【新教材精创】期末模拟 提升篇（2）-人教版高中物理必修第二册

【新教材（人教版）】高一期末备考专题强化篇之全真模拟卷

提高篇

时间：90分钟    满分：100分

一、单选题（共8个小题，每题3分，满分24分；在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）

1．质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为（　　）

A． B． C． D．

【答案】 C

【解析】

汽车速度达到最大后，将匀速前进，此时牵引力与摩擦力大小相等，根据功率与速度关系公式和共点力平衡条件有

当汽车的车速为时，牵引力为有

此时根据牛顿第二定律有

联立以上方程可以得到

故ABD错误，C正确。

故选C。

2．太阳由于辐射，质量在不断减少，地球由于接受太阳辐射和吸收宇宙中的尘埃，其质量在增加。假定地球增加的质量等于太阳减少的质量，且地球的轨道半径不变，则（　　）

A．太阳对地球的引力不变 B．太阳对地球的引力变小

C．地球运行的周期变长 D．地球运行的周期变短

【答案】 C

【解析】

AB．设太阳的质量为M，地球的质量为m，太阳减小的质量为m1，开始引力为

质量变化后，引力为

因为

可知引力增大，故AB错误；

C．根据

得周期

太阳的质量减小，则周期增大，故C正确，D错误。

故选C。

3．如图所示，在竖直平面内，直径为R的光滑半圆轨道和半径为R的光滑四分之一圆轨道水平相切于O点，O点在水平地面上。可视为质点的小球从O点以某一初速度进入半圆，刚好能通过半圆的最高点A，从A点飞出后落在四分之一圆轨道上的B点，不计空气阻力，g=10m/s2。则B点与O点的竖直高度差为

A． B．

C． D．

【答案】 D

【解析】

小球刚好通过A点，则在A点重力提供向心力，则有：，解得：；从A点抛出后做平抛运动，则水平方向的位移x=vt，竖直方向的位移h=gt2，根据几何关系有：x2+h2=R2解得：，则B点与O点的竖直高度差为，故D正确，ABC错误。

4．如图所示，站在岸边的人通过拉动绳子使得小船靠岸。已知船的质量为m，水的阻力恒为Ff，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，若此时人水平拉动绳子的力大小记为F，则（　　）

A．船的加速度为

B．船的加速度为

C．人拉绳行走的速度为vcosθ

D．人拉绳行走的速度为

【答案】 C

【解析】

AB．对船受力分析，受四个力：重力G竖直向下，水的浮力竖直向上，绳子的拉力沿着绳子与水平方向成θ角，水的阻力Ff水平向右。将分解为水平向左的分力和竖直向上分力，则由牛顿第二定律得

则船的加速度为

所以AB错误；

CD．题中已知的船的速度v是船的实际速度，将速度分解为沿着绳子方向和垂直于绳子方向的两个分速度和，则人拉绳行走的速度为，则

所以C正确，D错误。

故选C。

5．据报道，最近在太阳系外发现了首颗宜居行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N．由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为（ ）

A．0.5 B．2 C．3.2 D．4

【答案】 B

【解析】

设地球质量为M，半径为R，则行星质量为6.4M，半径为r，该人的质量为m．则该人在行星表面上：，该人在地球表面上：．联立两个方程式，可以得到：．

故选项A正确．

6．如图所示，转台上固定有一长为4L的水平光滑细杆，两个中心有孔的小球A、B从细杆穿过并用原长为L的轻弹簧连接起来，小球A、B的质量分别为3m、2m。竖直转轴处于转台及细杆的中心轴线上，当转台绕转轴匀速转动时（　　）

