期末水平检测（含解析）2026-2027学年高中物理粤教版必修第二册

期末学业水平检测注意事项1.本试卷满分100分,考试用时75分钟。2.无特殊说明,本试卷中重力加速度g取10m/s2。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,只有一个是符合题目要求的)1.图中虚线为某同学投出的铅球的运动轨迹,若不计空气阻力,则铅球抛出后()A.做变加速曲线运动B.做匀变速曲线运动C.某段时间内速度方向可能相同D.加速度方向改变2.载人飞船经历发射、进入轨道、加速变轨过程,最后进入圆形轨道稳定运行。如图是载人飞船正在加速变轨,则下列相关的说法中错误的是()A.进入高轨道后的周期比低轨道的周期大B.进入高轨道后的速率比低轨道的速率小C.进入高轨道后,飞船的加速度变小D.飞船在圆形轨道运行时,航天员处于超重状态3.如图,射击训练场内,飞靶从水平地面A点以仰角θ斜向上飞出,落在相距100m的B点,轨迹最高点距地面20m。忽略空气阻力。则()A.飞靶从A到B的飞行时间为2sB.飞靶在最高点的速度为20m/sC.抬高仰角θ,飞靶飞行距离增大D.抬高仰角θ,飞靶的飞行时间增大4.一质量为m的物块仅在重力作用下运动,物块位于r1和r2时的重力势能分别为3E0和E0(E0>0)。若物块位于r1时速度为0,则位于r2时其速度大小为()A.2E0mB.6E05.列车在空载时加速经过一段平直的路段,通过某点时的速率为v,加速度大小为a1;当列车满载货物再次加速经过这一点时,速率仍为v,加速度大小变为a2。设列车发动机的功率恒为P,阻力是列车重力的k倍,重力加速度大小为g,则列车空载与满载时的质量之比为()A.kg+a1kg+a6.近年来我国高速铁路发展迅速,现已知某新型国产列车总质量为m,如果列车要进入半径为R的弯道,如图所示,已知两轨间宽度为L,内、外轨高度差为h,重力加速度为g,则该弯道处的设计速度最为适宜的是()A.gRhL2C.gRL27.某国产新能源汽车发布的最新高端越野车百公里加速时间仅需3s多,该车以最大功率从静止启动沿直线行驶,其受到的阻力大小视为不变,根据表格中的数据,下列说法正确的是()车的总质量3.2t牵引力最大功率800kW最大速度180km/hA.启动后,越野车做匀加速运动B.加速过程中,牵引力做的功等于越野车动能的增加量C.越野车加速过程中所受到的阻力大小为3.2×104ND.当越野车速度为90km/h时,其加速度大小为5m/s2二、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)8.2020年7月23日12时41分,长征五号遥四运载火箭将“天问一号”探测器发射升空,至2021年2月10日19时52分,探测器顺利进入近火点高度约400千米、周期约10个地球日、倾角约10°的大椭圆环火轨道,成为中国第一颗人造火星卫星。如图所示为这一过程简图,则以下说法正确的是()A.“天问一号”从A点运动到B点过程中,一直处于超重状态B.“天问一号”在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上经过B点加速度不同C.“天问一号”在B点点火减速由轨道Ⅱ进入轨道ⅢD.“天问一号”在A点点火加速由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ9.如图所示,足够长的水平传送带以恒定速率v匀速运动,某时刻一个质量为m、可视为质点的小物块,以大小也是v、方向与传送带的运动方向相反的初速度冲上传送带,最后小物块的速度与传送带的速度相同。在小物块与传送带间有相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物块做的功为W,小物块与传送带间因摩擦产生的热量为Q,则下列判断正确的是()A.W=12mv2C.Q=mv2D.Q=2mv210.如图所示,a为置于距圆桌转盘中心r1处的杯子,装满水的总质量为2m,另有一空杯子b质量为m,置于距圆盘中心r2处,已知r2=2r1,圆盘从静止开始缓慢地加速转动,两杯子与桌面间的动摩擦因数均为μ,且均未相对桌面滑动,用ω表示圆盘转动的角速度,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,下列说法正确的是()A.b比a先达到最大静摩擦力B.a、b所受的摩擦力始终相同C.ω=μgr1是D.当ω=μg2r1时,三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(8分)某实验小组设计了如图所示的装置,研究金属小球下落过程中机械能守恒及小球与某种橡胶材料碰撞导致的机械能损失。让质量为m、直径为d(很小)的小球从距离光电门中心高h处静止释放,与水平放置的橡胶材料碰撞后竖直反弹。调节光电门位置,使小球每次释放后,在下落和反弹过程中均可通过光电门。(1)测量时,接通数字计时器后释放小球。记录下落高度h及小球第一次和第二次通过光电门的遮光时间t1和t2。(2)改变小球下落高度h,进行多次重复实验。为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒,应作下列哪一个图像。

A.h-t12图像B.h-C.h-t22图像D.h-(3)经正确的实验操作,实验小组发现小球下落到光电门过程中动能增加量总是稍小于重力势能减少量,你认为增大释放高度h后,两者的差值会(选填“增大”“不变”或“减小”),造成这种结果的原因可能是。

