高一物理下学期期末模拟卷02（必修二）（情景题）（高一物理下学期沪科版）

**基本信息** 以“天宫课堂”“中国高铁”等真实情境为载体，融合圆周运动、机械能守恒等核心知识，注重物理观念与科学思维的综合考查。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |非选择题|5题/100分|质点、万有引力、机械能守恒、圆周运动、动能定理|第1题结合空间站对接考查质点概念与万有引力定律应用；第3题以高铁弯道为情境，分层设计向心力分析与功率计算，体现问题梯度；第4题蹦极运动结合v-x图像考查胡克定律与能量转化，突出科学探究能力。|

高一物理下学期期末模拟卷02（必修二） （满分100分，考试用时60分钟） 考生注意： 1. 所有作答务必书写在答题纸上对应的区域，不得错位。在试卷上作答一律不得分。 2. 选择题中，未标注说明的，为单选，每题只能选一个选项；标注“不定项选择”的，每题应选一个或多个选项；标注“多选”的，每题应选两个或两个以上的选项。 1．（16分） 【答案】：（1）不可以（2分）；（2）A（3分）；（3）1.2×10﹣3（2分）； （4）①（4分）空间站围绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有： 可得地球的质量： ②（5分）第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度，对于近地卫星，根据万有引力提供向心力，则有： 代入数据可得： 2．（20分）用实验的方法研究机械能守恒定律。 【答案】（1）①B（3分）；②光电门，0.5cm（4分）；③（3分）；④3，摆锤运动过程受到一定的空气阻力（4分）；（2）①20（2分）；②与杆垂直，16（4分）。 3．（25分） 【答案】（1）C（3分）；C（3分）；（2）A（3分）；（3）3.2；外轨（4分）； （4）①B（3分）；②D（4分）； ③（5分）开启2节动车，并以额定功率行驶，行驶距离为s＝1km＝1000m时速度达到最大，则 ，解得vm＝25m/s 由动能定理得： 代入数据解得：t＝46.25s 4．（19分） 【答案】（1）B（3分）。（2）100，1800（4分）。 （3）①（4分）对小车进行受力分析，水平方向合力提供加速度，有Fcosθ﹣μ（mg﹣Fsinθ）＝ma 解得滑板车在AB段运动的加速度大小。 ②（4分）滑板车在AB段运动时根据运动学公式有，解得B点速度，可得滑板车在AB段运动的时间 恒力F在AB段做的功 可得滑板车在AB段运动恒力F的平均功率大小。 ③（4分）当物块与圆心O的连线与竖直方向夹角为60°时动能最大。对从A点到该位置的全过程应用动能 定理有 解得滑板车在圆弧面上运动的最大动能 5．（17分） 【答案】（1）C（3分）；（2）1600；减少；200；增大（每空2分）； （3）①（4分）由图4可知，初始机械能E1＝3600J，到达Q点（水平位移x＝8m）时机械能E2＝3000J 因此：W＝E2﹣E1＝3000J﹣3600J＝﹣600J ②（5分）设P点到游客与滑雪圈静止时的水平位移为x，根据图2可知： 代入数据可得x＝48m 在斜面顶端时机械能E1＝3600J，根据能量守恒定律可得：E1＝μmgLcosθ+μmg（x﹣Lcosθ）＝μmgx 已知游客滑到Q点后再经过t＝8s停止运动，根据牛顿第二定律可得加速度大小为：a＝μg 则在Q点的速度大小为：v＝at＝μgt 根据图2可得Q点的动能为： 联立解得：，m＝60kg 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/6/10 14:32:44；用户：╰╮Smile∞Life﹏；邮箱：orFmNt1jw9caAoHdlfhbk7UcPrPQ@weixin.jyeoo.com；学号：36850724 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一物理下学期期末模拟卷02（必修二） （满分100分，考试用时60分钟） 考生注意： 1. 所有作答务必书写在答题纸上对应的区域，不得错位。在试卷上作答一律不得分。 2. 选择题中，未标注说明的，为单选，每题只能选一个选项；标注“不定项选择”的，每题应选一个或多个选项；标注“多选”的，每题应选两个或两个以上的选项。 1．（16分）“天宫课堂”是为发挥中国空间站的综合效益，推出的首个太空科普教育品牌。空间站绕地球一圈约90min，驻留期间，航天员进行了“天宫课堂”授课。 （1）（2分）神舟十三号与空间站对接过程中，　 　 （选填“可以”或“不可以”）把神舟十三号看作质点。 （2）（3分）“天宫课堂”中，航天员掷出的“冰墩墩”近似匀速直线前进，这一过程中“冰墩墩”受到 　 　 。 A．万有引力 B．向心力 C．离心力 （3）（2分）空间站绕地球运行的角速度约为 　 rad/s。（保留2位有效数字） （4）2022年10月12日，中国航天员首次在问天实验舱内进行授课。已知中国空间站离地高度为h，运行周期为T，地球半径为R，引力常量为G。求： ①（4分）地球的质量； ②（5分）地球的第一宇宙速度。 【答案】：（1）不可以；（2）A；（3）1.2×10﹣3；（4）①地球的质量为；②地球的第一宇宙速度为。 【解答】解：（1）神舟十三号与空间站对接过程中，神舟十三号的大小和形状不能忽略，所以不可以把神舟十三号看作质点； （2）“冰墩墩”在空间站中处于完全失重状态，万有引力提供它围绕地球做圆周运动的向心力，根据掷出的“冰墩墩”近似匀速直线前进，可知“冰墩墩”受到是万有引力，故A正确，BC错误； （3）空间站绕地球运行的角速度： （4）①空间站围绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有： 可得地球的质量： ②第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度，对于近地卫星，根据万有引力提供向心力，则有： 代入数据可得： 故答案为：（1）不可以；（2）A；（3）1.2×10﹣3；（4）①地球的质量为；②地球的第一宇宙速度为。 2．（20分）用实验的方法研究机械能守恒定律。 （1）图1示为“验证机械能守恒定律”的实验装置，A、B、C是固定在不同位置的三个挡光片，规定经过最低点D的重力势能为零。 ①（3分）释放摆锤，由A运动到D点的过程中 　 　 。 A.连杆的拉力不做功，合外力不做功 B.连杆的拉力不做功，合外力做正功 C.连杆的拉力做正功，合外力不做功 D.连杆的拉力做正功，合外力做负功 ②（4分）实验中，使用 　 　 传感器测量摆锤经过各点的速度。挡光片的宽度选择 　 　 为宜（选填“2cm”、“1cm”、“0.5cm”）。 ③（3分）本实验可以通过测量速度和高度间接测量物体的动能和重力势能。现已测得摆锤经过A、B两点的速度分别为vA、vB，A、B与D点的高度差分别为hA、hB，重力加速度为g。得出 　 　 ，就可以认为摆锤在A、B两点的机械能是相等的（用给定的符号表示）。 ④（4分）另一实验小组自上而下将挡光片编号为1、2、3、4、5、6，测量并计算出摆锤经过各个挡光片的机械能如表： 挡光片位置编号 1 2 3 4 5 6 机械能E/J 0.056 0.055 0.059 0.053 0.051 0.047 摆锤经过第 　 　 个挡光片的数据不合理（填写挡光片位置编号！）。剔除不合理数据后，其它数据还存在明显差异，这是因为：　 　 。 （2）某同学用如图2图示装置做实验：将质量为2kg的圆环套在固定光滑直杆上，直杆与水平面成37°角，环的直径略大于杆的截面直径。g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 ①（2分）用拉力传感器竖直向上拉环，使环沿杆向上运动，当传感器的示数为 　 　 时，环的动能维持不变。 ②（4分）调整拉力的大小和方向，使其沿杆运动，且杆的弹力为零。当拉力的方向 　 ，传感器的示数为 　 　 时，环的机械能维持不变。 【答案】（1）①B；②光电门，0.5cm；③；④3，摆锤运动过程受到一定的空气阻力；（2）①20，与杆垂直；②16。 【解答】解：（1）①释放摆锤，由A运动到D点的过程中，连杆的拉力总是与速度方向垂直，即连杆的拉力不做功，只有重力做正功，即合外力做正功。故B正确，ACD错误。 故选：B。 ②实验中，使用光电门传感器测量摆锤经过各点的速度；为了减小误差，挡光片的宽度选择0.5cm为宜。 ③设摆锤的质量为m，则摆锤在A点的机械能为 摆锤在B点的机械能为 若摆锤在A、B两点的机械能相等，则有 可得 ④根据表格数据可知摆锤经过第3个挡光片的数据不合理；剔除不合理数据后，其它数据还存在明显差异，这是因为摆锤运动过程受到一定的空气阻力，摆锤的机械能逐渐减小。 （2）①用拉力传感器竖直向上拉环，使环沿杆向上运动，当环做匀速直线运动时，环的动能维持不变，设此时传感器的示数为F，根据受力平衡可得 F＝mg＝2×10N＝20N ②当拉力的方向与杆垂直时，拉力不做功，只有重力对圆环做功，圆环的机械能不变，此时传感器的示数为 F′＝mgcos37°＝2×10×0.8N＝16N 故答案为：（1）①B；②光电门，0.5cm；③；④3，摆锤运动过程受到一定的空气阻力；（2）①20，与杆垂直；②16。 3．（25分）十年来，中国高铁通过自主创新，技术水平已经领先世界，是国之重器。 （1）如图1，列车以速度v匀速经过一段半径为R的弯道。 ①（3分）该过程中，列车 　 　 。 A．仅受重力和支持力 B．所受的合力为零 C．所受的合力作为向心力 D．所受的支持力作为向心力 ②（3分）列车以不同的速度v，经过不同的弯道，其加速度 　 　 。 A．与线速度的平方成正比 B．与角速度的平方成正比 C．与线速度、角速度的乘积成正比 D．与线速度、角速度的乘积成反比 （2）（3分）为研究火车转弯时向心力与哪些因素有关，某同学借助图2所示装置进行探究。在电动机控制下，悬臂可绕轴在水平面内匀速转动，固定在连杆上的砝码随之做匀速圆周运动，无线光电门传感器安装在悬臂的一端。下列说法中正确的是 　 　 。 A．a为挡光片，b为无线力传感器 B．仅增加砝码的质量，力传感器的读数减小 C．仅将电动机转速增大一倍，砝码的线速度增大四倍 D．仅将砝码与转轴的距离增大一倍，力传感器的读数增大四倍 （3）（4分）如图3，为了安全，弯道处的铁轨总是“外高内低”。 已知弯道半径R＝2km，轨道面与水平面间的夹角α＝10°，列车匀速经过弯道，速度v＝80m/s。此时，列车的加速度a＝　 　 m/s2。若不计车轮与轨道间的摩擦，列车过弯道时，　 　 （选填“内轨”或“外轨”）将受到车轮的侧向挤压（tan10°＝0.18，g＝10m/s2）。 （4）为了提高推动力，高铁均采用动车组的形式，即每节车厢都能产生等大的牵引力，而启动多少节动车将视路况而定。已知列车共8节编组，每节车厢的质量m＝5.0×104kg、额定功率P＝1.0×107W，所受阻力为车重的0.2倍，g＝10m/s2。 ①（3分）开启全部动车，列车最大速度vm可达 　 　 。 A．200km/h B．360km/h C．500km/h D．720km/h ②（4分）现开启4节动车，匀速行驶的速度为v0，总的牵引力为F0。t1时刻，突然关闭2节动车，到t2时刻，列车又恢复匀速直线运动。若每节动车的功率均为额定功率，则列车总的牵引力F、速度v随时间t变化的图像中，正确的是 　 　 。 ③（5分）若列车出站时，开启2节动车，并以额定功率行驶，行驶距离为1km时速度达到最大，求列车的加速时间。 【答案】（1）C；C；（2）A；（3）3.2；外轨；（4）B；D；列车的加速时间为46.25s。 【解答】解：（1）①列车以速度v匀速经过一段半径为R的弯道，可知列车做匀速圆周运动，所受的合力一定提供向心力，但受力情况除重力，支持力以外，列车还可能受到内外轨给它的弹力，发动机的牵引力，阻力等；故ABD错误，C正确。 故选：C。 ②列车以不同的速度v，经过不同的弯道，由，可知r不确定，没法判断a与v，v2，ω，ω2的关系，但可知列车的加速度与线速度、角速度的乘积成正比。故ABD错误，C正确。 故选：C。 （2）A.a为挡光片，b为无线力传感器，故A正确； B.由F＝mω2r得：仅增加砝码的质量，力传感器的读数增大，故B错误； C.由v＝2πrn得：仅将电动机转速增大一倍，砝码的线速度增大一倍，故C错误； D.由F＝mω2r得：仅将砝码与转轴的距离增大一倍，力传感器的读数增大一倍，故D错误。 故选：A。 （3）已知弯道半径R＝2km＝2000m，列车匀速经过弯道，速度v＝80m/s，列车的加速度为 设列车转弯速度为v0时，车轮刚好与内、外轨没有侧向挤压力，根据列车做匀速圆周运动得 解得 因为v＝80m/s＞v0＝60m/s，可知列车过弯道时，外轨将受到车轮的侧向挤压。 （4）①根据机车启动原理得当机车达到最大速度时满足P＝fvm 360km/h，故ACD错误，B正确。 故选：B。 ②AB、开启4节动车，匀速行驶的速度为v0，总的牵引力为F0。则 4P＝F0v0＝0.2×8mgv0 t1时刻，突然关闭2节动车，则有2P＝F1v0，解得F1F0 t1～t2时间，满足，列车减速运动，加速度为 故随着时间的变化，速度减小，加速度减小，所以列车做加速度减小的减速运动，到t2时刻，列车又恢复匀速直线运动，故AB错误； CD、t1时刻，牵引力F1F0，t1～t2时间内，速度减小的越来越慢，则牵引力逐渐增大的越来越慢，到t2时刻，牵引力与阻力重新相等，故C错误，D正确。 故选：D。 ③开启2节动车，并以额定功率行驶，行驶距离为s＝1km＝1000m时速度达到最大，则 ，解得vm＝25m/s 由动能定理得： 代入数据解得：t＝46.25s 故答案为：（1）C；C；（2）A；（3）3.2；外轨；（4）B；D；列车的加速时间为46.25s。 4．