2022人教版高中物理必修第二册练习题-期末学业水平检测

2022人教版高中物理必修第二册练习题

期末学业水平检测

注意事项

1.本试卷满分100分,考试用时75分钟。

2.考试范围：第五章〜第八章。

3.无特殊说明，本试卷中g取10m/£

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中,

第1〜7题只有一项符合题目要求，第8〜10题有多项符合题目要求。全部选对

的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1.（2021广东湛江一中模拟）暑假期间，某同学乘坐高铁外出旅游，他观察到高铁

两旁的树木急速向后退行,某段时间内，他发现水平桌面上玻璃杯中的水面呈现

左低右高的状态,如图所示，由此可判断这段时间内高铁的运动情况是（）

A.加速行驶B.减速行驶C.向右转弯D.向左转

2.（2021江苏南京二十九中高一下学情检测）如图，运动员将质量为勿的篮球从力

高处投出，篮球进入离地面，高处的篮筐时速度为匕若以篮球投出时位置所在水

平面为零势能面，将篮球看成质点，忽略空气阻力,对于篮球,下列说法正确的是

A.进入篮筐时势能为mgh

B.在刚被投出时动能为mgH-mgh^mv

C.进入篮筐时机械能为mgH^mv

D.经过途中P点时的机械能为mgH-mgh-^mv

3.（2021广东佛山石门中学模拟）2020年7月23日，“天问一号”探测器搭乘长

征五号遥四运载火箭,在文昌发射场顺利升空,开启了中国人的首次火星之旅。

假设“天问一号”探测器贴近火星表面做匀速圆周运动，已知探测器速度为匕周

期为T,引力常量为G。下列说法不正确的是（）

A,可算出探测器的质量炉工

B.可算出火星的质量喑

C.可算出火星的半径庐非

D.探测器若要离开火星,须用助推器使探测器加速

4.（2020浙江嘉兴高一下期末）某踢出的足球在空中运动的轨迹如图所示,足球可

视为质点，空气阻力不计。用％E、及、P分别表示足球的竖直分速度大小、机

械能、动能、重力的瞬时功率大小，用Z表示足球在空中运动的时间，下列图像

中可能正确的是（）

5.（2020湖北武汉三中高一下期末）课间休息时间，北城中学的两名同学正在操场

做游戏。如图，甲同学将小球甲从/点水平抛出，同时乙同学将小球乙从8点由

静止释放,两小球先后经过。点时速度大小相等,方向之间的夹角为30。。已知

B、。两点间的高度差为力,两小球质量相等,不计空气阻力，重力加速度大小为g,

由以上条件可知（）

A.小球甲做平抛运动的初速度大小为2聆

B.两小球在。点时重力的瞬时功率大小相等

C.A,4两点间的高度差为斗

4

D.甲、乙两小球到达。点所用时间之比为遍：2

6.（2021河南郑州高一下期末）甲图是洗衣机脱水筒甩干衣服的情境，乙图中两个

小球在同一水平面内做匀速圆周运动，丙图是完全相同的两个小球在内壁光滑的

倒圆锥内做匀速圆周运动。关于这三种圆周运动，下列说法正确的是（）

甲

乙

A.甲图中衣服随脱水筒一起匀速转动的过程中，筒对衣服的摩擦力提供向心力

B.乙图中两小球的线速度大小相等

C.乙图中两小球具有相同的运动周期

D.丙图中a球的角速度大于6球的角速度

7.（2020陕西延安实验中学高一下期末）如图所示,光滑竖直杆固定，杆上套一质

量为勿的环,环与轻弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在。点，。点与〃点在同一

水平线上,BOAB,AC=h。环从/处由静止释放,运动到〃点时弹簧仍处于伸长状

态,整个运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。重力加速度为g,环从4处开始运

动时的加速度大小为2g,则在环向下运动的过程中（）

A.环在方处的加速度大小为0

B.环在C处的速度大小为小加

C.环从4到。先加速后减速

D•环的动能和弹簧的弹性势能的和先增大后减小

