高一（下）物理期末测试考试试卷 新人教版必修第二册 满分:100 分;时间:90 分钟 一、选择题(本题共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分。在每小题给出的四个选项中,第 1~8 小题只有 一项符合题目要求,第 9~12 小题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分,选不全的得 2 分,有选错 或不答的得 0 分) 1.关于行星运动的规律,下列说法符合史实的是 (　　) A.开普勒在牛顿运动定律的基础上,导出了行星运动的规律 B.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律 C.开普勒总结出了行星运动的规律,找出了行星按照这些规律运动的原因 D.开普勒总结出了行星运动的规律,发现了万有引力定律 2.下面列举的情况中所做功不为零的是 (　　) A.举重运动员举着杠铃在头上方停留 3 s,运动员对杠铃做的功 B.木块在粗糙水平面上滑动,支持力对木块做的功 C.一个人用力推一个较重的物体,但没推动,人的推力对物体做的功 D.重力对做自由落体运动的物体做的功 3.从某高度处水平抛出一小球,经过时间 t 到达地面时,小球速度方向与水平方向的夹角为 θ,不计空 气阻力,重力加速度为 g。下列结论正确的是 (　　) A.小球初速度为 gt tan θ B.若小球初速度增大,则小球做平抛运动的时间变长 ¿ C.小球着地速度大小为 sinθ D.小球在 t 时间内的位移方向与水平方向的夹角为 θ 2 4.如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图,质点运动到 D 点(D 点是曲线的拐点)时速度方向 与加速度方向恰好互相垂直,则质点从 A 点运动到 E 点的过程中,下列说法中正确的是 (　　) A.质点经过 C 点时的速率比经过 D 点时的大 B.质点经过 A 点时的加速度方向与速度方向的夹角小于 90° C.质点经过 D 点时的加速度比经过 B 点时的大 D.质点从 B 到 E 的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小 5.2019 年 1 月 3 日上午,嫦娥四号顺利在月球背面着陆,成为人类首颗成功软着陆月球背面的探测 器(如图所示)。已知地球和月球的半径之比为 R g =a,表面重力加速度之比为 R0 g 0 =b,则地球 和月球的密度之比为 (　　) A. C. a b √ ❑ B. a b D. b a √ ❑ b a 6.“神舟六号”载人飞船顺利发射升空后,经过 115 小时 32 分的太空飞行,在离地面约 430 km 的圆 轨道上运行了 77 圈,运动中需要多次“轨道维持”。所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点 火时间、推力的大小和方向,使飞船能保持在预定轨道上稳定飞行。如果不进行“轨道维持”,由于飞 船受到轨道上稀薄空气的影响,轨道高度会逐渐降低,在这种情况下,飞船的动能、重力势能和机械能 的变化情况是 (　　) A.动能、重力势能和机械能逐渐减小 B.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能不变 C.重力势能逐渐增大,动能逐渐减小,机械能不变 D.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能逐渐减小 7.如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为 m 的圆环,圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连, 弹簧的另一端固定在地面上的 A 点,弹簧处于原长,圆环高度为 h。让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时 速度为零。则在圆环下滑到底端的过程中(重力加速度为 g,杆与水平方向的夹角为 30°) (　　) A.圆环的机械能守恒 B.弹簧的弹性势能先减小后增大 C.弹簧的弹性势能变化了 mgh D.弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大 8.把质量为 0.2 kg 的小球放在竖立的弹簧上,并把球往下按至 A 位置,如图甲所示;迅速松手后,弹簧 把球弹起,球升至最高位置 C(图丙),途中经过位置 B 时弹簧正好处于自由状态(图乙)。已知 B、A 间 的高度差为 0.1 m,C、B 间的高度差为 0.2 m,弹簧的质量和空气阻力均忽略不计。重力加速度 g=10 m/s2,则 (　　) A.小球从 A 上升至 B 的过程中,弹簧的弹性势能一直减小,小球的动能一直增加 B.小球从 B 上升至 C 的过程中,小球的动能一直减小,重力势能一直增加 C.小球在位置 A 时,弹簧的弹性势能为 0.4 J D.小球从 A 上升至 C 的过程中,小球的最大动能为 0.4 J 9.如图所示,在粗糙斜面顶端固定一弹簧,其下端挂一物体,物体在 A 点处于平衡状态。现用平行于斜 面向下的力拉物体,第一次直接将物体拉到 B 点,第二次先将物体拉到 C 点,再使其回到 B 点,则这两 次过程中 (　　) A.物体的重力势能改变量不相等 B.弹簧的弹性势能改变量相等 C.摩擦力对物体做的功相等 D.斜面弹力对物体做功均为零 10.汽车在平直公路上以速度 v0 匀速行驶,发动机功率为 P,牵引力为 F0。t1 时刻,司机减小了油门,使 汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到 t2 时刻,汽车又恢复了匀速直线运动状态(设整 个过程中汽车所受的阻力不变)。