鲁科版高中物理必修第二册期中学业水平检测含答案

这是一份鲁科版高中物理必修第二册期中学业水平检测含答案，共10页。试卷主要包含了全卷满分100分等内容，欢迎下载使用。
2.无特殊说明,本试卷中重力加速度g取10 m/s2。
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内( )
A.速度一定在不断地改变,加速度也一定不断地改变
B.速度一定在不断地改变,加速度可能不变
C.速度可能不变,加速度一定不断地改变
D.速度可能不变,加速度也可能不变
2.物体做自由落体运动,Ek表示动能,Ep表示重力势能,h表示下落的距离,以水平地面为零势能面。下列所示图像中能正确反映各物理量之间的关系的是( )
3.壁虎不仅能飞檐走壁,还可以在水面上轻松游动,有一只壁虎要穿过一条宽为3 m的小河到对岸寻找食物,已知河岸两侧平行,河水流动的速度恒为0.5 m/s,壁虎保持身体姿势垂直河岸方向匀速游向河对岸,且它在静止水面上的游动速度恒约为1.5 m/s,下列说法正确的是( )
A.壁虎游到河对岸大约需要2 s时间
B.只要壁虎速度再大些,它就可以到达河正对岸
C.上述条件下,壁虎的运动轨迹是一条曲线
D.若河水流速达到2 m/s,其他条件不变,壁虎过河时间将变慢
4.我国首批隐形战斗机已经全面投入使用。演习时,在某一高度水平匀速飞行的战斗机离目标水平距离为L时投弹(投弹瞬间炸弹相对战斗机的速度为零),可以准确命中目标。若战斗机水平飞行高度加倍,飞行速度大小减半,要求仍能命中目标,则战斗机投弹时离目标的水平距离应为(不考虑空气阻力)( )
A.12L B.22L C.L D.2L
5.如图所示,重物沿竖直杆下滑,并通过绳子带动小车沿斜面升高,则当滑轮右侧的绳子与竖直方向成θ角且重物下滑的速度为v时,小车的速度为( )
A.v cs θ B.v sin θ
C.vcsθ D.v tan θ
6.在竖直墙壁上悬挂一镖靶,某人站在离墙壁一定距离的某处,先后将两只飞镖A、B由同一位置水平掷出,两只飞镖落在靶上的状态如图所示(侧视图),若不计空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.A镖比B镖在空中的运动时间长
B.A、B镖的位移方向相同
C.A、B镖的速度变化方向可能不同
D.A镖掷出时的初速度比B镖掷出时的初速度大
7.2022年2月9日,在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台决赛中,我国选手成功夺冠。图甲为滑雪大跳台的滑道示意图,其主要由助滑道、跳台、着陆坡组成,在助滑道与跳台之间用一段弯曲的滑道衔接,助滑道与着陆坡均可以视为倾斜直道。运动员由起点滑下,从跳台飞出后,在空中完成一系列动作,最后落至着陆坡。运动员离开跳台至落到着陆坡阶段的轨迹如图乙所示,P为这段轨迹的最高点,不计空气阻力,运动员可视为质点。则下列说法正确的是( )
A.运动员一直处于超重状态
B.运动员在P点的速度为0
C.运动员在P点时,重力的瞬时功率为0
D.运动员落至着陆坡时的速度方向与刚离开跳台时的速度大小无关
8.如图为某节能运输系统的简化示意图。其工作原理为:货箱在轨道顶端A时,自动将货物装入货箱,然后货箱载着货物沿粗糙轨道无初速度下滑,接着压缩轻质弹簧,当弹簧被压缩至最短时,立即锁定并自动将货物卸下,卸完货物后随即解锁,货箱恰好被弹回到顶端A,此后重复上述过程。若弹簧为自由长度时上端对应轨道的位置是B,货箱可看作质点,则下列说法正确的是( )
A.货箱每次运载货物的质量不一定相等
B.货箱由A到B和由B到A的过程中克服轨道摩擦力做的功相等
C.货箱由A到B过程中增加的动能小于货箱由B到A过程中减小的动能
D.货箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.如图所示,攻防箭是一项人们很喜爱的团体活动。若将质量为m的箭(可视为质点)从地面(初始高度可忽略)以与水平方向成一角度斜向上射出,初速度为v0,最高点离地高H,不计一切阻力,取地面为零势能参考平面,以下说法正确的是 ( )
A.箭在最高点的机械能为mgH
B.箭在最高点的机械能为12mv02
C.箭刚要落地时的速度与抛出时速度相同
D.箭刚要落地时的机械能大于mgH
10.质量为 2 kg 的质点在恒力作用下在xOy平面内做曲线运动,它在x方向的v-t图像和在y方向的y-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.质点的初速度大小为5 m/s
B.2 s末质点速度大小为6 m/s
C.质点初速度的方向与合外力方向垂直