（19分）蹦极它属于极限运动的一种：运动员身体系一弹性绳，从某高处下落，具有有“空中芭蕾”之称；滑板车也属于比较适合青少年活动的极限运动。 （1）（3分）某极限运动爱好者进行蹦极运动，忽略空气阻力，则 　 　 。 A.该运动员的运动过程始终处于超重状态 B.该运动员动能最大时弹性绳上张力与其重力相等 C.该运动员下落到最低点时弹力等于其重力 D.该运动员下落到最低点的过程中弹性势能变化小于重力势能变化 （2）（4分）如图2为质量为60kg的极限运动员从蹦极台上静止下落后对应的速度v与位移x关系的图像。已知当下落6m时弹性绳刚好拉直，不计空气阻力且假定弹性绳全程严格符合胡克定律，则绳的劲度系数为 　 　 N/m，0～12m运动员克服弹力做的功为 　 　 J。 （3）（计算）某极限滑板运动也可以简化如图3所示：半径为的四分之一光滑圆弧轨道BC固定在竖直面内，圆弧轨道的最低点与水平面相切于B点。质量为m＝1kg的小车从水平面上的A点开始始终受斜向右上方、与水平面夹角为θ＝30°的恒力F，使物块从静止开始运动。已知F＝mg，物块与水平面间的动摩擦因数为；A点到B点间的距离为2R，求： ①（4分）滑板车在AB段运动的加速度大小； ②（4分）滑板车在AB段运动恒力F的平均功率大小； ③（4分）小车在圆弧面上运动的最大动能。（结果可带根号） 【答案】（1）B。（2）100，1800。（3）①滑板车在AB段运动的加速度大小为m/s2。②滑板车在AB段运动恒力F的平均功率大小为W。③小车在圆弧面上运动的最大动能为。 【解答】解：（1）A.运动员在自由下落阶段，加速度向下，处于失重状态；弹性绳绷紧后，在弹力小于重力的阶段，仍为失重状态，仅当弹力大于重力时才进入超重状态。因此运动过程并非始终超重，故A错误。 B.当运动员速度最大时，其加速度为零，此时弹性绳的弹力与重力大小相等、方向相反，处于平衡状态，故B正确。 C.在最低点，运动员速度为零，之后将向上运动，此时合力必须向上，弹性绳的弹力大于重力，故C错误。 D.从开始下落到最低点的过程中，重力势能的减少量全部转化为弹性绳的弹性势能，因此弹性势能的增加量等于重力势能的减少量，故D错误。 故选：B。 （2）由图2所示的速度v﹣x图像可知，当x＝12m时运动员的速度达到最大，此时其加速度为零，弹性绳的伸长量为Δx＝6m，由此时运动员的合力为零可得：kΔx＝mg，解得：k＝100N/m。 对从开始下落到x＝12m的全过程应用动能定理有： 其中：v＝6m/s，解得0～12m内运动员克服弹力做的功W弹＝1800J。 （3）①对小车进行受力分析，水平方向合力提供加速度，有Fcosθ﹣μ（mg﹣Fsinθ）＝ma 解得滑板车在AB段运动的加速度大小。 ②滑板车在AB段运动时根据运动学公式有，解得B点速度，可得滑板车在AB段运动的时间 恒力F在AB段做的功 可得滑板车在AB段运动恒力F的平均功率大小。 ③当物块与圆心O的连线与竖直方向夹角为60°时动能最大。对从A点到该位置的全过程应用动能 定理有 解得滑板车在圆弧面上运动的最大动能 故答案为：（1）B。（2）100，1800。（3）①滑板车在AB段运动的加速度大小为m/s2。②滑板车在AB段运动恒力F的平均功率大小为W。③小车在圆弧面上运动的最大动能为。 5．（17分）跳台滑雪是冬奥会最具观赏性的项目之一，如图1所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图，比赛运动员从圆弧助滑道的最高点A处由静止滑下后，从滑道B处恰好沿水平方向飞出，在着陆坡BC上的P处着陆。在飞行过程中，运动员与BC间距离最大处记为D处（图中未画出），将运动员和滑雪板整体看成质点，不计空气阻力，BC与水平方向的夹角为α。 （1）（3分）运动员经过D处时的 　 　 。 A.速度等于零 B.合力等于零 C.速度与水平面的夹角为α D.加速度与BC的夹角为α （2）（8分）运动员沿“助滑道”保持同一姿态下滑了一段距离，重力和阻力对他做功的情况如图2所示，在此过程中该运动员的动能增加了 　 　 J，机械能 　 　 （选填：“增加”、“减少”）了 　 　 J，阻力 　 　 。（选填：“增大”、“减小”或“不变”） （3）（计算）如图3所示为某滑雪项目轨道的示意图，轨道由长为L的斜面PQ与水平冰雪地面平滑连接构成，PQ与水平冰雪地面的夹角为θ，游客和滑雪圈的总质量为m，滑雪圈与轨道间的动摩擦因数均为μ。游客坐在滑雪圈上从斜面顶端P点由静止开始下滑，取斜面底端为零重力势能面，游客与滑雪圈的机械能、重力势能随着水平位移x的变化关系如图4所示。已知游客滑到Q点后再经过t＝8s停止运动。求： ①（4分）斜面上摩擦力做功W； ②（5分）摩擦系数μ和游客与滑雪圈的质量m。 