在下列选项中能正确反映汽车牵引力 F、速度 v 在这个过程中随时 间 t 变化规律的是 (　　) 11.探月工程中,“嫦娥三号”探测器的发射过程可以简化如下:卫星由地面发射后,进入地月转移轨道, 经过 P 点时变轨进入距离月球表面 100 公里的圆形轨道 1,在轨道 1 上经过 Q 点时变轨进入椭圆轨 道 2,轨道 2 与月球表面相切于 M 点,月球车将在 M 点着陆月球。下列说法正确的是 (　　) A.“嫦娥三号”在轨道 1 上的速度比月球的第一宇宙速度小 B.“嫦娥三号”在地月转移轨道上经过 P 点的速度比在轨道 1 上经过 P 点时大 C.“嫦娥三号”在轨道 1 上的运动周期比在轨道 2 上的小 D.“嫦娥三号”在轨道 1 上经过 Q 点时的加速度小于在轨道 2 上经过 Q 点时的加速度 12.如图所示,两个 3 4 圆弧轨道固定在水平地面上,半径均为 R,a 轨道由金属凹槽制成,b 轨道由金 属圆管制成(圆管内径远小于 R),均可视为光滑轨道。在两轨道右端的正上方分别将金属小球 A 和 B(直径略小于圆管内径)由静止释放,小球距离地面的高度分别用 hA 和 hB 表示,下列说法中正确的是 (　　) A.若 hA=hB≥ 5 2 R,两小球都能沿轨道运动到最高点 B.若 hA=hB= 3 3 R,两小球在轨道上上升的最大高度均为 2 2 R C.适当调整 hA 和 hB,均可使两小球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处 D.若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出,hA 的最小值为 5 2 R,B 小球在 hB>2R 的任何高度释放 均可 二、非选择题(本题共 6 小题,共 52 分) 13.(4 分)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 Δt、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。 甲 乙 14.(8 分)某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。他将两物块 A 和 B 用足够长的轻质细 绳连接,细绳跨过轻质定滑轮,B 下端连接纸带,纸带穿过固定的打点计时器,用天平测出 A、B 两物块 的质量分别为 mA=300 g、mB=100 g。A 从高处由静止开始下落,B 拖着的纸带上打出一系列的 点,对纸带上的点迹进行测量,利用测量数据即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的 一条纸带:图中给出了部分计数点间的距离,0 是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有 4 个点(图 中未标出),已知打点计时器的打点周期为 T=0.02 s,则: 甲 乙 (1)在打点 0~5 过程中,系统动能的增加量 ΔEk=　　　　J,系统重力势能的减少量 ΔEp=　　　　J, 由此得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(结果均保留三位有效数字) v2 (2)用 v 表示物块 A 的速度,h 表示物块 A 下落的高度,若某同学作出的 -h 图像如图丙所示,则 2 可求出当地的重力加速度 g=　　　　m/s2(结果保留三位有效数字)。 丙 15.(8 分)引力波探测者于 2017 年获得诺贝尔物理学奖。双星的运动是产生引力波的来源之一 ,假 设宇宙中有一双星系统由 P、Q 两颗星体组成,这两颗星绕它们连线上的某一点在二者间万有引力作 用下做匀速圆周运动,测得 P 星的周期为 T,P、Q 两颗星间的距离为 l,P、Q 两颗星的轨道半径之差 为 Δr(P 星的轨道半径大于 Q 星的轨道半径),引力常量为 G,求: (1)P、Q 两颗星的线速度大小之差 Δv; (2)P、Q 两颗星的质量之差 Δm。 16.(8 分)如图所示,一足够长、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质定滑轮,绳两端各系一小球 A 和 B。A 球静置于地面,B 球用手托住,离地高度为 h,此时轻绳刚好拉紧。由静止释放 B 后,在 B 触地的 瞬间,B 球的速度大小为 ❑ √ gℎ (1)B 球与 A 球质量的比值 (g 为重力加速度,不计空气阻力),求: M m ; (2)运动过程中(B 触地前)A、B 的加速度大小。 17.如图甲所示,长为 4 m 的水平轨道 AB 与半径为 R=0.6 m 的竖直半圆弧轨道 BC 在 B 处平滑连 接,有一质量为 1 kg 的滑块(大小不计),从 A 处由静止开始受水平向右的力 F 作用,F 的大小随滑块位 移变化的关系如图乙所示。滑块与 AB 间的动摩擦因数为 μ=0.25,与 BC 间的动摩擦因数未知,g 取 10 m/s2。求: (1)滑块到达 B 处时的速度大小; (2)滑块在水平轨道 AB 上运动前 2 m 过程所用的时间; (3)若滑块到达 B 点时撤去力 F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好能到达最高点 C,则滑块在半圆弧 轨道上克服摩擦力所做的功是多少? 18.(14 分)如图所示,一质量为 M、足够长的平板静止于光滑水平面上,平板左端与水平轻弹簧相连, 弹簧的另一端固定在墙上,平板上有一质量为 m 的小物块以速度 v0 向右运动,且在本题设问中小物 块保持向右运动。已知小物块与平板间的动摩擦因数为 μ,弹簧弹性势能 Ep 与弹簧形变量 x 的平方