8.（2020河南师大附中高一下期末）如图，竖直放置的间距为d的两个平行板间存

在水平方向的风力场，会对场中的物体产生水平向右的恒定风力作用，与两板上

边缘等高处有一个质量为力的小球尸（可视为质点）。现将小球尸从两板正中央由

静止释放,最终小球运动到右板上的位置。。已知小球下降的高度为力，小球在竖

直方向只受重力作用，重力加速度大小为g。则从开始位置运动到位置。的过程

中（）

P

n

I1

A•水平风力大小为户等

B.小球〃的运动时间t=若

C.小球尸运动的轨迹为曲线

D.小球〃运动到。点的速度与水平方向的夹角。满足tan9;勺

9.（2021广东揭阳普宁二中高考适应性考试）一抛物线形状的光滑固定导轨竖直

放置，。为抛物线导轨的顶点，。点离地面的高度为h"、〃两点相距2h,轨道上套

有一个小球弘小球〃通过轻杆与光滑地面上的小球加相连,两小球的质量均为加,

轻杆的长度为2h,重力加速度为g,现将小球〃由距地面高度也处由静止释放,则

（）

A.小球"将做平抛运动

B.小球必即将落地时，小球”的动能为粤

C.小球"即将落地时速度大小为前

D.小球"即将落地时，小球N的速度大小为学

10.（2020浙江杭州二中高一下期末）荡秋千是古今中外大家喜爱的一项体育活动,

苏轼就在《蝶恋花・春景》里描写过荡秋千的场景。某秋千的简化模型如图所

示,长度均为L的两根轻细绳下端拴一质量为力的小球,上端拴在水平横杆上，小

球静止时,细绳与竖直方向的夹角均为eo保持两绳处于伸直状态，将小球拉高

〃后由静止释放，已知重力加速度为g,忽略空气阻力及摩擦，以下判断正确的是

（）

A.小球运动到最低点时速度大小为四百

B.小球释放瞬间处于平衡状态

C.小球释放瞬间,每根细绳的拉力大小均为箸吟侬

2Lcosz0

D.小球摆到最低点时,每根细绳的拉力大小均为广嘤+曰

LCOSZ0ZCOS0

二、非选择题（本题共5小题，共60分）

11.（2021江苏南京六校联合体高一下月考）（6分）某同学利用如图所示的装置验

证机械能守恒定律,绳和滑轮的质量忽略不计,轮与轴之间的摩擦忽略不计,重力

加速度为g。

HE

光电门

T。1

h

-*c=jb]

①用精密仪器测量挡光片的宽度为成将挡光片固定在物块力上,再用天平测量

出物块a、6（包括挡光片）的质量分别为例、侬。

②按照图示安装器材,测量出光电门和挡光片的高度差为h,再将物块b由静止释

放,力竖直上升,测得挡光片通过光电门的时间为to

请回答下列问题：

（1）物块6经过光电门的速度为;

⑵为验证系统的机械能守恒,该同学需要验证的表达式为

（用已测量的物理量的符号表示）；

⑶该同学为了减小误差,通过调整物块6释放的位置来改变A测出对应的挡光

片通过光电门的时间力，得到若干组（力、Z）后，在坐标纸上描点，拟合出直线，则他

描绘的是图像。

A.h-tB.C.吟D.h-1?

12.（2020安徽太和一中高一下期末）（8分）途经太和东站的商合杭高铁于2019

年6月28号全面开通,为了体验一把，小明和爸爸开车前往太和东站。他们正以

20m/s的速度向东匀速行驶在某水平路面的段上,汽车前方的BC段,由于刚

刚维修过比较粗糙。小明观察汽车中控屏并记录下汽车通过整个/比1路段的不

同时刻的速度，作出了v-t图像如图乙所示（在t=15s处水平虚线与曲线相切）。

假设运动过程中汽车发动机的输出功率保持80kW不变,汽车在两个路段上受到

的阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）各自保持不变。求：

甲

乙

⑴汽车在48段及夕。段上运动时所受的阻力£和五。

⑵小明通过中控屏记录了歹路段的长度约为122.5m,那么这辆汽车连同乘客

的质量加约是多少？

13.（2021河南信阳高级中学高一下月考）（10分）已知某卫星在地球赤道上空的

圆形轨道上运行,轨道半径为八运行周期为T,卫星运动方向与地球自转方向相

同，引力常量为重求：

（1）地球质量"的大小;

⑵如图所示,假设某时一刻,该卫星在4点变轨进入椭圆轨道,近地点〃到地心距

离为小求卫星在椭圆轨道上从远地点/到近地点方的最短时间TAB；

（3）卫星在赤道上空半径为月的圆形轨道上运行，小明住在赤道上某城市,某时刻

该卫星正处于小明的正上方,在后面的一段时间里，小明发现每三天恰好五次看

到卫星掠过其正上方，求地球自转周期服

14.（2021湖北新高考联考协作体高二上检测）（18分）如图，一水平传送带左端与

水平平台相切，右端与一光滑半圆轨道相切，轨道半径庐0.5m,传送带左、右两

端距离为£=12m,一载物箱以速度7o自平台滑上传送带，传送带以尸5m/s的速

度向右匀速传动,载物箱与传送带间的动摩擦因数为〃=0.1,重力加速度为g,贝IJ:

⑴当h=8m/s时,载物箱能否滑上右侧轨道最高点?请写出推理过程;

（2）要使载物箱恰好滑至右侧轨道最高点，%应满足什么条件?

15.（2020河北唐山一中高一下期末）（18分）如图甲所示,轻弹簧一端固定在与斜

面垂直的挡板上,另一端点在0位置。质量为力的物块/（可视为质点）以初速度

及从斜面的顶端尸点沿斜面向下运动,与弹簧接触后压缩弹簧,将弹簧右端压到

。'点位置后，/又被弹簧弹回。物块/离开弹簧后，恰好回到p点。已知。、P之

间的距离为的。点和。'点间的距离尸舞物块A与斜面间的动摩擦因数为〃=2

O

tan。，斜面倾角为。，重力加速度为g。

v(

甲

(1)求物块4下滑的初速度小。

⑵求弹簧右端被压缩至。'点处的弹性势能。

(3)在轻弹簧旁边并排放置另一根与之完全相同的弹簧,一端固定在挡板上。若

将另一个与4材料相同的物块夕(可视为质点)与两根弹簧另一端拴接,设6的质

量为Bm,将4与夕并排在一起，使两根弹簧右端仍压缩到。'点位置,然后由静止

释放，如图乙所示，若力离开夕后最终未冲出斜面，求J3需满足的条件。

答案全解全析

1.D设水面上有一个质量为力的水滴，受到重力和周围水对它的作用力，其受力

情况如图所示:

