2020春人教版物理必修二期末练习附答案

2020春人教版物理必修二期末练习附答案
必修二第5章 曲线运动
必修二第6章 万有引力与航天 必修二第7章 机械能守恒定律
一、选择题
1、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 ．tanα＝2
B ．tanα＝1
C ．tanα＝12
D ．tanα＝1
4
2、（双选）如图甲所示，轻杆一端固定在O 点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R 的圆周运动。

小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F ，小球在最高点的速度大小为v ，其F －v 2图像如乙图所示。

则( )
A ．小球的质量为aR b
B ．当地的重力加速度大小为R
b
C ．v 2＝c 时，杆对小球的弹力方向向上
D ．v 2＝2b 时，小球受到的弹力与重力大小相等
3、（双选）据媒体报道，科学家在太阳系发现一颗鲜为人知绰号“第9大行星”的巨型行星，《天文学杂志》研究员巴蒂金(Batygin)和布朗(Brown)表示，虽然没有直接观察到，但他们通过数学模型和电脑模拟发现了这颗行星．该行星质量是地球质量的10倍，公转轨道半径是地球公转轨道半径的600倍，其半径为地球的
3.5倍。

科学家认为这颗行星属气态，类似天王星和海王星，将是真正的第9大行星。

已知地球表面的重力加速度为9.8 m/s 2，地球绕太阳运行的周期为1年，则“第9大行星”( )
A ．绕太阳运行一周约需1.5万年
B ．绕太阳运行一周约需1.8年
C ．表面的重力加速度为8.0 m/s 2
D ．表面的重力加速度为10.0 m/s 2
4、（双选）由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB 段和BC 段是半径为R 的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内。

一质量为m 的小球，从距离水平地面高为H 的管口D 处静止释放，最后能够从A 端水平抛出落到地面上。

下列说法正确的是( )
A ．小球落到地面时相对于A 点的水平位移值为2RH －2R 2
B ．小球落到地面时相对于A 点的水平位移值为22RH －4R 2
C ．小球能从细管A 端水平抛出的条件是H>2R
D ．小球能从细管A 端水平抛出的最小高度H min ＝52R
5、（多选）如图所示，圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时， 物块恰好滑离转台开始做平抛运动。

现测得转台半径R ＝0.6 m ，离水平地面的高度H ＝0.8 m ，物块平抛落地时水平位移的大小x ＝0.8 m ，重力加速度g ＝10 m/s 2。

设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

则：( )
A ．物块运动到达地面的时间t ＝0.4 s
B．物块做平抛运动的初速度大小v0＝2 m/s
C．物块与转台间的动摩擦因数μ
＝1 3
D．物块落地点与转台圆心在地面的投影点间的距离d＝1 m
6、(双选)宇宙飞船以周期为T绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示。

已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0。

太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的张角为α，则()
A．飞船绕地球运动的线速度为
2πR
Tsin
α
2
B．一天内飞船经历“日全食”的次数为
T
T0
C．飞船每次“日全食”过程的时间为
αT0
2π
D．飞船周期为T＝
2πR
sin
α
2
R
GMsin
α
2
7、（多选）如图甲所示是一打桩机的简易模型。

质量m＝1 kg的物体在拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动，上升一段高度后撤去F，到最高点后自由下落，撞击钉子，将钉子打入一定深度。

