高中物理同步测试卷必修2Word版含答案

高中同步测试卷(十五)高考水平测试卷(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是()A．只有重力和弹力作用时，机械能才守恒B．当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒C．当有其他外力作用时，只要其他外力不做功，机械能守恒D．炮弹在空中飞行，不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒2．如图所示，一战斗机由东向西沿水平方向匀速飞行，发现地面目标P后开始瞄准并投掷炸弹，若炸弹恰好击中目标P，则(假设投弹后，飞机仍以原速度水平匀速飞行，不计空气阻力)()A．此时飞机正在P点正上方B．此时飞机是否处在P点正上方取决于飞机飞行速度的大小C．飞行员听到爆炸声时，飞机正处在P点正上方D．飞行员听到爆炸声时，飞机正处在P点偏东一些位置3．如图所示，水平抛出的物体，抵达斜面上端P处，其速度方向恰好沿斜面方向，然后沿斜面无摩擦滑下，下列选项中的图像是描述物体沿x方向和y方向运动的速度－时间图像，其中正确的是()4．如图所示，螺旋形光滑轨道竖直放置，P、Q为对应的轨道最高点，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，且能过轨道最高点P，则下列说法中正确的是( )A ．轨道对小球做正功，小球的线速度v P >v QB ．轨道对小球不做功，小球的角速度ωP <ωQC ．小球的向心加速度a P >a QD ．轨道对小球的压力F P >F Q5．一个盛水袋，某人从侧面缓慢推装液体的袋壁使它变形至如图所示位置，则此过程中袋和液体的重心将( )A ．逐渐升高B ．逐渐降低C ．先降低再升高D ．始终不变6. 如图所示，圆心在O 点、半径为R 的圆弧轨道abc 竖直固定在水平桌面上，Oc 与Oa 的夹角为60°，轨道最低点a 与桌面相切．一轻绳两端系着质量分别为m 1和m 2的小球(均可视为质点，且m 1>m 2)，挂在圆弧轨道边缘c 的两边，开始时，m 1位于c 点，然后从静止释放，设轻绳足够长，不计一切摩擦．则 ( )A ．在m 1由c 下滑到a 的过程中，两球速度大小始终相等B ．在m 1由c 下滑到a 的过程中，m 1所受重力的功率始终增大C ．若m 1恰好能沿圆弧下滑到a 点，则m 1＝2m 2D ．若m 1恰好能沿圆弧下滑到a 点，则m 1＝3m 27．质量为m 的人造地球卫星与地心的距离为r 时，引力势能可表示为E p ＝－GMm r ，其中G 为引力常量，M 为地球质量．该卫星原来在半径为R 1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R 2，此过程中因摩擦而产生的热量为( )A ．GMm ⎝ ⎛⎭⎪⎫1R 2－1R 1B ．GMm ⎝ ⎛⎭⎪⎫1R 1－1R 2 C.GMm 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1R 2－1R 1 D.GMm 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1R 1－1R 2 二、多项选择题(本题共5小题，每小题5分，共25分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分．)8．在水平面内有一小球由M点开始运动，运动方向如图所示，在一水平恒力作用下沿曲线运动到N点，其中v M与v N正好成90°角，则此过程中小球所受的恒力可能是图中的()A．F1B．F2C．F3D．F49．如图所示，小滑块从一个固定的光滑斜槽轨道顶端无初速开始下滑，用v、t和h分别表示小球沿轨道下滑的速率、时间和距轨道顶端的高度．如图所示的v -t图像和v2­h图像中可能正确的是()10．在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系xOy，质量为1 kg的物体原来静止在坐标原点O(0，0)，从t＝0时刻起受到如图所示随时间变化的外力作用，F y表示沿y轴方向的外力，F x表示沿x轴方向的外力，下列说法中正确的是()A．前2 s内物体沿x轴做匀加速直线运动B．后2 s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向C．4 s末物体位置坐标为(4 m，4 m)D．4 s末物体位置坐标为(12 m，4 m)11．科学家们曾经借助位于夏威夷毛伊岛的夏威夷大学望远镜设备发现了第1万颗近地小行星2013 MZ5.若已知引力常量，还需知道哪些信息可以计算该小行星的质量()A．该行星表面的重力加速度及绕行星运行的卫星的轨道半径B．该行星的自转周期与星体的半径C．围绕该行星做圆周运动的卫星的公转周期及运行半径D．围绕该行星做圆周运动的卫星的公转周期及公转线速度12．