2025鲁科版高中物理必修第二册强化练习题--期中学业水平检测

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2025鲁科版高中物理必修第二册
期中学业水平检测
注意事项
1.本试卷满分100分,考试用时90分钟。
2.无特殊说明,本试卷中g取10 m/s2。
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内 (　　)
A.速度一定在不断地改变,加速度也一定不断地改变
B.速度一定在不断地改变,加速度可能不变
C.速度可能不变,加速度一定不断地改变
D.速度可能不变,加速度也可能不变
2.物体做自由落体运动,Ek表示动能,Ep表示重力势能,h表示下落的距离,以水平地面为零势能面。下列所示图像中能正确反映各物理量之间的关系的是 (　　)
3.“人工智能”已进入千家万户,用无人机运送货物成为现实。已知一架质量为2.5 kg的无人机从地面由静止竖直上升3 m后悬停,该过程无人机所受阻力的大小恒为5 N,则上升过程中 (　　)
A.无人机所受重力的功率保持不变
B.无人机所受的合力做正功
C.无人机的机械能增加了75 J
D.无人机的机械能减少了15 J
4.我国首批隐形战斗机已经全面投入使用。演习时,在某一高度水平匀速飞行的战斗机离目标水平距离为L时投弹(投弹瞬间炸弹相对战斗机的速度为零),可以准确命中目标。若战斗机水平飞行高度加倍,飞行速度大小减半,要求仍能命中目标,则战斗机投弹时离目标的水平距离应为(不考虑空气阻力) (　　)
A.L　　　　B.L　　　　C.L　　　　D.L
5.如图所示,重物沿竖直杆下滑,并通过绳子带动小车沿斜面升高,则当滑轮右侧的绳子与竖直方向成θ角且重物下滑的速度为v时,小车的速度为 (　　)
A.v cos θ　　　　B.v sin θ
C.　　　　D.v tan θ
6.在竖直墙壁上悬挂一镖靶,某人站在离墙壁一定距离的某处,先后将两只飞镖A、B由同一位置水平掷出,两只飞镖落在靶上的状态如图所示(侧视图),若不计空气阻力,下列说法中正确的是 (　　)
A.A镖比B镖在空中的运动时间长
B.A、B镖的位移方向相同
C.A、B镖的速度变化方向可能不同
D.A镖掷出时的初速度比B镖掷出时的初速度大
7.辕门射戟,最早出自《三国志·吕布传》,是吕布为了阻止袁术击灭刘备所使的计谋。吕布欲用弓箭射穿距离自己一百五十步外方天画戟中的小孔,假设箭水平射出,忽略空气阻力,下列说法正确的是 (　　)
A.箭在飞行过程中加速度一定改变
B.箭射出位置一定要高于小孔的下边缘
C.箭有可能水平穿过小孔
D.箭在飞行过程中重力的功率一定不变
8.如图为某节能运输系统的简化示意图。其工作原理为:货箱在轨道顶端A时,自动将货物装入货箱,然后货箱载着货物沿粗糙轨道无初速度下滑,接着压缩轻质弹簧,当弹簧被压缩至最短时,立即锁定并自动将货物卸下,卸完货物后随即解锁,货箱恰好被弹回到顶端A,此后重复上述过程。若弹簧为自由长度时上端对应轨道的位置是B,货箱可看作质点,则下列说法正确的是 (　　)
A.货箱每次运载货物的质量不一定相等
B.货箱由A到B和由B到A的过程中克服轨道摩擦力做的功相等
C.货箱由A到B过程中增加的动能小于货箱由B到A过程中减小的动能
D.货箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是 (　　)
　　
　　
A.图甲中,船相对水垂直河岸匀速行驶,水流速度越大,渡河时间越长
B.图乙中,质点的运动轨迹已知,若该质点在y轴方向做匀速运动,则在x轴方向做加速运动
C.图丙中,篮球经过P时所受合力可能沿图示方向
D.图丁中,若用小锤用力敲击弹性金属片,a球与b球应同时落地
10.如图所示,A、D两点分别是斜面的顶端、底端,B、C是斜面上的两个点,LAB=LBC=LCD,E点在D点正上方并与A点等高,从E点以一定水平速度抛出质量相等的两个小球,球1落在B点,球2落在C点,球1和球2从抛出到落在斜面上的过程中,下列判断正确的是(不计空气阻力) (　　)
