2024-2025學(xué)年新教材高中物理綜合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測B含解析新人教版必修第二冊

PAGEPAGE10綜合學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(B)本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時(shí)間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～6小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第7～10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1．兩個(gè)質(zhì)量均為M的星體，其連線的垂直平分線為AB。O為兩星體連線的中點(diǎn)，如圖，一個(gè)質(zhì)量為M的物體從O沿OA方向運(yùn)動(dòng)，則它受到的萬有引力大小變更狀況是(D)A．始終增大 B．始終減小C．先減小，后增大 D．先增大，后減小解析：利用極限法，物體在O點(diǎn)時(shí)引力為零，無窮遠(yuǎn)引力也接近零，在OA之間引力合力不為零，所以它受到的萬有引力大小變更狀況是：先增大，后減小。2．(2024·安徽高一月考)如圖所示，長為L的輕質(zhì)細(xì)桿兩端各固定一個(gè)小球P和Q，兩球質(zhì)量相等，在離P球eq\f(L,3)處有一光滑固定轉(zhuǎn)軸O，當(dāng)兩球起先繞O轉(zhuǎn)動(dòng)，則P、Q兩球(D)A．角速度大小之比為2∶1 B．線速度大小之比為2∶1C．向心力大小之比為2∶1 D．向心加速度大小之比為1∶2解析：兩球共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其周期相同，依據(jù)公式有ω＝eq\f(2π,T)，故角速度大小之比為1∶1，故A錯(cuò)誤；依據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)中線速度與角速度關(guān)系式，有v＝ωr，rP∶rQ＝1∶2，則兩球線速度大小之比為1∶2，故B錯(cuò)誤；依據(jù)向心力表達(dá)式，有Fn＝mω2r，向心力大小之比為1∶2，故C錯(cuò)誤；依據(jù)牛頓其次定律，有an＝eq\f(Fn,m)＝ω2r，向心加速度大小之比為1∶2，故D正確。3．(2024·河北卷，6)一半徑為R的圓柱體水平固定，橫截面如圖所示，長度為πR、不行伸長的輕細(xì)繩，一端固定在圓柱體最高點(diǎn)P處，另一端系一個(gè)小球，小球位于P點(diǎn)右側(cè)同一水平高度的Q點(diǎn)時(shí)，繩剛好拉直，將小球從Q點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)與圓柱體未接觸部分的細(xì)繩豎直時(shí)，小球的速度大小為(重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力)(A)A．eq\r(2＋πg(shù)R) B．eq\r(2πg(shù)R)C．eq\r(21＋πg(shù)R) D．2eq\r(gR)解析：小球下落的高度為h＝πR－eq\f(π,2)R＋R＝eq\f(π＋2,2)R小球下落過程中，依據(jù)動(dòng)能定理有mgh＝eq\f(1,2)mv2綜上有v＝eq\r(2＋πg(shù)R)，故選A。4．中國的面食文化博大精深，種類繁多，其中“山西刀削面”堪稱天下一絕，傳統(tǒng)的操作手法是一手托面一手拿刀，干脆將面削到開水鍋里。如圖所示，小面圈剛被削離時(shí)距開水鍋的高度為h，與鍋沿的水平距離為L，鍋的半徑也為L，將削出的小面圈的運(yùn)動(dòng)視為平拋運(yùn)動(dòng)，且小面圈都落入鍋中，重力加速度為g，則下列關(guān)于全部小面圈在空中運(yùn)動(dòng)的描述錯(cuò)誤的是(C)A．運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相同B．速度的變更量都相同C．落入鍋中時(shí)，最大速度是最小速度的3倍D．若初速度為v0，則Leq\r(\f(g,2h))<v0<3Leq\r(\f(g,2h))解析：依據(jù)h＝eq\f(1,2)gt2，可得運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＝eq\r(\f(2h,g))，全部小面圈在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相同，故選項(xiàng)A正確，不符合題意；依據(jù)Δv＝gΔt，可得全部小面圈的速度的變更量都相同，故選項(xiàng)B正確，不符合題意；因?yàn)樗轿灰频姆秶鸀長<x<L＋2R＝3L，則水平最小初速度為vmin＝eq\f(L,t)＝Leq\r(\f(g,2h))，水平最大初速度為vmax＝eq\f(3L,t)＝3Leq\r(\f(g,2h))，則水平初速度的范圍為Leq\r(\f(g,2h))<v0<3Leq\r(\f(g,2h))，落入鍋中時(shí)，最大速度vm＝eq\r(v\o\al(2,max)＋2gh)＝eq\r(\f(9L2g,2h)＋2gh)，最小速度為v′m＝eq\r(v\o\al(2,min)＋2gh)＝eq\r(\f(L2g,2h)＋2gh)，故選項(xiàng)D正確，不符合題意，C錯(cuò)誤，符合題意。