物体上升过程中，机械能E与上升高度h的关系图像如图乙所示。

不计所有摩擦，g取10 m/s2()
A．拉力F的大小为12 N
B．物体上升1.0 m处的速度为2 m/s
C．撤去F后物体上升时间为0.1 s
D．物体上升到0.25 m高度处拉力F的瞬时功率为12 W
8、关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是()
A．平抛运动是匀变速曲线运动
B．匀速圆周运动是速度不变的运动
C．圆周运动是匀变速曲线运动
D．做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的
9、下列说法正确的是()
A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人
B．卡文迪许测出引力常量的值．让万有引力定律有了实际意义
C．相对论和量子力学．否定了经典力学
D．天王星是通过计算发现的新天体，被人们称为“笔尖下发现的行星”
10、关于摩擦力做功，下列说法中正确的是()
A．摩擦力做功的多少跟物体运动的位移大小成正比，跟物体运动的路径无关B．滑动摩擦力总是做负功
C．静摩擦力一定不做功
D．静摩擦力和滑动摩擦力都是既可以对物体做正功，也可以对物体做负功
二、实验或填空
2018年12月8日，“嫦娥四号”探月卫星从西昌成功发射，“嫦娥四号”飞行的路线示意图如下图所示，则
“嫦娥四号”在P点由a轨道转变到b轨道时，速度必须__ __(填“变小”或“变大”)；在Q点由d轨道转变到c轨道时，速度必须__ __(填“变小”或“变大”)；在b轨道上，通过P点的速度__ __通过R点的速度(填“大于”“等于”或“小于”)；“嫦娥四号”在C轨道上通过Q点的加速度__ __在d轨道上通过Q点的
加速度(填“大于”“等于”或“小于”)。

三、计算类
1、（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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）
如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，B 通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg。

求A、B两球落地点间的距离。

2、(2019年沈阳四校月考)如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置．两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内，a通过最高点A时，对管壁上部的压力为3mg，b通过最高点A时，对管壁下部的压力为0.75mg，求a、b两球落地点间的距离．
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必修二第5章曲线运动
必修二第6章万有引力与航天
必修二第7章机械能守恒定律
一、选择题
1、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．tanα＝2 B．tanα＝1
C．tanα＝1
2D．tanα＝
1
4
【答案】B
解析：腾空过程中离地面的最大高度为L，落地过程中做平抛运动，根据运动学
公式：L＝1
2gt
2，解得：t＝
2L
g，运动员在空中最高点的速度即为运动员起跳时
水平方向的分速度，根据分运动与合运动的等时性，则水平方向的分速度为：v x
＝2L
t＝2gL，在最高点竖直方向速度为零，那么运动员落到地面时的竖直分速度
为：v y＝gt＝2gL，运动员落入沙坑瞬间速度方向与水平面的夹角的正切值为：
tanα＝v y
v x＝
2gL
2gL
，故B正确，ACD错误。

2、（双选）如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。

小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F－v2图像如乙图所示。

则()
A．小球的质量为aR b
B．当地的重力加速度大小为R b
C．v2＝c时，杆对小球的弹力方向向上
D．v2＝2b时，小球受到的弹力与重力大小相等
【答案】AD
解析：在最高点，若v＝0，则N＝mg＝a；若N＝0，由图知：v2＝b，则有mg
＝m v2
R＝m
b
R，解得g＝
b
R，m＝
a
b R，故A正确，B错误；由图可知：当v
2＜b时，
杆对小球弹力方向向上，当v2＞b时，杆对小球弹力方向向下，所以当v2＝c时，
杆对小球弹力方向向下，故C错误；若v2＝2b。

则N＋mg＝m v2
R＝m
2b
R，解得N
＝mg，即小球受到的弹力与重力大小相等，故D正确。

故选AD。

3、（双选）据媒体报道，科学家在太阳系发现一颗鲜为人知绰号“第9大行星”的巨型行星，《天文学杂志》研究员巴蒂金(Batygin)和布朗(Brown)表示，虽然没有直接观察到，但他们通过数学模型和电脑模拟发现了这颗行星．该行星质量是地球质量的10倍，公转轨道半径是地球公转轨道半径的600倍，其半径为地球的3.5倍。

科学家认为这颗行星属气态，类似天王星和海王星，将是真正的第9大行星。

已知地球表面的重力加速度为9.8 m/s2，地球绕太阳运行的周期为1年，则“第9大行星”()
A．绕太阳运行一周约需1.5万年
B．绕太阳运行一周约需1.8年
C．表面的重力加速度为8.0 m/s2
D．表面的重力加速度为10.0 m/s2
【答案】AC
解析：根据开普勒定律，有：r3地
T2地
＝
r39
T29，
解得：T9＝(r9
r地)
3
2T地＝1.5万年；
故A正确，B错误；
根据mg＝GMm
R2，有g＝
GM
R2；
故g9＝M9
M地
·(
R地
R9)
2g＝8.0 m/s2，
故C 正确，D 错误；故选AC 。