D.质点所受的合外力大小为3 N
11.如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接,另一端与物体A相连,物体A静止于光滑水平桌面上,右端接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。开始时用手托住B,让细线恰好伸直,然后由静止释放B,直至B获得最大速度。下列有关该过程的分析正确的是( )
A.A与B组成的系统机械能不守恒
B.B物体机械能的减少量等于它所受重力与拉力做功之和
C.B物体机械能的减少量等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量
D.细线拉力对A物体做的功等于A物体机械能的增加量
12.放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6 s内其速度与时间关系图像和该拉力的功率与时间关系图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.0~6 s内物体的位移大小为12 m
B.0~6 s内拉力做功70 J
C.物体的质量为10 kg
D.滑动摩擦力的大小为5 N
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(6分)宇航员登陆某星球用小球做了一个平抛运动实验(小球可视为质点),并用频闪照相机记录了小球做平抛运动的部分轨迹,且已知平抛初速度为5 m/s。将相片放大到实际大小后在水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系,A、B、C为小球运动中的3个连续的记录点,A、B和C点的坐标分别为(0,0)、(0.50 m,0.25 m)和(1.00 m,0.75 m)。则:
(1)频闪照相机的频闪频率为 Hz;
(2)该星球表面重力加速度为 m/s2;
(3)小球开始做平抛运动的初始位置坐标为x= m,y= m。(结果保留两位有效数字)
14.(8分)小华在实验室中用打点计时器验证机械能守恒定律,其实验装置如图甲所示。
甲
(1)为了完成实验,下列器材中必备的是 。
A.交流电源 B.刻度尺
C.秒表 D.天平
(2)选择好器材后,小华同学通过正确的操作得到了一条实验纸带,如图乙所示,图中O点是打出的第1个点,计数点A、B、C、D之间分别还有一个点。各计数点与O点之间的距离已测出。已知打点计时器的打点周期为T=0.02 s,则打点计时器打下C点时重锤的速度vC= m/s。(计算结果保留2位有效数字)
乙
(3)小华通过纸带得到OC的距离h及C点的速度vC,当两者间的关系式满足 时,说明下落过程中重锤的机械能守恒(已知重力加速度为g)。
15.(10分)如图所示,质量M=50 kg的运动员在进行体能训练时,腰部系着一不可伸长的轻绳,绳另一端连接质量m=11 kg的轮胎。当运动员由静止开始沿水平跑道匀加速奔跑时,绳的拉力大小为70 N,绳与跑道间的夹角为37°,5 s末绳突然断裂。轮胎与跑道间的动摩擦因数μ=0.5,空气阻力不计,已知sin 37°=0.6,cs 37°=0.8。求:
(1)运动员的加速度大小;
(2)3 s末运动员克服绳拉力做功的功率;
(3)整个过程中轮胎克服摩擦力做的功。
16.(10分)某砂场为提高运输效率,研究砂粒下滑的高度与砂粒在传送带上运动的关系,建立如图所示的物理模型。竖直平面内有一倾角θ=37°的直轨道,其下方右侧放置一水平传送带。轴间距L=2 m的传送带保持逆时针方向匀速运行,水平传送带距离地面的高度为H=3 m。现将一小物块放在距离传送带高h处的A点静止释放,假设小物块从直轨道上的B端运动到传送带上的C点时,速度大小不变,方向变为水平向右。已知小物块与直轨道和传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5。(sin 37°=0.6)
(1)若h1=2.4 m,求小物块到达B端时速度的大小;
(2)若h2=6 m,求小物块落地点到D点的水平距离x。
17.(12分)质量为1.0×103 kg的汽车,沿倾角为30°的斜坡由静止开始向上运动,汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2 000 N,汽车发动机的额定输出功率为5.6×104 W,开始时以a=1 m/s2的加速度做匀加速运动。求:
(1)汽车做匀加速运动的时间t1;
(2)汽车所能达到的最大速率;
(3)若斜坡长143.5 m,且认为汽车到达坡顶之前,已达到最大速率,则汽车从坡底到坡顶需多长时间?