5．(2024·全國乙卷，18)科學(xué)家對(duì)銀河系中心旁邊的恒星S2進(jìn)行了多年的持續(xù)觀測，給出1994年到2002年間S2的位置如圖所示?？茖W(xué)家認(rèn)為S2的運(yùn)動(dòng)軌跡是半長軸約為1000AU(太陽到地球的距離為1AU)的橢圓，銀河系中心可能存在超大質(zhì)量黑洞。這項(xiàng)探討工作獲得了2024年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。若認(rèn)為S2所受的作用力主要為該大質(zhì)量黑洞的引力，設(shè)太陽的質(zhì)量為M，可以推想出該黑洞質(zhì)量約為(B)A．4×104MC．4×108M解析：可以近似把S2看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由圖可知，S2繞黑洞的周期T＝16年，地球的公轉(zhuǎn)周期T0＝1年，S2繞黑洞做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r與地球繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R關(guān)系是r＝1000R。地球繞太陽的向心力由太陽對(duì)地球的引力供應(yīng)，由向心力公式可知Geq\f(Mm,R2)＝mRω2＝mReq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T0)))2解得太陽的質(zhì)量為M＝eq\f(4π2R3,GT\o\al(2,0))同理S2繞黑洞的向心力由黑洞對(duì)它的萬有引力供應(yīng)，由向心力公式可知Geq\f(Mxm′,r2)＝m′rω2＝m′req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2解得黑洞的質(zhì)量為Mx＝eq\f(4π2r3,GT2)綜上可得Mx＝3.90×1066．(2024·吳江汾湖高級(jí)中學(xué)高一月考)起重機(jī)的鋼索將重物由地面沿豎直方向吊到空中某個(gè)高度，其速度—時(shí)間圖像如圖甲所示，則鋼索對(duì)重物的拉力的功率隨時(shí)間變更的圖像可能是圖中的(D)解析：在0～t1內(nèi)，重物勻加速上升，受力分析有F－mg＝ma，所以拉力的功率為P＝Fv＝(mg＋ma)at，在t1～t2內(nèi)，重物勻速上升，受力分析有F－mg＝0，所以拉力的功率為P＝Fv＝mg·at1，在t2～t3內(nèi)，重物勻減速上升，受力分析有mg－F＝ma′，所以拉力的功率為P＝Fv＝(mg－ma′)·[at1－a′(t－t2)]。故選D。7．關(guān)于機(jī)械能守恒，下列說法中正確的是(AD)A．系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能肯定守恒B．物體所受合外力不為0，其機(jī)械能肯定不守恒C．物體所受合外力做功不為0，其機(jī)械能肯定不守恒D．物體沿豎直方向向下做加速度為5m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能削減解析：系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，A正確；物體僅受重力作用，只有重力做功時(shí)，物體的機(jī)械能守恒，故B、C錯(cuò)誤；物體沿豎直方向向下做加速度為5m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體肯定受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相反的力作用，此力對(duì)物體做負(fù)功，物體的機(jī)械能削減，故D正確。8．(2024·湖北鄂州市高一期末)申雪、趙宏博是我國聞名的花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員，先后奪得了多次世界冠軍，為我國的冰雪運(yùn)動(dòng)爭得了很多的榮譽(yù)。如圖所示是花樣滑冰雙人滑中的一個(gè)經(jīng)典動(dòng)作——雙人直立旋轉(zhuǎn)，兩人單足直膝站立，圍繞同一中心旋轉(zhuǎn)。在不考慮阻力的狀況下，兩名運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)可以分別看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于他們的向心力與向心加速度，下列說法正確的是(CD)A．向心力的方向保持不變，始終指向圓心B．向心加速度保持不變C．