该水滴受到的合外力方向向左,相对于该同学来说,这段时间内高铁向左转

弯，故D正确,A、B、C错误。

2.B由题意可知篮球进入篮筐时一，离零势能面的高度为H-h,则此时的重力势能

为耳=侬（代力），故A错误;设篮球刚被投出时的动能为魇，由于不计空气阻力,所

以篮球运动过程中只有重力做功,机械能守恒,所增加的重力势能等于减小的动

能,则有瓦厂"漏=加晨从力），解得刚被投出时篮球的动能&o=mgH~mgg/ny,故B正

确；由于篮球被投出后只受重力，篮球的机械能守恒,又因为以篮球投出时位置所

在水平面为零势能面,则篮球的机械能等于刚被投出时的动能，故篮球进入篮筐

时的机械能与在。点时的机械能均为mgH-mgh+^/nv,故C、D错误。

3.A探测器绕火星表面做匀速圆周运动，已知探测器速度为匕周期为T,根据

尸竿,可知火星的半径后畀故C说法正确;根据万有引力提供向心力,有隼=壮,

解得火星的质量沪黑,探测器为环绕天体,不能求出其质量,故A说法错误,B说

法正确;探测器若要离开火星,必须启动助推器使探测器加速，做离心运动，故D

说法正确。

4.D足球做斜抛运动,在竖直方向上做加速度为g的匀变速直线运动,其速度与

时间的关系为:在上升阶段-%-gt,在下落阶段v尸gt,可知在两个阶段速度与

时间均成一次函数关系，故A错误。不考虑空气阻力，足球只受重力作用，足球的

机械能守恒,后不变,故B错误。足球在水平方向上一直有速度，则足球的动能不

可能为零，故C错误。足球在竖直方向上的速度与时间的关系为:在上升阶段

在下落阶段v^gf,由重力的瞬时功率4mgvy,可得在两个阶段重力的瞬

时功率与时间均成一次函数关系，且在最高点重力的瞬时功率为零,D正确。

5.D由左%右2可得乙小球运动到。点所用的时间为方尸耳，所以乙在。点的速度

为片口尸河；甲运动到。点时水平方向的分速度即平抛的初速度，大小为Kv=r

sin30°=竿,选项A错误。在。点时.，小球甲沿竖直方向的分速度为vy=vcos

30°哼，则甲重力的功率产甲=侬匕胃勿氏硒，乙重力的功率P『mgLmg历h,可知

两小球在。点时重力的瞬时功率大小不相等,选项B错误;小球甲从/到。下落

的高度米品泄尔少两点间的高度差为△斤斤隹也选项C错误;小球甲运动到C

点所用的时间为t2=J=岛甲、乙两小球到达。点所用时间之比为色条选项D正

确。

6.C衣服紧贴脱水筒随筒一起匀速转动，衣服受到重力、筒壁的弹力和静摩擦

力，弹力提供衣服做圆周运动的向心力，故A错误；

对图乙中任一小球受力分析如图1,

图1

设细绳与竖直方向的夹角为。，则分产力gtan。，设小球所在水平面与悬点

距离为h,则小球运动的轨道半径uhtane

小球做匀速圆周运动,合力提供向心力,有心=呢

联立得小球的线速度尸倾tane

两细绳与竖直方向的夹角不同，故两小球线速度大小不同，故B错误;

对乙图中小球，有分合力畤

整理可得小球的运动周期为六2n2

7g

两小球所在水平面距悬点距离方相同，故两小球具有相同的运动周期,C正确;

