教科版 高中物理必修二 寒假复习题（解析版）

绝密★启用前
教科版 高中物理 必修二 寒假复习题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
分卷I
一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)
1.“套圈圈”是老少皆宜的游戏，如图，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度v1、v2抛出铁丝圈，都能套中地面上同一目标．设铁丝圈在空中运动时间分别为t1、t2，则（　　）

A．v1=v2
B．v1＞v2
C．t1=t2
D．t1＞t2
【答案】D
【解析】圈圈做平抛运动，竖直分运动是自由落体运动，根据h=，有t=，故t1＞t2，故C错误，D正确；水平分位移相同，由于t1＞t2，根据x=v0t，有：v1＜v2；故A、B均错误.
2.做匀速圆周运动的两物体甲和乙，它们的向心加速度分别为a1和a2，且a1＞a2，下列判断正确的是(　　)
A． 甲的线速度大于乙的线速度
B． 甲的角速度比乙的角速度小
C． 甲的轨道半径比乙的轨道半径小
D． 甲的速度方向比乙的速度方向变化快
【答案】D
【解析】由公式an＝和an＝ω2r，由于不知甲和乙做匀速圆周运动的半径大小关系，故不能确定它们的线速度、角速度的大小关系，A，B，C错．向心加速度是表示线速度方向变化快慢的物理量，a1＞a2，表明甲的速度方向比乙的速度方向变化快，D对．
3.如图所示，地面上竖直放一根轻弹簧，其下端和地面连接，一物体从弹簧正上方距弹簧一定高度处自由下落，则(　　)

A． 物体和弹簧接触时，物体的动能最大
B． 与弹簧接触的整个过程，物体的动能和弹簧弹性势能的和不断增加
C． 与弹簧接触的整个过程，物体的动能与弹簧弹性势能的和先增加后减小
D． 物体在反弹阶段，动能一直增加，直到物体脱离弹簧为止
【答案】C
【解析】物体在接触弹簧前做自由落体运动，从接触弹簧到弹力等于重力时，其做的是加速度逐渐减小的加速运动，弹力等于重力时加速度最小，速度最大，再向下做的是加速度逐渐增大的减速运动，速度减至零后向上完成相反的过程，故A、D错误；接触弹簧后，重力势能先减小后增大，根据能量转化，动能和弹性势能之和先增大后减小，B错误，C正确．
4.连接A、B两点的弧形轨道ACB和ADB形状相同、材料相同、粗糙程度相同，如图所示，一个小物块由A以一定的初速度v开始沿ACB轨道到达B的速度为v1；若由A以大小相同的初速度v沿ADB轨道到达B的速度为v2.比较v1和v2的大小有(　　)

A．v1>v2
B．v1＝v2
C．v1D． 条件不足，无法判定
【答案】A
【解析】弧形轨道ACB和ADB的长度相等，物块在上面滑动时动摩擦因数相同，物块在上面运动可认为做圆周运动，由于物块在ADB上运动时对曲面的正压力大于在ACB上对曲面的正压力，故在ADB上克服摩擦力做的功大于在ACB上克服摩擦力做的功，再由动能定理得出选项A正确．
5.地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看做是圆形．已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为(　　)
A． 0.19
B． 0.44
C． 2.3
D． 5.2
【答案】B
【解析】由＝m，得v＝，
所以有＝≈0.44，选项B正确．
6.一个质量为1 kg、初速度不为零的物体，在光滑水平面上受到大小分别为1 N、3 N和5 N三个水平方向的共点力作用，则该物体(　　)
A． 可能做匀速直线运动
B． 可能做匀减速运动
C． 不可能做匀减速曲线运动
D． 加速度的大小不可能是2m/s2
【答案】B
【解析】1 N、3 N和5 N三力同向时合力最大，为9 N；1 N和3 N合成最大4 N，最小2 N，不可能为5 N，故当1 N和3 N的合力最大且与5 N反向时，三力合力最小，为1 N；即三力合力最小为1 N，最大为9 N，方向任意；而匀速直线运动为平衡状态，合力为零，故物体一定是做变速运动，故A错误；当合力与初速度反向时，物体做匀减速直线运动，故B正确；当合力与初速度方向大于90°时，合力做负功，动能减小，物体做匀减速曲线运动，故C错误；合力范围是：1 N≤F≤9 N，故当合力为2 N时，加速度为2 m/s2，故D错误．
7.我国自主研制的四代战机歼31在第十届中国国际航空航天博览会上实机表演，起飞后首先进行大角度爬升，运动轨迹如图所示．若爬升过程速度大小不变，则战机在竖直方向上的分运动是（　　）

A． 匀速直线运动
B． 加速直线运动
C． 减速直线运动
D． 减速曲线运动
【答案】B
【解析】飞机做曲线运动，曲线运动的速度方向沿着轨迹的曲线方向，如图所示：

故v1=vcosα，v2=vsinα；
由于v不变，α增大，故水平分速度v1减小，竖直分速度v2增加；
竖直分运动一定是直线运动，故竖直分运动是加速直线运动，水平分运动是减速直线运动.
8.宇宙中有这样一种三星系统，系统由两个质量为m的小星体和一个质量为M的大星体组成，两个小星体围绕大星体在同一圆形轨道上运行，轨道半径为r.关于该三星系统的说法中正确的是 (　　)
①在稳定运行情况下，大星体提供两小星体做圆周运动的向心力
②在稳定运行情况下，大星体应在小星体轨道中心，两小星体在大星体相对的两侧
③小星体运行的周期为T＝
④大星体运行的周期为T＝
A． ①③
B． ②③
C． ①④
D． ②④
【答案】B
【解析】三星应该在同一直线上，并且两小星体在大星体相对的两侧，只有这样才能使某一小星体受到大星体和另一小星体的引力的合力提供向心力．由G＋G＝mr2，解得小星体的周期T＝，所以选项B正确．
9.假设某星球和地球都是球体，该星球的质量是地球质量的2倍，该星球的半径是地球半径的3倍，那么该星球表面的重力加速度与地球表面处的重力加速度之比为(　　)
A．
B． 18
C．
D． 6
【答案】A
【解析】根据mg＝2，可得g＝，然后根据两星球的质量和半径关系可得两星球的表面重力加速度之比为2∶9，A正确．
10.用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进入木板的深度成正比，已知铁锤第一次将钉子钉进d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做功与第一次相同，那么第二次钉子进入木板的深度是(　　)
A． (－1)d
B． (－1)d
C．d
D．d
【答案】B
【解析】由题意可知，阻力与深度d成正比，Ff－d图象如图所示，

Ff－d图象与坐标轴所围成图形的面积等于力所做的功，每次钉钉子时做功相同，如图所示可得：力与深度成正比，则：Ff＝kd，Ff′＝kd′，两次做功相同，dFf＝(Ff＋Ff′)(d′－d)，解得：d′＝d，第二次钉子进入木板的深度：h＝d′－d＝(－1)d.
二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)
11.(多选)溜溜球是一种流行的健身玩具，具有很浓的趣味性，备受学生的欢迎．溜溜球类似于“滚摆”，对称的左、右两轮通过固定轴连接(两轮均用透明塑料制成)，轴上套一个可以自由转动的圆筒，圆筒上系条长约1 m的棉线，玩时手掌向下，用力向正下方掷出溜溜球，当滚到最低处时，轻抖手腕，向上拉一下绳线，溜溜球将返回到你的手上，如图所示．溜溜球在运动过程中(　　)

A． 一边转动一边向下运动，由于重力做功，溜溜球越转越快，动能不断增大，溜溜球的势能转化为动能
B． 在溜溜球上下运动的过程中，由于发生动能和势能的相互转化，因此机械能守恒
C． 在溜溜球上下运动的过程中，由于空气阻力和绳子与固定轴之间摩擦力的作用，会损失一部分机械能
D． 在溜溜球转到最低点绳子将要开始向上缠绕时，轻抖手腕，向上拉一下绳子，可以给溜溜球提供能量
【答案】ACD
【解析】溜溜球向下运动时，由于重力做正功，动能一定增加，势能转化为动能，选项A正确．溜溜球在上下运动的过程中，由于有阻力做功，所以会损失一部分机械能，机械能不守恒，若不及时补充能量则溜溜球上升的高度会越来越低，因此可在溜溜球运动到最低点时轻抖手腕，向上拉一下绳子，给其补充能量，故选项C、D正确，选项B错误．
12.(多选)如图所示，a为静止在地球赤道上的物体，b为在地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星，关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是(　　)

A． 卫星c可以经过保定市的左上方
B． 线速度的大小关系为va＜vc＜vb
C． 周期关系为Ta＝Tc＞Tb
D． 向心加速度的大小关系为aa＞ab＞ac
【答案】BC
【解析】卫星c是同步卫星，只能定点于赤道的正上方，故A错误；a、c相比较，角速度相等，由v＝ωr，可知va＜vc，根据卫星的速度公式v＝，得vc＜vb，则va＜vc＜vb，故B正确；C.卫星c为同步地球卫星，所以Ta＝Tc，根据v＝，T＝得卫星的周期T＝2π，可知Tc＞Tb，所以Ta＝Tc＞Tb，故C正确；a、c相比较，由a＝ω2r，得：aa＜ac；对b、c相比较，由a＝，知ab＞ac，则ab＞ac＞aa，故D错误．
13.(多选)如图所示，质量为m的物体，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的动摩擦因数为μ，则物体在最低点时，下列说法正确的是(　　)

A． 受到的向心力为mg＋m
B． 受到的摩擦力为μm
C． 受到的摩擦力为μ(mg＋m)
D． 受到的合力方向斜向左上方
【答案】CD
【解析】物体在最低点做圆周运动，则有FN－mg＝m，解得FN＝mg＋m，故物体受到的滑动摩擦力Ff＝μFN＝μ(mg＋m)，A、B错误，C正确．物体受到竖直向下的重力、水平向左的摩擦力和竖直向上的支持力(支持力大于重力)，故物体所受的合力斜向左上方，D正确．
14.(多选)我国发射的“北斗系列”卫星中同步卫星到地心距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1；在地球赤道上的观测站的向心加速度为a2；近地卫星做圆周运动的速率为v2，向心加速度为a3，地球的半径为R，则下列比值正确的是(　　)

A．＝
B．＝

C．＝
D．＝
【答案】AB
【解析】由于在地球赤道上的观测站的运动和同步卫星的运动具有相同的角速度，根据a＝Rω2可知＝，A项正确，再根据近地卫星做圆周运动的向心加速度为a3，由万有引力定律和牛顿第二定律F＝＝ma可知＝，由＝，＝知＝，因此B项正确．
分卷II
三、实验题(共1小题,每小题10.0分,共10分)
15.某兴趣小组通过物块在斜面上运动的试验，探究“合外力做功与物体动能的变化的关系”. 他们的实验装置如图甲所示，PQ为一块倾斜放置的木板，在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点时的速度v)，每次实验，物体从不同高度h处由静止释放，但始终保持斜面底边长L＝0.5 m不变．他们最后做出了如图乙所示的v2－h图象．图象与横轴的交点为0.25.


(1)图象乙不过坐标原点的原因是________________________________．
(2)物块与斜面间的滑动摩擦因数μ＝________.
(3)若最后得到的图象如图丙所示，则可能的原因是(写出一个)________________．
(4)若更换光滑的斜面，重复上述步骤得到如图乙所示的图象，图象的斜率将________．(填“增大”“减小”“不变”)
【答案】(1)存在摩擦阻力　(2)0.5　(3)释放物块时存在初速度(或者是释放位置高度大于h)　(4)不变
【解析】设斜面的长为s，倾角为θ.由动能定理得(mgsinθ－μmgcosθ)s＝mv2，即mgh－μmgL＝mv2，得v2＝2gh－2μgL，v2与h是一次函数关系，不过原点的原因是存在摩擦阻力，由图象可知，当h＝0.25 m时，v＝0，代入v2＝2gh－2μgL得μ＝0.5，若图象发生了弯曲，说明释放物块时存在初速度，或者是释放位置高度大于h.由v2＝2gh－2μgL知斜率k＝2g为定值，若更换光滑的斜面，图象的斜率不变．
四、计算题(共3小题,每小题10.0分,共30分)
16.如图甲所示，质量m＝1 kg的物体静止在光滑的水平面上，t＝0时刻，物体受到一个变力F作用，t＝1 s时，撤去力F，某时刻物体滑上倾角为37°的粗糙斜面；已知物体从开始运动到斜面最高点的v－t图象如图乙所示，不计其他阻力，求：(g取10 m/s2)

(1)变力F做的功．
(2)物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率．
(3)物体回到出发点的速度．
【答案】(1)50 J　(2)20 W　(3)2m/s
【解析】(1)物体1 s末的速度v1＝10 m/s，
根据动能定理得：WF＝mv＝50 J.
(2)物体在斜面上升的最大距离：
x＝×1×10 m＝5 m
物体到达斜面时的速度v2＝10 m/s，到达斜面最高点的速度为零，根据动能定理：
－mgxsin 37°－Wf＝0－mv
解得：Wf＝20 J，＝＝20 W.
(3)设物体重新到达斜面底端时的速度为v3，则根据动能定理：
－2Wf＝mv－mv
解得：v3＝2m/s
此后物体做匀速直线运动，
到达出发点的速度为2m/s.
17.天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星．双星系统在银河系中很普遍．利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量．已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量．(引力常量为G)
【答案】r3
【解析】设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，角速度分别为ω1，ω2.根据题意有
ω1＝ω2①
r1＋r2＝r②
根据万有引力定律和牛顿定律，有G＝m1ωr1③
G＝m1ωr2④
联立以上各式解得r1＝⑤
根据角速度与周期的关系知ω1＝ω2＝⑥
联立③⑤⑥式解得m1＋m2＝r3⑦
18.如图所示为皮带传动装置，皮带轮为O、O′，RB＝RA，RC＝RA，当皮带轮匀速转动时，皮带与皮带轮之间不打滑，求A，B，C三点的角速度之比、线速度之比、周期之比．

【答案】ωA∶ωB∶ωC＝2∶2∶3　vA∶vB∶vC＝2∶1∶2　TA∶TB∶TC＝3∶3∶2
【解析】由图可知，A，B两点在同一皮带轮上，因此ωA＝ωB，又皮带不打滑，所以vA＝vC，故可得
ωC＝＝＝ωA，
所以ωA∶ωB∶ωC＝ωA∶ωA∶ωA＝2∶2∶3.
又vB＝RBωB＝RAωA＝，
所以vA∶vB∶vC＝vA∶vA∶vA＝2∶1∶2.
TA∶TB∶TC＝∶∶＝∶∶＝3∶3∶2.