(4)小球与橡胶材料碰撞导致的机械能损失ΔE=(用字母m、d、t1和t2表示)。

12.(8分)为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系,小明按图甲装置进行实验,物块放在平台卡槽内,平台绕轴转动,物块做匀速圆周运动,平台转速可以控制,光电计时器可以记录转动快慢。(1)为了探究向心力与角速度的关系,需要控制保持不变,小明由计时器测转动的周期T,计算ω2的表达式是。

(2)小明按上述实验将测得的结果用作图法来处理数据,如图乙所示纵轴F为力电传感器读数,横轴为ω2,图线不过坐标原点的原因是;用电子天平测得物块质量为1.50kg,用直尺测得轨道半径为50.00cm,图线斜率大小为(结果保留两位有效数字)。

13.(10分)“嫦娥六号”是中国探月工程的第六个探测器,“嫦娥六号”经历了环绕、变轨、匀减速着陆三个阶段,最终释放的着陆器平稳降落月球,环绕阶段,“嫦娥六号”在距离月球表面高度为H的轨道上做匀速圆周运动。变轨后的着陆器距离月球表面越来越近。某时刻开始,“嫦娥六号”释放的着陆器依靠发动机的反向推力在竖直方向上做匀减速直线运动,当着陆器速度为零时,恰好到达月球表面。已知着陆器做匀减速运动的初速度为v0=4m/s,匀减速运动的时间为t=10s,且在着陆过程中质量m=100kg保持不变,下降的高度远小于月球的半径,月球表面的重力加速度为g,月球半径为R,不考虑月球自转。求:(1)“嫦娥六号”围绕月球做匀速圆周运动的周期;(2)人造月球卫星的环绕速度;(3)着陆器匀减速降落过程中,发动机反向推力对着陆器所做的功(月球表面的重力加速度为g取1.6m/s2)。14.(12分)《考工记·轮人》篇中记载“轮人为盖”“上欲尊而宇欲卑,上尊而宇卑,则吐水,疾而溜远”。如图甲所示是古代马车示意图,车盖呈伞状,支撑轴竖直,车盖底面为圆面且水平。如图乙所示是过支撑轴的车盖截面简化图,底面半径r=0.75m,车盖底面与水平地面距离H=1.75m。车辆保持静止,一质量m=1.0×10-4kg的水滴(可视为质点)从车盖顶端A点由静止下滑,经车盖底端B点后落到地面C点(未画出)。已知A、B间竖直高度差h=0.5m,水滴经过B时的速度大小v=2m/s,方向与竖直方向夹角为45°,不计空气阻力,重力加速度大小g取10m/s2。求该水滴:(1)经过B时重力的功率;(2)从A下滑到B过程中,雨滴克服阻力做的功;(3)落地点C与支撑轴在地面投影O的距离。15.(16分)如图1所示是某游乐场的过山车,现将其简化为如图2所示的模型:倾角θ=37°、长L=60cm的直轨道AB与半径R=10cm的光滑圆弧轨道BCDEF在B处平滑连接,C、F为圆轨道最低点,D点与圆心等高,E为圆轨道最高点;圆轨道在F点与水平轨道FG平滑连接,整条轨道宽度不计,其正视图如图3所示。现将一质量m=50g的滑块(可视为质点)从A端由静止释放。已知滑块与AB段间的动摩擦因数μ=0.25,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)求滑块到达C点时轨道对滑块的支持力大小FN;(2)试通过计算分析滑块能否通过最高点E?(3)若改变释放滑块的位置,使滑块第一次运动到D点时速度刚好为零,求滑块从释放到它第四次返回轨道AB上离B点最远时,它在AB轨道上运动的总路程s。(结果保留两位有效数字)

