平射程为Lcos0=%t,下落高度 (2)小球从B点做平抛运动，则x=,2R=方g,解得x= 为Lsin0=号gr,联立两式得1=2an9,CD错误。枚 0.8m。 g 选AB。】 (3)从A到B,机械能守恒，则合m2=号m2十mg·2R,解 14.AD[解析：板上A、B两点属于同轴转动，所以角速度相 得vw=2W5m/s. 等，A正确，B错误；由几何知识可知，A到O的距离L1与B