2023-2024学年度鲁科版物理选必修2全册过关综合性考试C卷(后附解析）

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2023-2024学年度 鲁科版物理选必修2 全册过关综合性 考试C卷
试卷后附解析
考试范围：xxx；考试时间：75分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
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）
请添加修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．下列说法中正确的是（　　）
A．做曲线运动的物体速度必定变化
B．速度变化的运动必定是曲线运动
C．加速度恒定的运动不可能是曲线运动
D．外力变化的运动必定是曲线运动
2．如图所示，火星和地球都在围绕太阳旋转，其运行轨道均为椭圆，根据开普勒定律可知（　　）
A．火星绕太阳运动过程中，速率不变
B．火星绕太阳运行一周的时间比地球的长
C．地球靠近太阳的过程中，运行速率将减小
D．火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大
3．智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱。如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为0.5kg，绳长为0.5m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2m。水平固定好腰带。通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可看作不动，重力加速度g取10m/s2，，下列说法正确的是（　　）
A．当从37°增加到53°时，配重的周期变小 B．当稳定在37°时，配重的角速度为5rad/s
C．若增大转速，腰带受到的合力变大 D．若增大配重的线速度，则角速度变小，变大
4．如图所示，甲、乙两车用轻弹簧相连静止在光滑的水平面上，现在同时对甲、乙两车施加等大反向的水平的水平恒力F1，F2，使甲、乙同时由静止开始运动，在以后的运动过程中，对甲、乙两车及弹簧组成的系统（假定整个过程中弹簧均在弹性限度内），正确的说法是（　　）
A．系统受到外力作用，动能不断增大
B．弹簧伸长到最长时，系统的机械能最大
C．恒力对系统一直做正功，系统的机械能不断增大
D．两车的速度减小到零时，弹簧的弹力大小一定大于外力F1、F2的大小
5．像一切科学一样，经典力学没有也不会穷尽一切真理，它也有自己的局限性。下列说法正确的是（ ）
A．量子论和狭义相对论否定了经典力学
B．牛顿的万有引力理论适用于白矮星表面
C．相对论适用于任何情况下的任何物体
D．狭义相对论是时空观发展史上的一次大变革
6．由教育部深空探测联合研究中心组织，重庆大学等高校合作的“多段式多功能载运月球天梯概念研究”，图甲是“天梯”项目海基平台效果图，是在赤道上建造重直于水平面的“太空电梯”，宇航员乘坐太空舱通过“太空电梯”直通地球空间站。图乙中为宇航员到地心的距离，为地球半径，曲线为地球引力对宇航员产生的加速度大小与的关系；直线为宇航员由于地球自转而产生的向心加速度大小与的关系，关于相对地面静止在不同高度的宇航员，下列说法正确的是（　　）
A．宇航员的线速度随着的增大而减小
B．图乙中为地球同步卫星的轨道半径
C．宇航员在处的线速度等于第一宇宙速度
D．宇航员感受到的“重力”随着的增大而增大
7．2019年12月7日，“长征三号”运载火箭在中国文昌发射场发射升空，将卫星送入预定轨道。图为该卫星绕地球运动示意图，测得卫星在t时间内沿逆时针从P点运动到Q点，这段圆弧对应的圆心角为θ。已知地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，则该卫星运动的（　　）
A．线速度为 B．周期为
C．向心加速度为 D．轨道半径为
评卷人得分
二、多选题
8．如图甲所示，轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴O上，O轴的正下方有一速度传感器，可以测量小球通过最低点时的速度大小v，O轴处有一力传感器，可以测量小球通过最低点时O轴受到的杆的作用力F的大小，得到的图像如图乙所示。重力加速度，则（　　）
A．小球的质量为 B．小球的质量为
C．小球重心到O轴的距离为 D．小球重心到O轴的距离为
9．如图所示，光滑半球的半径为R，球心为O，固定在水平面上，其上方有一个光滑曲面轨道AB，高度为。轨道底端水平并与半球顶端相切。质量为m的小球由A点静止滑下。小球在水平面上的落点为C（重力加速度为g），则（　　）
A．将沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点
B．小球将从B点开始做平抛运动到达C点
