2021-2022学年河南省高一下学期物理人教版（2019）必修二期末模拟测试卷

2021-2022学年河南省高一下学期物理人教版（2019）必修二期末模拟测试卷

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分）

1.下列说法正确的是(   )

A.两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动

B.做圆周运动的物体受到的合力不一定指向圆心

C.一对摩擦力做功的代数和为零

D.物体竖直向上运动，其机械能一定增加

2.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降的过程。将运动员和伞看成一个系统，在运动员下降的过程中，下列说法正确的是(   )

A.阻力对系统始终做负功

B.系统受到的合外力始终向下

C.重力做功使系统的重力势能增加

D.任意相等的时间内重力做的功相等

3.如图所示为某游乐场的一个娱乐设施，图中的大转盘几乎与水平方向 成90°角，假设大转盘在竖直面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是(   )

A.转盘上的人所受合外力恰好为零

B.转盘上的人所受合外力恰好提供向心力

C.转盘上的人的机械能守恒

D.转盘上的人的机械能如果在增加，一定是重力对人做正功

4.两轮平衡车(如图所示)广受年轻人的喜爱，它的动力系统由电池驱动，能够输出的最大功率为，小明驾驶平衡车在水平路面上沿直线运动，受到的阻力恒为f。已知小明和平衡车的总质量为m，从启动到达到最大速度的整个过程中，小明和平衡车可视为质点，不计小明对平衡车做功。设平衡车启动后的一段时间内是由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动，则(   )

A.平衡车做匀加速直线运动过程中能达到的最大速度为

B.平衡车运动过程中所需的最小牵引力为

C.平衡车达到最大速度所用的时间

D.平衡车能达到的最大行驶速度

5.如图所示,照片中的汽车在水平路面上做匀速圆周运动,已知图中双向四车道的总宽度约为15m,假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍,则运动的汽车(   )

A.所受的合力可能为零 B.只受重力和地面的支持力作用
C.最大速度不能超过25m/s D.所需的向心力由重力和支持力的合力提供

6.2019年春节电影《流浪地球》热播，观众分析《流浪地球》中的发动机推动地球的原理：行星发动机通过逐步改变地球绕太阳运行的轨道，达到极限以后通过引力弹弓效应弹出地球，整个流浪时间长达几十年。具体过程如图所示，轨道1为地球公转的近似圆轨道，轨道2、3为椭圆轨道，为椭圆轨道3长轴的端点。以下说法正确的是(   )
 

A.地球在1、2、3轨道的运行周期分别为，则

B.地球在1、2、3轨道运行时经过P点的速度分别为，则

C.地球在3轨道运行时经过点的速度分别为，则

D.地球在1轨道P点加速后进入2轨道，在2轨道P点再加速后进入3轨道

7.如图所示，将一半径为R、质量为M的均匀大球，沿直径挖去两个半径分别为大球半径一半的小球，并把其中一个放在球外与大球靠在一起，挖去小球的球心、球外小球的球心、大球的球心都在一条直线上，则大球中剩余部分与球外小球间的万有引力大小约为(   )
 

A. B. C. D.

8.如图所示，三个质量均为M的球分别位于圆环、半圆环和完整圆环的圆心，圆环、半圆环分别是由与丙图中相同的完整圆环截去和一半所得，环的粗细忽略不计，若甲图中环对球的万有引力大小为F，则乙图、丙图中环对球的万有引力大小分别为(   )
 

A. B. C. D.

9.如图所示，一长为的木板倾斜放置，倾角为 45°，今有一弹性小球，自与木板上端等高的某 处自由释放，小球落到木板上反弹时，速度大小不变，方向与木板夹角大小不变，为θ,欲使小 球碰撞一次后恰好落到木板下端，则小球释放点距木板上端的水平距离为(   )

A.  B. C.  D.

10.如图所示,水平圆盘可以绕过圆盘中心O的轴做 圆周运动,盘面上沿同一直径放着A、B两个物块,两物块在圆心两侧,并通过一根轻绳相连。A物块离圆心的距离为，B物块离圆心的距离为。A 物块的质量为m，物块的质量为,两物块与盘面间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当圆盘转动的角速度为时，A、B与圆盘相对静止,且轻绳伸直,则此时A物块受到的摩擦力大小为 (   )