18.(14分)某同学正对篮板起跳投篮,球出手后斜向上抛出,如图所示,出手时速度v0的方向与水平方向的夹角θ=53°,篮球恰好垂直击中篮板,反弹后速度沿水平方向,而后进入篮筐。球刚出手时,球心O点离地的高度h1=2.25 m,篮球击中篮板的位置离地的高度为h2=3.5 m、离篮筐的高度为h3=0.45 m,篮筐的直径d1=0.45 m,篮板与篮筐的最小距离l=0.15 m,篮球的直径d2=0.24 m,不考虑空气阻力和篮球的转动。已知篮板平面保持竖直且与篮筐所在平面垂直,sin 53°=0.8,cs 53°=0.6,求:
(1)篮球击中篮板时的速度大小;
(2)篮球在O点时的速度v0大小;
(3)要使篮球落入篮筐而进球(即球心下降到篮筐所在平面时,球未与篮圈接触),篮球打板后反弹的速度范围。
答案全解全析
1.B 物体做曲线运动,其速度方向一定变化,即速度一定发生变化,物体一定受力的作用,若所受力为恒力,则加速度不变,反之,则加速度变化,故B正确。
2.B 设物体的质量为m,开始时重力势能为E0,则有Ep=E0-Ek=E0-12mv2=E0-12mg2t2=E0-mgh。综上可知只有B正确。
3.A 壁虎游到河对岸大约需要的时间t=dv壁虎=31.5 s=2 s,A正确;由于壁虎参与了两个运动,一个是垂直河岸的运动,另外一个是沿河水流动方向的运动,因此无论壁虎的速度多大,它都不可能到达河正对岸,B错误;由于两个分运动都是匀速直线运动,因此合运动是匀速直线运动,轨迹是一条直线,C错误;若河水流速达到2 m/s,其他条件不变,壁虎在垂直河岸方向的速度不变,因此过河时间不变,D错误。故选A。
4.B 炸弹被投下后做平抛运动,在水平方向上的分运动为匀速直线运动,在竖直方向上的分运动为自由落体运动,所以在竖直方向上,h=12gt2,解得t=2ℎg,在水平方向上,L=v0t=v02ℎg,可知,当战斗机飞行的高度加倍,飞行速度大小减半时,炸弹的水平位移变为原来的22,所以战斗机投弹时距离目标的水平距离应为22L,B正确。
5.A 将重物的速度按图示两个方向分解,绳子的速率为v绳=v cs θ,而绳子速率等于小车的速率,则有小车的速率为v车=v绳=v cs θ,故A正确。
6.D 飞镖B下落的高度大于飞镖A下落的高度,根据h=12gt2得t=2ℎg,B下降的高度大,则B镖的运动时间长,故A错误;两飞镖平抛的起点相同,而落点不同,则由起点指向落点的位移方向不同,故B错误;因为A、B镖都做平抛运动,速度变化量的方向与加速度方向相同,均竖直向下,故C错误;因为水平位移相等,B镖的运动时间长,则B镖的初速度小,故D正确。故选D。
7.C 运动员离开跳台后至落到着陆坡前只受重力作用,加速度为重力加速度,处于完全失重状态,故A错误;运动员在P点时,竖直方向的速度为0,水平方向的速度不为零,故B错误;运动员在P点时,竖直方向速度为0,根据PG=mgvy,可知运动员在P点时,重力的瞬时功率为0,故C正确;运动员起跳时速度越大,落到着陆坡的距离越远,则竖直方向速度变化量越大,着陆时,速度与竖直方向夹角越小,故D错误。
8.C 根据动能定理,从顶端A到弹簧被压缩至最短的过程有,(M+m)gL sin θ-μ(M+m)gL cs θ-W弹=0,从解锁瞬间到回到顶端A有,-MgL sin θ-μMgL cs θ+W弹=0,联立解得货物质量m=2μMcsθsinθ−μcsθ,其中M为货箱质量,故货箱每次运载货物的质量一定相等,故A错误;货箱上滑与下滑过程中,位移大小相等,但摩擦力大小不同,故摩擦力做的功不相等,货箱克服摩擦力做的功不相等,故B错误;货箱由A到B过程中增加的动能ΔEk=MgLAB sin θ-μMgLAB cs θ,货箱由B到A过程中减小的动能ΔEk'=MgLAB sin θ+μMgLAB cs θ,故C正确;根据能量守恒可知,货箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能和克服摩擦力做功产生的热,故D错误。