A．小球A、B受到的向心力之比为3：2

B．当轻弹簧长度变为2L时，小球A做圆周运动的半径为1.5L

C．当轻弹簧长度变为3L时，转台转动的角速度为ω，则弹簧的劲度系数为1.8mω²

D．如果角速度逐渐增大，小球A先接触转台边沿

【答案】 C

【解析】

A．由于弹簧的拉力提供小球做圆周运动的向心力，弹簧对两个小球的拉力相等，因此两个小球的向心力相等，A错误；

B．由于向心力相等，因此

而轻弹簧长度变为2L时

可得

，

当轻弹簧长度变为2L时，小球A做圆周运动的半径为0.8L，B错误；

C．当长度为3L时，即

可得

此时弹簧的弹力提供A球做圆周运动的向心力，则

整理得

C正确；

D．由于B球的轨道半径总比A球的大，因此B球先接触转台边沿，D错误。

故选C。

7．如图所示，小环A套在光滑竖直杆上，小环B套在光滑水平杆上，A、B两环用一不可伸长的轻绳连接在一起。初始时，用力F作用在A上，使A、B两环均处于静止状态，轻绳处于伸直状态且与竖直杆夹角为60°。撤去F后，小环A运动至轻绳与竖直杆夹角为37°时的速率为v。已知A、B两环的质量均为m，绳长为l，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A．力F的大小为2mg，方向竖直向上

B．在运动过程中，小环A的机械能守恒

C．轻绳与竖直杆夹角为37°时，小环B的速率也为v

D．轻绳与竖直杆夹角为37°时，小环A的速率为

【答案】 D

【解析】

A．在拉力作用下，AB都处于静止，说明轻绳上的拉力为0，对A分析，由于A静止，故合力为零，施加的外力等于A环的重力，故拉力

F=mg

方向竖直向上，选项A错误；

B．在运动过程中，AB组成的系统机械能守恒，由于轻绳存在作用力，故小环A的机械能不守恒，选项B错误；

C．将A、B的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳子的方向，两物体沿绳子方向的速度大小相等，有

解得

选项C错误；

D．在运动过程中，AB组成的系统机械能守恒，则

解得

选项D正确。

故选D。

8．如图所示，小球从静止开始沿光滑曲面轨道AB滑下，从B端水平飞出，撞击到一个与地面呈的斜面上，撞击点为已知斜面上端与曲面末端B相连，A、B间的高度差为h，B、C间的高度差为H，不计空气阻力，则h与H的比值为　　

A．    B．    C．    D．

【答案】 D

【解析】

对AB段，根据动能定理得，，解得:，根据得,则，解得;故选D.

二、多选题（共4个小题，每题5分，满分20分；在每小题给出的四个选项中，多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

9．甲、乙两个做匀速圆周运动的物体，它们的半径之比为3:1，周期之比是1:2，则（　　）

A．甲与乙的线速度之比为1:3 B．甲与乙的线速度之比为6:1

C．甲与乙的角速度之比为6:1 D．甲与乙的角速度之比为2:1

【答案】 BD

【解析】

AB．根据

可知，甲和乙的线速度之比为

所以B正确，A错误；

CD．根据

可知，甲和乙的角速度之比为

所以D正确，C错误。

故选BD。

10．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处。现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是（　　）

A．环到达B处时，重物上升的高度d

B．环到达B处时，环的速度大小是重物的倍

C．环从A到B过程中，环的机械能是减少的

D．环能下降的最大高度为

【答案】 BCD

【解析】

A．环到达B处时，重物上升的高度由几何关系可知

故A错误

B．环和重物体在沿着绳子方向上的速度相同，因此

整理得

故B正确；

C．由于绳子拉力对环做负功，因此环的机械能减少，故C正确；

D．环与重物组成的系统满足机械能守恒

整理得

故D正确。

故选BCD。

11．某兴趣小组遥控一辆玩具车，使其在水平路面上由静止启动，在前2 s内做匀加速直线运动，2 s末达到额定功率，2 s到14 s保持额定功率运动，14 s末停止遥控，让玩具车自由滑行，其v－t图象如图所示．可认为整个过程玩具车所受阻力大小不变，已知玩具车的质量为m＝1kg，取g＝10 m/s2，则(　　)

A．玩具车所受阻力大小为2 N

B．玩具车在4 s末牵引力的瞬时功率为9 W

C．玩具车在2 s到10 s内位移的大小为39 m

D．玩具车整个过程的位移为90 m

【答案】 BC

【解析】

A．14~18s小车在阻力作用下匀减速运动，匀减速直线运动的加速度大小：

a2=6/4=1.5m/s2

由牛顿第二定律得：阻力为：

f=ma=1×1.5N=1.5N

故A错误．

B．匀速行驶时，牵引力等于阻力，则有：

P=Fvm=fvm=1.5×6W=9W．

由题知：2s末小车的实际功率达到额定功率，所以玩具车在4s末牵引力的瞬时功率为9W．故B正确．

C．设匀加速牵引力为F，则有：

F-f=ma1

匀加速直线运动的加速度大小为：

a1=3/2=1.5m/s2．

则得F=3N,则匀加速运动的最大速度为：v=3m/s．匀加速的位移

x1=12×3×2m=3m

2~10s内，由动能定理得：

代入数据解得x2=39m．故C正确．

D．10~18s内位移为：x3=36m,玩具车整个过程的位移为：

x=x1+x2+x3=3+39+36=78m

故D错误．

故选BC．

12．如图所示，a、b、c是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等，且小于c的质量，则（　　）

A．b所需向心力最小

B．b、c的周期相同且大于a的周期

C．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度

D．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度

【答案】 ABD

【解析】

A．因卫星运动的向心力是由它们所受的万有引力提供，由知，b所受的引力最小，故A正确；

B．由

得，即r越大，T越大，所以b、c的周期相等且大于a的周期，B正确；

C．由

得，即

所以b、c的向心加速度大小相等且小于a的向心加速度，C错误；

D．由

得，即

所以b、c的线速度大小相等且小于a的线速度，D正确。

故选ABD。

三、实验题（共2题，满分16分；第13题6分，第14题10分）

13．图甲是研究平抛物体的运动的实验装置图：

（l）下列说法正确的是_____；

A．通过调节使斜槽的末端保持水平

B．每次释放小球的位置可以不同

C．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下

D．记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降

E.斜槽必须光滑

(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为_____ m/s（g=9.8m/s2）；

(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5cm，通过频闪照相机，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则照相机的闪光频率为_____Hz，该小球做平抛运动的初速度为_____m/s；抛出点距A点的竖直距离_____ cm（g=10m/s2）。

【答案】 AC    1.6    10    1.5    5

【解析】

(1)A．为了保证小球的初速度水平，需调节使斜槽的末端保持水平，选项A正确；

BCE．为了保证小球每次平抛运动的初速度大小相等，应使小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽不一定需要光滑，选项C正确，BE错误；

D．记录小球位置用的铅笔不需要每次严格地等距离下降，选项D错误。

故选AC。

(2)根据得平抛运动的时间

则小球平抛运动的初速度

(3)在竖直方向上根据得

所以照相机的闪光频率为

小球平抛运动的初速度

B点的竖直分速度

从抛出点到B点的时间

则抛出点到B点的竖直位移

，

所以抛出点到A点的竖直距离

14．如图1所示，某同学利用自由落体运动进行验证机械能守恒定律的实验：

(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是_________ ；

A．交流电源     B．刻度尺     C．天平（含砝码）

(2)实验中，该同学先接通电源，再释放重物，得到一条图2所示的纸带，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为纸带上所打的三个点，测得它们到起始点O的距离分别为h1、h2、h3，在A和B、B和C之间还各有一个点。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp=_______，动能增加量ΔEk=____________；

(3)该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的___________误差（选填偶然或系统）。由此看，该同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp_____ΔEk（选填>、=或<）；

(4)若所受阻力不能忽略，利用纸带及以上数据，写出平均阻力的表达式f=________。

【答案】 AB            系统    >   

【解析】

(1)打点计时器需接交流电源；实验中需要用刻度尺测量点迹之间的距离，从而求出瞬时速度以及重力势能的减小量；实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要用天平测量质量，故选AB。

(2)从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量

B点的瞬时速度

则动能的增加量

(3)该实验没有考虑各种阻力的影响，属于系统误差；

由于阻力的影响，该同学数据处理的结果比较合理的应当是。

(4)重锤下落过程中，受到重力和阻力作用，根据牛顿第二定律得

由纸带数据可得加速度

重锤在下落过程中受到的平均阻力的大小

四、解答题（共4小题，满分40分；第15、16题8分，第17、18题每题12分）

15．如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，外界给予系统一定的能量后，杆和球在竖直面内转动。在转动的过程中，忽略空气的阻力。若球A运动到最高点时，球A对杆恰好无作用力，则：

(1)球A在最高点时速度大小；

(2)球A在最高点时，球B对杆的作用力大小。

【答案】 (1)；(2)3mg

【解析】

(1) 球A运动到最高点时，球A对杆恰好无作用力，根据牛顿第二定律得

解得

(2)球B与球A有相同的角速度

对球B根据牛顿第二定律得

解得

根据牛顿第三定律，球B对杆向下的作用力为3mg。

16．为了迎接太空时代的到来，美国国会通过一项计划：在2050年前建造成太空升降机，就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上，另一端系住升降机，放开绳升降机能达地球上，人坐在升降机里，在卫星上通过电动机把升降机拉到卫星上，已知地球表面的重力加速度g=10m/，地球半径R=6400km．地球自转周期为T．求：

（1）某人在地球表面用体重计称得重800N，站在升降机中，当升降机以加速度a=g（g为地球表面处的重力加速度）垂直地面上升，在某一高度时此人再一次用同一体重计称得重为850N，忽略地球公转的影响，求升降机此时距地面的高度．

（2）如果把绳的一端搁置在同步卫星上，绳的长度至少为多长？（结果用g、R、T表达）

【答案】 (1)     (2)

【解析】

(1)人的质量

人在升降机中以加速度a=g垂直地面上升时，，解得：

据万有引力与重力加速度的关系得：、

解得：

(2)设H为同步卫星的高度，同步卫星所受万有引力充当向心力，则：

解得：，即绳长为

17．如图所示，有一倾斜放置的长度L＝30 m的传送带，与水平面的夹角θ＝37°，传送带一直保持匀速运动，速度v＝4 m/s。现将一质量m＝1 kg的物体轻轻放上传送带底端，使物体从底端运送到顶端，已知物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8.以物体在传送带底端时的势能为零，求此过程中：（已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2）

(1)物体从底端运送到顶端所需的时间；

(2)物体到达顶端时的机械能；

(3)物体与传送带之间因摩擦而产生的热量；

(4)电动机由于传送物体而多消耗的电能。

【答案】 (1)12.5s；(2)188J；(3)128J；(4)316J.

【解析】

(1)物体放到传送带时先做匀加速直线运动，设加速度为a。根据牛顿第二定律得

μmgcosθ-mgsinθ=ma

解得

a=μgcosθ-gsinθ=0.4m/s2

设物体匀加速至速度等于v=4m/s时用时间

通过的位移为x1。则

v2=2ax1

得

共速时，由于

μmgcosθ＞mgsinθ

所以之后物体随传送带匀速上升，则到达顶端还需时间

共需时间

t=t1+t2=12.5s

(2)物体到达顶端时的动能

重力势能

机械能

E＝Ek+Ep＝188J

(3)设物体匀加速运动的时间为t，则

v=at

得

t=10s

在t时间内传送带的位移

x带=vt=40m

t时间内物体与传送带间的相对位移大小

△x=x带-x1=20m

因摩擦产生的热量

Q=μmgcosθ△x

代入数据解得

Q=128J

(4)电动机由于传送物体而多消耗的电能

E电=E+Q=316J

18．如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高顶部水平高台，接着以水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑．A、B为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计，人与车一直没有分离，人和车这个整体可以看成质点。计算中取，，。求：

（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离S；

（2）人与车整体在A点时的速度大小以及圆弧对应圆心角；

（3）人与车整体运动到达圆弧轨道A点时，受到的支持力大小；

（4）若人与车整体运动到圆弧轨道最低点O时，速度为，求此时对轨道的压力大小。

【答案】 （1）1.2m；（2）5m/s；；（3）；（4）7740N

【解析】

（1）车做的是平抛运动，很据平抛运动的规律可得

竖直方向上

水平方向上

s=vt

可得

t=0.4s

（2）摩托车落至A点时，其竖直方向的分速度

vy=gt=4m/s

到达A点时速度

设摩托车落至A点时，速度方向与水平方向的夹角为，则

即

所以

（3）对人与车整体受力分析可知，受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得

解得

（4）在最低点，受力分析可得

解得

由牛顿第三定律可知，人和车在最低点O时对轨道的压力为7740N.