A.   B. 0   C.    D.

11.（多选）一质量为的小物块随足够长的水平传送带一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中并从物块中穿过（不计子弹穿过物块的时间），如图甲所示。地面观察者记录了物块被击中后的速度随时间变化的关系如图乙所示，已知传送带的速度保持不变，g取。在这一个过程中下列判断正确的是(   )
 

A.传送带的速度大小为2 m/s，逆时针转动

B.物块与传送带间的动摩擦因数为0.2

C.传送带对物块做的功为

D.物块与传送带之间由于摩擦而产生的内能为4 J

12.（多选）我国自行研制的北斗导航系统，已全面服务交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业，是国之重器，利国利民。已知北斗导航卫星中有一颗同步卫星，关于该同步卫星，下列说法中正确的是(   )
 

A.该同步卫星的向心加速度小于近地卫星的向心加速度

B.地球赤道上物体随地球自转的周期小于该同步卫星的运转周期

C.为了方便导航。该同步卫星可发射到北京正上空

D.该同步卫星在运行过程中不可能撞上其他同步卫星

二、实验题（本题共2小题，每小题8分，共16分）

13.某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合，探究向心力大小的影响因素。实验时用手拨动旋臂使它做圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器材上，测量角速度和向心力。

（1）电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间，并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门的时间、挡光杆做圆周运动的半径r，自动计算出砝码做圆周运动的角速度，则计算其角速度的表达式为_________。

（2）图乙中①、②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图可知，曲线①对应的砝码质量_________（选填“大于”或“小于”）曲线②对应的砝码质量。

14.在“验证机械能守恒定律”的学生实验中：

（1）已提供了铁架台、夹子、纸带等器材。为完成此实验，除了所给的器材，还需要从图1中选取的实验器材名称是_________，从图2中应选取的重物是_________。

（2）某同学按照正确操作打出的纸带如图3所示，其中O是起始点，是打点计时器连续打下的3个点，打点频率为50 Hz，该同学用毫米刻度尺测量O到各点的距离，并记录在图中（单位：cm），重物的质量为，根据以上数据，当打点计时器打下B点时，重物的动能为____________J。（计算结果保留三位有效数字）

（3）某同学根据正确的实验操作得到多组数据，画出了图像，如图4所示，根据图像求出当地的重力加速度g，以下表达式正确的是_________。

A. B. C. D.

三、计算题（本题共4小题，共36分）

15.（8分）如图所示，在一个竖直的杆上有A、B两点，距离为40 cm，一根长为80 cm的轻绳两端分别系在A、B两点上，绳上穿有一个质量为0. 1 kg的光滑圆环，初始时刻杆和环保持静止状态。现匀速转动杆，带动圆环一起做圆周运动，当与B点相连的绳保持水平时，求：()

1.杆转动的角速度大小。

2.从静止状态到做圆周转动过程中绳对圆环做的功。

16.（8分）抛石机是古代远程攻击的一种重型武器，某同学制作了一个简易模型，如图所示。支架固定在地面上，O为转轴，长为L的轻质硬杆A端的凹槽内放置一石块，B端固定重物，。为增大射程，在重物B上施加一向下的瞬时作用力后，硬杆绕O点在竖直平面内转动。硬杆转动到竖直位置时，石块立即被水平抛出，此时重物的速度为，石块直接击中前方倾角为15°的斜坡，且击中斜坡时的速度方向与斜坡成60°角，重力加速度为g，忽略空气阻力影响。求：
 

（1）石块击中斜坡时的速度大小；

（2）石块抛出后在空中运动的水平距离。

17.（10分）如图所示，将倾角为α的光滑斜面体固定在水平面上，在其左侧有一水平的桌面，桌面的右边缘到斜面体左侧的水平距离为s，现有一可视为质点的滑块由水平桌面上的A点以初速度向右滑动，滑块由B点离开桌面的右边缘，经过一段时间，滑块无碰撞地由斜面体的顶端C点滑上斜面体。已知A、B两点之间的距离为，滑块与水平桌面之间的动摩擦因数为，B、C两 点的高度差为，重力加速度为,忽略空气的阻力。