9.BD 将质量为m的箭(可视为质点)从地面(初始高度可忽略)以与水平方向成一角度斜向上射出,初速度为v0,箭做斜抛运动,最高点速度不为零,故箭在最高点的机械能大于mgH,故A错误;因为全过程只有重力做功,机械能守恒,初始机械能为12mv02,则箭在最高点的机械能为12mv02,故B正确;箭刚要落地时的速度与抛出时速度大小相等,方向不同,故C错误;根据机械能守恒,可知箭刚要落地时的机械能为12mv02,大于mgH,故D正确。
10.AD 质点在x方向的初速度大小为vx=3 m/s,y方向的初速度大小为vy=4 m/s,故质点的初速度大小为v0=vx2+vy2=5 m/s,A正确;2 s末质点的速度大小为v=62+42 m/s=213 m/s,B错误;合外力沿x方向,而初速度既不沿x方向,也不沿y方向,故质点初速度的方向与合外力方向不垂直,C错误;质点的加速度大小为a=1.5 m/s2,所受的合力大小为F合=ma=3 N,D正确。
11.AC 由于弹簧对A与B组成的系统的弹力做负功,则A与B组成的系统机械能减小,减小的机械能转化为弹簧的弹性势能,因此A与B组成的系统机械能不守恒,A正确;细线的拉力对B物体做负功,B物体的机械能减少,因此B物体机械能的减少量等于它克服细线拉力做的功,B错误;根据上述分析可知,A、B物体与弹簧构成的系统机械能守恒,即B物体机械能的减少量等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量,C正确;细线拉力对A做正功,弹簧弹力对A做负功,则细线拉力对A物体做的功与弹簧弹力做功之和等于A物体机械能的增加量,D错误。故选A、C。
12.BCD 0~6 s内物体的位移大小等于v-t图像中图线与时间轴所包围的面积,即x=12×2×2+4×2 m=10 m,A错误;0~2 s内拉力做的功W1=P1t1=0+302×2 J=30 J,2~6 s内拉力做的功W2=P2t2=10×4 J=40 J,所以0~6 s内拉力做的总功W=W1+W2=70 J,B正确;在2~6 s内,v2=2 m/s,P2=10 W,物体做匀速直线运动,F2=f,则滑动摩擦力f=F2=P2v2=102 N=5 N,当P1=30 W时,v1=2 m/s,得到牵引力F1=P1v1=302 N=15 N,在0~2 s内,物体做匀加速直线运动,加速度a=ΔvΔt=1 m/s2,由牛顿第二定律可得:F1-f=ma,解得m=10 kg,C、D正确。
13.答案 (1)10(1分) (2)25(1分) (3)-0.25(2分) -0.031(2分)
解析 (1)平抛运动在水平方向上为匀速直线运动,有T=xv0=0.1 s,所以频闪照相机的频闪频率为f=1T=10 Hz。
(2)根据Δy=g'T2可得
g'=ΔyT2=0.50− m/s2=25 m/s2。
(3)小球在B点的竖直分速度
vBy=yAC2T=0.752×0.1 m/s=3.75 m/s
则抛出点到B点的竖直距离
h=vBy22g'=3.7522×25 m=0.281 25 m
小球到达B点的时间tB=vByg'=3.7525 s=0.15 s
则抛出点的纵坐标为
y=-(0.281 25-0.25) m=-0.031 25 m≈-0.031 m
抛出点的横坐标为
x=-(v0tB-xB)=-(5×0.15-0.5) m=-0.25 m。