【答案】（1）C；（2）1600；减少；200；增大；（3）①斜面上摩擦力做功W是﹣600J； ②摩擦系数μ是，游客与滑雪圈的质量m是60kg。 【解答】解：（1）AC.运动员经过D处时，垂直斜面方向的速度为零，速度平行于斜面，与水平面的夹角为α，故A错误，C正确； BD.运动员只受重力，其加速度始终为重力加速度，方向竖直向下，故BD错误。 故选：C。 （2）由图可知，重力做功为WG＝1800J，阻力做功为W＝﹣200J，由动能定理得ΔEk＝WG+W＝1800J﹣200J＝1600J 即动能增加了1600J，重力做功为1800J，则重力势能减小了1800J，运动员在此过程中克服阻力做功200.J，则内能增加了200J，机械能减小了200J，结合W＝Fh 由W﹣h图曲线斜率绝对值增大可知阻力随高度变化增大 （3）①由图4可知，初始机械能E1＝3600J，到达Q点（水平位移x＝8m）时机械能E2＝3000J 因此：W＝E2﹣E1＝3000J﹣3600J＝﹣600J ②设P点到游客与滑雪圈静止时的水平位移为x，根据图2可知： 代入数据可得x＝48m 在斜面顶端时机械能E1＝3600J，根据能量守恒定律可得：E1＝μmgLcosθ+μmg（x﹣Lcosθ）＝μmgx 已知游客滑到Q点后再经过t＝8s停止运动，根据牛顿第二定律可得加速度大小为：a＝μg 则在Q点的速度大小为：v＝at＝μgt 根据图2可得Q点的动能为： 联立解得：，m＝60kg 故答案为：（1）C；（2）1600；减少；200；增大；（3）①斜面上摩擦力做功W是﹣600J； ②摩擦系数μ是，游客与滑雪圈的质量m是60kg。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2026/6/10 14:32:44；用户：╰╮Smile∞Life﹏；邮箱：orFmNt1jw9caAoHdlfhbk7UcPrPQ@weixin.jyeoo.com；学号：36850724 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 高一物理下学期期末模拟卷02（必修二） （满分100分，考试用时60分钟） 考生注意： 1. 所有作答务必书写在答题纸上对应的区域，不得错位。在试卷上作答一律不得分。 2. 选择题中，未标注说明的，为单选，每题只能选一个选项；标注“不定项选择”的，每题应选一个或多个选项；标注“多选”的，每题应选两个或两个以上的选项。 1．（16分）“天宫课堂”是为发挥中国空间站的综合效益，推出的首个太空科普教育品牌。空间站绕地球一圈约90min，驻留期间，航天员进行了“天宫课堂”授课。 （1）（2分）神舟十三号与空间站对接过程中，　 　 （选填“可以”或“不可以”）把神舟十三号看作质点。 （2）（3分）“天宫课堂”中，航天员掷出的“冰墩墩”近似匀速直线前进，这一过程中“冰墩墩”受到 　 　 。 A．万有引力 B．向心力 C．离心力 （3）（2分）空间站绕地球运行的角速度约为 　 rad/s。（保留2位有效数字） （4）2022年10月12日，中国航天员首次在问天实验舱内进行授课。已知中国空间站离地高度为h，运行周期为T，地球半径为R，引力常量为G。求： ①（4分）地球的质量； ②（5分）地球的第一宇宙速度。 2．（20分）用实验的方法研究机械能守恒定律。 （1）图1示为“验证机械能守恒定律”的实验装置，A、B、C是固定在不同位置的三个挡光片，规定经过最低点D的重力势能为零。 ①（3分）释放摆锤，由A运动到D点的过程中 　 　 。 A.连杆的拉力不做功，合外力不做功 B.连杆的拉力不做功，合外力做正功 C.连杆的拉力做正功，合外力不做功 D.连杆的拉力做正功，合外力做负功 ②（4分）实验中，使用 　 　 传感器测量摆锤经过各点的速度。挡光片的宽度选择 　 　 为宜（选填“2cm”、“1cm”、“0.5cm”）。 ③（3分）本实验可以通过测量速度和高度间接测量物体的动能和重力势能。现已测得摆锤经过A、B两点的速度分别为vA、vB，A、B与D点的高度差分别为hA、hB，重力加速度为g。得出 　 　 ，就可以认为摆锤在A、B两点的机械能是相等的（用给定的符号表示）。 ④（4分）另一实验小组自上而下将挡光片编号为1、2、3、4、5、6，测量并计算出摆锤经过各个挡光片的机械能如表： 挡光片位置编号 1 2 3 4 5 6 机械能E/J 0.056 0.055 0.059 0.053 0.051 0.047 摆锤经过第 　 　 个挡光片的数据不合理（填写挡光片位置编号！）。剔除不合理数据后，其它数据还存在明显差异，这是因为：　 　 。 （2）某同学用如图2图示装置做实验：将质量为2kg的圆环套在固定光滑直杆上，直杆与水平面成37°角，环的直径略大于杆的截面直径。g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 ①（2分）用拉力传感器竖直向上拉环，使环沿杆向上运动，当传感器的示数为 　 　 时，环的动能维持不变。 ②（4分）调整拉力的大小和方向，使其沿杆运动，且杆的弹力为零。当拉力的方向 　 ，传感器的示数为 　 　 时，环的机械能维持不变。 3．（25分）十年来，中国高铁通过自主创新，技术水平已经领先世界，是国之重器。 （1）如图1，列车以速度v匀速经过一段半径为R的弯道。 ①（3分）该过程中，列车 　 　 。 A．仅受重力和支持力 B．所受的合力为零 C．所受的合力作为向心力 D．所受的支持力作为向心力 ②（3分）列车以不同的速度v，经过不同的弯道，其加速度 　 　 。 A．与线速度的平方成正比 B．与角速度的平方成正比 C．与线速度、角速度的乘积成正比 D．与线速度、角速度的乘积成反比 （2）（3分）为研究火车转弯时向心力与哪些因素有关，某同学借助图2所示装置进行探究。在电动机控制下，悬臂可绕轴在水平面内匀速转动，固定在连杆上的砝码随之做匀速圆周运动，无线光电门传感器安装在悬臂的一端。下列说法中正确的是 　 　 。 A．a为挡光片，b为无线力传感器 B．仅增加砝码的质量，力传感器的读数减小 C．仅将电动机转速增大一倍，砝码的线速度增大四倍 D．仅将砝码与转轴的距离增大一倍，力传感器的读数增大四倍 （3）（4分）如图3，为了安全，弯道处的铁轨总是“外高内低”。 已知弯道半径R＝2km，轨道面与水平面间的夹角α＝10°，列车匀速经过弯道，速度v＝80m/s。此时，列车的加速度a＝　 　 m/s2。若不计车轮与轨道间的摩擦，列车过弯道时，　 　 （选填“内轨”或“外轨”）将受到车轮的侧向挤压（tan10°＝0.18，g＝10m/s2）。 （4）为了提高推动力，高铁均采用动车组的形式，即每节车厢都能产生等大的牵引力，而启动多少节动车将视路况而定。已知列车共8节编组，每节车厢的质量m＝5.0×104kg、额定功率P＝1.0×107W，所受阻力为车重的0.2倍，g＝10m/s2。 ①（3分）开启全部动车，列车最大速度vm可达 　 　 。 A．200km/h B．360km/h C．500km/h D．720km/h ②（4分）现开启4节动车，匀速行驶的速度为v0，总的牵引力为F0。t1时刻，突然关闭2节动车，到t2时刻，列车又恢复匀速直线运动。若每节动车的功率均为额定功率，则列车总的牵引力F、速度v随时间t变化的图像中，正确的是 　 　 。 ③（5分）若列车出站时，开启2节动车，并以额定功率行驶，行驶距离为1km时速度达到最大，求列车的加速时间。 4．（19分）蹦极它属于极限运动的一种：运动员身体系一弹性绳，从某高处下落，具有有“空中芭蕾”之称；滑板车也属于比较适合青少年活动的极限运动。 （1）（3分）某极限运动爱好者进行蹦极运动，忽略空气阻力，则 　 　 。 A.该运动员的运动过程始终处于超重状态 B.该运动员动能最大时弹性绳上张力与其重力相等 C.该运动员下落到最低点时弹力等于其重力 D.该运动员下落到最低点的过程中弹性势能变化小于重力势能变化 （2）（4分）如图2为质量为60kg的极限运动员从蹦极台上静止下落后对应的速度v与位移x关系的图像。已知当下落6m时弹性绳刚好拉直，不计空气阻力且假定弹性绳全程严格符合胡克定律，则绳的劲度系数为 　 　 N/m，0～12m运动员克服弹力做的功为 　 　 J。 （3）（计算）某极限滑板运动也可以简化如图3所示：半径为的四分之一光滑圆弧轨道BC固定在竖直面内，圆弧轨道的最低点与水平面相切于B点。质量为m＝1kg的小车从水平面上的A点开始始终受斜向右上方、与水平面夹角为θ＝30°的恒力F，使物块从静止开始运动。已知F＝mg，物块与水平面间的动摩擦因数为；A点到B点间的距离为2R，求： ①（4分）滑板车在AB段运动的加速度大小； ②（4分）滑板车在AB段运动恒力F的平均功率大小； ③（4分）小车在圆弧面上运动的最大动能。（结果可带根号） 5．（17分）跳台滑雪是冬奥会最具观赏性的项目之一，如图1所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图，比赛运动员从圆弧助滑道的最高点A处由静止滑下后，从滑道B处恰好沿水平方向飞出，在着陆坡BC上的P处着陆。在飞行过程中，运动员与BC间距离最大处记为D处（图中未画出），将运动员和滑雪板整体看成质点，不计空气阻力，BC与水平方向的夹角为α。 （1）（3分）运动员经过D处时的 　 　 。 A.