A.两球运动的时间之比为1∶
B.两球抛出时初速度大小之比为2∶1
C.两球重力做功之比为1∶2
D.两球动能增加量之比为1∶3
11.如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接,另一端与物体A相连,物体A静止于光滑水平桌面上,右端接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连。开始时用手托住B,让细线恰好伸直,然后由静止释放B,直至B获得最大速度。下列有关该过程的分析正确的是 (　　)
A.A与B组成的系统机械能不守恒
B.B物体机械能的减少量等于它所受重力与拉力做功之和
C.B物体机械能的减少量等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量
D.细线拉力对A物体做的功等于A物体机械能的增加量
12.放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6 s内其速度与时间关系图像和该拉力的功率与时间关系图像如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.0~6 s内物体的位移大小为12 m
B.0~6 s内拉力做功70 J
C.物体的质量为10 kg
D.滑动摩擦力的大小为5 N
三、非选择题(本题共6小题,共60分)
13.(6分)假设航天员登陆某星球用小球做了一个平抛运动实验(小球可视为质点),并用频闪照相机记录了小球做平抛运动的部分轨迹,且已知平抛初速度为5 m/s。将相片放大到实际大小后在水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系,A、B、C为小球运动中的3个连续的记录点,A、B和C点的坐标分别为(0,0)、(0.50 m,0.25 m)和(1.00 m,0.75 m)。则:
(1)频闪照相机的频闪频率为　　　Hz;
(2)该星球表面重力加速度为　　　m/s2;
(3)小球开始做平抛运动的初始位置坐标为x=　　　m,y=　　　m。(结果保留两位有效数字)
14.(8分)某同学根据机械能守恒定律,设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。
(1)如图(a)所示,将轻质弹簧下端固定于铁架台,在上端的托盘中依次增加砝码,测量相应的弹簧长度,部分数据如表。由表中数据算得该弹簧的劲度系数k=　　　　N/m。(g取9.80 m/s2)
砝码质量/g 50 100 150
弹簧长度/cm 8.62 7.63 6.66
　　
(2)取下弹簧,将其一端固定于气垫导轨左侧,如图(b)所示;调整导轨,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小　　　　。
(3)用滑块压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x;释放滑块,记录滑块脱离弹簧后的速度v。释放滑块过程中,弹簧的弹性势能转化为　　　　　　。
(4)重复(3)中的操作,得到v与x的关系图如图(c)所示,由图(c)可知,v与x成　　　　关系。由上述实验可得结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的　　　　　　　　成正比。
15.(10分)如图所示,质量M=50 kg的运动员在进行体能训练时,腰部系着一不可伸长的轻绳,绳另一端连接质量m=11 kg的轮胎。当运动员由静止开始沿水平跑道匀加速奔跑时,绳的拉力大小为70 N,绳与跑道间的夹角为37°,5 s末绳突然断裂。轮胎与跑道间的动摩擦因数μ=0.5,不计空气阻力,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
(1)运动员的加速度大小;
(2)3 s末运动员克服绳拉力做功的功率;
