高一下期末复习卷（含答案）-人教版（2019）高中物理必修第二册 模块复习检测

这是一份高一下期末复习卷（含答案）-人教版（2019）高中物理必修第二册 模块复习检测，共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．2022年6月29日国际泳联第19届世界游泳锦标赛跳水项目混合全能比赛中，全红婵和白钰鸣联手摘取桂冠，为中国跳水队迎来自1982年参加世锦赛以来的第100枚金牌。图示为全红婵在10m台决赛人水前的精彩瞬间，关于全红婵在空中运动的过程中的能量（忽略一切阻力），下列正确的是（ ）
A．全红婵在上升过程中，动能在变大
B．全红婵在上升过程中，机械能在变大
C．全红婵在下降过程中，重力势能在变大
D．全红婵在空中运动的过程中，机械能总量不变
2．探索宇宙奥秘，奔向广阔而遥远的太空，这是人类自古以来的梦想。对于宇宙速度的理解，下列说法正确的是（ ）
A．月球探测器的发射速度一定大于第一宇宙速度
B．火星探测器的发射速度必须大于
C．地球的第一宇宙速度是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最小速度
D．“天和号”空间站的运行速度介于与之间
3．如图所示，物体从直立轻质弹簧的正上方处下落，然后又被弹回，若不计空气阻力，对上述过程的下列判断中正确的是（ ）
A．能量在动能和弹性势能两种形式之间转化
B．物体、地球和弹簧组成的系统在任意两时刻机械能相等
C．当重力和弹簧弹力大小相等时，重力势能最小
D．物体在把弹簧压缩到最短时，动能最大
4．如图所示，在未来某年A乘坐速度为0.7c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的B，B的飞行速度为0.5c，A向B发出一束光进行联络，则B观测到该光束的传播速度为（ ）
A．0.2c B．0.7c
C．1.0c D．1.2c
5．如图所示，一名运动员在参加跳远比赛，他腾空过程中离地面的最大高度为L，成绩为4L，假设跳远运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角为α，运动员可视为质点，不计空气阻力，则有（ ）
A．α=60°B．α=30°
C．α=53°D．α=45°
6．如图所示、在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RA=r， RB=2r，与盘间的动摩擦因数μ相同。当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．此时绳子张力为
B．此时圆盘的角速度为
C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外
D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动
7．在水平地面上固定一斜劈，其截面如图所示，斜面的左侧水平倾角为37°，右侧水平倾角为53°，通过斜劈顶端光滑轻质定滑轮的轻绳连接物块P、Q。物块P、Q的质量分别为m1=1kg、m2=3kg，Р与左侧斜面之间的动摩擦因数=0.25，右侧斜面光滑。开始时使两物块均保持静止，t=0时刻释放两物块，t1=1s时轻绳断开。已知两斜面均足够长，滑轮左、右两侧轻绳始终和左、右两侧斜面平行且两滑块均未与滑轮碰撞，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。下列说法正确的是（ ）
A．P上升的最大高度为3mB．0~1s内，轻绳上的拉力大小为9N
C． t2=2s时，物块Р重力的功率为12WD．0~2s内，物块Р重力做的功为-21J
二、多选题
8．做曲线运动的物体（ ）
A．加速度与速度方向可能保持垂直
B．加速度方向一定变化
C．受到的合力可能不变
D．加速度方向与受到的合力方向一定相同
9．两颗星球组成的双星系统，设想其不受其他天体的影响，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星的球心之间的距离为L，质量之比为，下列说法中正确的是（ ）
A．、做圆周运动的线速度之比为2∶3B．、做圆周运动的角速度之比为3∶2
C．做圆周运动的半径为D．做圆周运动的半径为
10．如图所示，一半径为的光滑大圆环固定在竖直平面内，一质量为的小环套在大圆环上，小环沿大圆环在竖直平面内做圆周运动，为竖直线与大圆环的切点。已知小环经过点时受到的支持力等于小环经过最高点时受到的支持力的3倍，重力加速度大小为，则小环经过最高点时受到圆环的作用力大小可能为（ ）
A．B．
C．D．
三、实验题
11．以下为某学习小组在“探究平抛运动规律”时的实验操作。
(1)用如图甲所示装置获得钢球的平抛轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下列操作要求正确的是_____（填正确答案标号）。
A．斜槽的末端必须调节成水平 B．每次释放小球的位置必须相同
C．记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降 D．小球运动时可以与木板上的白纸相接触
(2)图乙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，轨迹①所对应的小球在斜槽上释放的位置 （填“较低”或“较高”）
(3)按正确的操作步骤得到如图丙所示的小球的运动轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，以A点为坐标原点，B、C坐标如图所示，则小球平抛的初速度 m/s（取）。
(4)该小组利用实验数据绘制“”图线，发现是一条过原点的直线，由此判断小球下落的轨迹是抛物线，并求得斜率k，当地的重力加速度表达式为g= （用斜率k和初速度表示）。
12．某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮，轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K，两者质量均为钢柱K下端与质量为M=200g的物块Q相连。铁架台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时P、K、Q系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢柱均竖直，重力加速度为
(1)开启电动机，待电动机以角速度ω=20πrad/s匀速转动后，将P、K、Q系统由静止释放，Q落地前，激光在细钢柱K上留下感光痕迹，取下K，测出感光痕迹间的距离如图乙所示，31.40cm。若选择其中DF段来验证机械能守恒定律，则系统重力势能的减少量 J，动能的增加量 J，比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。（计算结果均保留两位有效数字）
(2)选取相同的另一感光细钢柱K，若初始时激光笔对准K上某点，开启电动机的同时系统由静止释放，电动机的角速度ω按如图丙所示的规律变化，已知图像斜率为k，则电动机从静止开始转动第一周与第二周所用时间之比为 ，实验记录下如图丁所示的感光痕迹，发现其中两相邻感光痕迹间距近似相等，测得平均间距记为d、当满足表达式 即可验证系统在运动过程中机械能守恒（用含m、M、d、k、g、π的表达式表示）。
四、解答题
13．我国发射的“天问一号”探测器成功进入环绕火星的轨道，开启了“天问一号”探测器探测之旅。假定探测器贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动，经时间t，探测器运动的弧长为S，探测器与火星中心连线扫过的圆心角为θ，已知引力常量为G，t小于探测器绕火星运行的周期，不考虑火星自转的影响，求：
（1）探测器的环绕周期；
（2）火星的质量；
14．如图所示，质量不计的硬直杆的两端分别固定质量均为m的小球A和B，它们可以绕光滑轴O在竖直面内自由转动。已知，将杆从水平位置由静止释放。（重力加速度为g）
（1）在杆转动到竖直位置时，小球A、B的速度大小分别为多少？
（2）在杆转动到竖直位置的过程中，杆对B球做了多少功？

15．如图，高为，倾角为的斜劈固定在水平面上，其上放有质量为，长为的薄木板（厚度可忽略不计），薄板左端与斜劈顶端对齐，薄板与斜劈的动摩擦因数。有质量也为的小物块（可视为质点）从左侧圆弧轨道的最低点A处水平滑出，圆弧轨道的圆心在A的正上方，半径为，A与斜劈顶点的高度差为。小物块从A处滑出后，恰好掉在薄板上端，沿薄板下滑。小物块与薄板的动摩擦因数为。已知薄板下端底部有一挡板，可使物块与挡板碰撞时，物块和薄板速度交换。若忽略空气阻力，重力加速度g取，求：
（1）在A处小物块对圆弧的压力；
（2）小物块第一次运动至挡板时，小物块在薄板上的运动时间；
（3）薄板运动的总路程。
期末复习卷（二）参考答案
1．D
【详解】A．全红婵在上升过程中，速度减小，动能在变小，故A错误；
B．全红婵在上升过程中，忽略一切阻力，只有重力做功，则机械能不变，故B错误；
C．全红婵在下降过程中，重力做正功，重力势能在变小，故C错误；
D．全红婵在空中运动的过程中，忽略一切阻力，只有重力做功，则机械能守恒，则机械能总量不变，故D正确。
故选D。
2．A
【详解】A．月球探测器没有脱离地球的引力，故发射速度一定大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A正确；
B．火星探测器要挣脱地球的引力束缚，则发射速度必须大于，故错误；
C．第一宇宙速度是最大的环绕速度，也是最小的发射速度，故C错误；
D．若卫星绕地球做匀速圆周运动，则卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故D错误。
故选A。
3．B
【详解】A．物体从直立轻质弹簧的正上方处下落，然后又被弹回，能量在动能、重力势能和弹性势能两种形式之间转化， A错误；
B．物体、地球和弹簧组成的系统只有重力和弹簧的弹力做功，故它们在任意两时刻机械能相等， B正确；
C．当重力和弹簧弹力大小相等时，物体受到的合外力为0，物体的加速度为0，速度最大，故物体还要向下运动，所以此时重力势能并不是最小， C错误；
D．物体在把弹簧压缩到最短时，物体的速度为0，故它的动能最小，弹簧的弹性势能最大，D错误。
故选B。
4．C
【详解】根据爱因斯坦相对论，在任何参考系中，光速不变，即光速不随光源和观察者所在参考系的相对运动而改变。所以B观测到该光束的传播速度为1.0c。
故选C。
5．D
【详解】从最高点到最低点水平位移x=2L=v0t
竖直位移y=L=
速度偏向角
故α=45°
故选D。
6．A
【详解】ABC．两物块A和B随着圆盘转动，角速度相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，由于
则整体有向左的运动趋势，对A有
对B有
又
联立解得，
此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆内，故A正确， BC错误；
D．若此时剪断绳子，B的摩擦力不足以提供所需的向心力，B将会做离心运动，此时A所需要的向心力将角速度代入可求得
由此可知A的摩擦力也不足以提供所需的向心力，A也将会做离心运动，故D错误。
故选A。
7．C
【详解】B．由牛顿第二定律，可得
，
联立，解得
故B错误；
A．轻绳断开时，物块P的速度为
此后向上运动的加速度为
向上运动的最大距离为
则上升的最大高度为
故A错误；
C．轻绳断开后，向上运动阶段的时间为
向下运动的加速度为
t2=2s时，物块P向下运动的时间为
则物块Р重力的功率为
故C正确；
D．t2=2s时，物块Р已向下滑的距离为
0~2s内，物块Р重力做的功为
故D错误。
故选C。
8．ACD
【详解】D．根据牛顿第二定律可知，加速度方向与受到的合力方向一定相同，故D正确；
ABC．物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，与是否是恒力无关。即物体做曲线运动加速度与速度不在同一条直线，与是否是恒定加速度无关，故B错误，AC正确。
故选ACD。
9．AC
【详解】B．双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，B错误；
CD．双星的向心力大小相等，则有
则
因为
则
，
C正确，D错误；
A．根据可得
A正确。
故选AC。
10．CD
【详解】设小环经过最高点时的速度大小为，若小环在最高点受到向上的支持力，则有
从最高点到点过程，根据机械能守恒可得
在点根据牛顿第二定律可得
又
联立解得小环经过最高点时受到的支持力大小为
若小环在最高点受到向下的支持力，则有
从最高点到点过程，根据机械能守恒可得
在点根据牛顿第二定律可得
又
联立解得小环经过最高点时受到的支持力大小为
故选CD。
11．(1)AB
(2)较高
(3)2
(4)
【详解】（1）[1]A．斜槽的末端必须调节成水平，保证小球初速度水平，抛出后做平抛运动，故A正确；
B．每次释放小球的位置必须相同，保证平抛的初速度相同，故B正确；
C．记录小球位置时，不需要每次必须严格地等距离下降，只要保证小球平抛即可，故C错误；
D．小球运动时只受重力作用，所以不应与木板上的白纸相接触，故D错误。
故选AB。
（2）[1]由图可知小球下落相同高度时，图线①所对应的小球水平位移大，说明图线①所对应的小球水平速度大，根据能量守恒，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置较高。
（3）[1]由竖直方向上
水平方向上
可得
（4）[1]根据平抛规律可得，
可得
又因为斜率为k，故
解得
12．(1) 0.96 0.95
(2) 1：（） 或
【详解】（1）[1]由题意可知，系统重力势能的减少量
[2]系统动能的增加量Ek=
根据匀变速直线运动的相关推论，可得
解得。
（2）[1]设电动机转动一周的时间为，电动机转动两周的时间为，则0~、时间内电动机各转动一周，图像与t轴所围成的面积均为，则有
可得电动机从静止开始转动第一周与第二周所用时间之比为1：（）；
[2]从初始时激光笔对准K上某点开始匀加速，上述时间内两相邻感光痕迹间距相等，因平均间距为d，根据运动学公式有
又
根据机械能守恒定律有
解得或。
13．（1）；（2）
【详解】（1）探测器绕火星运动的角速度为
环绕周期为
联立解得
（2）探测器贴近火星表面飞行，轨道半径为火星半径R，设火星质量为M火，探测器质量为m，由题意有
S=Rθ
由万有引力提供向心力得
联立解得火星的质量为
14．（1），；（2）
【详解】（1）设杆转动到竖直位置时，小球A、B的速度大小分别为、，杆旋转的角速度为，小球A和B及杆组成的系统机械能守恒，则有
又
，
联立解得
，
（2）在杆转动到竖直位置的过程中，杆对B球做的功等于B球增加的机械能，则有
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小物块从A处滑出后，恰好掉在薄板上端则可知小物块做平抛运动速度得偏向角为，设小物块在A点的速度为，掉在薄板上端时在竖直方向的分速度为，根据几何关系及平抛运动的相关知识可得
，，
联立解得
小物块在曲面上做圆周运动，设到达最低点A处时轨道对小物块的支持力为，根据牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可知小物块对最低点的压力为
（2）设小物块落到薄板上后运动的加速度大小为，薄板运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律，对小木块和薄板分别有
解得
，
小木块落入薄板上时的速度大小为
设小物块第一次运动至挡板处时的时间为，小物块与薄板相对于斜劈的位移分别为、，则小物块的位移和薄板的位移之间的关系为
及
代入数据解得
或（不合题意舍去）
（3）由题意知，块与挡板碰撞时，物块和薄板速度交换，设第一次碰撞时，木块的速度为，木板的速度为，则有
交换速度后木板运动的比木块运动的快，设过程木块和木板的加速度大小分别为和，则根据牛顿第二定律有
解得
，
设它们达到共速所用的时间为，则有
解得
达到共速后木块和木板不再发生相对滑动，一起做减速运动，直至速度减为零，设达到共速的速度大小为，碰撞后达到共速时木板的位移为，则有
，
之后一起做减速运动的位移设为，则由动能定理可得
解得
则薄木板运动的总路程为
其中
解得