1.滑块离开桌面边缘的速度为多大？

2.桌面的右边缘到斜面体左侧的水平距离s为多大？

3.如果C点距离水平面的高度为，则滑块从A运动到D的总时间为多少？

18.（10分）大爱无疆，最美逆行。一辆向武汉运输防疫物资的汽车经过高速公路的一个出口段，如图所示，车从出口A进入匝道，先做匀减速直线运动通过下坡路段至B点（通过B点前后速率不变），再匀速率通过水平圆弧路段至C点，最后沿平直路段匀减速到D点停下。已知车在A点的速度，段长，与地面间的夹角；段为四分之一水平圆弧，轮胎与段路面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力；段长。汽车在段所受阻力恒为车所受重力的0.7，重力加速度为g。
 

（1）若汽车到达段时刚好达到段的限速（允许通过的最大速度），求；

（2）为保证行车安全，车轮不打滑，求水平圆弧段半径R的最小值；

（3）汽车从A点到D点全程的最短时间。（结果保留一位小数）

答案以及解析

1.答案：B

解析：两个匀变速直线运动，若合加速度方向与合初速度方向相同，则合运动为匀变速直线运易，若合加速度方向与合初速度方向有夹角，则合运动为匀变速曲线运动.选项A错误；物体做匀速圆周运动时，合力一定指向圆心，若物体做变速圆周运动，则合力不指向圆心，选项B正确；一对滑动摩擦力做功的代数和为负值，选项C错误，物体向上运动时，若受到除重力以外的向上外力，则机械能 受到贵重力以外的向下外力，则机械能减小，若除重力外不受到外力，则机械能不变，选项D错误。

2.答案：A

解析：阻力的方向始终与运动员运动的方向相反，所以阻力对系统始终做负功，A正确。在减速下降的过程中，由牛顿第二定律可知，此时合外力的方向是向上的，B错误。在下降的过程中重力做正功，系统的重力势能减小，C错误。重力做的功，在相等的时问内下降的高度不一定相等，重力做的功不一定相等，D错误。

3.答案：B

解析：大转盘在竖直面内做匀速圆周运动，则转盘上的人所受的合外力提供向心力，不为零，A错，B对;转盘在竖直面内做匀速圆周运动，转盘上的人的动能不变.但重力势能在变化，机械能不守恒，C错;由功能关系知重力以外的力对人做的正功等于人机械能的增加量，D错。

4.答案：A

解析：平衡车做匀加速直线运动过程中，由牛顿第二定律可得，则匀加速运动过程中能达到的最大速度为，选项A正确;当平衡车的加速度为零时，牵引力最小，,选项B错误;平衡车由静止匀加速达到v所用的时间为，匀加速结束后，平衡车可减小牵引力，减小加速度，最后当牵引力等于阻力时达到最大速度，此时，可知平衡车达到最大速度所用的时间t大于，选项CD错误。

5.答案：C

解析：汽车在水平路面上做匀速圆周运动,合外力时刻指向圆心,拐弯时靠静摩擦力提供向心力,因此排除选顼ABD,选项C正确。

6.答案：D

解析：根据题图结合开普勒第三定律可知地球在1、2、3轨道的运行周期关系为，选项A错误。地球从轨道1上的P点进入轨道2要做离心运动，需点火速，可知；同理，地球从轨道2上的P点进入轨道3要做离心运动，需点火加速，可知；所以有，选项B错误，D正确。根据开普勒第二定律可知，地球在近日点的速度比在远日点的速度大，即，选项C错误。

7.答案：D

解析：由题意可得，挖去的小球的半径为、质量为。挖出小球前，大球对球外小球的万有引力为；将挖出的小球填回原位置，则填入左侧原位置的小球对球外小球的万有引力为，填入右侧原位置的小球对球外小球的万有引力为，则大球中剩余部分对球外小球的万有引力为，故选D。

8.答案：B

解析：将甲图圆环看成是三个圆环的组合，关于圆心对称的两个圆环对球的万有引力的合力为零，由题知圆环对球的万有引力大小为F，所以圆环对球的万有引力大小为F；将乙图半圆环看成是两个圆环的组合，根据平行四边形定则，乙图半圆环对球的万有引力大小为，方向向上；将丙图完整圆环看成是4个圆环的组合，关于圆心对称的两个圆环对球的万有引力的合力为零，因此丙图整个圆环对球的引力为0。故选B。

9.答案：D

解析：设小球释放点距木板上端的水平距离为x，由题意及几何关系知，小球自与木板上端等髙的某处自由释放，下落的距离也为x，则，与木板碰撞后做平抛运动，水平位移与竖直位移相等，即，而，联立消去t，解得，选项D正确，ABC错误。

10.答案：B

解析：圆盘转动角速度较小时，盘面对物块的静摩擦力提供向心力，绳上没有拉力，若A受

到的静摩擦力先达到最大静摩擦力，有，此时B受到的摩擦力，因此B受到的静摩擦力先达到最大静摩擦力，此时有

，得，则当时，B受到的摩擦力已达到最大静摩擦力，设此时轻绳拉力为T，则有得，设此时A物块受到的摩擦力为,则有，得，B正确。

11.答案：AC

解析：由题图乙可判断出物块被子弹击中后先做减速运动，再做匀速运动，但方向不变，说明传送带逆时针转动，物块最终做匀速运动的速度即为传送带的速度，大小为2 m/s，选项A正确；由题图乙可知物块做减速运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得，解得，选项B错误；根据动能定理可得传送带对物块做的功，选项C正确；由题图乙可知物块与传送带间的相对位移，产生的内能，选项D错误。

12.答案：AD

解析：根据，解得，近地卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以地球同步卫星的向心加速度小于近地卫星的向心加速度，故A正确；地球上物体随地球自转的周期等于该同步卫星的运转周期，故B错误；地球同步卫星只能在和赤道同一平面的特定轨道上运行，所以不可能在北京的正上空，故C错误；同一轨道上的卫星角速度和线速度大小都相等，所以不可能发生碰撞，故D正确。

13.答案：（1）

（2）小于

解析：（1）挡光杆转动的线速度
由计算出挡光杆的角速度
因砝码与挡光杆的角速度相同，故计算砝码角速度的表达式为。
（2）若保持角速度和转动半径相同，由可知物体做匀速圆周运动的向心加速度相等；由牛顿第二定律可知，质量大的物体需要的向心力大，所以曲线①对应的砝码质量小于曲线②对应的砝码质量。

14.答案：（1）电火花计时器、毫米刻度尺；C

（2）1.12

（3）D

解析：（1）除了提供的器材外，还需要图1中的器材有：测速度和计时用的电火花计时器，测位移用的毫米刻度尺。为减小空气阻力的影响，重物应选用质量大的C。

（2）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，求得，那么重物的动能。

（3）若重物下落过程中机械能守恒，则有，变形后得到，则图像的斜率为，所以，故选D。

15.答案：1.  2.0.5J

解析：1.当与B点相连的绳处于水平时，设杆转动的角速度为ω，两段绳的夹角为α, A、B的距离为h，圆环转动的半径为r,绳的拉力大小为F, 则环的受力如图所示在水平方向上:,在竖直方向上:， 对绳有，解得。

2.初始时，设圆环离B点距离为x,则有，解得，设绳对圆环做的功为W,则根据功能关系有，其中，解得.

16.答案：（1）

（2）

解析：（1）设重物转至最低点时的速度为，石块转至最高点时的速度为；故。
根据同轴转动角速度相等，由得
解得
设石块击中斜坡时的速度为，将分解如图所示：

据几何知识得
解得
（2）据几何知识得


联立解得

17.答案：1.4 m/s   2.1.2 m   3.2. 1s

解析：1.设滑块在水平桌面上滑动时的加速度大小为,滑块到达B点时的速度大小为,由牛顿第二定律可知，又由运动学公式可得，由以上可得。

2.滑块离开桌面右边缘后，开始做平抛运动。由平抛运动规律可知，在竖直方向做自由落体运动，则有，得，在水平方向做匀速直线运动，则有，即桌面的右边缘到斜面体左侧的水平距离s为1.2m。

3.滑块在水平桌面上运动的时间为，滑块到达C点时竖直方向的速度为，则滑块到达C点时的合速度大小为，

且由滑块无碰撞地由斜而体的顶端C点滑上斜面体可得此时速度方向沿斜面向下,，滑块在斜面上运动时的加速度大小为，斜面的长度为，根据，解得，则滑块从A运动到D的总时间为。

18.答案：（1）15 m/s

（2）45 m

（3）17.7 s

解析：（1）汽车在A点的速度
段长，汽车在段做匀减速直线运动，有


解得
（2）汽车在段做圆周运动，静摩擦力提供向心力，有
为了确保行车安全，则须满足
联立解得
故
（3）设汽车通过段的最短时间为，通过段的最短时间为，通过段的时间为，全程所用最短时间为t。有



联立各式代入数据解得。