如图甲所示，一物块在t＝0时刻，以初速度v0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图像如图乙所示，t0时刻物块到达最高点，3t0时刻物块又返回底端．由此可以确定()A．物块返回底端时的速度B．物块所受摩擦力的大小C ．斜面倾角θD ．3t 0时间内物块克服摩擦力所做的功13．在“探究功与速度变化的关系”的实验中，某实验研究小组的实验装置如图甲所示．木块从A 点静止释放后，在一根弹簧作用下弹出，沿足够长的木板运动到B 1点停下，记录此过程中弹簧对木块做的功为W 1.O 点为弹簧原长时所处的位置，测得OB 1的距离为L 1.再用完全相同的2根、3根…弹簧并在一起进行第2次、第3次…实验并记录 2W 1，3W 1…及相应的L 2、L 3…数据，用W －L 图像处理数据，回答下列问题：(1)如图乙是根据实验数据描绘的W －L 图像，图线不过原点的原因是________________________________________________________________________；(2)由图线得木块从A 到O 过程中摩擦力做的功是________W 1；(3)W －L 图像斜率的物理意义是________________．四、计算题(本题共3小题，共30分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)14．(8分)在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计速度是108 km/h.汽车在这种水平路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的35，试求：(1)如果汽车在这种高速路的水平路面弯道上转弯，其弯道的最小半径是多少？(2)如果弯道的路面设计为倾斜，弯道半径为360 m ，要使汽车通过此弯道时不产生侧向摩擦力，则弯道路面的倾斜角度的正切值tan θ是多少？15.(10分) 如图所示，皮带的速度是3 m/s，两皮带轮圆心距离l＝4.5 m．现将m＝1 kg 的小物体轻放到左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数为μ＝0.15，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，电动机消耗的电能是多少？16．(12分)如图甲所示，质量为m＝0.1 kg的小球，用长l＝0.4 m的细线与固定在圆心处的力传感器相连，小球和传感器的大小均忽略不计．当在A处给小球6 m/s的初速度时，恰能运动至最高点B，设空气阻力大小恒定，g＝10 m/s2.求：(1)小球在A处时传感器的示数；(2)小球从A点运动至B点过程中克服空气阻力做的功；(3)小球在A点以不同的初速度v0开始运动，当运动至B点时传感器会显示出相应的读数F，试通过计算在图乙坐标系中作出F－v20图像．参考答案与解析1．导学号17750227] 【解析】选C.机械能守恒的条件是只有重力和系统内的弹力做功，如果这里的弹力是外力，且做功不为零，机械能不守恒，A 错误．当有其他外力作用且合外力为零时，机械能可以不守恒，如拉一物体匀速上升，合外力为零但机械能不守恒，B 错误．C 选项中，“其他外力”不含重力，满足机械能守恒的条件．对于D 选项，在炮弹爆炸过程中，爆炸时产生的化学能转化为机械能，机械能不守恒．2．导学号17750228] 【解析】选A.因不计空气阻力，炸弹离开飞机后水平方向上的速度与飞机相同，因此当炸弹击中目标P 时，飞机一定在其正上方，A 正确，B 错误；当飞行员听到爆炸声时，飞机又向前运动了一段距离，到了P 点的西侧，故C 、D 错误．3．导学号17750229] 【解析】选C.0～t P 段，水平方向：v x ＝v 0恒定不变；竖直方向：v y ＝gt ；t P ～t Q 段，水平方向：v x ＝v 0＋a 水平t ，竖直方向：v y ＝gt P ＋a 竖直t (a 竖直＜g )，因此选项A 、B 、D 均错误，C 正确．4．导学号17750230] 【解析】选B.轨道光滑，小球在运动的过程中只受重力和支持力，支持力时刻与运动方向垂直，所以不做功，A 错；那么在整个过程中只有重力做功，满足机械能守恒，根据机械能守恒有v P ＜v Q ，在P 、Q 两点对应的轨道半径r P ＞r Q ，根据ω＝v r ，a ＝v 2r ，得小球在P 点的角速度小于在Q 点的角速度，B 对；在P 点的向心加速度小于在Q 点的向心加速度，C 错；小球在P 和Q 两点的向心力由重力和支持力提供，即mg ＋N ＝ma 向，可得P 点对小球的支持力小于Q 点对小球的支持力，D 错．5．导学号17750231] 【解析】选A.人对液体做正功，液体的机械能增加，液体缓慢移动可以认为动能不变，重力势能增加，重心升高，A 正确．6．导学号17750232] 【解析】选C.小球m 1沿绳的方向的分速度与m 2的速度大小相等，A 错误；重力m 1g 的功率P 1＝m 1g ·v 1竖，小球m 1在竖直方向的分速度v 1竖先增大后减小，故P 1也先增大后减小，B 错误；由m 1和m 2组成的系统机械能守恒可得：m 1gR (1－cos 60°)＝m 2gR ，故m 1＝2m 2，C 正确，D 错误．