2025-2026学年高一物理下学期必修第二册综合提升卷

**基本信息** 以2025年双星系统研究、万米深井技术等科技前沿为情境，覆盖必修二万有引力、圆周运动等核心知识，通过分层题型考查物理观念与科学思维的高一期末综合提升卷。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7题|双星系统受力分析、地球密度计算等|结合悉尼大学科研成果，考查运动与相互作用观念| |多选题|3题|嫦娥一号变轨、地球内部重力加速度等|以载人登月计划为背景，体现科学推理与模型建构| |实验题|2题|圆锥摆周期测量、平抛运动初速度计算|设计光电门测速实验，培养科学探究能力| |解答题|3题|四星系统运转规律、倾斜圆盘摩擦力分析等|综合应用万有引力与圆周运动，突出复杂问题解决能力|

2025-2026高一物理下学期必修二综合提升卷（一） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．2025年3月12日，澳大利亚悉尼大学的伊里斯·德·鲁伊特带领团队终于解开了一个自去年被发现以来一直困扰着他们的神秘重复无线电信号之谜。经过深入研究，研究团队将这一信号追踪至一个奇特的双星系统，该系统包含一颗白矮星和一颗红矮星伴星，设白矮星质量为，红矮星质量为，两个星体质量分布均匀且二者之间的距离为L，万有引力常量为G，不计其他星球的影响，下列说法正确的是（　　） A．白矮星与红矮星的向心力相同 B．白矮星与红矮星的线速度大小之比为 C．白矮星的角速度大小为 D．白矮星与红矮星的加速度大小之比为 2．假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为；在赤道的大小为；地球自转的周期为；引力常量为。则地球的密度为（　　） A． B． C． D． 3．某新能源汽车的生产厂家在测试新产品的性能时，由司机驾驶一质量为的新能源汽车由静止开始沿平直的公路运动，通过传感器在计算机上描绘出了汽车的牵引力与汽车速度的关系图像，已知整个过程中汽车所受的阻力恒为，汽车达到额定功率后功率就保持不变，，图像中未知。则下列说法正确的是（　　） A．汽车在加速阶段的加速度保持不变 B． C．汽车的速度为时，汽车的加速度为 D．在的过程中，汽车的平均速度为 4．如图为道闸及其内部控制横杆起落的减速器结构图，a、b、c是三组相同的轮，用皮带传动，每组轮都由两个共轴轮叠合而成，大轮半径是小轮半径的2倍｡在电动机的带动下，a轮转动的角速度为ω，则横杆随c轮共轴转动的角速度为（　　） A． B． C． D． 5．2025年我国油气陆地勘探万米垂直深井技术跨入世界先进行列。若把地球看成质量分布均匀的球体，钻探过程中钻头所处位置的重力加速度大小g和钻探深度h的关系图像如图乙所示，图像与横轴的截距为a，纵轴截距为b。已知质量分布均匀的球壳对球壳内部物体的万有引力为零，引力常量为G，则地球密度为（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，一质量为m的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧一端固定于O点，另一端与该小球相连。现将小球从A点由静止释放，沿竖直杆运动经过B点，已知OA长度小于OB长度，弹簧处于两位置时弹簧弹力大小相等。在小球由A到B的过程中（　　） A．加速度等于重力加速度的位置有一处 B．弹簧弹力的功率为0的位置只有一处 C．弹簧弹力对小球做功等于零 D．弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离等于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离 7．如图所示，在水平圆盘上，沿直径方向放着用轻绳相连可视为质点的物体A和B，A的质量为3m，B的质量为m，它们分居圆心O两侧，到圆心的距离分别为RA = r，RB = 2r，A、B与圆盘间的动摩擦因数均为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。A、B与圆盘一起绕中轴线匀速转动的最大角速度为（   ） A． B． C． D． 二、多选题 8．中国预计在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。