人教版物理必修第二册 全册过关检测考试 阶段性检测 B卷（解析版）
一、多选题
1．如图所示，a、b两颗人造地球卫星分别在半径不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．a的周期小于b的周期 B．a的动能大于b的动能
C．a的势能小于b的势能 D．a的加速度大于b的加速度
【详解】A．根据可得，因此a的周期小于b的周期，A正确；
BC．由于两颗卫星的质量关系不知，因此动能大小以及重力势能的大小无法判断，BC错误；
D．根据可得：，因此a的加速度大于b的加速度，D正确．
故选AD。
2．如图所示，A、B、C三个不同的位置向右分别以vA、vB、vC的水平初速度抛出三个小球A、B、C，其中A、B在同一竖直线上，B、C在同一水平线上，三个小球均同时落在地面上的D点，不计空气阻力．则必须（ ）
A．先同时抛出A、B两球，再抛出C球
B．先同时抛出B、C两球，再抛出A球
C．必须满足vA＞vB＞vC
D．必须满足vA＜vB＜vC
【详解】AB．三个物体的平抛高度满足
根据
知
则要三球同时落地需要B、C两球同时抛出，A后抛出，故A错误， B正确；
CD．三球的水平位移
据
知A的初速度大于B的初速度，B的初速度大于C的初速度，即
vA＞vB＞vC
故C正确，D错误．
故选BC．
3．随着2022年北京冬奥会的脚步日益临近，越来越多的运动爱好者被吸引到冰雪运动中来，其中高台跳雪是北京冬奥会的比赛项目之一。如图甲所示，两名跳雪运动员a，b（可视为质点）从雪道末端先后以初速度之比沿水平方向向左飞出，示意图如图乙。不计空气阻力，则两名运动员从飞出至落到雪坡（可视为斜面）上的整个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．他们飞行时间之比为1:3
B．他们飞行的水平位移之比为1:9
C．他们落到雪坡上的瞬时速度方向一定相同
D．他们在空中离雪坡面的最大距离之比为1:3
【详解】A．运动员从斜面上飞出最后落在斜面上，根据几何关系有
解得
他们飞行时间之比为
选项A正确；
B．平抛运动水平方向
则
选项B正确；
C．设平抛运动落地速度方向与水平方向夹角为，则
则
则
则他们落到雪坡上的瞬时速度方向一定相同，选项C正确；
D．把运动员的运动分解为一个沿斜面方向的运动和一个垂直斜面方向的运动，由几何关系可知，运动员在垂直斜面方向上做初速度为，加速度大小为的匀减速运动，当速度减小到零时，则离斜面距离最大，为
则，他们在空中离雪坡面的最大距离之比为
选项D错误。
故选ABC。
二、单题
4．从水平匀速向左飞行的战斗机上以相等的时间间隔，依次放出三颗炸弹，不计空气阻力，则在地面上静止的人，某时刻看到的情况正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【详解】炸弹落下前和飞机具有相同的速度，落下来时不计空气阻力，由于惯性保持原来的水平速度不变，相同时间内，在水平方向上和飞机前进的距离相等，所以炸弹始终在飞机的正下方。第二和第三颗炸弹同理也始终在飞机的正下方，并且在竖直方向做初速度为零的匀变速直线运动，则在连续相等的时间间隔内位移之比为。
故选B。
5．彗星是围绕太阳运动的一种天体，哈雷彗星（下面左右两张照片的拍摄时间分别是1910年和1986年）是唯一能用裸眼直接从地球上看见的短周期的彗星，也是人一生中唯一以裸眼可能看见两次的彗星．哈雷彗星上一次回归是在1986年，而下一次回归将在2061年中，其她能以裸眼看见的彗星可能会更壮观和更美丽，但那些都是数千年才会出现一次的彗星，请估算哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球离太阳距离的（ ）
A．10倍 B．18倍 C．24倍 D．30倍
【详解】已知地球轨道的半长轴为R0，公转周期T0=1年，设哈雷彗星轨道的半长轴R′，公转周期T′，由开普勒行星运动第三定律得
由题意可知哈雷彗星的周期为
2061年-1986年=75年
代入数据解得
故选B。
6．某月球探测卫星先贴近地球表面绕地球做匀速圆周运动，此时其动能为Ek1，周期为T1；再控制它进行一系列变轨，最终进入贴近月球表面的圆轨道做匀速圆周运动，此时其动能为Ek2，周期为T2，若地球的质量为M1，月球的质量为M2，则为（ ）
A． B． C． D．
【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，设卫星质量为m，轨道半径为r1，运动线速度为v1，由万有引力提供向心力有
可得