向心加速度的方向始終與線速度的方向垂直D．對(duì)于其中隨意一人來說，所受的合力供應(yīng)向心力，合力的方向始終指向圓心解析：向心力的方向時(shí)刻指向圓心，方向時(shí)刻變更，故A錯(cuò)誤；勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度時(shí)刻指向圓心，沿半徑方向，與線速度方向垂直，方向時(shí)刻變更，故B錯(cuò)誤，C正確；依據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的定義可知，當(dāng)合力供應(yīng)向心力時(shí)，物體將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力方向始終指向圓心。故D正確。9．(2024·湖南長沙市長郡中學(xué)高一期末)如圖所示，輕質(zhì)不行伸長的細(xì)繩繞過光滑定滑輪C與質(zhì)量為m的物體A連接，A放在傾角為θ的光滑固定的斜面上，繩的另一端和套在固定豎直桿上的物體B連接?，F(xiàn)BC連線恰沿水平方向，從當(dāng)前位置起先B以速度v0勻速下滑。設(shè)繩子的張力為FT，在此后的運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是(AD)A．物體A做加速運(yùn)動(dòng) B．物體A做勻速運(yùn)動(dòng)C．FT可能小于mgsinθ D．FT肯定大于mgsinθ解析：由題意可知，將B的實(shí)際運(yùn)動(dòng)分解成兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，如圖所示依據(jù)平行四邊形定則，有v繩＝v0sinα因?yàn)锽以速度v0勻速下滑，α增大，所以繩子速度在增大，則A處于加速運(yùn)動(dòng)，依據(jù)受力分析，結(jié)合牛頓其次定律，有FT>mgsinθ，故選AD。10．(2024·湖北省高考適應(yīng)性考試模擬題)嫦娥五號(hào)取壤返回地球，完成了中國航天史上的一次壯舉。如圖所示為嫦娥五號(hào)著陸地球前部分軌道的簡化示意圖，其中Ⅰ是月地轉(zhuǎn)移軌道，在P點(diǎn)由軌道Ⅰ變?yōu)槔@地橢圓軌道Ⅱ，在近地點(diǎn)Q再變?yōu)槔@地橢圓軌道Ⅲ。下列說法正確的是(BC)A．在軌道Ⅱ運(yùn)行時(shí)，嫦娥五號(hào)在Q點(diǎn)的機(jī)械能比在P點(diǎn)的機(jī)械能大B．嫦娥五號(hào)在軌道Ⅱ上運(yùn)行的周期比在軌道Ⅲ上運(yùn)行的周期長C．嫦娥五號(hào)分別沿軌道Ⅱ和軌道Ⅲ運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過Q點(diǎn)的向心加速度大小相等D．嫦娥五號(hào)分別沿軌道Ⅱ和軌道Ⅲ運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過Q點(diǎn)的速度大小相等解析：在軌道Ⅱ運(yùn)行時(shí)，只有萬有引力做功，機(jī)械能守恒，A錯(cuò)誤；依據(jù)開普勒第三定律可知，半長軸越長，周期越長。軌道Ⅱ?qū)?yīng)的半長軸長，所以嫦娥五號(hào)在軌道Ⅱ上運(yùn)行的周期比在軌道Ⅲ上運(yùn)行的周期長，B正確；嫦娥五號(hào)分別沿軌道Ⅱ和軌道Ⅲ運(yùn)行時(shí)，向心加速度都是由萬有引力供應(yīng)。所以經(jīng)過Q點(diǎn)的向心加速度大小相等，C正確；嫦娥五號(hào)由軌道Ⅱ變向軌道Ⅲ運(yùn)行時(shí)，須要減速才能實(shí)現(xiàn)，所以由軌道Ⅱ變向軌道Ⅲ，經(jīng)Q點(diǎn)的速度要減小，D錯(cuò)誤。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(2小題，共14分。把答案干脆填在橫線上)11．(6分)(2024·吉林松原市高一月考)如圖所示為某課題小組設(shè)計(jì)的探究圓周運(yùn)動(dòng)向心力的試驗(yàn)裝置。有機(jī)玻璃支架上固定一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上固定一個(gè)半徑為r的塑料圓盤，圓盤中心正下方用細(xì)線連接一個(gè)重錘，圓盤邊緣連接細(xì)繩，細(xì)繩另一端連接一個(gè)小球。試驗(yàn)操作如下：①利用天平測量小球的質(zhì)量m，記錄當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭的大??