模块期末综合试卷(二)--教科版高中物理必修第二册同步课件+讲义+专练（新教材）

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MOKUAIZONGHESHIJUAN(ER)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1.(2023·全国甲卷)一同学将铅球水平推出，不计空气阻力和转动的影响，铅球在平抛运动过程中A.机械能一直增加 B.加速度保持不变C.速度大小保持不变 D.被推出后瞬间动能最大
铅球做平抛运动，仅受重力作用，故机械能守恒，A错误；铅球的加速度恒为重力加速度，保持不变，B正确；铅球做平抛运动，水平方向速度不变，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，根据运动的合成可知铅球速度变大，则动能越来越大，C、D错误。
2.(2023·全国乙卷)小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直增加。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是
小车做曲线运动，所受合外力指向曲线的凹侧，故A、B错误；小车沿轨道从左向右运动，动能一直增加，故合外力与运动方向夹角为锐角，C错误，D正确。
3.(2023·绵阳市南山中学高一期中)如图，一体积较小的星体A正在“吸食”另一颗体积较大的星体B的表面物质，达到质量转移的目的，且在“吸食”过程中两者质心之间的距离保持不变。当星体A与星体B的质量分别为m、3m时，两者之间的万有引力大小为F，则当星体A与星体B的质量之比为1∶1时，两者之间的万有引力大小为
4.(2023·绍兴市高一期末)如图所示，A、B为两个相邻的试验平台，两平台高度差为80 cm，平台B的长度为2 m。不计空气阻力，重力加速度g＝10 m/s2，若要求小车(可视为质点)在离开平台A后不落在平台B上，则小车在离开平台A时的速度至少为A.6.0 m/s B.5.0 m/s C.4.0 m/s D.2.0 m/s
5.(2023·遂宁市月考)在2022年3月23日的“天宫课堂”上，航天员王亚平摇晃装有水和油的小瓶，静置后水和油混合在一起没有分层。航天员用“人工离心机”将油水分离，即用绳子一端系住装有水油混合的瓶子，以绳子的另一端O为圆心做如图所示的圆周运动，一段时间后水和油成功分层(水的密度大于油的密度)，以空间站为参考系，此时A.水和油的线速度大小相等B.水和油的向心加速度大小相等C.水对油的作用力大于油对水的作用力D.水对油有指向圆心的作用力
当水油分层后水在瓶底，油在表面，水和油做圆周运动的半径不相同，角速度相同，根据v＝ωr知，水比油的半径大，线速度也大，A错误；根据a向＝ω2r知，角速度相同时，水的半径大，向心加速度也就大，B错误；水对油的作用力和油对水的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律，此二力大小相等、方向相反，C错误；油做圆周运动的向心力由水提供，故水对油有指向圆心的作用力，D正确。
6.(2023·泸州市高一期末)一个小球从离地面某高度处做自由落体运动，选地面为零势能面，其重力势能Ep随时间t的变化关系图像可能为
7.(2023·自贡市高一期末)宇宙中有很多恒星组成的双星运动系统，两颗恒星仅在彼此的万有引力作用下，绕共同点做匀速圆周运动，如图所示。假设该双星1、2的质量分别为m1、m2，圆周运动的半径分别为r1、r2，且r1小于r2，共同圆周运动的周期为T，引力常量为G。则下列说法正确的是A.恒星1做圆周运动的向心加速度为B.恒星1表面的重力加速度一定大于恒星2表面的重力 加速度C.恒星1所需向心力一定大于恒星2所需向心力D.若此双星运动后期，两者间距逐渐减小，一者不断 吸食另一者的物质，则它们在未合并前，共同圆周运动的周期不断减小
两恒星的向心力都是由彼此间的万有引力提供，所以大小相等，故C错误；
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)8.(2023·武汉市高一期末)先后将小球1、2由同一位置以不同的速度竖直向上抛出，抛出后小球只受重力和水平方向的风力作用，两小球的运动轨迹如图中虚线所示，则两小球相比，下列说法正确的是A.小球1竖直向上抛出的初速度比2大B.小球1从抛出到落地的运动时间比2短C.小球2水平方向上的平均速度一定比小球1的大D.小球2所受的风力一定比小球1受到的大
C.空间站的加速度比地球同步卫星的加速度大D.空间站运行的线速度大于7.9 km/s
9.(2023·遂宁市第二中学期中)在中国空间站每天可以看到16次日出。若中国空间站的轨道离地球表面高度为h，绕地球周期为T。地球半径为R，引力常量为G，则
10.(2022·新泰市第一中学高一期中)质量m＝200 kg的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18 s末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是A.汽车受到的阻力200 NB.汽车的最大牵引力为800 NC.8～18 s过程中汽车牵引力做的功为 8×104 JD.汽车在做变加速运动过程中的位移大小为95.5 m
8～18 s过程中汽车已达到最大功率，所以牵引力做的功为W＝Pt＝8×104 J，故C正确；
三、非选择题(本题共5小题，共54分)11.(8分)(2022·浙江1月选考)在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示。在轨迹上取一点A，读取其坐标(x0，y0)，重力加速度为g。(1)下列说法正确的是_____。A.实验所用斜槽应尽量光滑B.画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点 的数据
只要保证小球每次从同一位置静止释放，到达斜槽末端的速度大小都相同，与实验所用斜槽是否光滑无关，故A错误；画轨迹时应舍去误差较大的点，把误差小的点用平滑的曲线连接起来，故B错误；求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据，便于减小读数产生的偶然误差的影响，故C正确。
(2)根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v0＝_____。
(3)在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是________________________。
确保多次运动的轨迹相同
小球多次从斜槽上同一位置由静止释放是为了保证到达斜槽末端的速度大小都相同，从而能确保多次运动的轨迹相同。
12.(8分)(2023·成都七中高一期中)某研究性学习小组设计了如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。重物A的质量为M，重物A、B用绕过光滑定滑轮的轻绳连接，重物A上装有质量不计的遮光片，在B的上面放有6个质量均为m的槽码，此时A、B刚好平衡保持静止。竖直标尺下端固定有光电门，固定重物A，记下此时遮光片在标尺上对准的位置。(1)用刻度尺测量遮光片的宽度d，结果如图乙所示，由此可知d＝_____mm。
刻度尺的分度值为1 mm，由题图乙可知遮光片的宽度为d＝5.0 mm。
(2)保持每次重物A释放的位置不变，将重物B上面的槽码移n(n＝1,2,3,4,5,6)个放在重物A上面后，由静止释放重物A，测得遮光片遮光的时间为t，通过标尺测出重物A释放时遮光片离光电门的距离为h，当地的重力加速度大小为g，则重物A、B和槽码构成的系统重力势能的减少量ΔEp＝_______(用n、m、g、h表示)，系统动能的增加量ΔEk＝______(用M、d、t表示)。以n为纵轴， 为横轴，若作出的图线为过原点的直线且图线的斜率等于_______(用M、m、g、h、d表示)，则可得出系统机械能守恒。
设重物B的质量为mB，在B的上面放有6个质量均为m的槽码，此时A、B刚好平衡保持静止，则有Mg＝(mB＋6m)g重物A、B和槽码构成的系统重力势能的减少量为ΔEp＝(M＋nm)gh－(mB＋6m－nm)gh＝2nmgh
13.(10分)(2023·德州市高一期末)如图甲所示，在某星球表面轻绳约束下的质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，小球在最低点与最高点所受轻绳的拉力之差为ΔF，假设星球是均匀球体，其半径为R，已知引力常量为G。不计一切阻力。(1)求星球表面重力加速度大小；
(2)求该星球的密度；
(3)如图乙所示，在该星球表面上，某小球以大小为v0的初速度平抛，恰好能击中倾角为θ的斜面，且位移最短，求该小球平抛的时间。
最短位移为位移与斜面垂直，可知
14.(12分)(2023·甘孜州高一月考)如图所示的离心装置中，水平光滑轻杆固定在竖直光滑转轴的O点，小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上，弹簧左端固定于O点，右端连接A，套在转轴上的质量为m＝6 kg的小球B，通过轻绳与A相连，球B可沿转轴上下移动。装置静止时轻绳与竖直方向的夹角为37°，此时A、B之间的绳长L＝1 m。现将装置由静止缓慢加速转动，当转轴角速度ω＝ rad/s时，轻绳与竖直方向夹角增大到53°，此时弹簧弹力大小等于装置静止时弹簧弹力大小，A、B间绳长变化忽略不计，重力加速度g取10 m/s2，(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)求：
(1)装置静止时，弹簧弹力的大小F；
B静止时竖直方向平衡可得Tcs 37°＝mg(1分)A静止时水平方向受力平衡可得F＝Tsin 37°(1分)得F＝45 N(2分)
(2)圆环A的质量M；
当轻绳与竖直方向增大到53°时，A做圆周运动，向心力由轻绳拉力的分力和弹簧拉力提供F＋T1sin 53°＝Mω2Lsin 53°(2分)此时对B有mg＝T1cs 53°(1分)解得M＝7.5 kg(1分)
(3)上述过程中装置对A、B所做的总功W。
由功能关系得，装置对A、B所做的总功数值上等于它们机械能的增加量，而弹性势能不变，即弹簧对A所做的总功为零，所以
即W＝62 J。 (1分)
15.(16分)(2023·甘孜州高一月考)如图所示，半径R＝0.8 m的光滑竖直圆轨道BC固定在水平平台AD上，接触点B与地面平滑连接，平台AD左侧固定一轻弹簧，右侧有另一足够长的平台EF，两者的高度差h＝5 m。质量m＝2 kg的物块压缩弹簧后从A点由静止释放，物块经过B点冲上竖直圆轨道后，又从B点滑上平台BD继续运动。已知平台AB表面光滑，平台BD表面粗糙且长度L＝11 m，物块与平台BD表面间的动摩擦因数μ＝0.2。重力加速度大小g＝10 m/s2，不计空气阻力。(1)若物块在A点时弹簧的弹性势能Ep1＝6 J，求物块运动到B点时对竖直圆轨道的压力大小N；
物块到B点时，由能量守恒定律有
解得N′＝35 N (1分)由牛顿第三定律可知N＝N′＝35 N (1分)
(2)要使物块不脱离竖直圆轨道且能到达D点，求弹簧弹性势能的最小值Epmin；
物块从C点恰能到达D点，由动能定理得
从A点到C点，由能量守恒定律可得
解得弹簧弹性势能的最小值Epmin＝44 J (1分)
(3)若物块能从D点飞出，求物块落到平台EF上时距B点的水平距离x与弹簧的弹性势能Ep间的关系式。