4、（双选）由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB 段和BC 段是半径为R 的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内。

一质量为m 的小球，从距离水平地面高为H 的管口D 处静止释放，最后能够从A 端水平抛出落到地面上。

下列说法正确的是( )
A ．小球落到地面时相对于A 点的水平位移值为2RH －2R 2
B ．小球落到地面时相对于A 点的水平位移值为22RH －4R 2
C ．小球能从细管A 端水平抛出的条件是H>2R
D ．小球能从细管A 端水平抛出的最小高度H min ＝52R 【答案】BC
解析：要使小球从A 点水平抛出，则小球到达A 点时的速度v >0，根据机械能守恒定律，有mgH －mg·2R ＝1
2m v 2，所以H>2R ，故选项C 正确，选项D 错误；小球从A 点水平抛出时的速度v ＝2gH －4gR ，小球离开A 点后做平抛运动，则有2R ＝1
2gt 2，水平位移x ＝v t ，联立以上各式可得水平位移x ＝22RH －4R 2，选项A 错误，选项B 正确。

5、（多选）如图所示，圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时， 物块恰好滑离转台开始做平抛运动。

现测得转台半径R ＝0.6 m ，离水平地面的高度H ＝0.8 m ，物块平抛落地时水平位移的大小x ＝0.8 m ，重力加速度g ＝10 m/s 2。

设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

则：( )
A ．物块运动到达地面的时间t ＝0.4 s
B．物块做平抛运动的初速度大小v0＝2 m/s
C．物块与转台间的动摩擦因数μ＝1 3
D．物块落地点与转台圆心在地面的投影点间的距离d＝1 m
【答案】ABD
解析：由H＝
1
2gt
2得t＝0.4 s，故A正确；由x＝v0t，得v0＝2 m/s，故B正确；根据μmg＝m
v20
R，得μ＝
2
3，故C错误；d＝R
2＋x2＝1 m，故D正确。

6、(双选)宇宙飞船以周期为T绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示。

已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0。

太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的张角为α，则()
A．飞船绕地球运动的线速度为
2πR
Tsin
α
2
B．一天内飞船经历“日全食”的次数为
T
T0
C．飞船每次“日全食”过程的时间为
αT0
2π
D．飞船周期为T＝
2πR
sin
α
2
R
GMsin
α
2
【答案】AD
解析：由题意，r＝
R
sin
α
2
，故v＝
2πr
T＝
2πR
Tsin
α
2
，所以A正确；飞船每绕一圈会有一次日全食，所以一天内经历的“日全食”次数为
T0
T，故B错误；由几何关系，飞船每次“日全食”过程的时间内飞船转过的角度为α，所需时间为t＝
αT
2π，故C
错误；由G
GM
r2＝m 4π2r
T2，得T＝
2πR
sin
α
2
R
GMsin
α
2
，故D正确。

7、（多选）如图甲所示是一打桩机的简易模型。

质量m＝1 kg的物体在拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动，上升一段高度后撤去F，到最高点后自由下落，撞击钉子，将钉子打入一定深度。

物体上升过程中，机械能E与上升高度h的关系图像如图乙所示。

不计所有摩擦，g取10 m/s2()
A．拉力F的大小为12 N
B．物体上升1.0 m处的速度为2 m/s
C．撤去F后物体上升时间为0.1 s
D．物体上升到0.25 m高度处拉力F的瞬时功率为12 W
【答案】ABD
解析：由功能关系：F·h＝ΔE
得F＝ΔE
h＝
12
1N＝12 N，选项A正确。

由E＝mgh＋1
2m v
2
当h＝1 m时得v＝2 m/s，选项B正确。

撤去F后t＝v
g＝0.2 s，选项C错误。

由图线可知，当h＝0.25 m时E＝3 J，此时v′＝1 m/s 所以P＝F v′＝12 W，选项D正确。

8、关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是() A．平抛运动是匀变速曲线运动
B．匀速圆周运动是速度不变的运动
C．圆周运动是匀变速曲线运动
D．做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的
【解析】平抛运动的加速度恒定，所以平抛运动是匀变速曲线运动，A正确；平抛运动水平方向做匀速直线运动，所以落地时速度一定有水平分量，不可能竖直向下，D错误；匀速圆周运动的速度方向时刻变化，B错误；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，也就是方向时刻变化，所以不是匀变速运动，C错误．
【答案】A
9、下列说法正确的是()
A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人
B．卡文迪许测出引力常量的值．让万有引力定律有了实际意义
C．相对论和量子力学．否定了经典力学
D．天王星是通过计算发现的新天体，被人们称为“笔尖下发现的行星”
【解析】牛顿发现了万有引力定律．而卡文迪许通过实验测量并计算得出了引力常量的值，因此卡文迪许被称为“称量地球的质量”的人，故A错误，B正确；相对论与量子力学并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，有各自成立的范围，故C错误；海王星是利用万有引力定律发现的一颗行星，被人们称为“笔尖下发现的行星”，故D错误．
【答案】B
10、关于摩擦力做功，下列说法中正确的是()
A．摩擦力做功的多少跟物体运动的位移大小成正比，跟物体运动的路径无关B．滑动摩擦力总是做负功
C．静摩擦力一定不做功
D．静摩擦力和滑动摩擦力都是既可以对物体做正功，也可以对物体做负功
【解析】摩擦力(包括滑动摩擦力和静摩擦力)与其他力一样，对物体既可以做正功，也可以做负功．选项D正确，B、C错误．摩擦力做功的多少跟路径有关，这与重力做功是不同的，选项A错误．
【答案】D
二、实验或填空
2018年12月8日，“嫦娥四号”探月卫星从西昌成功发射，“嫦娥四号”飞行的路线示意图如下图所示，则
“嫦娥四号”在P点由a轨道转变到b轨道时，速度必须__ __(填“变小”或“变大”)；在Q点由d轨道转变到c轨道时，速度必须__ __(填“变小”或“变大”)；在b轨道上，通过P点的速度__ __通过R点的速度(填“大于”“等于”或“小于”)；“嫦娥四号”在C轨道上通过Q点的加速度__ __在d轨道上通过Q点的加速度(填“大于”“等于”或“小于”)。

【答案】变大、变小、大于、等于、
解析：卫星变轨类问题中从低轨到高轨需加速，从高轨到低轨需减速。

在P点从a轨到b轨要加速，速度必须变大而Q处从d轨到c轨要减速，速度必须变小。

P
点为近地点，速度大于远地点R处速度，卫星在同一点加速度a＝GM
r2相同。

三、计算类
1、（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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）
如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，B 通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg。

求A、B两球落地点间的距离。

答案：3R
解析：两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，离开轨道后两球均做平
抛运动，A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差。

对A球：3mg＋mg＝m v2A
R v A＝4gR
对B球：mg－0.75mg＝m v2B
R v B＝
1
4gR
s A＝v A t＝v A 4R
g＝4R s B＝v B t＝v B
4R
g＝R
∴s A－s B＝3R
2、(2019年沈阳四校月考)如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置．两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内，a通过最高点A时，对管壁上部的压力为3mg，b通过最高点A时，对管壁下部的压力为0.75mg，求a、b两球落地点间的距离．
【解析】两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力提供向心力，离开轨道后两球均做平抛运动，a、b两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差．
对a球：3mg＋mg＝m v a2
R v a＝4gR
对b球：mg－0.75mg＝m v b2
R v b＝
1
4gR
由平抛运动规律可得落地时它们的水平位移为：
s a＝v a t＝v a 4R
g＝4R
s b＝v b t＝v b 4R
g＝R
故a、b两球落地点间的距离为：s a－s b＝3R.【答案】3R。