；②閉合電源開關(guān)，讓小球做如圖所示的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，調(diào)整激光筆2的高度和激光筆1的位置，使激光筆1射出的激光束豎直、激光筆2射出的激光束水平，并讓激光都恰好照耀到小球的中心，水平激光束與豎直細(xì)線的交點(diǎn)為O；③當(dāng)小球第一次到達(dá)A點(diǎn)看到反射光時(shí)起先計(jì)時(shí)，并記錄為1次，最終記錄小球n次到達(dá)A點(diǎn)的時(shí)間t；④切斷電源，待小球停止轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)法用刻度尺測量點(diǎn)O到豎直激光束的距離R和點(diǎn)O到塑料圓盤的距離h；⑤變更質(zhì)量、轉(zhuǎn)速、繩長或半徑等物理量，重啟電源，如上所述反復(fù)多次試驗(yàn)，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。全部結(jié)束后，整理器材。請回答下列問題：(1)下列說法正確的是__BD__A．小球運(yùn)動(dòng)的周期為eq\f(t,n)B．小球運(yùn)動(dòng)的線速度大小為eq\f(2πn－1R,t)C．小球運(yùn)動(dòng)的向心力大小為eq\f(mgR,h)D．若電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加，激光筆1、2應(yīng)分別左移、上升(2)該小組換用較長的細(xì)繩連接同一個(gè)小球做其次次試驗(yàn)，調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，但使小球轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑R保持不變。其次次試驗(yàn)跟第一次試驗(yàn)相比，角速度__變小__，小球做圓周運(yùn)動(dòng)所受的向心力__變小__(均選填“變大”、“變小”或“不變”)。解析：(1)從球第1次到第n次通過A位置，轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為n－1，時(shí)間為t，故周期為T＝eq\f(t,n－1)，故A錯(cuò)誤；小球的線速度大小v＝eq\f(2πR,T)＝eq\f(2πn－1R,t)，故B正確；小球受重力和拉力，合力供應(yīng)向心力，設(shè)線與豎直方向的夾角為α，則Tcosα＝mg，Tsinα＝Fn，故Fn＝mgeq\f(R－r,h)，故C錯(cuò)誤；若電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增加，則轉(zhuǎn)動(dòng)半徑增加，故激光筆1、2應(yīng)分別左移、上移，故D正確。(2)換用較長的細(xì)繩連接同一個(gè)小球做其次次試驗(yàn)，調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，但使小球轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑R保持不變，設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為θ，用較長的細(xì)繩連接時(shí)θ角變小，對(duì)小球受力分析得Fn＝mgtanθ，F(xiàn)n＝mRω2，聯(lián)立可解得θ角變小時(shí)，向心力變小，角速度變小。12．(8分)(2024·廣東省高考適應(yīng)性考試模擬題)為了驗(yàn)證小球在豎直平面內(nèi)搖擺過程的機(jī)械能是否守恒，利用如圖(a)裝置，不行伸長的輕繩一端系住一小球，另一端連接力傳感器，小球質(zhì)量為m，球心到懸掛點(diǎn)的距離為L，小球釋放的位置到最低點(diǎn)的高度差為h，試驗(yàn)記錄輕繩拉力大小隨時(shí)間的變更如圖(b)，其中Fm是試驗(yàn)中測得的最大拉力值，重力加速度為g，請回答以下問題：(1)小球第一次運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過程，重力勢能的削減量ΔEp＝__mgh__，動(dòng)能的增加量ΔEk＝__eq\f(Fm－mgL,2)__。(均用題中所給字母表示)(2)視察圖(b)中拉力峰值隨時(shí)間變更規(guī)律，試分析造成這一結(jié)果的主要緣由：__空氣阻力做負(fù)功，機(jī)械能有損失__。(3)為減小試驗(yàn)誤差，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)選用密度__較大__(選填“較大”或“較小”)的小球。解析：(1)小球第一次搖擺至最低點(diǎn)的過程，重心下降了h，則重力勢能的削減量為ΔEP＝mgh；小球第一次搖擺至最低點(diǎn)，初速度為零，最低點(diǎn)速度為vm，由牛頓其次定律有Fm－mg＝meq\f(v\o\al(2,m),L)，而動(dòng)能的增加量為ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)－0，聯(lián)立解得ΔEk＝eq\f(Fm－mgL,2)；(2)依據(jù)F－t圖像可知小球做周期性的搖擺每次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)拉力最大，而最大拉力漸漸變小，說明經(jīng)過最低點(diǎn)的最大速度漸漸變小，則主要緣由空氣阻力做負(fù)功，導(dǎo)致機(jī)械能有損失；(3)為了減小因空氣阻力帶來的誤差，應(yīng)選擇密度大體積小的球進(jìn)行試驗(yàn)。三、論述、計(jì)算題(共4小題，共46分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最終答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)13．(10分)2020年7月23日，天問一號(hào)火星探測器在中國文昌航天放射場放射升空，依據(jù)設(shè)計(jì)思路，天問一號(hào)在火星表面著陸前的最終兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段分別為動(dòng)力減速階段和著陸緩沖階段。在動(dòng)力減速階段，探測器發(fā)動(dòng)機(jī)打開，經(jīng)80s速度由95m/s減至3.6m/s。將天問一號(hào)在動(dòng)力減速階段的運(yùn)動(dòng)看作豎直方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，已知天問一號(hào)的質(zhì)量約為5t，火星半徑約為地球半徑的二分之一，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的非常之一，地球表面的重力加速度g＝10m/s2。求：(1)火星表面的重力加速度g火的大??；(2)動(dòng)力減速階段發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)的力的大小(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。答案：(1)4.0m/s2(2)2.6×104N解析：(1)在地球表面mg＝Geq\f(M地m,r\o\al(2,地))在火星表面mg火＝Geq\f(M火m,r\o\al(2,火))代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得g火＝4.0m/s2。(2)天問一號(hào)在動(dòng)力減速階段v＝v0－at，F(xiàn)－m′g火＝m′a得在動(dòng)力減速階段發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)的力的大小F＝2.6×104N。14．(10分)(2024·全國乙卷，24)一籃球質(zhì)量為m＝0.60kg，一運(yùn)動(dòng)員使其從距地面高度為h1＝1.8m處由靜止自由落下，反彈高度為h2＝1.2m。若使籃球從距地面h3＝1.5m的高度由靜止下落，并在起先下落的同時(shí)向下拍球、球落地后反彈的高度也為1.5m。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員拍球時(shí)對(duì)球的作用力為恒力，作用時(shí)間為t＝0．20s；該籃球每次與地面碰撞前后的動(dòng)能的比值不變。重力加速度大小取g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：(1)運(yùn)動(dòng)員拍球過程中對(duì)籃球所做的功；(2)運(yùn)動(dòng)員拍球時(shí)對(duì)籃球的作用力的大小。解析：(1)第一次籃球下落的過程中由動(dòng)能定理可得E1＝mgh1籃球反彈后向上運(yùn)動(dòng)的過程由動(dòng)能定理可得0－E2＝－mgh2其次次從1.5m的高度靜止下落，同時(shí)向下拍球，在籃球反彈上升的過程中，由動(dòng)能定理可得0－E4＝－mgh4其次次從1.5m的高度靜止下落，同時(shí)向下拍球，籃球下落過程中，由動(dòng)能定理可得W＋mgh3＝E3因籃球每次和地面撞擊的前后動(dòng)能的比值不變，則有比例關(guān)系eq\f(E2,E1)＝eq\f(E4,E3)代入數(shù)據(jù)可得W＝4.5J(2)因作用力是恒力，在恒力作用下籃球向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，因此由牛頓其次定律可得F＋mg＝ma在拍球時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移為x＝eq\f(1,2)at2做的功為W＝Fx，聯(lián)立可得F＝9N(F＝－15N舍去)15．(12分)如圖甲所示，在水平路段AB上有一質(zhì)量為2×103kg的汽車(可視為質(zhì)點(diǎn))，正以10m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，汽車前方的水平路段BC較粗糙，汽車通過整個(gè)ABC路段的v－t圖像如圖乙所示(在(1)汽車在AB路段上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力f1的大??；(2)汽車剛好開過B點(diǎn)時(shí)加速度a的大??；(3)BC路段的長度。答案：(1)2000N(2)1m/s2(3)68.