7．导学号17750233] 【解析】选C.人造卫星绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供．根据万有引力提供向心力得G Mm r 2＝m v 2r ①而动能E k ＝12m v 2②由①②式得E k ＝GMm 2r ③由题意知，引力势能E p ＝－GMm r ④由③④式得卫星的机械能E ＝E k ＋E p ＝－GMm 2r由功能关系知，因摩擦而产生的热量Q＝ΔE减＝E1－E2＝GMm2⎝⎛⎭⎪⎫1R2－1R1，故选项C正确．8．导学号17750234]【解析】选CD.由于小球在v M方向上做减速运动，在v N方向上做加速运动，因此所受力沿v M的负方向和v N的正方向上有分量，所以C、D符合题目要求，故选CD.9．导学号17750235]【解析】选BD.小滑块下滑过程中，小滑块的重力沿斜轨道切向的分力逐渐变小，故小滑块的加速度逐渐变小，故A错误，B正确；由机械能守恒得：mgh＝12m v2，故v2＝2gh，所以v2与h成正比，C错误，D正确．10．导学号17750236]【解析】选AD.前2 s内物体只受沿x轴方向的力作用，故沿x轴做匀加速直线运动，A正确，其加速度为a x＝2 m/s2，位移为x1＝12a x t2＝4m．后2 s内物体沿x轴方向做匀速直线运动，位移为x2＝8 m，沿y轴方向做匀加速直线运动，加速度为a y＝2 m/s2，位移为y＝12a y t2＝4 m，故4 s末物体位置坐标为(12 m，4 m)，D正确．11．导学号17750237]【解析】选CD.由万有引力定律和牛顿运动定律列出相应方程，已知围绕该行星做圆周运动的卫星的公转周期及运行半径，可解得该行星的质量表达式．若已知围绕该行星做圆周运动的卫星的公转周期及公转线速度，可得运行半径，所以选项C、D正确．12．导学号17750238]【解析】选AC.物块在上滑与下滑过程中，通过位移数值相等，由x＝12at2结合图像知a上＝4a下，又因为v0＝a上t0，v＝a下·2t0，则v＝v02，A正确．再由g sin θ＋μg cos θ＝4(g sin θ－μg cos θ)＝v0t0可解得sin θ＝5v08gt0，C正确．因为物块的质量未知，故B、D项不能获得．13．导学号17750239]【解析】(1)从A到B根据能量守恒可得：W－W f＝fL，所以图像不过原点的原因是在AO段还有摩擦力做功；(2)由图知图像两点坐标为(0.06，1)、(0.42，5)代入W－W f＝fL解得木块从A到O过程中摩擦力做的功为13W1；(3)由W－W f＝fL知图像的斜率为摩擦力的大小．【答案】(1)未计算AO间的摩擦力做功(2)1 3(3)摩擦力的大小14．导学号17750240]【解析】(1)汽车在水平路面上转弯时，可视为匀速圆周运动，其向心力由汽车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，对应的半径最小，有f m＝35mg，f m＝mv2r(2分)又v＝108 km/h＝30 m/s(1分)解得：r＝150 m(1分)故弯道的最小半径为150 m．(1分)(2)设弯道倾斜角度为θ，汽车通过此弯道时向心力由重力及支持力的合力提供，有mg tan θ＝m v 2R (2分)解得弯道路面倾斜角度的正切值tan θ＝0.25.(1分)【答案】(1)150 m (2)0.2515．导学号17750241] 【解析】物体在相对滑动过程中，在摩擦力作用下做匀加速运动，则a ＝F f m ＝μg ＝1.5 m/s 2(1分)相对滑动时间：t ＝v a ＝31.5 s ＝2 s(1分)物体对地面的位移l 1＝12at 2＝12×1.5×22 m ＝3 m(2分) 因为l 1<l ，所以物体在滑落皮带轮前已和皮带一起匀速运动，摩擦力对物体做的功W 1＝12m v 2＝12×1×9 J ＝4.5 J(2分)物体与皮带间的相对位移l ′＝v t －l 1＝(3×2－3) m ＝3 m(1分)产生的内能W 2＝μmgl ′＝0.15×1×10×3 J ＝4.5 J(2分)由功能关系得电动机消耗的电能为E ＝W 1＋W 2＝9 J ．(1分)【答案】9 J16．导学号17750242] 【解析】(1)在A 点，由F －mg ＝m v 2A l ，(1分)解得：F ＝10 N ．(1分)(2)由mg ＝m v 2B l 得：v B ＝2 m/s(1分)小球从A 到B 过程中，根据动能定理：W f －2mgl ＝12m v 2B －12m v 2A (2分) 得到：W f ＝－0.8 J所以W 克f ＝0.8 J ．(1分)(3)小球从A 到B 过程中，根据动能定理：W f －2mgl ＝12m v 2B －12m v 20(2分)小球在最高点F ＋mg ＝m v 2B l (1分)两式联立得：F ＝14v 20－9(1分)图像如图所示．(2分)【答案】(1)10 N(2)0.8 J(3)如解析图所示。