C．OC之间的距离为R
D．小球从A运动到C的时间等于（1+）
10．为适应国民经济发展的需要，我国铁路正式实施第七次提速。火车转弯可以看成是做匀速圆周运动，火车速度提高易使外轨受损。为避免火车高速转弯时外轨受损，你认为理论上可行的措施是（　　）

A．仅减小弯道半径 B．仅增大弯道半径
C．仅适当减小内、外轨道的高度差 D．仅适当增加内、外轨道的高度差
11．如图所示为竖直平面内的直角坐标系。一质量为m的质点，在恒力F和重力的作用下，从坐标原点O以一定初速度（不为零）开始沿直线ON斜向下做直线运动，直线ON与y轴负方向成θ角(θ<45°)。不计空气阻力，则以下说法正确的是（ ）
A．恒力F的大小不可能为mg
B．当F=2mg时，质点动能可能减小
C．当F=mgsinθ时，质点的机械能守恒
D．当F=mgtanθ时，质点的机械能可能减小也可能增大
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．某同学用如图甲所示装置结合频闪照相研究平抛运动。重力加速度。
（1）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，如图中y图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是 。
A．B．
C．D．
（2）让小球从斜槽上合适的位置由静止释放，频闪照相得到小球的位置如图乙所示，A、B、C是相邻三次闪光小球成像的位置，坐标纸每小格边长为5cm，则小球从槽口抛出的初速度大小为v0= m/s，小球运动到B点的速度= m/s，B点离抛出点的水平距离x= m。
13．“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平，回答下列问题：

（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要 。
A．毫米刻度尺 B．秒表 C．约为的交流电源 D．的交流电源
（2）以下释放纸带的操作正确的是 。

（3）质量的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，相邻计数点的时间间隔为。根据图像数据，可以测出打下计数点6时重锤的速度，从打下计数点1到打下计数点6的过程中，重锤重力势能的减小量 J，动能的增加量 J。（取，结果保留2位有效数字）

评卷人得分
四、解答题
14．地球绕太阳公转的轨道半径为1.49×1011 m，公转的周期是3.16×107 s，太阳的质量是多少？
15．简化的赛道如图所示，其中MN为助滑区，水平部分NP为起跳台，MN与NP间平滑连接。可视为质点的运动员从M点由静止自由滑下，落在足够长的着陆坡上的Q点。运动过程中忽略摩擦和空气阻力，g取。
(1)M到Q的过程中，运动员的速度大小为v、加速度大小为a，下列图或图正确的是（　　）
A． B．
C． D．
(2)要求运动员离开起跳台时的速度不低于，则MN的高度至少为 m。在现有的赛道上，若运动员希望增大起跳的速度，可以采取的办法是 。
(3)已知着陆坡的倾角，运动员沿水平方向离开起跳台的速度，他在空中可以有 s的时间做花样动作。若起跳速度提高到，则运动员落到着陆坡时的速度与坡道的夹角将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
(4)甲、乙两名运动员先后在同一赛道上比赛，若空气阻力不可忽略，固定在着陆坡上的传感器测出他们在竖直方向的速度与时间t的变化关系如图所示（均从离开P点开始计时）。图中、分别是甲、乙运动员落在着陆坡上的时刻，两条图线与t轴之间所围的面积相等，则（　　）
A．甲、乙的落点在同一位置
B．甲的落点在乙的右侧
C．该过程中甲的平均速度一定大于乙
D．的时刻，甲所受空气阻力的竖直分量大于乙所受空气阻力的竖直分量
16．如图所示，半径R=0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点，O为圆弧圆心，D为圆弧最低点．斜面体ABC固定在地面上，顶端B安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮（不计滑轮摩擦）分别连接小物块P、Q（两边细绳分别与对应斜面平行），并保持P、Q两物块静止．若PC间距为L1=0.25m，斜面MN足够长，物块Q质量m=4kg，与MN间的动摩擦因数μ=，求：（sin=0.6，cos=0.8）
（1）烧断细绳后，物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小；
（2）物块P第一次过M点后0.3s到达K点，则MK间距多大；
（3）物块P在MN斜面上滑行的总路程．
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
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(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．A