(3)整个过程中轮胎克服摩擦力做的功。
16.(10分)某砂场为提高运输效率,研究砂粒下滑的高度与砂粒在传送带上运动的关系,建立如图所示的物理模型。竖直平面内有一倾角θ=37°的直轨道,其下方右侧放置一水平传送带。轴间距L=2 m的传送带保持逆时针方向匀速运行,水平传送带距离地面的高度为H=3 m。现将一小物块放在距离传送带高h处的A点静止释放,假设小物块从直轨道上的B端运动到传送带上的C点时,速度大小不变,方向变为水平向右。已知小物块与直轨道和传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5。(sin 37°=0.6)
(1)若h1=2.4 m,求小物块到达B端时速度的大小;
(2)若h2=6 m,求小物块落地点到D点的水平距离x。
17.(12分)质量为m的重物在起重机的作用下由静止开始沿竖直方向加速上升。已知起重机功率恒定,加速度a与速度倒数的关系图像如图所示,重物的速度为v1时对应的加速度为a1,不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)重物的最大速度;
(2)起重机的功率;
(3)若重物速度从v1到2v1的过程,平均速度为v2,则经历的时间间隔t。
18.(14分)某同学正对篮板起跳投篮,球出手后斜向上抛出,如图所示,出手时速度v0的方向与水平方向的夹角θ=53°,篮球恰好垂直击中篮板,反弹后速度沿水平方向,而后进入篮筐。球刚出手时,球心O点离地的高度h1=2.25 m,篮球击中篮板的位置离地的高度为h2=3.5 m、离篮筐的高度为h3=0.45 m,篮筐的直径d1=0.45 m,篮板与篮筐的最小距离l=0.15 m,篮球的直径d2=0.24 m,不考虑空气阻力和篮球的转动。已知篮板平面保持竖直且与篮筐所在平面垂直,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:
(1)篮球击中篮板时的速度大小;
(2)篮球在O点时的速度v0大小;
(3)要使篮球落入篮筐而进球(即球心下降到篮筐所在平面时,球未与篮圈接触),篮球打板后反弹的速度范围。
答案全解全析
1.B　物体做曲线运动,其速度方向一定变化,即速度一定发生变化,物体一定受力的作用,若所受力为恒力,则加速度不变,反之,则加速度变化,故B正确。
2.B　设物体的质量为m,开始时重力势能为E0,则有Ep=E0-Ek=E0-mv2=E0-mg2t2=E0-mgh。综上可知只有B正确。
3.C　无人机从地面由静止竖直上升3 m后悬停,可知无人机先做加速运动后做减速运动,直至速度为零,故无人机所受重力的功率先增大后减小,故A错误;无人机先做加速运动后做减速运动,直至速度为零,根据动能定理可知无人机所受的合力先做正功后做负功,做的总功为零,故B错误;根据能量守恒,无人机的机械能增加了ΔE=mgh=2.5×10×3 J=75 J,故C正确,D错误。
4.B　炸弹被投下后做平抛运动,在水平方向上的分运动为匀速直线运动,在竖直方向上的分运动为自由落体运动,所以在竖直方向上,h=gt2,解得t=,在水平方向上,L=v0t=v0,可知,当战斗机飞行的高度加倍,飞行速度大小减半时,炸弹的水平位移变为原来的,所以战斗机投弹时距离目标的水平距离应为L,B正确。
5.A　将重物的速度按图示两个方向分解,绳子的速率为v绳=v cos θ,而小车速率等于绳子的速率,则有小车的速率为v车=v绳=v cos θ,故A正确。
6.D　飞镖B下落的高度大于飞镖A下落的高度,根据h=gt2得t=,B下降的高度大,则B镖的运动时间长,故A错误;两飞镖平抛的起点相同,而落点不同,则由起点指向落点的位移方向不同,故B错误;因为A、B镖都做平抛运动,速度变化量的方向与加速度方向相同,均竖直向下,故C错误;因为水平位移相等,B镖的运动时间长,则B镖的初速度小,故D正确。故选D。
7.B　忽略空气阻力,箭在飞行过程中只受重力作用,加速度为重力加速度,保持不变,故A错误;箭在空中做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,可知箭穿过方天画戟中的小孔时,竖直方向上有向下的位移,故箭射出位置一定要高于小孔的下边缘,故B正确;箭穿过方天画戟中的小孔时,竖直方向的速度不为零,故箭不可能水平穿过小孔,故C错误;箭在飞行过程中,竖直方向做自由落体运动,箭在竖直方向上的速度逐渐增大,根据PG=mgvy可知箭在飞行过程中重力的功率不断增大,故D错误。
8.C　根据动能定理,从顶端A到弹簧被压缩至最短的过程,有(M+m)gL sin θ-μ(M+m)gL cos θ-W弹=0,从解锁瞬间到回到顶端A,有-MgL sin θ-μMgL cos θ+W弹=0,联立解得货物质量m=,其中M为货箱质量,故货箱每次运载货物的质量一定相等,故A错误;货箱上滑与下滑过程中,位移大小相等,但摩擦力大小不同,故摩擦力做的功不相等,货箱克服摩擦力做的功不相等,故B错误;货箱由A到B过程中增加的动能ΔEk=MgLAB sin θ-μMgLAB cos θ,货箱由B到A过程中减小的动能ΔEk'=MgLAB sin θ+μMgLAB cos θ,故C正确;根据能量守恒可知,货箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能和克服摩擦力做功产生的热,故D错误。
9.BD　图甲中,船相对水垂直河岸匀速行驶,根据t=可知渡河时间与水流速度无关,故A错误;图乙中,质点的运动轨迹已知,若该质点在y轴方向做匀速运动,可知质点受到的合力方向沿x轴正方向,则在x轴方向做加速运动,故B正确;图丙中,篮球经过P时合力方向与速度方向的夹角应大于90°,所受合力不可能沿图示方向,故C错误;图丁中,若用小锤用力敲击弹性金属片,由合运动和分运动的等时性可知,a球与b球应同时落地,故D正确。
10.ABC　根据h=gt2可知t=,由于LAB=LBC=LCD,根据几何关系可知球1下落的高度为球2下落高度的一半,则可以解得两球运动的时间之比为1∶,故A正确;水平方向上有x=v0t,结合上述分析解得v0=x,由于LAB=LBC=LCD,根据几何关系可知球1下落的高度为球2下落高度的一半,球1水平方向上的分位移为球2水平分位移的两倍,可以解得两球抛出时初速度之比为2∶1,故B正确;球1下落的高度为球2下落高度的一半,两球质量相等,根据WG=mgh可知,两球重力做功之比为1∶2,故C正确;根据动能定理有WG=mgh=ΔEk,则两球动能增加量之比为1∶2,故D错误。
11.AC　由于弹簧对A与B组成的系统的弹力做负功,则A与B组成的系统机械能减小,减小的机械能转化为弹簧的弹性势能,因此A与B组成的系统机械能不守恒,A正确;细线的拉力对B物体做负功,B物体的机械能减少,因此B物体机械能的减少量等于它克服细线拉力做的功,B错误;根据上述分析可知,A、B物体与弹簧构成的系统机械能守恒,即B物体机械能的减少量等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量,C正确;细线拉力对A做正功,弹簧弹力对A做负功,则细线拉力对A物体做的功与弹簧弹力做功之和等于A物体机械能的增加量,D错误。故选A、C。
12.BCD　0~6 s内物体的位移大小等于v-t图像中图线与时间轴所包围的面积,即x= m=10 m,A错误;0~2 s内拉力做的功W1=t1=×2 J=30 J,2~6 s内拉力做的功W2=P2t2=10×4 J=40 J,所以0~6 s内拉力做的总功W=W1+W2=70 J,B正确;在2~6 s内,v2=2 m/s,P2=10 W,物体做匀速直线运动,F2=f,则滑动摩擦力f=F2== N=5 N,当P1=30 W时,v1=2 m/s,得到牵引力F1== N=15 N,在0~2 s内,物体做匀加速直线运动,加速度a==1 m/s2,由牛顿第二定律可得:F1-f=ma,解得m=10 kg,C、D正确。
13.答案　(1)10(1分)　(2)25(1分)　(3)-0.25(2分)　-0.031(2分)