速度等于零 B.合力等于零 C.速度与水平面的夹角为α D.加速度与BC的夹角为α （2）（8分）运动员沿“助滑道”保持同一姿态下滑了一段距离，重力和阻力对他做功的情况如图2所示，在此过程中该运动员的动能增加了 　 　 J，机械能 　 　 （选填：“增加”、“减少”）了 　 　 J，阻力 　 　 。（选填：“增大”、“减小”或“不变”） （3）（计算）如图3所示为某滑雪项目轨道的示意图，轨道由长为L的斜面PQ与水平冰雪地面平滑连接构成，PQ与水平冰雪地面的夹角为θ，游客和滑雪圈的总质量为m，滑雪圈与轨道间的动摩擦因数均为μ。游客坐在滑雪圈上从斜面顶端P点由静止开始下滑，取斜面底端为零重力势能面，游客与滑雪圈的机械能、重力势能随着水平位移x的变化关系如图4所示。已知游客滑到Q点后再经过t＝8s停止运动。求： ①（4分）斜面上摩擦力做功W； ②（5分）摩擦系数μ和游客与滑雪圈的质量m。 试题 第7页（共8页） 试题 第8页（共8页） 试题 第5页（共8页） 试题 第6页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一物理下学期期末模拟卷02（必修二） （满分100分，考试用时60分钟） 考生注意： 1. 所有作答务必书写在答题纸上对应的区域，不得错位。在试卷上作答一律不得分。 2. 选择题中，未标注说明的，为单选，每题只能选一个选项；标注“不定项选择”的，每题应选一个或多个选项；标注“多选”的，每题应选两个或两个以上的选项。 1．（16分）“天宫课堂”是为发挥中国空间站的综合效益，推出的首个太空科普教育品牌。空间站绕地球一圈约90min，驻留期间，航天员进行了“天宫课堂”授课。 （1）（2分）神舟十三号与空间站对接过程中，　 　 （选填“可以”或“不可以”）把神舟十三号看作质点。 （2）（3分）“天宫课堂”中，航天员掷出的“冰墩墩”近似匀速直线前进，这一过程中“冰墩墩”受到 　 　 。 A．万有引力 B．向心力 C．离心力 （3）（2分）空间站绕地球运行的角速度约为 　 rad/s。（保留2位有效数字） （4）2022年10月12日，中国航天员首次在问天实验舱内进行授课。已知中国空间站离地高度为h，运行周期为T，地球半径为R，引力常量为G。求： ①（4分）地球的质量； ②（5分）地球的第一宇宙速度。 2．（20分）用实验的方法研究机械能守恒定律。 （1）图1示为“验证机械能守恒定律”的实验装置，A、B、C是固定在不同位置的三个挡光片，规定经过最低点D的重力势能为零。 ①（3分）释放摆锤，由A运动到D点的过程中 　 　 。 A.连杆的拉力不做功，合外力不做功 B.连杆的拉力不做功，合外力做正功 C.连杆的拉力做正功，合外力不做功 D.连杆的拉力做正功，合外力做负功 ②（4分）实验中，使用 　 　 传感器测量摆锤经过各点的速度。挡光片的宽度选择 　 　 为宜（选填“2cm”、“1cm”、“0.5cm”）。 ③（3分）本实验可以通过测量速度和高度间接测量物体的动能和重力势能。现已测得摆锤经过A、B两点的速度分别为vA、vB，A、B与D点的高度差分别为hA、hB，重力加速度为g。得出 　 　 ，就可以认为摆锤在A、B两点的机械能是相等的（用给定的符号表示）。 ④（4分）另一实验小组自上而下将挡光片编号为1、2、3、4、5、6，测量并计算出摆锤经过各个挡光片的机械能如表： 挡光片位置编号 1 2 3 4 5 6 机械能E/J 0.056 0.055 0.059 0.053 0.051 0.047 摆锤经过第 　 　 个挡光片的数据不合理（填写挡光片位置编号！）。剔除不合理数据后，其它数据还存在明显差异，这是因为：　 　 。 （2）某同学用如图2图示装置做实验：将质量为2kg的圆环套在固定光滑直杆上，直杆与水平面成37°角，环的直径略大于杆的截面直径。g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。 ①（2分）用拉力传感器竖直向上拉环，使环沿杆向上运动，当传感器的示数为 　 　 时，环的动能维持不变。 ②（4分）调整拉力的大小和方向，使其沿杆运动，且杆的弹力为零。当拉力的方向 　 ，传感器的示数为 　 　 时，环的机械能维持不变。 3．（25分）十年来，中国高铁通过自主创新，技术水平已经领先世界，是国之重器。 （1）如图1，列车以速度v匀速经过一段半径为R的弯道。 ①（3分）该过程中，列车 　 　 。 A．仅受重力和支持力 B．所受的合力为零 C．所受的合力作为向心力 D．所受的支持力作为向心力 ②（3分）列车以不同的速度v，经过不同的弯道，其加速度 　 　 。 A．与线速度的平方成正比 B．与角速度的平方成正比 C．