解析：A．做曲线运动的物体速度方向一定改变，即速度必定变化，故A正确；
B．速度变化的运动也可能速度方向不变而大小变化的直线运动，不一定是曲线运动，故B错误；
C．加速度恒定的运动也可能是曲线运动，只要加速度方向始终不与速度共线即可，故C错误；
D．外力变化有可能方向始终与速度方向共线，只是外力大小变化，此时物体做直线运动，故D错误。
答案：A。
2．B
解析：AD．根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，故A、D错误；
B．根据开普勒第三定律，由于火星的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故B正确；
C．行星由远日点向近日点运动时，其速率将增大，故C错误。
答案：B。
3．A
解析：C．运动过程中，腰带可看做不动，则处于平衡状态，合力始终为零，故C错误；
B．对配重，由牛顿第二定律得
解得
当当稳定在37°时，解得
故B错误；
A．根据得当时
可知角速度增大，根据
知周期变小，故A正确；
D．根据以上分析知，当变大，角速度变大，运动半径也变大，则线速度变大，故D错误。
答案：A。
4．B
解析：AD．在拉力作用下，甲、乙开始做加速运动，弹簧伸长，弹簧弹力变大，物体甲、乙受到的合力变小，物体加速度变小，物体做加速度减小的加速运动，当弹簧弹力等于拉力时物体受到的合力为零，速度达到最大，之后弹簧弹力大于拉力，两物体减速运动，直到速度为零时，弹簧伸长量达最大；之后两物体反向加速减速，当返回速度再次为零时，弹簧的弹力大小小于外力F1、F2的大小，系统的动能反复先增大后减小，故AD错误；
BC．在开始过程中，恒力对系统做正功，系统机械能增加，甲、乙先做加速度减小的加速运动之后又做加速度增大的减速运动，速度减为零时，弹簧伸长最长，系统的机械能最大；弹簧伸长到最长后，甲、乙两车开始反向，先做加速后做减速运动，恒力对系统做负功，系统的机械能减少，故B正确，C错误；
答案：B。
5．D
解析：相对论和量子论的出现不是否定原有经典力学，而是明确经典力学只在一定条件下适用，白矮星由于引力极大，万有引力不能解释，相对论和经典力学一样不是任何条件都适用，答案：D。
6．B
解析：A．相对地面静止在不同高度的宇航员，角速度相同都等于地球的自转角速度，宇航员的线速度，随着r增大线速度v增大，故A错误；
B．当r=r0时，引力加速度正好等于宇航员做圆周运动的向心加速度，即万有引力提供做圆周运动的向心力，所以宇航员相当于卫星，此时宇航员的角速度跟地球的自转角速度一致，可以看作是地球的同步卫星，即r0为地球同步卫星的轨道半径，故B正确；
C．宇航员在r=R处是在地面上，除了受到万有引力还受到地面的支持力，线速度远小于第一宇宙速度，故C错误；
D．宇航员乘坐太空舱在“太空电梯”的某位置时，由牛顿第二定律可得
其中FN为太空舱对宇航员的支持力，宇航员感受的“重力”为
其中：a引为地球引力对宇航员产生的加速度大小，a向为地球自转而产生的向心加速度大小，由图可知：在时，（a引-a向）随着r增大而减小，宇航员感受的“重力”随r的增大而减小；在r＞r0时，（a引-a向）随着r增大而反向增大，宇航员感受的“重力”随r的增大而增大，故D错误。
答案：B。
7．A
解析：AD．由牛顿第二定律
解得
A正确，D错误；
B．由 和 得， ，B错误；
C．由
解得，C错误。
答案：A。
8．BC
解析：AB．由图可知，在最低点小球的速度为零时
F=mg=3N
可知
m=0.3kg
选项A错误，B正确；
CD．根据
可知
可得
R=0.5m
选项C正确，D错误。
答案：BC。
9．BC
解析：如果小球在B点的速度足够大，则小球从B点开始做平抛运动，如果速度较小则会沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点。
AB．小球从A点由静止滑到B点，根据机械能守恒
得
小球在B开始做平抛运动的临界条件
得
由v=知小球从B点开始就做平抛运动，故A错误，B正确；
C．小球从B点开始做平抛运动，由平抛运动规律
，
将代入解得
故C正确；
D．小球从B运动到C的时间，竖直方向自由落体运动
可得
从A到B不是自由落体，时间，因此小球从A运动到C的时间不等于（1+），故D错误。
答案：BC。
10．BD
解析：AB．火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略离于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压，此时，重力与支持力的合力提供向心力，如图

当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差。
答案：BD。
11．BCD
解析：C．物体做直线运动，则合力和运动方向共线，若合力方向与速度共向，则恒力最小为
此时的方向与速度方向垂直不做功，只有重力做功，质点的机械能守恒，选项C正确；
A．合力方向和速度共向时，恒力的最大值没有限制，所以恒力有可能等于重力，选项A错误；
D．当恒力与重力垂直，即时，合力不可能与速度反向，所以恒力如下图 所示，水平向右，与速度夹角小于做正功，质点的机械能增加，但是根据对称性也可能在的左边，则做负功，故机械能减少，选项D正确；
B．当恒力等于时，合力可能与速度共向也可能反向，所以质点动能有可能减小，选项B正确。
答案：BCD。
12． C 1.5 2.5 0.3
解析：（1）[1]小球运动轨迹为抛物线时小球做平抛运动，当取x轴正方向和y轴正方向坐标系时，此时水平位移和竖直方向位移有
，
联立解得
可得此时y-x2图像为一条过原点的直线。
答案：C。
（2）[2]小球在竖直方向为自由落体运动，设频闪照相闪光时间间隔为，根据匀变速运动推论可得竖直方向有
解得
水平方向做匀速直线运动可得初速度大小为
[3]根据匀变速运动推论到达B点时的竖直方向速度为
小球运动到B点的速度
[4]小球从抛出点到B点所用的时间为
B点离抛出点的水平距离为
13． AD/DA D 0.37 0.34
解析：（1）[1]AB．需要用刻度尺测量纸带上点间的长度，打点计时器本身有计时功能，所以不需要秒表，故A正确，B错误；
CD．图中有复写纸，可知图中为电火花打点计时器，所以使用约为220V的交流电源，故C错误，D正确；
答案：AD。
（2）[2]释放时物体尽可能靠近打点计时器，且保持纸带竖直状态，以减小摩擦。
答案：D。
（3）[3]从打下计数点1到打下计数点6的过程中，重锤下降高度为
则重锤重力势能的减小量
[4]打下计数点1时重锤的速度
则动能的增加量
14．1.96×1030 kg
解析：根据牛顿第二定律得
F向＝ma向＝m()2r
又因为F向是由万有引力提供的，所以
F向＝F万＝G
联立可得：
M＝＝kg＝1.96×1030 kg
15．(1)C
(2) 5 使用助力器
(3) 1.5 不变
(4)AC
解析：（1）CD．运动员在MN助滑区做匀加速直线运动，令倾角为，则加速度为
运动员在水平NP起跳台上做匀速直线运动，加速度为0，运动员在离开起跳台P点后做平抛运动，加速度为g，此时加速度大于，故C正确，D错误；
AB．运动员在MN助滑区做匀加速直线运动，结合上述有
速度大小与时间成正比，运动员在水平NP起跳台上做匀速直线运动，速度大小不变，令为，运动员在离开起跳台P点后做平抛运动，则有
可知， 过程，速度与时间并不是线性关系，图像为曲线，故AB错误。
答案：C。
（2）[1]要求运动员离开起跳台时的速度不低于，令MN的高度至少为h，结合上述有
解得
h=5m
[2]在现有的赛道上，若运动员希望增大起跳的速度，需要增大其运动的加速度，即可以采取的办法是使用助力器。
（3）[1]令运动员落点的位移为，根据平抛运动的规律有
，
解得
[2]令运动员落到着陆坡时的速度与坡道的夹角为，则有
可知，运动员落到着陆坡时的速度与坡道的夹角为的正切值等于斜坡倾角正切值的两倍，即运动员落到着陆坡时的速度与坡道的夹角为为一个定值，可知，若起跳速度提高到，则运动员落到着陆坡时的速度与坡道的夹角将不变。
（4）AB．图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示竖直分位移，由于两条图线与t轴之间所围的面积相等，表明运动员着陆时的竖直分位移相等，即甲、乙的落点在同一位置，故A正确，B错误；
C．平均速度等于总位移与总时间的比值，甲、乙的落点在同一位置，位移相等，根据
，
由于
则有
故C正确；
D．图像中，图像斜率的绝对值表示运动员竖直方向的加速度大小，根据图像可知，的时刻，甲图像的斜率大于乙图像的斜率，即此时，甲竖直方向的加速度大于乙竖直方向的加速度，根据
，
解得
，
根据上述有
则有
由于两运动员质量关系不确定，则两运动员所受空气阻力的竖直分量大小关系也不确定，故D错误。
答案：AC。
16．（1）78N（2）0.17m（3）1.0m
解析：(1)滑块由P到D过程，由动能定理，得：
mgh=
根据几何关系，有：
h=L1+R（1﹣）
在D点，支持力和重力的合力提供向心力，则有：
FD﹣mg=
代入数据解得：
FD=78N
由牛顿第三定律得，物块P对轨道的压力大小为78N．
(2)PM段，根据动能定理，有：
m1gL1=
代入数据解得：
vM=2m/s
沿MN向上运动过程，根据牛顿第二定律，得到：
a1=g+μg=10m/s2
根据速度时间公式，有：
vM=a1t1
代入数据解得：
t1=0.2s
所以t1=0.2s时，P物到达斜面MN上最高点，故返回过程，有：
沿MN向下运动过程，根据牛顿第二定律，有：
a2=g﹣μg=6m/s2
故，根据运动学公式，有：
xMK=
即MK之间的距离为0.17m．
(3)最后物体在CM之间来回滑动，且到达M点时速度为零，对从P到M过程运用动能定理，得到：
mgL1﹣μmgL1L总=0
代入数据解得：
L总=1.0m
即物块P在MN斜面上滑行的总路程为1.0m．
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页