图是“嫦娥一号奔月”的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，Q点是轨道的切点。关于“嫦娥一号”，以下说法正确的是（　　） A．发射速度必须达到第三宇宙速度 B．从轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ时，需在Q点处点火减速 C．轨道Ⅲ上Q点的加速度等于轨道Ⅱ上Q点的加速度 D．16h轨道与24h轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比相等 9．如图为某设计贯通地球的弦线光滑真空列车隧道：质量为m的列车不需要引擎，从入口的A点由静止开始穿过隧道到达另一端的B点，为隧道的中点，与地心O的距离为，假设地球是半径为R的质量均匀分布的球体，地球表面的重力加速度为g，不考虑地球自转影响。已知质量均匀分布的球壳对球内物体引力为0，P点到的距离为x，则（　　） A．列车在隧道中A点的合力大小为mg B．列车在P点的重力加速度小于g C．列车在P点的加速度 D．列车在P点的加速度 10．木匠师傅用铁锤把钉子砸进木梁，每次砸钉的动作完全相同。木匠第一次砸钉就将钉子砸进了一半。已知钉子所受阻力与其进入木梁中的深度成正比，铁锤砸钉的能量全部用来克服钉子前进中的阻力做功，则（    ） A．木匠要把一枚钉子全部砸进木梁，他共需砸锤3次 B．木匠要把一枚钉子全部砸进木梁，他共需砸锤4次 C．打击第n次与打击第一次钉子进入木梁的深度之比为 D．打击第n次与打击第一次钉子进入木梁的深度之比为 三、实验题 11．某实验小组用如图所示的装置来探究圆锥摆运动的规律，轻质细线穿过竖直固定的细圆管（内壁以及管口均光滑）并跨越光滑的定滑轮，一端连接物块（质量为M），另一端连接直径为d的小球，让小球在水平面内做匀速圆周运动并通过光电门（小球通过光电门的时间为），物块静止不动，用秒表来记录小球做圆周运动的时间，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。 (1)小球在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小______（用d、表示），从小球某次通过光电门开始计时，若测得连续n次（n从1开始计数）通过光电门的时间间隔为t，则小球做圆周运动的周期______（用n、t表示），若测得细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差为H，圆弧轨迹的半径为r，则小球受到的向心力______（用H、r、M、g表示）。 (2)实验发现当两次圆锥摆实验的圆弧半径r不同，而细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差H相同时，两种圆周运动的周期T相同，这说明圆锥摆的周期T与H有关，则有______（用H、g表示）。 12．某实验小组为探究“平抛运动的规律”，设计了如图甲所示的实验方案。开开将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，调节装置时应使斜槽PQ末端________。现将钢球从某一高度由静止释放，钢球沿斜槽PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，因此钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。开开沿竖直方向移动挡板，仍将钢球从同一高度由静止释放，重复以上实验步骤，白纸上将留下一系列痕迹点。开开正确操作后，得到钢球运动轨迹的部分图像如图乙所示，其中A、B、C是轨迹上的三个点。以A点为坐标原点、水平方向为x轴、竖直方向为y轴建立平面直角坐标系，测得B点的坐标为，C点的坐标为。已知当地重力加速度大小为g，则钢球从Q点飞出时的初速度大小为________，钢球在B点时沿竖直方向的分速度大小为________。（结果均用g，x，，表示） 四、解答题 13．