同理可得
故
故选C。
7．如图所示，从倾角θ＝37°的斜面上，以大小为v0＝10m/s的速度，沿垂直斜面向上的方向抛出一个小球，其轨迹的最高点为P，过P点做一条竖直线，交斜面于Q点，则P、Q间的距离为（斜面足够长，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2） （ ）
A．5.4m B．6m C．6.8m D．7.2m
【详解】由于小球抛出时垂直于斜面，则抛出时竖直方向的分速度
vy=v0cos37°=8m/s
上升到最高点的时间
上升的高度
水平位移
x=v0sin 37°t=4.8m
则小球到最高点时离斜面的竖直距离
H=h+xtan37°=6.8m
故选C。
8．据报道，2009年4月29日，美国亚利桑那州一天文观测机构发现一颗与太阳系其它行星逆向运行的小行星，代号为2009HC82。该小行星绕太阳一周的时间为3.39年，直径2~3km，其轨道平面与地球轨道平面呈155°的倾斜。假定该小行星与地球均以太阳为中心做匀速圆周运动，则小行星和地球绕太阳运动的速度大小的比值为（ ）
A． B． C． D．
【详解】小行星和地球绕太阳做圆周运动，都是万有引力提供向心力，因此有
可知小行星和地球做圆周运动的半径之比和线速度之比为
因此，依题得
即
故ABC错误，D正确。
故选D。
9．如图甲，固定斜面倾角为θ，底部挡板连一轻质弹簧。质量为m的物块从斜面上某一高度处静止释放，不断撞击弹簧，最终静止。物块所受弹簧弹力F的大小随时间t变化的关系如图乙，物块与斜面间的动摩擦因数为，弹簧在弹性限度内，重力加速度为g，则（ ）
A．物块运动过程中，物块和弹簧组成的系统机械能守恒
B．物块运动过程中，t1时刻速度最大
C．物块运动过程中，t2时刻速度为零
D．最终静止时，物块受到的重力、斜面支持力和摩擦力的合力方向沿斜面向上
【详解】A．物块运动过程中，摩擦力对物块做负功，物块和弹簧组成的系统机械能不守恒，故A错误；
BC．物块在t1时刻刚接触弹簧，此时物块所受合外力仍沿斜面向下，在t1~t2时间内，物块不断压缩弹簧，所受弹力增大，合外力减小，物块做加速度减小的加速运动，当物块所受合外力减小至零时，速度最大，在t2时刻弹力最大，弹簧被压缩至最短，此时物块速度为零，故B错误，C正确；
D．由图乙可知，最终静止时，弹簧弹力不为零，根据平衡条件可知此时物块受到的重力、斜面支持力和摩擦力的合力与弹簧弹力等大反向，方向为沿斜面向下，故D错误。
故选C。
10．我国对火星的首次探测任务将于2020年正式开始实施，要实现对火星的形貌、土壤、环境、大气等的探测，研究火星上的水冰分布、物理场和内部结构等。现假想为研究火星上有关重力的实验，在火星的表面附近做一个上抛实验，将一个小球以某一初速度竖直向上抛出，测得小球相邻两次经过抛出点上方h处的时间间隔为t，作出图像如图所示，已知火星的半径为R，引力常量为G，则火星的质量为（ ）
A． B． C． D．
【详解】小球以某一初速度竖直向上抛出，测得小球相邻两次经过抛出点上方h处的时间间隔为t，由运动学规律可得
解得
结合题图可知
解得
由知
选项D正确，ABC错误。
故选D。
三、实验题
11．某同学采用如图所示的装置进行了有关“功与速度变化关系”研究的实验。其步骤如下：
①按图将实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动；
②把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重。接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D…
③测量出B、C、D、……各点与A点的距离，分别记为x1、x2、x3、……
④用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3、……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……
⑤求出B、C、D、……各点速度的大小，分别记为v1、v2、v3、……再求出它们的平方v12、v22、v32、……
⑥用纵坐标表示速度的平方v2，横坐标表示配重重力所做的功W，作出v2—W图像。针对该同学的操作，回答下列问题：（以下计算均要求保留两位小数，重力加速度g = 9.8m/s2）
（1）步骤①的目的是 。
（2）在步骤④中，该同学测得x4= 40.00cm，则配重重力所做的功W4= J
（3）该同学得到的v2—W图像如图所示。通过图像可知，打A点时对应小车的速度v0= m/s；