图丙中，设圆锥母线与竖直方向的夹角为a,以任意一个小球为研究对象，对

其受力分析如图2,

图2

其受重力侬■和圆锥内壁的支持力N,合力提供向心力,有警=疗/

tana

整理可得3=*高，由于r〉rg故ojb,故D错误。

7.C环在〃处时,在水平方向受到弹簧的拉力和杆的支持力，二力平衡;在竖直

方向受到重力，所以环在〃处的加速度大小为g,A错误。因为BOAB,则环从A到

。时弹簧的弹性势能增加;根据环和弹簧组成的系统机械能守恒,可得

mg吟脸+卜艮，△或＞0,贝I师,B错误。环从力处开始运动时的加速度大小为

2g,根据牛顿第二定律得mg^F所ma,可知环在A处时弹簧拉力的竖直向下的分量

F、斫mg;设杆上4点关于方点的对称点为〃点（〃点在B、。之间），环在〃点时,根

据牛顿第二定律得mg-F^ma,可得a=0,所以环从方到〃做加速运动，从〃到C做

减速运动,在〃点时速度最大,C正确。因环和弹簧组成的系统机械能守恒，则系

统的动能、弹性势能和重力势能之和保持不变,而在环向下运动的过程中重力势

能一直减小，则环的动能和弹簧的弹性势能的和一直增大,D错误。

d

8.BD小球由静止开始运动,所受力的方向与运动方向相同，故有焉睬,可得

尸甯,A错误;在竖直方向上，小球做自由落体运动,有哈式,运动的时间聆,B

正确；由于水平方向风力恒定,竖直方向重力恒定，因此两个力的合力恒定，又由

于小球初速度为零，因此小球做初速度为零的匀加速直线运动,运动轨迹为直

线,C错误;小球尸运动到。点时，竖直方向的加速度和速度分别为&竖=g/竖=打，

水平方向的加速度和速度分别为&水=£嘤/水嘤・2速度与水平方向的夹角8

满足tan夕=里=称,D正确。

"水d

9.BC小球"运动过程中受重力、轨道对小球的弹力、轻杆对小球的弹力，不满

足做平抛运动的条件，故A错误;小球"即将落地时,设小球"的速度为匕由于速

度方向的反向延长线过水平位移的中点，则速度方向与水平方向的夹角0满足

tan0=^10=45°,9则水平分速度为o'=/Xcos45。卷匕故小球N的速度为

苧匕以两小球和轻杆组成的系统为研究对象,根据机械能守恒定律有

竿=|苏+黑号'2,可以求出小球〃的速度大小为胸，小球"的速度大小为罕，

故C正确,D错误;小球川的动能为瓦=|4¥3”了二等，故B正确。故选B、

Co

10.ACD在摆动过程中，小球的机械能守恒，小球从高〃处摆到最低点时,有

侬沪口得解得小球运动到最低点时速度大小为片腐，选项人正确。设每根绳

的拉力大小为7；小球释放瞬间，其受力分析如图甲，所受合力不为0,处于非平衡

状态，选项B错误。小球释放瞬间,速度为0,有27cosS-mgcosa=0;如图乙,

由几何关系可得cosa=竿萼,联立得佗然9zg,选项C正确；小球摆到最低点时,

LcosO2Lcos/

由牛顿第二定律得2Tcos。-两点,其中R=Lcos将片商代入解得

T=mgH+7ng选项D正确。

LCOS202cos

乙

1L答案⑴式2分）⑵（如-加gg（0+加宗2分）⑶C（2分）

解析（1）物体在极短时间内的平均速度可表示瞬时速度，物块5经过光电门的

速度心

（2）a、。运动过程中只有重力做功，a、6组成的系统机械能守恒，由机械能

守恒定律得

（num）g*5\+m）v

解得（0-加g*（0+色）

（3）由⑵问中式子整理可得力嚼嚅•也即力与初戈正比,则该同学描绘的

是乐盘图像，故C正确,A、B、D错误。

12.答案(1)4000N8000N(2)1.2X103kg

解析（1）汽车在/方段匀速行驶，有尸£匕（1分）

贝I」有/；=V-\=ZO=N=4000N（1分）

汽车在仇?段运动，当片15s时匀速行驶,有片£灯（1分）

贝IJ有^=£=~N=8000N（1分）

V210

（2）汽车在5〜15s内做加速度变化的减速运动，而汽车发动机的功率尸不

变，由动能定理有

（2分）

Pt-f2x=2\mv乙[-\2inv\1

解得炉1.2义IO?kg（2分）

13.答案

解析（1）卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有管=若不（1分）

解得沪甯（1分）

G/

（2）椭圆轨道的半长轴为&=空（1分）

根据开普勒第三定律,有白当（1分）

/椭圆

3

得7椭圆=（黄（1分）

3

北尸河硒带（罗"（1分）

（3）小明发现每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方，即每3%时间小明与卫

星相遇5次，即每|%时间相遇一次，则有（1分）

住书•部=2（2分）

得乙二|7（1分）

14.答案（1）见解析（2）1m/sW%W7m/s

解析（1）载物箱在传送带上滑动时，由牛顿第二定律得4建=侬（1分）

得加速度大小a=lm/s2（1分）

当府=8m/s时,假设载物箱在传送带上一直做减速运动，设末速度为匕。

由"-诏=-2&£（1分）

得rf=2VTom/s（1分）

若载物箱恰好滑到右侧轨道最高点，则在最高点有喈