恒星系统或恒星系是少数几颗恒星受到引力的拘束而互相环绕的系统，宇宙中存在一些离其他恒星很远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略很远的其他星体对它们的引力作用，稳定的四星系统存在的一种基本的构成形式是四颗质量相等的星位于正方形的四个顶点上，沿外接于正方形的圆形轨道运行，如图所示。若已知每颗星质量均为m，正方形边长为L，万有引力常量为G，求： （1）该四星系统运行的角速度为多少？ （2）该四星系统的运转半径的立方和运转周期的平方的比值应为多少。 14．如图所示，游乐场里有一个半径、盘面与水平面的夹角的倾斜匀质圆盘，圆盘可绕过圆盘圆心O且垂直于盘面的固定对称轴以一定的角速度匀速转动。一个质量为20kg的小孩（可视为质点）坐在盘面上距O点距离处。已知小孩与盘面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取。 (1)要保证小孩与圆盘始终保持相对静止，则角速度的最大值为多少？ (2)当圆盘角速度为0.8rad/s时，求小孩在其轨迹最高点（如图所示小孩所处位置）对盘面的摩擦力的大小和方向。 15．某电动机工作时输出功率P与拉动物体的速度v之间的关系如图所示，现用该电动机在水平地面内拉动一物体（可视为质点），运动过程中轻绳始终处在拉直状态，且不可伸长，如图所示，已知物体质量，与地面的动摩擦因数，离出发点左侧s距离处另有一段动摩擦因数为、长为d的粗糙材料铺设的地面。（g取） （1）若s足够长，启动电动机后，则物体在地面能达到的最大速度是多少？ （2）若，启动电动机后，则物体刚进入粗糙材料时电动机的输出功率和物体刚离开粗糙材料时的速度。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025-2026高一物理下学期必修二综合提升卷（一）》 参考答案 1．C 【详解】A．白矮星与红矮星的向心力大小相同，方向相反，A错误； BC．白矮星与红矮星绕相同的点转动，角速度相等，根据 可得， 根据可得，白矮星与红矮星的线速度大小之比为，B错误，C正确； D．根据可得，白矮星与红矮星的加速度大小之比为，D错误。 故选C。 2．D 【详解】在两极时 在赤道时 又 联立解得 故选D。 3．C 【详解】A．牵引力保持不变时，汽车所受合外力不变，加速度不变；牵引力减小时，汽车所受合外力减小，加速度减小，故A错误； BC．由题意知，汽车的速度由增大到的过程中功率不变，有 则 又， 求得，故B错误，C正确； D．在的过程中，汽车做加速度减小的加速运动，图像如图所示 假设的过程所用时间为，若汽车的速度由均匀增大到，则平均速度为， 由图像与时间轴包围的面积表示位移可知，内汽车的位移大于速度由均匀增大到通过的位移，故汽车的平均速度，故D错误。 故选C。 4．D 【详解】假设大轮半径是，小轮半径，则有， 根据，可得 同理可得 故有 则横杆随c轮共轴转动的角速度为 故选D。 5．B 【详解】由于质量分布均匀的球壳对球壳内部物体的万有引力为零，可知，在深度h处有 其中 解得 结合图像有， 解得， 地球密度 解得 故选B。 6．C 【详解】A．在运动过程中A点为压缩状态，B点为伸长状态，则由A到B有一状态弹力为0且此时弹力与杆不垂直，加速度为g；当弹簧与杆垂直时小球加速度为g。则两处加速度为g。A错误； B．下滑过程弹簧弹力与杆子垂直，弹力功率为零；当原长时弹力为零，功率为零，B错误； C．由于两点弹簧弹力大小相等，因此弹簧的变化量相等，即弹簧的弹性势能不变，弹力对小球不做功，C正确； D．由于A、B两点弹簧弹性势能相等，全过程弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹力所做的负功。因做负功时弹力增大，则弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离大于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离，D错误； 故选C。 7．A 【详解】当圆盘角速度较小时，A和B均由静摩擦力提供向心力，对A受力分析有 对B受力分析有 可知B先达到最大静摩擦力，继续增大角速度，细线将出现拉力，此后对A受力分析有T＋fA静=3mω2r 对B受力分析有T＋μmg=mω2·2r 当A所受静摩擦力达到最大值后再增大圆盘角速度，绳子拉力继续变大，B所需向心力较小，所以B所受摩擦力将逐渐减小至零后反向再增大，当角速度达到最大时，对B受力分析有T-μmg=mω2·2r 在此过程中A所受摩擦力为最大值且保持不变，即对A受力分析有T＋3μmg=3mω2r 解得 故选A。 8．BCD 【详解】A．“嫦娥一号”绕月球运行时，仍未脱离地球引力的约束，所以其发射速度应大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故A错误； B．从高轨变到低轨需要在切点点火减速，因此从轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ需要在切点Q点火减速，故B正确； C．根据 可得 因此两个轨道在Q点的加速度相等，故C正确； D．根据开普勒第三定律，绕同一中心天体运动的天体，轨道半长轴的立方与公转周期平方的比值相等，故D正确。 故选BCD。 9．BD 【详解】A．列车在隧道中A点受到地球指向地心的万有引力与垂直于隧道向上的支持力，如图所示 则有 ，， 解得 A错误； B．由于质量均匀分布的球壳对球内物体引力为0，则在P点有 由于质量均匀分布，则有 解得 B正确； CD．令，根据上述，则有 ， 解得 C错误，D正确。 故选BD。 10．BD 【详解】AB．已知钉子所受阻力与其进入木梁中的深度成正比，如图为阻力与深度图像 图像与水平轴围成的面积为阻力做功大小，由面积比可知前一半深度和后一半深度阻力做功之比为，由题意知木匠每次砸钉做功相同，把一枚钉子全部砸进木梁，他共需砸锤4次，A错误，B正确； CD．由题知，木匠每次砸钉过程，钉子阻力做功相同，如图 由相似三角形边长比的平方等于面积比，故第1次：前2次：前3次…面积比为，钉子进入木梁中的深度比为，每一次进入木梁中的深度比为，故打击第n次与打击第一次钉子进入木梁的深度之比为，C错误，D正确。 故选BD。 11．(1) (2) 【详解】（1）[1]小球直径为d，通过光电门的时间为，根据光电门的测速原理可知，小球在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小 [2]从小球某次通过光电门开始计时，若测得连续n次（n从1开始计数）通过光电门的时间间隔为t，则小球做圆周运动的周期 [3]令绳的拉力为，对物块进行分析，根据平衡条件有 小球做匀速圆周运动，令圆管下端绳与竖直方向夹角为，对小球进行分析有 若测得细圆管下管口与圆弧轨迹圆心间的高度差为H，圆弧轨迹的半径为r，根据几何关系有 解得小球受到的向心力 （2）小球做匀速圆周运动，绳子与竖直方向的夹角为，则有 其中，结合上述有 12． 保持水平 【详解】[1]为了保证小球抛出时的速度处于水平方向，斜槽轨道末端必须水平。 [2]由于平抛运动竖直方向为自由落体运动，根据匀变速直线运动规律则有 解得相邻点迹之间的时间间隔为 由于平抛运动水平方向为匀速直线运动，则钢球抛出时的初速度大小为 [3]根据匀变速直线运动规律可得，钢球在B点时沿竖直方向的分速度大小为 13．（1）；（2） 【详解】（1）对某一颗星而言，相邻的两颗星对它的引力 对面的卫星对它的引力 圆周运动的半径 则由牛顿第二定律 解得 （2）周期为 该四星系统的运转半径的立方和运转周期的平方的比值为 14．(1) (2)68N，方向沿斜面向下 【详解】（1）当小孩转到圆盘的最低点刚要滑动时，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大，此时角速度最大为，则 又 解得 （2）因为，所以小孩受到的摩擦力沿斜面向上 由牛顿第二定律 得 由牛顿第三定律小孩对盘面的摩擦力  方向沿斜面向下。 15．（1）；（2）1.6W；0.1m/s 【详解】（1）在s段地面，物体所受摩擦力   假设速度能超过0.5m/s，功率最大后，当速度最大时，摩擦力与牵引力平衡，则最大速度 假设成立，即物体在地面能达到的最大速度是。 （2）在s段地面，速度达到0.5m/s之前，根据P=Fv可知，牵引力恒定，为 做匀加速直线运动，设加速度为，则 速度达到时，运动距离 显然，在到达粗糙材料铺设的地面时，物体速度还小于，物体在达到粗糙材料之前，做初速度为零的匀加速直线运动。 设滑上粗糙面时的速度为，则 此时电动机的输出功率 在粗糙面上滑行时，摩擦力 速度达到0.5m/s之前，加速度大小 离开粗糙材料过程 解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $