2024年人民版共同必修2物理上册月考试卷

…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页，总=sectionpages22页第=page11页，总=sectionpages11页2024年人民版共同必修2物理上册月考试卷503考试试卷考试范围：全部知识点；考试时间：120分钟学校：______姓名：______班级：______考号：______总分栏题号一二三四总分得分评卷人得分一、选择题(共6题，共12分)1、如图所示为“感受向心力”的实验；用一根轻绳，一端栓着一个小球，在光滑桌面上抡动细绳，使小球做圆周运动，通过拉力来感受向心力．下列说法正确的是。

A.只减小旋转角速度，拉力增大B.只加快旋转速度，拉力减小C.只更换一个质量较大的小球，拉力增大D.突然放开绳子，小球仍做曲线运动2、在光滑的水平面上，放一根原长为L的轻质弹簧，一端固定，另一端系一个小球，现使小球在该水平面内做匀速圆周运动，当半径为2L时，小球的速率为当半径为3L时，小球的速率为设弹簧伸长仍在弹性限度内，则为（）A.B.1：C.1：3D.2：33、如图所示，长度相同的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离与绳长相等。已知重力加速度为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为3v时；每根绳的拉力大小为。

A.B.

C.D.A.B.4、下列关于运动的物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是（）A.如果物体的动能不变，则物体所受的合外力一定为零B.物体所受的合外力做的功为零，则物体动能一定不变C.物体所受的合外力做的功为零，则物体所受的合外力一定为零D.物体所受的合外力做的功为零，则物体的位移一定为零5、如图所示为某一游戏的局部简化示意图．D为弹射装置，AB是长为21m的水平轨道，倾斜直轨道BC固定在竖直放置的半径为R=10m的圆形支架上，B为圆形的最低点，轨道AB与BC平滑连接，且在同一竖直平面内．某次游戏中，无动力小车在弹射装置D的作用下，以v0=10m/s的速度滑上轨道AB，并恰好能冲到轨道BC的最高点．已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重量的0.2倍，轨道BC光滑，则小车从A到C的运动时间是（））

A.5sB.4.8sC.4.4sD.3s6、2019年1月3日，中国“嫦娥四号”探测器成功在月球背面软着陆，中国载人登月工程前进了一大步。假设将来某宇航员登月后，在月球表面完成下面的实验：在固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止放置一个质量为m的小球(可视为质点)，如图所示，当给小球一瞬时冲量Ⅰ时，小球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。已知圆轨道半径为r；月球的半径为R，则月球的第一宇宙速度为。

A.B.C.D.评卷人得分二、多选题(共6题，共12分)7、天花板下悬挂轻质光滑小圆环可绕过悬挂点的竖直轴无摩擦地旋转，一根轻绳穿过P，两端分别连接质量为m1和m2的小球；设两球同时做如图所示的圆锥摆运动，且在任意时刻两球均在同一水平面内，则（）

A.两圆锥摆运动的周期相等B.两圆锥摆运动的向心加速度大小相等C.m1和m2到P点的距离之比等于m2:m1D.m1和m2到P点的距离之比等于m1：m28、如图所示，半径为R的半球形容器固定在可以绕竖直转轴旋转的水平转台上，转轴与过容器球心O的竖直线重合，转台以一定角速度匀速旋转，有两个质量均为m的小物块落入容器内，经过一段时间后，两小物块都随容器一起转动且相对容器内壁静止，两物块和球心O点的连线相互垂直，且A物块和球心O点的连线与竖直方向的夹角=60°，已知重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（）

A.若A物块受到的摩擦力恰好为零，B物块受到的摩擦力的大小为B.若A物块受到的摩擦力恰好为零，B物块受到的摩擦力的大小为C.若B物块受到的摩擦力恰好为零，A物块受到的摩擦力的大小为D.若B物块受到的摩擦力恰好为零，A物块受到的摩擦力的大小为9、在某一稳定轨道运行的空间站中，物体处于完全失重状态．如图所示的均匀螺旋轨道竖直放置，整个轨道光滑，P、Q点分别对应螺旋轨道中两个圆周的最高点，对应的圆周运动轨道半径分别为R和r（R＞r）．宇航员让一小球以一定的速度v滑上轨道；下列说法正确的是（）

A.如果减小小球的初速度，小球可能不能到达P点B.小球经过P点时对轨道的压力小于经过Q点时对轨道的压力C.小球经过P点时比经过Q点时角速度小D.小球经过P点时比经过Q点时线速度小10、如图所示，质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木杆上的A点和C点．当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时轻杆停止转动，若绳a、b的长分别为la、lb，且la>则()

A.绳b被烧断前，绳a的拉力等于mg，绳b的拉力等于mω2lbB.绳b被烧断瞬间，绳a的拉力突然增大C.绳b被烧断后，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内做完整圆周运动D.绳b被烧断后，小球仍在水平面内做匀速圆周运动11、如图所示；一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上．小球在某一水平面内做匀速圆周运动，现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图上未画出），两次金属块Q都保持在桌面上静止．则后一种情况与原来相比较，下面的说法中正确的是。

A.Q受到桌面的支持力变大B.Q受到桌面的静摩擦力变大C.小球P运动的向心力变大D.小球P运动的周期变大12、如图所示，光滑水平面上有一个四分之三圆弧管，内壁也光滑，半径R=0.2m，质量M=0.8kg，管内有一个质量m=0.2kg的小球，小球直径略小于弯管的内径，将小球用外力锁定在图示位置，即球和环的圆心连线与竖直方向成37°角，对图弧管施加水平恒定外力F作用，同时解除锁定，系统向右加速，发现小球在管中位置不变，当系统运动一段距离后管撞击到障碍物上突然停下，以后小球继续运动通过最高点后又落入管中，g取10m/s2；sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是（）

A.拉力F的大小为6NB.小球在轨道最高点时速度为1m/sC.系统运动一段距离后管撞击到障碍物时速度为2m/sD.拉力F做的功为4.1J评卷人得分三、填空题(共8题，共16分)13、如下图所示,宽为的竖直障碍物上开有间距的矩形孔,其下沿离地高离地高的质点与障碍物相距在障碍物以匀速向左运动的同时,质点自由下落.为使质点能穿过该孔,的最大值为__________若的取值范围是__________.(取)

14、近年，我国的高铁发展非常迅猛．为了保证行车安全，车辆转弯的技术要求是相当高的．如果在转弯处铺成如图所示内、外等高的轨道，则车辆经过弯道时，火车的_____（选填“外轮”、“内轮”）对轨道有侧向挤压，容易导致翻车事故．为此，铺设轨道时应该把____（选填“外轨”、“内轨”）适当降低一定的高度．如果两轨道间距为L，内外轨高度差为h，弯道半径为R，则火车对内外轨轨道均无侧向挤压时火车的行驶速度为_____．（倾角θ较小时；sinθ≈tanθ）

15、铁路转弯处的圆弧半径是300m，轨距是1.5m，规定火车通过这里的速度是20m/s，内外轨的高度差应该是_______m，才能使内外轨刚好不受轮缘的挤压。若速度大于20m/s，则车轮轮缘会挤压_______。（填内轨或外轨）(g="10"m／s2)16、修建铁路弯道时，为了保证行车的安全，应使弯道的内侧__________（填“略高于”或“略低于”）弯道的外侧，并根据设计通过的速度确定内外轨高度差。若火车经过弯道时的速度比设计速度小，则火车车轮的轮缘与铁道的_______（填“内轨”或“外轨”）间有侧向压力。17、质量为m的汽车，在半径为20m的圆形水平路面上行驶，最大静摩擦力是车重的0.5倍，为了不使轮胎在公路上打滑，汽车速度不应超过__________m/s.(g取10m/s2)18、一质量为m的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a匀加速提升h，已知重力加速度为g，则提升过程中，物体的重力势能的变化为____；动能变化为____；机械能变化为___。19、放在草地上质量为0.8kg的足球，被运动员甲以10m/s的速度踢出，则球的动能为______J；当此球以5m/s的速度向运动员乙飞来时，又被运动员乙以5m/s的速度反向踢回，球的动能改变量为为______J。20、水平传送带始终以速度v匀速运动，某时刻放上一个初速度为零的小物块，最后小物块与传送带以共同的速度运动。已知小物块与传送带间的滑动摩擦力为f，在小物块与传送带间有相对运动的过程中，小物块的对地位移为传送带的对地位移为则滑动摩擦力对小物块做的功为______，摩擦生热为______。评卷人得分四、解答题(共1题，共5分)21、如图所示，在光滑的水平面上，静止的物体B侧面固定一个轻弹簧，物体A以速度v0沿水平方向向右运动，通过弹簧与物体B发生作用，两物体的质量均为m．

(1)求它们相互作用过程中弹簧获得的最大弹性势能Ep；

(2)若B的质量变为2m，再使物体A以同样的速度通过弹簧与静止的物体B发生作用，求当弹簧获得的弹性势能也为Ep时，物体A的速度大小．

参考答案一、选择题(共6题，共12分)1、C【分析】【分析】

【详解】

AC．由题意，根据向心力公式

与牛顿第二定律，则有

只减小旋转角速度；拉力减小，只更换一个质量较大的小球，拉力增大，A错误C正确；

B．只加快旋转速度，由

知拉力增大；B错误；

D．突然放开绳子；小球受到的合力为零，将沿切线方向做匀速直线运动，D错误。

故选C。2、B【分析】【分析】

【详解】

小球做匀速圆周运动，弹簧弹力提供向心力，根据胡克定律及向心力公式得：k(2L−L)＝mk(3L−L)＝m

联立解得

所以选项B正确．

故选B。3、C【分析】小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为3v时，每根绳的拉力大小为T，则联立解得故选C.4、B【分析】如果物体的动能不变；由动能定理可知，物体所受的合外力做的功一定为零，但合外力不一定为零，如匀速圆周运动的合外力不为零，A错误；物体所受的合外力做的功为零，则由动能定理知，物体的动能一定不变，B正确；物体所受的合外力做的功为零，但合外力不一定为零，也可能物体所受的合外力和速度方向始终垂直而不做功，比如匀速圆周运动，C错误；物体所受的合外力做的功为零，物体的位移不一定为零，如匀速圆周运动，D错误。

【点睛】合外力做功和动能变化的关系由动能定理反映．合外力为零，其功一定为零，但合外力功为零，但合外力不一定为零，可以以匀速圆周运动为例来说明．5、A【分析】【分析】

分两个阶段求解时间，水平阶段和斜面阶段，根据动能定理求出B点的速度，然后根据运动学规律求解AB段上的运动时间；在斜面阶段需要根据几何知识求解斜面的倾斜角；然后根据牛顿第二定律求解在斜面上的运动加速度，从而求解在斜面上的运动时间．

【详解】

设小车的质量为m，小车在AB段所匀减速直线运动，加速度在AB段，根据动能定理可得解得故

小车在BC段，根据机械能守恒可得解得过圆形支架的圆心O点作BC的垂线，根据几何知识可得解得故小车在BC上运动的加速度为故小车在BC段的运动时间为所以小车运动的总时间为A正确．

【点睛】

本题的难点在于求解斜面上运动的加速度，本题再次一次提现了数物相结合的原则，在分析物理时涉及几何问题，一定要动手画画图像．6、B【分析】【分析】

由最小发射速度应是万有引力等于重力；而重力又充当向心力时的圆周运动速度，由此可以解得最小发射速度.

【详解】

小球获得瞬时冲量Ⅰ的速度为v0，有

而小球恰好通过圆周的最高点，满足只有重力提供向心力，

从最低点到最高点由动能定理可知：

联立解得：

月球的近地卫星最小发射速度即为月球的第一宇宙速度，满足

解得：故选B.二、多选题(共6题，共12分)7、A:C【分析】【分析】

【详解】

A．根据圆锥摆的周期T=2π

故A正确；

B．根据向心加速度

由于r不同；故B错误；

CD．因为无摩擦，所以同一根绳上的力大小相等，设绳的张力为F，由于向心力为Fn=Fsin=m2lsin

可知m与l成反比；故C正确，D错误。

故选AC。8、A:C【分析】【分析】

【详解】

AB．当A物块受到的摩擦力恰好为零时；受力如图所示。

根据牛顿第二定律可得mgtan60°=mrω2

其中r=Rsin60°

此时B物块有沿斜面向上滑的趋势；摩擦力沿罐壁切线向下，受力如图所示。

正交分解，竖直方向满足Ncos30°-fsin30°-mg=0

水平方向满足Nsin30°+fcos30°=mr′ω2

其中r′=Rsin30°

联立解得

A正确；B错误；

CD．当B物块受到的摩擦力恰好为零时，根据牛顿第二定律可得mgtan30°=mr′ω′2

其中r′=Rsin30°

此时A滑块有沿斜面向下滑的趋势，摩擦力沿罐壁切线向上，正交分解，竖直方向满足N′cos60°+f′sin60°-mg=0

水平方向满足N′sin60°-f′cos60°=mrω′2

其中r=Rsin60°

联立解得

C正确；D错误。

故选AC。9、B:C【分析】【详解】

在空间站中的物体处于完全失重状态，靠轨道的压力提供向心力．在整个过程中小球速度大小保持不变，速度减小，小球一定可以达到P点，故AD错误；由牛顿第二定律，轨道对球的弹力：弹力始终不做功，速率不变，R＞r，则有弹力FP＜FQ，故B正确；根据R＞r，则ωP＜ωQ，故C正确．10、A:B【分析】【详解】

绳b烧断前，绳a的拉力等于mg，绳b的拉力等于mω2lb．故A正确．绳b被烧断前，小球在竖直方向没有位移，加速度为零，a绳中拉力等于重力，在绳b被烧断瞬间，a绳中拉力与重力的合力提供小球的向心力，而向心力竖直向上，绳a的拉力将大于重力，即拉力突然增大．故B正确．绳b被烧断后，小球将在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动；若能做完整的圆周运动，则满足其中解得因即所以小球在垂直于平面ABC的竖直平面内不能做完整圆周运动摆动．故CD错误．故选AB．

【点睛】

本题中要注意物体做圆周运动时，外界必须提供向心力．C、D两项使根据机械能守恒与向心力知识求解小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动或圆周运动角速度的范围．11、B:C【分析】【详解】

设细线与竖直方向的夹角为θ；细线的拉力大小为T，细线的长度为L．P球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图；

则有：①；mgtanθ=mω2Lsinθ=ma②

Q受到重力、支持力绳子的拉力和桌面的支持力、摩擦力的作用，在竖直方向上：Mg+Tcosθ=FN③

联立①③可得：FN=Mg+mg，与小球的高度、绳子与竖直方向之间的夹角都无关，保持不变．故A错误；由②得角速度向心加速度a=gtanθ，使小球改到一个更高一些的水平面上作匀速圆周运动时，θ增大，cosθ减小，tanθ增大，则得到细线拉力T增大，角速度增大，向心力增大．对Q球，由平衡条件得知，Q受到桌面的静摩擦力变大，故BC正确；小球的角速度增大，根据：可知；小球的周期将减小．故D错误．故选BC．

【点睛】

本题中一个物体静止，一个物体做匀速圆周运动，分别根据平衡条件和牛顿第二定律研究，分析受力情况是关键．12、B:D【分析】【分析】

【详解】

A．对小球有

对系统有

故A错误；

B．小球离开环管做平抛运动，则有：R=

由以上两式解得

故B正确；

C．系统的速度由机械能守恒定律得

解得

故C错误；

D．F做的功

故D正确。

故选BD。三、填空题(共8题，共16分)13、略

【分析】【详解】

试题分析：以障碍物为参考系，则质点具有水平向右的初速度v0=4m/s，自由下落就变为平抛运动，要穿过小孔，竖直方向经过小孔的上边沿经过小孔下边沿经过小孔的时间最多有水平方向所以最大值为．当时，小球在水平方向的运动整理可得．

考点：平抛运动【解析】0.814、略

【分析】【详解】

试题分析：火车内外轨道一样高时，火车转弯，由于离心运动，会向外滑离轨道，所以外轮对外轨有个侧向压力．当把内轨降低一定高度后，内外轨有个高度差，火车转弯时就可以让重力与轨道对火车弹力的合力来提供向心力，从而避免了对轨道的侧向压力．由几何知识可知此时的合力当倾角比较小时根据得出

考点：水平圆周运动、离心运动【解析】外轮内轨15、略

【分析】【详解】

[1]如图所示。

根据牛顿第二定律得

解得

由于较小，则

故

得

[2]若速度大于则需要的向心力变大，则轮缘会挤压外轨。【解析】0.2m外轨16、略

【分析】【详解】

火车以规定的速度转弯时；其所受的重力和支持力的合力提供向心力，当转弯的实际速度大于或小于规定的速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力或大于所需要的向心力，火车有离心趋势或向心趋势，故其轮缘会挤压车轮；如果内外轨道等高，火车转弯，靠外轨对车轮向内的挤压提供向心力，这样容易破坏铁轨，不安全，所以应使弯道的内侧略低于弯道的外侧，靠重力和支持力的合力来提供向心力一部分；火车以某一速度v通过某弯道时，内；外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力。

由图可以得出

为轨道平面与水平面的夹角，合力等于向心力，故