14.答案 (1)AB(2分) (2)3.1(3分) (3)12vC2=gh(3分)
解析 (1)用打点计时器验证机械能守恒定律时,必备的器材是交流电源和刻度尺,因为打点计时器自带计时功能,所以不需要秒表,不需要称质量,所以不需要天平。故选项A、B正确。
(2)根据公式可求得vC=0.6300−0.38154×0.02 m/s≈3.1 m/s。
(3)根据机械能守恒定律可知,重力势能转化为动能,则有
12mvC2=mgh
即满足12vC2=gh时,说明下落过程中重锤的机械能守恒。
15.答案 (1)2 m/s2 (2)336 W (3)1 400 J
解析 (1)运动员拉着轮胎匀加速奔跑时,运动员的加速度等于轮胎的加速度。
对轮胎,由牛顿第二定律得
T cs 37°-Ff=ma,FN+T sin 37°=mg(2分)
又因为:Ff=μFN(1分)
解得:a=2 m/s2。(1分)
(2)3 s末运动员的速度为v=at1=6 m/s(1分)
3 s末运动员克服绳子拉力做功的功率
P=Tv cs 37°=336 W。(1分)
(3)在加速过程中,轮胎的位移为x=12at2=25 m(1分)
全过程对轮胎由动能定理得:WT+Wf=0(2分)
则:Wf=-WT=-Tx cs 37°=-1 400 J。(1分)
所以整个过程中轮胎克服摩擦力做的功为1 400 J。
16.答案 (1)4 m/s (2)23 m
解析 (1)小物块由A到B的过程,根据动能定理有
mgh1-μmg cs θ·ℎ1sinθ=12mvB2(2分)
解得vB=4 m/s(1分)
(2)若h2=6 m,对小物块从A到C的过程根据动能定理有
mgh2-μmg cs θ·ℎ2sinθ=12mvC2 (2分)
小物块从C到D过程根据运动学公式得
vC2-vD2=2μgL(2分)
小物块从D点滑出后做平抛运动,则有
H=12gt2,x=vDt(2分)
联立解得x=23 m(1分)
17.答案 (1)7 s (2)8 m/s (3)22 s
解析 (1)根据牛顿第二定律有
F-mg sin 30°-Ff=ma(1分)
设匀加速运动的末速度为v,则有P=Fv(1分)
v=at1(1分)
代入数据联立解得匀加速运动的时间为t1=7 s(1分)
(2)当汽车达到最大速率vm时,有
P=(mg sin 30°+Ff)vm(1分)
解得汽车的最大速率为vm=8 m/s(1分)
(3)汽车匀加速运动的位移为s1=12at12=24.5 m(1分)
在后一阶段牵引力对汽车做正功,重力和阻力做负功,根据动能定理有
Pt2-(mg sin 30°+Ff)s2=12mvm2-12mv2(2分)
又有s2=s-s1(1分)
解得t2=15 s(1分)
所以汽车总的运动时间为t=t1+t2=22 s(1分)
18.答案 (1)3.75 m/s (2)6.25 m/s (3)0.5 m/s≤v≤1.2 m/s
解析 (1)依题意,可以把篮球斜向上抛出后垂直击中篮板的运动看成反向的平抛运动,则有
2g(h2-h1)=vy2(2分)
抛出时有tan 53°=vyvx(1分)
解得vx=3.75 m/s(1分)
(2)抛出时有
cs 53°=vxv0(2分)
解得v0=6.25 m/s(1分)
(3)篮球打板后反弹,做平抛运动,有
h3=12gt2(1分)
篮球反弹后速度最小时,有
l=vmint(2分)
篮球反弹后速度最大时,有
l+d1-d2=vmaxt(2分)
则篮球打板后反弹的速度范围为
vmin≤v≤vmax(1分)
联立可得0.5 m/s≤v≤1.2 m/s(1分)1.B
2.B
3.A
4.B
5.A
6.D
7.C
8.C
9.BD
10.AD
11.AC
12.BCD