廣西專版2024-2025學(xué)年新教材高中物理綜合檢測(cè)新人教版必修第二冊(cè)

綜合檢測(cè)(時(shí)間:90分鐘滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.如圖所示的陀螺,是許多人小時(shí)候喜愛的玩具。從上往下看(俯視),若陀螺立在某一點(diǎn)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)在陀螺上滴一滴墨水,則墨水被甩出的徑跡可能是()答案:D解析:做曲線運(yùn)動(dòng)的墨水,所受陀螺的束縛力消逝后,水平面內(nèi)(俯視)應(yīng)沿軌跡的切線飛出,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;又因陀螺順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。2.摩天輪是游樂(lè)場(chǎng)里的大型消遣項(xiàng)目,它的直徑可以達(dá)到170m。乘客乘坐時(shí),轉(zhuǎn)輪始終不停地勻速轉(zhuǎn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是()A.在最高點(diǎn),乘客處于超重狀態(tài)B.任一時(shí)刻乘客受到的合力都不等于零C.乘客在乘坐過(guò)程中對(duì)座椅的壓力始終不變D.乘客在乘坐過(guò)程中的機(jī)械能始終保持不變答案:B解析:在最高點(diǎn),乘客具有向下的加速度,處于失重狀態(tài),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;乘客做圓周運(yùn)動(dòng),任一時(shí)刻受到的合力都不等于零,選項(xiàng)B正確;乘客在乘坐過(guò)程中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),向心力時(shí)刻指向圓心,大小不變,對(duì)座椅的壓力不行能始終不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;乘客在乘坐過(guò)程中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),動(dòng)能不變,但重力勢(shì)能在改變,所以機(jī)械能也在改變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.(2024·全國(guó)卷Ⅱ)“旋轉(zhuǎn)紐扣”是一種傳統(tǒng)嬉戲。如圖所示,先將紐扣繞幾圈,使穿過(guò)紐扣的兩股細(xì)繩擰在一起,然后用力反復(fù)拉繩的兩端,紐扣正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)會(huì)交替出現(xiàn)。拉動(dòng)多次后,紐扣繞其中心的轉(zhuǎn)速可達(dá)50r/s,此時(shí)紐扣上距離中心1cm處的點(diǎn)的向心加速度大小約為()A.10m/s2 B.100m/s2C.1000m/s2 D.10000m/s2答案:C解析:依據(jù)向心加速度公式得a=ω2r=(2πn)2r=1×103m/s2,故選項(xiàng)C正確。4.如圖所示,質(zhì)量相同的可視為質(zhì)點(diǎn)的甲、乙兩小球,甲從豎直固定的14光滑圓弧軌道頂端由靜止滑下,軌道半徑為R,圓弧底端切線水平,乙從高為R的光滑斜面頂端由靜止滑下。下列推斷正確的是(A.兩小球到達(dá)底端時(shí)速度相同B.兩小球由靜止運(yùn)動(dòng)究竟端的過(guò)程中重力做功不相同C.兩小球到達(dá)底端時(shí)動(dòng)能相同D.兩小球到達(dá)底端時(shí),甲小球重力做功的瞬時(shí)功率等于乙小球重力做功的瞬時(shí)功率答案:C解析:依據(jù)動(dòng)能定理得mgR=12mv2,知v=2gR,兩小球達(dá)究竟端時(shí)的速度大小相等,但是速度的方向不同,速度不同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤。兩小球運(yùn)動(dòng)究竟端的過(guò)程中,下落的高度相同,有WG=mgh=mgR,由于質(zhì)量m相同,則重力做功相同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。兩小球到達(dá)底端時(shí)動(dòng)能12mv2=mgR5.足球球門寬為l,如圖所示。一個(gè)球員在球門中心正前方距離球門s處高高躍起,將足球頂入球門的左下方死角(圖中P點(diǎn))。球員頂球點(diǎn)的高度為h。足球做平拋運(yùn)動(dòng)(足球可看成質(zhì)點(diǎn),忽視空氣阻力),則()A.足球位移的大小x=lB.足球初速度的大小v0=gC.足球末速度的大小v=gD.足球初速度的方向與球門線夾角的正切值tanθ=l答案:B解析:依據(jù)幾何關(guān)系可知,足球做平拋運(yùn)動(dòng)的豎直高度為h,水平位移x水平=s2+l24,則足球位移的大小x=x水平2+h2=s2+l24+h2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由h=12gt2,x水平=v0t,可得足球的初速度v0=g2hl24+s2,選項(xiàng)6.在全國(guó)田徑錦標(biāo)賽上,某選手(可看成質(zhì)點(diǎn))在一次跳遠(yuǎn)試跳中,水平距離達(dá)8m,最高處高達(dá)1m。設(shè)他離開地面時(shí)的速度方向與水平面的夾角為α,若不計(jì)空氣阻力,則tanα等于()A.18 B.1C.12答案:C解析:從起點(diǎn)A到最高點(diǎn)B可看成平拋運(yùn)動(dòng)的逆過(guò)程,如圖所示,初速度方向與水平方向夾角的正切值為tanα=2tanβ=2×hx2=2×7.將火星和地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)近似看成是同一平面內(nèi)的同方向繞行的勻速圓周運(yùn)動(dòng),已知火星的軌道半徑r1=2.3×1011m,地球的軌道半徑r2=1.5×1011m。依據(jù)你所駕馭的物理和天文學(xué)問(wèn),估算出火星與地球相鄰兩次距離最小的時(shí)間間隔約為()A.1年 B.2年C.3年 D.4年答案:B解析:依據(jù)開普勒第三定律R3T2=k得,火星與地球的公轉(zhuǎn)周期之比為T1T2=r13r23=(2.3×1011)3二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題,每小題4分,共12分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)得4分,選對(duì)但不全得2分,有選錯(cuò)的得0分)8.一賽車在平直賽道上以恒定功率加速,其功率為200kW,設(shè)所受到的阻力不變,加速度a和速度的倒數(shù)1v的關(guān)系如圖所示,則賽車(A.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.質(zhì)量為500kgC.所受阻力大小為2000ND.速度大小為50m/s時(shí)牽引力大小為3000N答案:BC解析:由題圖可知,加速度改變,故賽車做變速直線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A錯(cuò)誤。對(duì)賽車受力分析,受重力、支持力、牽引力和摩擦力,依據(jù)牛頓其次定律,有F-Ff=ma,其中F=Pv,聯(lián)立得a=Pmv-Ffm;-Ffm=-4m/s2,Pm=400m2s3,解得m=500kg,Ff=2×103N,選項(xiàng)B9.如圖所示,兩個(gè)小球從水平地面上方同一點(diǎn)O分別以初速度v1、v2水平拋出,落在地面上的位置分別是A、B,O'是O在地面上的豎直投影,且O'A∶AB=1∶3。若不計(jì)空氣阻力,則兩小球()A.拋出的初速度大小之比為1∶4B.落地速度大小之比為1∶3C.落地速度與水平地面夾角的正切值之比為4∶1D.通過(guò)的位移大小之比為1∶3答案:AC解析:兩小球的水平位移分別為O'A和O'B,水平位移之比為O'A∶(O'A+AB)=1∶4;小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),而兩球的拋出高度相同,依據(jù)t=2hg可知下落時(shí)間相同,依據(jù)x=v0t可得兩小球的初速度之比為1∶4,選項(xiàng)A正確。落地速度v=v02+(gt)2,通過(guò)的位移s=10.如圖甲所示,輕彈簧豎直放置,下端固定在水平地面上,一質(zhì)量為m的小球,從離彈簧上端高h(yuǎn)處由靜止釋放。某同學(xué)探究小球在接觸彈簧后向下的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,他以小球起先下落的位置為原點(diǎn),沿豎直向下方向建立坐標(biāo)軸Ox,作出小球所受彈力F大小隨小球下落的位置坐標(biāo)x的改變關(guān)系如圖乙所示,不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g。以下推斷正確的是()A.當(dāng)x=h+x0時(shí),重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之和最小B.最低點(diǎn)的坐標(biāo)為x=h+2x0C.小球受到的彈力最大值等于2mgD.小球動(dòng)能的最大值為mgh+mg答案:AD解析:結(jié)合圖像知小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程為先自由落體運(yùn)動(dòng),當(dāng)與彈簧相接觸后,再做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),然后做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),直到小球速度為零。當(dāng)x=h+x0時(shí),彈力等于重力,加速度為零,小球速度最大,動(dòng)能最大,由于系統(tǒng)機(jī)械能守恒,所以重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之和最小,選項(xiàng)A正確;在最低點(diǎn)小球速度為零,從剛釋放小球到小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn),小球動(dòng)能改變量為零,重力做的功和彈力做的功的肯定值相等,即到最低點(diǎn)圖中實(shí)線與x軸圍成的面積應(yīng)當(dāng)與mg虛線與x軸圍成的面積相同,所以最低點(diǎn)應(yīng)當(dāng)在x=h+2x0的后面,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由B知道最低點(diǎn)位置大于x=h+2x0,所以彈力大于2mg,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)x=h+x0時(shí),彈力等于重力,加速度為零,小球速度最大,動(dòng)能最大,由動(dòng)能定理可得WG+WN=mg(h+x0)-mg·12x0=mgh+12mgx三、非選擇題(本題共6小題,共60分)11.(6分)(2024·全國(guó)卷Ⅰ)某同學(xué)利用圖甲所示裝置探討平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。試驗(yàn)時(shí)該同學(xué)運(yùn)用頻閃儀和照相機(jī)對(duì)做平拋運(yùn)動(dòng)的小球進(jìn)行拍攝,頻閃儀每隔0.05s發(fā)出一次閃光,某次拍攝后得到的照片如圖乙所示(圖中未包括小球剛離開軌道時(shí)的影像)。圖中的背景是放在豎直平面內(nèi)的帶有方格的紙板,紙板與小球軌跡所在平面平行,其上每個(gè)方格的邊長(zhǎng)為5cm。該同學(xué)在試驗(yàn)中測(cè)得的小球影像的高度差已經(jīng)在圖乙中標(biāo)出。甲乙完成下列填空:(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)小球運(yùn)動(dòng)到圖乙中位置A時(shí),其速度的水平重量大小為m/s,豎直重量大小為m/s。