解析　(1)平抛运动在水平方向上为匀速直线运动,有T==0.1 s,所以频闪照相机的频闪频率为f==10 Hz。
(2)根据Δy=g'T2可得
g'== m/s2=25 m/s2。
(3)小球在B点的竖直分速度
vBy== m/s=3.75 m/s
则抛出点到B点的竖直距离
h== m=0.281 25 m
小球到达B点的时间tB== s=0.15 s
则抛出点的纵坐标为
y=-(0.281 25-0.25) m=-0.031 25 m≈-0.031 m
抛出点的横坐标为
x=-(v0tB-xB)=-(5×0.15-0.5) m=-0.25 m。
14.答案　(1)50(2分)　(2)相等(2分)　(3)滑块的动能(2分)　(4)正比(1分)　压缩量的平方(1分)
解析　(1)由k== N/m=50 N/m。
(2)调整气垫导轨水平,使滑块自由滑动时,通过两个光电门的速度大小相等。
(3)根据机械能守恒定律知,释放滑块后,弹簧的弹性势能转化为滑块的动能。
(4)由题图(c)可知,v与x成正比,即v=kx,则Ep=Ek=mv2=mk2x2,可得出结论:对同一根弹簧,弹性势能与弹簧的压缩量的平方成正比。
15.答案　(1)2 m/s2　(2)336 W　(3)1 400 J
解析　(1)运动员拉着轮胎匀加速奔跑时,运动员的加速度等于轮胎的加速度。对轮胎,由牛顿第二定律得
T cos 37°-Ff=ma,FN+T sin 37°=mg (2分)
又因为Ff=μFN (1分)
解得a=2 m/s2。 (1分)
(2)3 s末运动员的速度为v=at1=6 m/s(1分)
3 s末运动员克服绳子拉力做功的功率
P=Tv cos 37°=336 W。 (1分)
(3)在加速过程中,轮胎的位移为x=at2=25 m(1分)
全过程对轮胎由动能定理得WT+Wf=0 (2分)
则Wf=-WT=-Tx cos 37°=-1 400 J(1分)
所以整个过程中轮胎克服摩擦力做的功为1 400 J。
16.答案　(1)4 m/s　(2)2 m
解析　(1)小物块由A到B的过程,根据动能定理有
mgh1-μmg cos θ·=m (2分)
解得vB=4 m/s。 (1分)
(2)若h2=6 m,对小物块从A到C的过程根据动能定理有
mgh2-μmg cos θ·=m　 (2分)
小物块从C到D过程根据运动学公式得
-=2μgL (2分)
小物块从D点滑出后做平抛运动,则有
H=gt2,x=vDt (2分)
联立解得x=2 m。 (1分)
17.答案　(1)　(2)m(a1+g)v1　(3)
解析　(1)由a-图像可得图线斜率k==(a1+g)v1 (2分)
由数学知识知,a-图像的表达式为a=(a1+g)v1×-g (1分)
当a=0时,重物的速度最大,解得vm=。 (2分)
(2)根据牛顿第二定律和瞬时功率公式可得F-mg=ma,P=Fv
解得a=·-g (1分)
结合图像可得k=(a1+g)v1= (1分)
解得功率为P=m(a1+g)v1。 (1分)
(3)重物速度在从v1到2v1的过程,由动能定理有
Pt-mgv2t=m(2v1)2-m (2分)
解得t==。 (2分)
18.答案　(1)3.75 m/s　(2)6.25 m/s　(3)0.5 m/s≤v≤1.2 m/s
解析　(1)依题意,可以把篮球斜向上抛出后垂直击中篮板的运动看成反向的平抛运动,则有
2g(h2-h1)= (2分)
抛出时有tan 53°= (1分)
解得vx=3.75 m/s。 (1分)
(2)抛出时有
cos 53°= (2分)
解得v0=6.25 m/s。 (1分)
(3)篮球打板后反弹,做平抛运动,有
h3=gt2 (1分)
篮球反弹后速度最小时,有
l=vmint (2分)
篮球反弹后速度最大时,有
l+d1-d2=vmaxt (2分)
则篮球打板后反弹的速度范围为
vmin≤v≤vmax (1分)
联立可得0.5 m/s≤v≤1.2 m/s。 (1分)
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