答案全解全析1.B铅球抛出后,仅受重力,加速度为g,方向竖直向下,水平方向做匀速直线运动,整体为匀变速曲线运动,A、D错误,B正确;速度方向始终在改变,不可能在某段时间内相同,C错误。2.D载人飞船加速变轨后轨道半径增大,但在不同的圆形轨道上都满足万有引力提供向心力,由GmMr2=mr4π2T2=mv2r=ma得T=2πr3GM,v=GMr,a=GMr2,由此可知,轨道半径越大,周期越大、线速度和加速度越小,故飞船变轨后的周期变大,速率和加速度变小,故A、B、C正确。飞船在圆形轨道运行时3.D飞靶在竖直方向做竖直上抛运动,根据对称性可得飞靶从A到B的飞行时间为t=2t1=22hg=4s,故A错误;飞靶在水平方向的分速度vx=xt=25m/s,在最高点竖直方向分速度为零,则飞靶在最高点的速度为25m/s,故B错误;根据运动的分解可得vx=vcosθ,vy=vsinθ,飞靶飞行的时间t=2vyg=2vsinθg,则飞行距离x=vxt=2v2sinθcosθg=v2sin2θg,可知θ=45°4.A物体仅在重力作用下运动,物体的机械能守恒,根据机械能守恒定律可知E1=E2,代入已知条件为3E0+0=E0+12mv2,解得r2处的速度为v=2E0m,选项5.B对列车进行受力分析,根据牛顿第二定律有F-kmg=ma,解得F=ma+kmg列车发动机功率恒定,满载和空载经过同一点时,速率均为v,由P=Fv,可知F大小相等。根据题意,有F1=m1a1+km1g,F2=m2a2+km2g,F1=F2,解得m1m2=kg+a2kg+a1,选项6.A转弯过程中,当内、外轨对车轮均没有侧向压力时,火车的受力分析如图所示,由牛顿第二定律得mgtanθ=mv2R,tanθ=hL2−h2,解得7.D根据P=Fv知,越野车以恒定功率启动,功率不变,速度v增大,牵引力F减小,根据牛顿第二定律得F-f=ma,解得a=F−fm,可知加速度逐渐减小,A错误;根据动能定理知,牵引力与阻力所做的功之和等于越野车动能的增量,B错误;当越野车的速度最大时,加速度为零,阻力与牵引力平衡,则f=F=Pvm=800×1031803.6N=1.6×104N,C错误;当越野车的速度v=90km/h=25m/s时,越野车受到的牵引力F'=Pv=800×10325N=3.2×108.CD“天问一号”从A点运动到B点过程中,受到地球的万有引力方向指向地心,则加速度方向指向地心,处于失重状态,选项A错误;根据GMmr2=ma可知“天问一号”在轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上经过B点时的加速度相同,选项B错误;在变轨问题中,由低轨道进入高轨道需要加速,由高轨道进入低轨道需要减速,因此“天问一号”在B点点火减速由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ,在A点点火加速由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ,选项C、D9.BD对小物块,根据动能定理得W=12mv2-12mv2=0,A错误,B正确;设小物块与传送带间的动摩擦因数为μ,减速与加速时间相同,设为t,有μmg=ma,v=at,小物块向左做匀减速运动时,二者相对位移Δx1=v2t+vt=3v2t,向右做匀加速运动时,二者相对位移Δx2=vt-v2t=v2t,小物块与传送带间因摩擦产生的热量Q=μmg(Δx1+Δx2)=2mv210.AD杯子随着圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,a恰好未滑动时有μ·2mg=2mωa2r1,解得ωa=μgr1,b恰好未滑动时有μmg=mωb2r2,解得ωb=μgr2=μg2r1,故b比a先达到最大静摩擦力,选项A正确,C错误;在杯子b的静摩擦力达到最大前,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律可知fa=2mω2r1,fb=mω2r2=2mω2r1,所以a和b受到的摩擦力大小是相等的,但方向不同,选项B错误;当ω=μg2r1时,11.答案(2)B(2分)(3)增大(2分)克服空气阻力做功更多(2分)(4)12mdt12-12m解析(2)小球下落过程,机械能守恒,有mgh=12mv2=12mdt12,可得h=d22g·1t12,则作h-1(3)小球下落到光电门过程中动能增加量总是稍小于重力势能减少量,是由于小球下落过程中要克服空气阻力做功;增大释放高度h,小球下落过程中克服空气阻力增多,动能增加量与重力势能减少量的差值会增大。(4)机械能损失ΔE=12mv2-12mv2',其中v'=dt2,则ΔE=12md12.答案(1)物块质量和轨道半径(2分)ω2=4π2T2(2)存在摩擦力的影响(2分)0.75kg·m(2分)解析(1)由向心力公式Fn=mω2r可知,保持物块质量和轨道半径不变,可探究向心力和角速度的关系。根据ω=2πT可得ω2=4π(2)实际拉力与向心力的关系为F+f=mω2r,图线不过坐标原点的原因是存在摩擦力的影响。斜率为k=mr=0.75kg·m。13.答案(1)2π(R+H)3gR2(解析(1)在月球表面,重力等于万有引力,有GMmR2=mg(1分“嫦娥六号”围绕月球做匀速圆周运动过程,万有引力提供向心力GMm(R+H)2=m4π2联立解得T=2π(R+H)3(2)在近月轨道上GMmR2=mv2R(在月球表面GMmR2=mg(1分人造月球卫星的环绕速度v=gR(3)着陆器匀减速降落过程中有0=-v0+at(1分)根据牛顿第二定律F-mg=ma(1分)解得F=mv匀减速运动的位移L=v0t2(1发动机的反向推力对着陆器所做的功W=-FL(1分)联立解得W=-4000J(1分)14.答案(1)10-3W(2)4×10-4J(3)1.25m解析(1)经过B点时,重力的功率P=mgvcos45°(1分)代入数据解得P=10-3W(1分)(2)从A到B过程,根据动能定理有,mgh-W克=12mv2-0(2分)解得W克=4×10-4J(1分)(3)在B点时vx=vy=vcos45°(1分)从B到C过程,竖直方向H=vyt+12gt2(2分)解得t=0.5s(1分)