(2)依據(jù)圖乙中數(shù)據(jù)可得,當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊拇笮閙/s2。

答案:(1)1.02.0(2)9.7解析:本題考查利用平拋運(yùn)動(dòng)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?意在考查試驗(yàn)實(shí)力。(1)當(dāng)小球落到A處時(shí),在水平方向上,vAx=xT=2×5×10-2(2)設(shè)豎直方向的位移依次為y1、y2、y3、y4,依據(jù)逐差法得g=(y3+y4)-(12.(8分)在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律試驗(yàn)中,打出的紙帶如圖所示,其中A、B為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第1、2個(gè)點(diǎn),AB=2mm,D、E、F為點(diǎn)跡清楚時(shí)連續(xù)打出的計(jì)時(shí)點(diǎn),測(cè)得D、E、F到A的距離分別為s1、s2、s3(圖中未畫出)。設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為f,重物質(zhì)量為m,試驗(yàn)地點(diǎn)重力加速度為g。一位學(xué)生想從紙帶上驗(yàn)證打下A點(diǎn)到打下E點(diǎn)過(guò)程中,重物的機(jī)械能守恒。(1)試驗(yàn)中,如下哪些操作是必要的。

A.用停表測(cè)量時(shí)間B.重物的質(zhì)量應(yīng)盡可能大些C.先接通電源后釋放紙帶D.先釋放紙帶后接通電源(2)重物重力勢(shì)能削減量ΔEp=,動(dòng)能增加量ΔEk=。

(3)比較ΔEp和ΔEk發(fā)覺,重物重力勢(shì)能的削減量ΔEp大于動(dòng)能的增加量ΔEk,造成這一誤差的緣由是

。

答案:(1)BC(2)mgs2m(3)試驗(yàn)過(guò)程中有阻力作用解析:(1)試驗(yàn)中依據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)頻率計(jì)算時(shí)間,不須要停表,A錯(cuò)誤;重物的質(zhì)量應(yīng)盡可能大些,這樣可以減小阻力引起的誤差,B正確;打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用時(shí),都是先接通電源,待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶,C正確,D錯(cuò)誤。(2)因?yàn)锳B=2mm,則A點(diǎn)為自由落體運(yùn)動(dòng)的初始位置,即vA=0。從A點(diǎn)到E點(diǎn)過(guò)程中,重力勢(shì)能的削減量為ΔEp=mgs2。E點(diǎn)的瞬時(shí)速度v=s則動(dòng)能增量為ΔEk=12mv2=m(3)因?yàn)樵囼?yàn)過(guò)程中有阻力作用,所以削減的重力勢(shì)能大于增加的動(dòng)能。13.(10分)如圖所示,航天員站在某質(zhì)量分布勻稱的星球表面沿水平方向以初速度v0拋出一個(gè)小球,經(jīng)時(shí)間t落地,落地時(shí)速度與水平地面間的夾角為α。已知該星球半徑為R,引力常量為G。求:(1)該星球表面的重力加速度g';(2)該星球的第一宇宙速度v;(3)人造衛(wèi)星繞該星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最小周期T。答案:(1)v0tanαt(2)解析:(1)依據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)得tanα=g解得g'=v0(2)物體繞星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)萬(wàn)有引力供應(yīng)向心力,則有Gm星m又因?yàn)镚m星聯(lián)立解得v=g'(3)人造衛(wèi)星繞該星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)行周期最小,則有T=2所以T=2πRtv0Rtan14.(10分)(2024·山東卷)單板滑雪U形池競(jìng)賽是冬奧會(huì)競(jìng)賽項(xiàng)目,其場(chǎng)地可以簡(jiǎn)化為如圖甲所示的模型:U形滑道由兩個(gè)半徑相同的14圓柱面軌道和一個(gè)中心的平面直軌道連接而成,軌道傾角為17.2°。某次練習(xí)過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員以vM=10m/s的速度從軌道邊緣上的M點(diǎn)沿軌道的豎直切面ABCD滑出軌道,速度方向與軌道邊緣線AD的夾角α=72.8°,騰空后沿軌道邊緣的N點(diǎn)進(jìn)入軌道。圖乙為騰空過(guò)程左視圖。該運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,重力加速度的大小g取10m/s2,sin72.8°=0.96,cos72.8°=0.甲乙(1)運(yùn)動(dòng)員騰空過(guò)程中離開AD的距離的最大值d;(2)M、N之間的距離l。答案:(1)4.8m(2)12m解析:(1)在M點(diǎn),設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)垂直AD方向的分速度為v1,由運(yùn)動(dòng)的合成與分解規(guī)律得v1=vMsin72.8°①設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)垂直AD方向的分加速度為a1,由牛頓其次定律得mgcos17.2°=ma1②由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得d=v1聯(lián)立①②③式,代入數(shù)據(jù)得d=4.8m。④(2)在M點(diǎn),設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)平行AD方向的分速度為v2,由運(yùn)動(dòng)的合成與分解規(guī)律得v2=vMcos72.8°⑤設(shè)運(yùn)動(dòng)員在ABCD面內(nèi)平行AD方向的分加速度為a2,由牛頓其次定律得mgsin17.2°=ma2⑥設(shè)騰空時(shí)間為t,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得t=2vl=v2t+12a2t2聯(lián)立①②⑤⑥⑦⑧式,代入數(shù)據(jù)得l=12m。⑨15.(12分)如圖所示,餐桌中心是一個(gè)半徑為r=1.5m的圓盤,圓盤可繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng),近似認(rèn)為圓盤與餐桌在同一水平面內(nèi)且兩者之間的間隙可忽視不計(jì)。已知放置在圓盤邊緣的小物體與圓盤的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.6,與餐桌的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.225,餐桌離地高度取h=0.8m。設(shè)小物體與圓盤以及餐桌之間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g取10m/s2。(1)為使物體不滑到餐桌上,圓盤的角速度ω的最大值為多少?(2)緩慢增大圓盤的角速度,物體從圓盤上甩出,為使物體不滑落到地面,餐桌半徑R的最小值為多大?(3)若餐桌半徑R'=2r,則在圓盤角速度緩慢增大時(shí),物體從圓盤上被甩出后滑落到地面上的位置到從圓盤甩出點(diǎn)的水平距離l為多少?答案:(1)2rad/s(2)2.5m(3)2.1m解析:(1)由題意可得,當(dāng)小物體在圓盤上隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),圓盤對(duì)小物體的靜摩擦力供應(yīng)向心力,所以隨著圓盤轉(zhuǎn)速的增大,小物體受到的靜摩擦力增大。當(dāng)靜摩擦力最大時(shí),小物體即將滑落,此時(shí)圓盤的角速度達(dá)到最大,則有Ffm=μ1FN=mrω2,FN=mg兩式聯(lián)立可得ω=μ1g(2)由題意可得,當(dāng)物體滑到餐桌邊緣時(shí)速度恰好減為零,對(duì)應(yīng)的餐桌半徑取最小值。設(shè)物體在餐桌上滑動(dòng)的位移為s,物體在餐桌上做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,則a=Ffm,Ff=μ2mg,所以a=μ2g=2.物體在餐桌上滑動(dòng)的初速度為v0=ωr=3m/s由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式vt2-v02由幾何關(guān)系可得餐桌半徑的最小值為R=r2+s2(3)當(dāng)物體滑離餐桌時(shí),起先做平拋運(yùn)動(dòng),平拋的初速度為物體在餐桌上滑動(dòng)的末速度vt',由題意可得vt'2-v02=-由于餐桌半徑為R'=2r,所以s'=r=1.5m所以可得vt'=1.5m/s物體做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,則h=12gt解得t=2hg=0所以物體做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移為sx=vt't=0.6m所以由題意可得l=s'+sx=2.1m。16.(14分)如圖所示,傾斜軌道AB的傾角為37°,CD、EF軌道水平,AB與CD通過(guò)光滑圓弧管道BC連接且AB、CD與圓弧管道相切,CD右端與豎直光滑圓周軌道相連。小球可以從D進(jìn)入該軌道,沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng),從E滑出該軌道進(jìn)入EF水平軌道。小球由靜止從A