（4）小车的质量M = kg。
【详解】（1）[1]平衡摩擦力，使得小车受到的外力等于绳子的拉力。
（2）[2]配重重力做功为
W = mgx4 = 0.1 × 9.8 × 0.4J ≈ 0.39J
（3）[3]由图可知，纵轴截距对应的就是打A点速度的平方，因此有
v02 = 0.25m2/s2
所以有
v0 = 0.50m/s
（4）[4]根据动能定理
可得
所以图像的斜率
代入数据得
m = 0.30kg
12．研究小组利用下图甲所示装置来探究动能定理。在左端带有滑轮的长木板上放置一滑块，滑块通过细绳与小物体连接，滑块上端安装遮光片，在虚线P位置安装有光电门，遮光片经过光电门时，数字计时器会记录遮光片的挡光时间。实验步骤如下：
A．使用十分度的游标卡尺测量遮光片的宽度，如图乙所示；
B．按图组装器材，调节滑轮高度使细绳与木板平行；
C．将滑块固定在某一位置，使遮光片与O点对齐，测量O点与P点之间的距离x；
D．释放滑块，遮光片通过光电门，光电计时器记录的时间为t，得到滑块运动到虚线P位置的速度；
E.改变滑块释放的位置O，重复实验，记录多组距离x和对应的时间t；
F.整理器材，处理数据。
(1)步骤A中游标卡尺的读数为d= mm；
(2)步骤D中，滑块经过P位置时的速度大小v= （用题中字母表示）；
(3)步骤F中，该小组在坐标系中进行描点作图。应选用的坐标系为 ；
A．B．C．
(4)关于实验的操作步骤，下列说法中正确的是 ；
A．释放滑块前，需要调整木板角度平衡摩擦力
B．实验不需要小物体质量m远小于滑块的质量M
C．不需要测量小物体质量m
D．需要测量滑块的质量M
(5)本实验的误差有一部分来源于滑块速度的获取，实验中步骤D获得的速度比真实速度值 （填“偏大”、“等于”、“偏小”）。
【详解】（1）如图所示，游标卡尺的读数为
（2）滑块经过P位置时的速度大小
（3）滑块做初速度为零的匀变速直线运动，由位移速度公式
应选用的坐标系为C；
（4）AB．此实验只要求滑块的合外力不变，对于是否平衡摩擦力不影响实验，实验不需要小物体质量m远小于滑块的质量M，A错误，B正确；
CD．由滑块做匀变速度直线运动，加速度一定，则滑块受到的合外力
由动能定律可得
即
不需要测量小物体质量m和滑块的质量M，C正确，D错误。
故选BC。
（5）如下图所示
实验中步骤D获得的速度比真实速度值偏大。
四、解答题
13．如图所示，质量为m=0.1kg的小球从半径为R=0.8m的圆弧顶端无初速释放，下滑到最低点P后，做平抛运动，平抛的竖直位移h=0.2m，水平位移d=0.4m，g=10m/s2。求：
（1）小球运动到P点的瞬时速度；
（2）小球在P点瞬时对圆弧轨道的压力为多大？
【详解】（1）小球从P点开始做平抛运动，竖直方向
水平方向
d=v0t
解得
v0=2m/s
（2）小球在P点受支持力和重力mg，有
所以
由牛顿第三定律，球对轨道的压力为
14．、一个质量为m的小球，系在一根长度为1米的轻绳一端．将绳拉至水平位置后释放，求小球摆至最低点时速度为多少。
【详解】小球摆动过程中只有重力做功，根据动能定理
得出，方向水平向左
15．如图所示，在某次冬奥会自由式滑雪比赛中，我国某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上，如图所示，若斜面雪坡的倾角为θ，飞出时的速度大小为v0，不计空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为g，求：
（1）运动员在空中经历的时间；
（2）运动员落到雪坡时的速度大小和方向．
【详解】（1）根据
解得运动的时间为
（2）运动员落到斜抛上的竖直分速度
vy=gt=2v0tanθ
根据平行四边形定则知，落到斜坡上的速度为
根据
知速度与水平方向夹角的正切值为2tanθ
16．如图所示，固定的光滑直杆和光滑圆弧管道在处相切并平滑连接，为圆心，、在同一条水平线上，竖直，管道的半径为，所对应的圆心角为，一中间穿孔、直径略小于管道内径、质量为的小球，穿在直杆上。细线绕过固定在点的定滑轮，一端和小球相连，另一端与质量为的物块相连，将小球由点静止释放，当小球运动到处时，物块的速度为零，此刻细线突然断裂，小球进入管道继续运动，且到达点时速度恰好为零，已知，取，求：
（1）小球运动到点时的速度大小；
（2）物块和小球质量的比值；
（3）若在其它条件不变的情况下，仅使，求小球运动到点时对管道的作用力。
【详解】（1）绳子断裂后，小球独自从B点运动到C点，由机械能守恒定律得
代入数据得
（2）绳子断裂时，小球速度与绳垂直，由速度分解知识可得，此时M速度为0，小球从A点运动到B点过程中，系统机械能守恒，可得
代入数据解得
（3）小球由A点运动到B点过程机械能守恒，有
小球B到C点过程中机械能守恒，有
设在C点，对小球由牛顿第二定律得
代入数据解得
或
由牛顿第三定律得，小球对管的作用力大小为或，方向竖直向上。人教版物理必修第二册 全册过关检测考试 阶段性检测 B卷（学生版）
一、多选题
1．如图所示，a、b两颗人造地球卫星分别在半径不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．a的周期小于b的周期 B．a的动能大于b的动能
C．a的势能小于b的势能 D．a的加速度大于b的加速度
2．如图所示，A、B、C三个不同的位置向右分别以vA、vB、vC的水平初速度抛出三个小球A、B、C，其中A、B在同一竖直线上，B、C在同一水平线上，三个小球均同时落在地面上的D点，不计空气阻力．则必须（ ）
A．先同时抛出A、B两球，再抛出C球
B．先同时抛出B、C两球，再抛出A球
C．必须满足vA＞vB＞vC
D．必须满足vA＜vB＜vC
3．随着2022年北京冬奥会的脚步日益临近，越来越多的运动爱好者被吸引到冰雪运动中来，其中高台跳雪是北京冬奥会的比赛项目之一。如图甲所示，两名跳雪运动员a，b（可视为质点）从雪道末端先后以初速度之比沿水平方向向左飞出，示意图如图乙。不计空气阻力，则两名运动员从飞出至落到雪坡（可视为斜面）上的整个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．他们飞行时间之比为1:3
B．他们飞行的水平位移之比为1:9
C．他们落到雪坡上的瞬时速度方向一定相同
D．他们在空中离雪坡面的最大距离之比为1:3
二、单题
4．从水平匀速向左飞行的战斗机上以相等的时间间隔，依次放出三颗炸弹，不计空气阻力，则在地面上静止的人，某时刻看到的情况正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．彗星是围绕太阳运动的一种天体，哈雷彗星（下面左右两张照片的拍摄时间分别是1910年和1986年）是唯一能用裸眼直接从地球上看见的短周期的彗星，也是人一生中唯一以裸眼可能看见两次的彗星．哈雷彗星上一次回归是在1986年，而下一次回归将在2061年中，其她能以裸眼看见的彗星可能会更壮观和更美丽，但那些都是数千年才会出现一次的彗星，请估算哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球离太阳距离的（ ）
A．10倍 B．18倍 C．24倍 D．30倍
6．某月球探测卫星先贴近地球表面绕地球做匀速圆周运动，此时其动能为Ek1，周期为T1；再控制它进行一系列变轨，最终进入贴近月球表面的圆轨道做匀速圆周运动，此时其动能为Ek2，周期为T2，若地球的质量为M1，月球的质量为M2，则为（ ）
A． B． C． D．
7．如图所示，从倾角θ＝37°的斜面上，以大小为v0＝10m/s的速度，沿垂直斜面向上的方向抛出一个小球，其轨迹的最高点为P，过P点做一条竖直线，交斜面于Q点，则P、Q间的距离为（斜面足够长，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2） （ ）
A．5.4m B．6m C．6.8m D．7.2m
8．据报道，2009年4月29日，美国亚利桑那州一天文观测机构发现一颗与太阳系其它行星逆向运行的小行星，代号为2009HC82。该小行星绕太阳一周的时间为3.39年，直径2~3km，其轨道平面与地球轨道平面呈155°的倾斜。假定该小行星与地球均以太阳为中心做匀速圆周运动，则小行星和地球绕太阳运动的速度大小的比值为（ ）
A． B． C． D．
9．如图甲，固定斜面倾角为θ，底部挡板连一轻质弹簧。质量为m的物块从斜面上某一高度处静止释放，不断撞击弹簧，最终静止。物块所受弹簧弹力F的大小随时间t变化的关系如图乙，物块与斜面间的动摩擦因数为，弹簧在弹性限度内，重力加速度为g，则（ ）
A．物块运动过程中，物块和弹簧组成的系统机械能守恒
B．物块运动过程中，t1时刻速度最大
C．物块运动过程中，t2时刻速度为零
D．最终静止时，物块受到的重力、斜面支持力和摩擦力的合力方向沿斜面向上
10．我国对火星的首次探测任务将于2020年正式开始实施，要实现对火星的形貌、土壤、环境、大气等的探测，研究火星上的水冰分布、物理场和内部结构等。现假想为研究火星上有关重力的实验，在火星的表面附近做一个上抛实验，将一个小球以某一初速度竖直向上抛出，测得小球相邻两次经过抛出点上方h处的时间间隔为t，作出图像如图所示，已知火星的半径为R，引力常量为G，则火星的质量为（ ）
A． B． C． D．
三、实验题
11．某同学采用如图所示的装置进行了有关“功与速度变化关系”研究的实验。其步骤如下：
①按图将实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动；
②把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重。接通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点。从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D…
③测量出B、C、D、……各点与A点的距离，分别记为x1、x2、x3、……
④用配重受到的重力分别乘以x1、x2、x3、……，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、……
⑤求出B、C、D、……各点速度的大小，分别记为v1、v2、v3、……再求出它们的平方v12、v22、v32、……
⑥用纵坐标表示速度的平方v2，横坐标表示配重重力所做的功W，作出v2—W图像。针对该同学的操作，回答下列问题：（以下计算均要求保留两位小数，重力加速度g = 9.8m/s2）
（1）步骤①的目的是 。
（2）在步骤④中，该同学测得x4= 40.00cm，则配重重力所做的功W4= J
（3）该同学得到的v2—W图像如图所示。通过图像可知，打A点时对应小车的速度v0= m/s；
（4）小车的质量M = kg。
12．研究小组利用下图甲所示装置来探究动能定理。在左端带有滑轮的长木板上放置一滑块，滑块通过细绳与小物体连接，滑块上端安装遮光片，在虚线P位置安装有光电门，遮光片经过光电门时，数字计时器会记录遮光片的挡光时间。实验步骤如下：
A．使用十分度的游标卡尺测量遮光片的宽度，如图乙所示；
B．按图组装器材，调节滑轮高度使细绳与木板平行；
C．将滑块固定在某一位置，使遮光片与O点对齐，测量O点与P点之间的距离x；
D．释放滑块，遮光片通过光电门，光电计时器记录的时间为t，得到滑块运动到虚线P位置的速度；
E.改变滑块释放的位置O，重复实验，记录多组距离x和对应的时间t；
F.整理器材，处理数据。
(1)步骤A中游标卡尺的读数为d= mm；
(2)步骤D中，滑块经过P位置时的速度大小v= （用题中字母表示）；
(3)步骤F中，该小组在坐标系中进行描点作图。应选用的坐标系为 ；
A．B．C．
(4)关于实验的操作步骤，下列说法中正确的是 ；
A．释放滑块前，需要调整木板角度平衡摩擦力
B．实验不需要小物体质量m远小于滑块的质量M
C．不需要测量小物体质量m
D．需要测量滑块的质量M
(5)本实验的误差有一部分来源于滑块速度的获取，实验中步骤D获得的速度比真实速度值 （填“偏大”、“等于”、“偏小”）。
四、解答题
13．如图所示，质量为m=0.1kg的小球从半径为R=0.8m的圆弧顶端无初速释放，下滑到最低点P后，做平抛运动，平抛的竖直位移h=0.2m，水平位移d=0.4m，g=10m/s2。求：
（1）小球运动到P点的瞬时速度；
（2）小球在P点瞬时对圆弧轨道的压力为多大？
14．、一个质量为m的小球，系在一根长度为1米的轻绳一端．将绳拉至水平位置后释放，求小球摆至最低点时速度为多少。
15．如图所示，在某次冬奥会自由式滑雪比赛中，我国某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上，如图所示，若斜面雪坡的倾角为θ，飞出时的速度大小为v0，不计空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为g，求：
（1）运动员在空中经历的时间；
（2）运动员落到雪坡时的速度大小和方向．
16．如图所示，固定的光滑直杆和光滑圆弧管道在处相切并平滑连接，为圆心，、在同一条水平线上，竖直，管道的半径为，所对应的圆心角为，一中间穿孔、直径略小于管道内径、质量为的小球，穿在直杆上。细线绕过固定在点的定滑轮，一端和小球相连，另一端与质量为的物块相连，将小球由点静止释放，当小球运动到处时，物块的速度为零，此刻细线突然断裂，小球进入管道继续运动，且到达点时速度恰好为零，已知，取，求：
（1）小球运动到点时的速度大小；
（2）物块和小球质量的比值；
（3）若在其它条件不变的情况下，仅使，求小球运动到点时对管道的作用力。