与线速度、角速度的乘积成正比 D．与线速度、角速度的乘积成反比 （2）（3分）为研究火车转弯时向心力与哪些因素有关，某同学借助图2所示装置进行探究。在电动机控制下，悬臂可绕轴在水平面内匀速转动，固定在连杆上的砝码随之做匀速圆周运动，无线光电门传感器安装在悬臂的一端。下列说法中正确的是 　 　 。 A．a为挡光片，b为无线力传感器 B．仅增加砝码的质量，力传感器的读数减小 C．仅将电动机转速增大一倍，砝码的线速度增大四倍 D．仅将砝码与转轴的距离增大一倍，力传感器的读数增大四倍 （3）（4分）如图3，为了安全，弯道处的铁轨总是“外高内低”。 已知弯道半径R＝2km，轨道面与水平面间的夹角α＝10°，列车匀速经过弯道，速度v＝80m/s。此时，列车的加速度a＝　 　 m/s2。若不计车轮与轨道间的摩擦，列车过弯道时，　 　 （选填“内轨”或“外轨”）将受到车轮的侧向挤压（tan10°＝0.18，g＝10m/s2）。 （4）为了提高推动力，高铁均采用动车组的形式，即每节车厢都能产生等大的牵引力，而启动多少节动车将视路况而定。已知列车共8节编组，每节车厢的质量m＝5.0×104kg、额定功率P＝1.0×107W，所受阻力为车重的0.2倍，g＝10m/s2。 ①（3分）开启全部动车，列车最大速度vm可达 　 　 。 A．200km/h B．360km/h C．500km/h D．720km/h ②（4分）现开启4节动车，匀速行驶的速度为v0，总的牵引力为F0。t1时刻，突然关闭2节动车，到t2时刻，列车又恢复匀速直线运动。若每节动车的功率均为额定功率，则列车总的牵引力F、速度v随时间t变化的图像中，正确的是 　 　 。 ③（5分）若列车出站时，开启2节动车，并以额定功率行驶，行驶距离为1km时速度达到最大，求列车的加速时间。 4．（19分）蹦极它属于极限运动的一种：运动员身体系一弹性绳，从某高处下落，具有有“空中芭蕾”之称；滑板车也属于比较适合青少年活动的极限运动。 （1）（3分）某极限运动爱好者进行蹦极运动，忽略空气阻力，则 　 　 。 A.该运动员的运动过程始终处于超重状态 B.该运动员动能最大时弹性绳上张力与其重力相等 C.该运动员下落到最低点时弹力等于其重力 D.该运动员下落到最低点的过程中弹性势能变化小于重力势能变化 （2）（4分）如图2为质量为60kg的极限运动员从蹦极台上静止下落后对应的速度v与位移x关系的图像。已知当下落6m时弹性绳刚好拉直，不计空气阻力且假定弹性绳全程严格符合胡克定律，则绳的劲度系数为 　 　 N/m，0～12m运动员克服弹力做的功为 　 　 J。 （3）（计算）某极限滑板运动也可以简化如图3所示：半径为的四分之一光滑圆弧轨道BC固定在竖直面内，圆弧轨道的最低点与水平面相切于B点。质量为m＝1kg的小车从水平面上的A点开始始终受斜向右上方、与水平面夹角为θ＝30°的恒力F，使物块从静止开始运动。已知F＝mg，物块与水平面间的动摩擦因数为；A点到B点间的距离为2R，求： ①（4分）滑板车在AB段运动的加速度大小； ②（4分）滑板车在AB段运动恒力F的平均功率大小； ③（4分）小车在圆弧面上运动的最大动能。（结果可带根号） 5．（17分）跳台滑雪是冬奥会最具观赏性的项目之一，如图1所示为简化的跳台滑雪的雪道示意图，比赛运动员从圆弧助滑道的最高点A处由静止滑下后，从滑道B处恰好沿水平方向飞出，在着陆坡BC上的P处着陆。在飞行过程中，运动员与BC间距离最大处记为D处（图中未画出），将运动员和滑雪板整体看成质点，不计空气阻力，BC与水平方向的夹角为α。 （1）（3分）运动员经过D处时的 　 　 。 A.速度等于零 B.合力等于零 C.速度与水平面的夹角为α D.加速度与BC的夹角为α （2）（8分）运动员沿“助滑道”保持同一姿态下滑了一段距离，重力和阻力对他做功的情况如图2所示，在此过程中该运动员的动能增加了 　 　 J，机械能 　 　 （选填：“增加”、“减少”）了 　 　 J，阻力 　 　 。（选填：“增大”、“减小”或“不变”） （3）（计算）如图3所示为某滑雪项目轨道的示意图，轨道由长为L的斜面PQ与水平冰雪地面平滑连接构成，PQ与水平冰雪地面的夹角为θ，游客和滑雪圈的总质量为m，滑雪圈与轨道间的动摩擦因数均为μ。游客坐在滑雪圈上从斜面顶端P点由静止开始下滑，取斜面底端为零重力势能面，游客与滑雪圈的机械能、重力势能随着水平位移x的变化关系如图4所示。已知游客滑到Q点后再经过t＝8s停止运动。求： ①（4分）斜面上摩擦力做功W； ②（5分）摩擦系数μ和游客与滑雪圈的质量m。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $