高中物理必修二高一年级第二学期期末测试B卷（含答案）

2020-2021学年高一年级第二学期期末测试

物　理　试　卷（B卷）

满分100分，考试时间100分钟

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

第I卷　选择题（共46分）

1．(本题3分)（2021·云南省玉溪第一中学高一期中）许多科学家在物理学的发展过程中做出了重要贡献，下列叙述错误的是（　　）

A．开普勒总结出了行星运动的规律，并发现了万有引力定律

B．牛顿通过“月—地”检验验证了重力与地球对月球的引力是同一性质的力

C．海王星是人们根据万有引力定律计算其轨道后发现的，被称为“笔尖下发现的行星”

D．卡文迪什第一次在实验室里测出了引力常量G，被称为“第一个称出地球质量的人”

【答案】A

【解析】

A．开普勒总结出了行星运动的规律，牛顿发现了万有引力定律，故A符合题意；

B．牛顿通过“月—地”检验验证了重力与地球对月球的引力是同一性质的力，故B不符题意；

C．海王星是人们根据万有引力定律计算其轨道后发现的，被称为“笔尖下发现的行星”，故C不符题意；

D．卡文迪什第一次在实验室里测出了引力常量G，被称为“第一个称出地球质量的人”，故D不符题意；

故选A。

2．(本题3分)（2021·浙江高一月考）下列关于曲线运动的说法中正确的是（　　）

A．平抛运动是一种匀变速运动

B．平抛运动是加速度方向变化的运动

C．匀速圆周运动是加速度大小变化的运动

D．做匀速圆周运动的物体所受合外力为零

【答案】A

【解析】

A B．作平抛运动的物体只受重力作用，加速度等于重力加速度g，其大小方向都不变，所以是匀变速运动，选项A正确，B错误;

C．匀速圆周运动的加速度就是向心加速度，其大小不变，方向变化，选项C错误；

D．作匀速圆周运动的物体运动方向不断变化，所受合外力(即向心力)不可能为零，选项D错误。

故选A。

3．(本题3分)（2021·浑源县第七中学校高一月考）在匀速转动的小型风扇扇叶上趴着一个相对扇叶静止的小虫，则小虫相对扇叶的运动趋势是（　　）

A．沿切线方向

B．沿半径指向圆心

C．沿半径背离圆心

D．无相对运动趋势

【答案】C

【解析】

小虫随扇叶一起做匀速圆周运动，由静摩擦力提供向心力，方向始终指向圆心，则小虫相对于扇叶的运动趋势是沿半径背离圆心。

故选C。

4．(本题3分)（2021·山东日照市·高一期中）根据德国天文学家开普勒的行星运动三定律，下列说法正确的是（　　）

A．所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心

B．行星在椭圆轨道上运动时，任意相等的时间内走过的弧长都相等

C．由开普勒第二定律可知，行星离太阳越近，机械能越大

D．开普勒第三定律公式中的k值，只与中心天体有关

【答案】D

【解析】

A．所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点，故A错误；

B．行星在椭圆轨道上运动时，任意相等的时间内行星与太阳连线扫过的面积相等，故B错误；

C．行星在椭圆轨道上运动时，只有万有引力做功，机械能守恒，故C错误；

D．开普勒第三定律公式

中的k值，只与中心天体有关，故D正确。

故选D。

5．(本题3分)（2021·浙江台州市·高三二模）近年中国女子速滑队取得的成绩十分令人瞩目。在速滑接力赛中，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间的阻力，下列说法正确的是（　　）

A．甲对乙的冲量与乙对甲的冲量相同

B．甲的速度增加量一定等于乙的速度减少量

C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量

D．乙对甲的作用力一定做正功，甲的动能一定增大

【答案】D

【解析】

A．甲对乙的冲量与乙对甲的冲量大小相同，方向相反。A错误；

B．根据动量定理得

因为甲乙的质量未知，所以二者速度的变化量大小无法比较。B错误；

C．乙推甲时，使甲获得更大的速度向前冲出，说明甲在获得推力的过程中，运动的位移要大于乙，二者的相互作用力大小相等，所以乙对甲的推力做的功要大于甲对乙推力做的功，根据动能定理，甲的动能增加量一定大于乙的动能减少量。C错误；

D．乙对甲的作用力与甲的运动方向相同，所以该力对甲做正功，甲的动能一定增大。D正确。

故选D。

6．(本题3分)（2021·浙江高一月考）节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存的电能作为动力来源的汽车。有一辆混合动力轿车，在平直公路上以的速度匀速行驶，蓄电池不工作，发动机的输出功率为。当看到前方有大货车慢速行驶时，该轿车提速超过了大货车。这个过程中发动机输出功率不变，蓄电池开始工作，输出功率为。混合动力轿车提速后运动至速度达到最大，并超过大货车，然后蓄电池停止工作。全程阻力不变，则混合动力轿车加速过程中达到的最大速度是（　　）

A． B． C． D．

【答案】B

【解析】

仅有发动机工作时，有

蓄电池开始工作后，最大速度为

故选B。

7．(本题3分)（2021·河南高三月考）北京2022年冬奥会跳台滑雪比赛在张家口赛区的国家跳台滑雪中心进行，跳台由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，如图所示。运动员从起跳区水平起跳后在空中运动的速度变化量、重力的瞬时功率大小、动能、机械能分别用、P、、E表示，用t表示运动员在空中的运动时间，不计运动员空气阻力，下列图象中可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】B

【解析】

A．滑雪运动员从起跳区飞出后做平抛运动，根据速度改变量

可知与时间t成正比，故A错误；

B．根据

可知，重力的瞬时功率P与t成正比，故B正确；

C．从水平抛出开始，经过时间t物体的动能根据动能定理得

解得此时运动员的动能

据此可知物体的初动能不为零，故C错误；

D．不计空气阻力，运动员的机械能是守恒的，其机械能与时间的关系图象应是一条平行于t轴的直线，故D错误。

故选B。

8．(本题3分)（2021·江西南昌十中高一月考）如图所示是磁带录音机的磁带盒的示意图，A、B为缠绕磁带的两个轮子边缘上的点，两轮的半径均为r，在放音结束时，磁带全部绕到了B点所在的轮上，磁带的外缘半径，C为磁带外缘上的一点。现在进行倒带，则此时（　　）

A．A、B、C三点的周期之比为

B．A、B、C三点的线速度之比为

C．A、B、C三点的角速度之比为

D．A、B、C三点的向心加速度之比为

【答案】B

【解析】

因为B点转1圈时，C点转1圈，A点转3圈，设B点的角速度为ω，则

A．周期之比为

A错误；

B．线速度之比为

B正确；

C．角速度之比为

C错误；

D．向心加速度之比为

故选B。

9．(本题3分)（2021·安徽高三月考）2020年11月24日凌晨，搭载嫦娥五号探测器的长征五号遥五运载火箭从文昌航天发射场顺利升空，12月17日“嫦娥五号”返回器携带月球样品在预定区域安全着陆，在落地之前，它在大气层打个“水漂”。现简化过程如图所示，以地心为中心、半径为的圆周为大气层的边界，忽略大气层外空气阻力。已知地球半径为，返回器从o点进入大气层，经、、、回到地面，其中o、、为轨道和大气层外边界的交点，点到地心的距离为，地球表面重力加速度为，以下结论正确的是（　　）

A．返回器在o点动能大于在点的动能

B．返回器在点动能大于在点的动能

C．返回器在点的加速度大于

D．返回器通过点处于失重状态

【答案】A

【解析】

A．返回器在o点运动到b点的过程中由于离地心的距离不变，则万有引力不做功，但由于返回器受到大气层空气阻力，且空气阻力做负功，则返回器在o点动能大于在点的动能，A正确；

B．返回器在b点运动到d点的过程中由于离地心的距离不变，则万有引力不做功，在大气层外没有空气阻力，则返回器在b点动能等于在d点的动能，B错误；

C．返回器在c点只受万有引力，则根据牛顿第二定律有

G = mac

由于地球表面的重力加速度为g，则根据重力和万有引力的关系有

mg = G

则返回器在点的加速度等于，由于

r2 > r1

则

<

C错误；

D．由于返回器从o到a到b的过程中做曲线运动，根据曲线运动的知识可知返回器的合外力应指向轨迹的凹侧，大致向上，则返回器在a点应处于超重状态，D错误。

故选A。

10．(本题3分)（2021·安徽省肥东县第二中学高二期中）—质量为的物体受到水平拉力的作用，在粗糙的水平面上从静止开始做直线运动，动摩擦因数为0.2，水平拉力随时间的变化关系如图所示，重力加速度取，则下列说法正确的是（　　）

A．在时间内拉力的冲量为

B．在时间内物体动量的变化量为

C．在时间内合力所做的功为

D．当时物体的速度为

【答案】B

【解析】

A．根据冲量的定义可知拉力的冲量对应F-t图像的面积，则在时间内拉力的冲量为

选项A错误；

B．物体受到的摩擦力

可知物体在t=2s时开始运动。在时间内拉力的冲量为

摩擦力的冲量

根据动量定理可知在时间内物体动量的变化量为

选项B正确；

D．根据可得时的速度

选项D错误；

C．根据动能定理可得在时间内合力所做的功

选项C错误。

故选B。

11．(本题4分)（2018·江门市第二中学高二期末）关于能源和能量，下列说法正确的有（　　）

A．自然界的能量是守恒的，所以地球上的能源永不枯竭

B．能源的利用过程中有能量耗散，所以自然界的能是不守恒的

C．电磁波的传播过程也是能量传播的过程

D．电动机是将电能转化为机械能的装置

【答案】CD

【分析】

根据“能源和能量”，本题考查了能量守恒定律和能源的知识，根据能量守恒定律进行判断即可．

【解析】

A、自然界的能量是守恒的，但提供能量的物质即能源是有限的，是会枯竭的．故A错误．

B、能源的利用过程中有能量耗散，是指有部分能量不能回收利用，但能量仍是守恒的．故B错误．

C、电磁波传播过程，是电场能和磁场能不断传播过程，因此C正确；

D. 电动机是通过电流在磁场中受到力的作用，通过安培力做功将电能转化为机械能的装置，故D正确．

12．(本题4分)（2020·江苏高三专题练习）质量为2kg的质点在光滑水平面上受到水平于水平面的恒力作用做曲线运动。以时刻质点所在位置为坐标原点，在水平面内建立直角坐标，质点在轴方向的速度图像如图甲所示，在轴方向的位移图像如图乙所示，取10m/s2。则（　　）

A．0时刻，质点速度大小是2 m/s

B．2s时刻，质点速度大小是5m/s

C．恒力大小为4N，方向沿轴正方向

D．前2s内恒力做功为12J

【答案】BD

【解析】

A．由图可知，在0时刻，物体在方向上初速度为，而在方向上，物体的速度为

则质点的速度大小为

故A错误；

B．由图可知，在时刻，物体在方向上的速度，而在方向上，物体的速度为，则质点的速度大小为

故B正确；

C．由图可知，前内，物体的加速度为

根据牛顿第二定律知物体所受合外力大小为

方向沿着轴正方向，故C错误；

D．时，方向的位移大小

因此前内恒力做功为

故D正确；

故选BD。

13．(本题4分)（2021·福建三明市·高一期中）民族运动会上有一个骑射项目，运动员骑在奔驶的马背上，弯弓放箭射击侧向的固定目标。假设运动员骑马奔驰的速度恒定为v1，运动员静止时射出的弓箭速度恒定为v2，跑道离固定目标的最近距离为d。要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短，则（　　）

A．箭射到靶的最短时间为 B．箭射到靶的最短时间为

C．运动员放箭处离目标的距离为 D．运动员放箭处离目标的距离为

【答案】AD

【解析】

AB．当放出的箭垂直马运行方向，则箭的飞行时间最短，最短时间

CD．箭的合速度

则放箭处距离目标的距离

故选AD。

14．(本题4分)（2021·广东汕头市·高三二模）某人站在力的传感器（连着计算机）。上完成下蹲、起立动作，计算机屏幕上显示出力的传感器示数F随时间t变化的情况如图所示，g取10m/s2。下列说法正确的是（　　）

A．该人下蹲时间约为0.5s

B．该人下蹲过程的最大加速度约为6m/s2

C．起立过程该人一直处于超重状态

D．起立过程传感器对该人支持力的冲量约为500N·s

【答案】BD

【解析】

A．下蹲过程中，初速度为0，末速度也为0，则下蹲过程先加速向下运动后减速向下运动，从图像可知1~2s过程为下蹲过程，则下蹲时间约为1s，所以A错误；

B．由图像可知静止时有

支持力最小为200N，最大为700N，由牛顿第二定律可得

或

联立解得

所以该人下蹲过程的最大加速度约为6m/s2，则B正确；

C．起立过程，初速度为0，末速度也为0，则起立过程先加速向上运动后减速向上运动，该人先是处于超重状态，后处于失重状态，所以C错误；

D．起立过程，根据动量定理可得

起立时间约为1s，解得

所以D正确；

故选BD。

第II卷　非选择题（共54分）

15．(本题8分)（2019·江苏高一期中）某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图所示，轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．

(1)打点计时器使用的电源是________

A．直流电源       B．交流电源          C．都可以

(2)实验中涉及下列操作步骤：

①把纸带向左拉直

②松手释放物块

③接通打点计时器电源

④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量

上述步骤正确的操作顺序是__________________________(填入代表步骤的序号)．

(3)如图中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，物块质量为200g．比较两纸带可知，________(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大，相应的弹簧的弹性势能为________ J（结果保留两位有效数字）．

 (4)若实际中物块与桌面间的动摩擦因数为，开始时弹簧的压缩量为，物块的质量为m，当弹簧恢复原长时物块获得的速度大小为v，，则开始时弹簧的弹性势能表达式为________________．

【答案】B    ④①③②    M    0.17       

【解析】

【解析】

(1)打点计时器使用的电源是交流电源，故选项B正确；

(2)实验中应先向物块推到最左侧，测量压缩量，再把纸带向左拉直；先接通电源，稳定后再释放纸带；故步骤为④①③②；

(3)因弹簧的弹性势能转化为物体的动能，则可知离开时速度越大，则弹簧的弹性势能越大，由图可知中的速度要大于中速度，故说明纸带对应的弹性势能大；

由于物体离开弹簧后做匀速直线运动，因此其速度，相应的弹簧的弹性势能为；

(4)根据能量守恒定律可得开始时弹簧的弹性势能等于弹簧恢复原长时物块获得的动能和实际中物块与桌面间的摩擦生热的内能之和，即开始时弹簧的弹性势能为

16．(本题10分)（2021·全国高一单元测试）在一个未知星球上用如图（a）所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出作平抛运动。现对此运动采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在作平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如（a）图所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则：

（1）由以上信息，可知a点___________（填“是”或“不是”）小球的抛出点；

（2）由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s2

（3）由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是_______________m/s；

（4）由以上及图信息可以算出小球在b点时的速度是______________m/s。

（5）若已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地=1∶4，则该星球的质量与地球质量之比M星∶M地=_______，第一宇宙速度之比v星∶v地=__________。（g地取10m/s2）

【答案】是    8    0.8        1∶20    ∶5   

【解析】

（1）[1]因为竖直方向上相等时间内的位移之比为1∶3∶5，符合初速度为零的匀变速直线运动特点，因此可知a点的竖直分速度为零，a点为小球的抛出点。

（2）[2]由照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4可得，乙图中每个正方形的实际边长L = 4cm，竖直方向上有

解得

（3）[3]水平方向小球做匀速直线运动，因此小球平抛运动的初速度为

（4）[4]b点竖直方向上的分速度

所以

（5）[5]设星球半径为R，根据万有引力与重力近似相等，则

解得

所以该星球的质量与地球质量之比

[6]根据万有引力提供向心力，则

解得

所以该星球与地球的第一宇宙速度之比

17．(本题8分)（2020·天水市田家炳中学高一期末）某一星球上，宇航员站在距离地面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：

（1）该星球表面的重力加速度g；

（2）该星球的第一宇宙速度；

（3）该星球的质量M．

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

（1）根据

得

（2）根据

得

=

（3）根据

得

18．(本题9分)（2020·江西高三月考）如图所示，质量为M的四分之一光滑圆弧轨道静止在光滑水平面上，圆弧轨道末端与水平面相切，圆弧轨道半径为R，且圆弧轨道不固定有一质量为的小球A从圆弧轨道上与圆心等高处无初速释放，小球可视为质点，重力加速度为g，求：

（1）小球与圆弧轨道分离时小球的速度；

（2）从刚释放小球到小球与圆弧轨道恰好分离的过程中圆弧轨道运动的位移大小。

【答案】（1）（2）

【解析】

(1)轨道不固定，小球和轨道组成的系统机械能守恒

=+M

水平方向系统动量守恒

0=m-M

解得

(2) 水平方向系统动量守恒

0=m-M

可得

0=mx1-Mx2

又有

x1+x2=R

可得

19．(本题9分)（2021·山东滨州市·高一期中）如图所示，质量m=1kg的小物体（可视为质点）从光滑曲面上高度H=0.45m处静止释放，到达底端时水平进入轴心距离L=1m的水平传送带，已知物体与传送带间的动摩擦因数为=0.4（取g=10m/s2）。求：

（1）物体到达曲面底端时的速度大小v0；

（2）若传送带静止，则物体滑离传送带右端的速度v1为多大？

（3）若电机带动传送带以速率v2=4m/s顺时针转动，则传送带将物体从左端传送到右端的过程中电机多做了多少功。

【答案】（1）3m/s；（2）1m/s；（3）4J

【解析】

(1)物体从曲面上下滑时机械能守恒，有

解得物体滑到底端时的速度为

(2)在传送带上滑行过程据动能定理得

解得v1=1m/s。

(3)物体在达到传送带的速度v2时移动的距离大小为

即物体到传送带右端前已达到共同速度，达到共同速度所用时间为

该过程传送带移动的距离为

x2=v2t=1m

电动机多做的功为

W=μmgx2=4J

之后物体相对传送带静止，传送带没有多做功，故整个过程传送带多做的功为4J。

20．(本题10分)（2021·云南省玉溪第一中学高二期中）如图所示，质量m=1kg的弹性小球A在长为l=0.9m的细轻绳牵引下可以绕水平轴O在竖直平面内做圆周运动，圆周的最高点为P，P处有一个水平槽，水平地面距水平槽的高度恰好是1.8 m，槽内有许多质量均为M=3kg的弹性钢球，小球A每次转动到P点恰好与P点处的小钢球发生弹性正碰（碰撞时间极短），钢球水平飞出做平抛运动。每次被小球A碰撞后，槽内填充装置可将另一个相同的钢球自动填充动到P点位置且静止。现将小球A在顶点P以v0=24m/s的初速度向左抛出（如图），小球均可视为质点，g取10m/s2，求：

（1）第一次碰撞后瞬间，小球A和第一个钢球获得的速度；

（2）小球A能将钢球碰出去的钢球个数；

（3）第一个钢球与最后一个钢球落地后的水平距离。

【答案】（1）-12m/s，12m/s；（2）4；（3）8.1m

【解析】

(1)据

解得

(2)利用上述方程还可得小球A第一次碰后的速度

同理可知碰撞n次以后瞬间的速度为

负号表示与碰前入射速度方向相反，小球要能与钢球碰撞则必须能完成完整的圆周运动,所以碰n次后假定再次到达P位置，其速度满足

 即

所以

解得n=3 小球A可以与4个钢球碰撞；第4个钢球碰后速度

(3)由于两球是分别朝向左右两边做平抛运动的，所以水平距离是

平抛时间是

得