2024年高考物理一轮复习阶段综合测评2含解析

PAGE12-阶段综合测评(二)时间：90分钟满分：110分第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1～7题只有一项符合题目要求，8～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．(2024·陕西咸阳二模)《墨经》是先秦墨家的代表作，“力，刑(形)之所以奋也”是书中对力的描述，其释义为：“力是使物体由静而动，动而愈速或由下而上的缘由”，这与1000多年后牛顿经典力学的观点基本一样。关于对此描述的相识，以下说法正确的是()A．力是变更物体运动状态的缘由B．力是维持物体运动状态的缘由C．物体速度的变更量跟力成正比D．物体不受力将保持静止状态答案A解析力不是维持物体运动状态的缘由，而是变更物体运动状态的缘由，故A正确，B错误；加速度跟力成正比，但物体速度的变更量不是加速度，故物体速度的变更量跟力不成正比，故C错误；物体不受力将保持静止状态或匀速直线运动状态，故D错误。2．(2024·山东济南三模)2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器胜利在月球背面着陆，标记着我国探月航天工程达到了一个新高度。“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动时的轨道半径为r，运行周期为T，已知万有引力常量为G，依据以上信息可以求出()A．月球的平均密度 B．月球的第一宇宙速度C．月球的质量 D．月球表面的重力加速度答案C解析依据Geq\f(mM,r2)＝meq\f(4π2,T2)r可得M＝eq\f(4π2r3,GT2)，C正确；因月球的半径未知，则不能求出月球的平均密度、月球的第一宇宙速度以及月球表面的重力加速度的大小，A、B、D错误。3.(2024·山西运城模拟)如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀加速直线运动，其加速度为a。若保持F的大小不变，而方向与水平面成30°角，物块也做匀加速直线运动，加速度大小也为a。则物块与桌面间的动摩擦因数为()A.eq\f(\r(3),2) B．2－eq\r(3)C．2＋eq\r(3) D.eq\f(\r(3),3)答案B解析当拉力F水平常，F－μmg＝ma，当拉力变为与水平面成30°角时，Fcos30°－μ(mg－Fsin30°)＝ma，联立两式解得μ＝2－eq\r(3)，B正确。4．(2024·贵州贵阳一模)一伞兵从悬停在空中的直升飞机上由静止跳下，2s时开启着陆伞，其跳伞过程中的v­t图象如图所示，依据图象可知该伞兵()A．在0～2s内做自由落体运动B．在2～6s内加速度方向先向上后向下C．在0～14s内先处于失重状态后处于超重状态D．在0～24s内先匀加速再匀减速最终匀速直线运动答案C解析0～2s内做匀加速直线运动，但加速度小于重力加速度，不是自由落体运动，故A错误；依据v­t图象的斜率表示加速度，由图可知2～6s内伞兵先向下做加速运动，再向下做减速运动，故其加速度方向先向下再向上，故B错误；0～14s内伞兵先向下做加速运动，再向下做减速运动，故其加速度方向先向下再向上，先失重后超重，故C正确；在0～24s内，2～14s内的加速度大小在发生变更，故伞兵不是匀变速运动，D错误。5.(2024·内蒙古包头一模)如图所示，滑板运动员从倾角为53°的斜坡顶端距水平地面高度H＝3.2m的A点水平滑出，斜面底端有个宽L＝1.2m、高h＝1.4m的障碍物。忽视空气阻力，重力加速度g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。为了不触及这个障碍物并落在水平面上，运动员从A点沿水平方向滑出的最小速度为()A．3.0m/s B．4.0m/sC．4.5m/s D．6.0m/s答案D解析由题意可知，要使运动员不触及障碍物，则运动员下落到与障碍物等高时，依据几何关系可知运动员在水平方向发生的位移应当满意：x≥eq\f(H,tan53°)＋L，此时运动员在竖直方向下落的高度为H－h，设运动员运动的时间为t，则有：H－h＝eq\f(1,2)gt2，代入数据可得时间为：t＝0.6s，所以运动员从A点沿水平方向滑出的最小速度为：vmin＝eq\f(1.2＋\f(3.2,\f(4,3)),0.6)m/s＝6m/s，故D正确，A、B、C错误。6.(2024·上海青浦区二模)如图所示，一个小球沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动，圆环的半径为R，关于小球，以下说法正确的是()A．小球在最低点的速度可以等于eq\r(Rg)B．小球在最高点的速度肯定大于eq\r(Rg)C．小球在最低点对轨道的压力可以是0D．小球在最高点对轨道的压力可以是0答案D解析小球恰好到达最高点时，在最高点的线速度最小，此时小球对轨道的压力为0，由重力供应向心力，则有：mg＝meq\f(v2,R)，解得最小速度v＝eq\r(gR)，从最高点到最低点重力做正功，到最低点时速度肯定大于eq\r(gR)，故A、B错误，D正确；小球通过轨道最低点时受到重力和轨道的支持力，加速度方向竖直向上，合力竖直向上，处于超重状态，则支持力大于重力，依据牛顿第三定律知，小球对轨道最低点的压力大小肯定大于重力，故C错误。7．(2024·湖南衡阳三模)如图所示，质量分别为m和2m的A、B两物块用一轻弹簧相连，将A用轻绳悬挂于天花板上，用一木板托住物块B。调整木板的位置，当系统处于静止状态时，悬挂A物块的悬绳恰好伸直且没有拉力，此时轻弹簧的形变量为x，突然撤去木板，重力加速度为gA．撤去木板瞬间，B物块的加速度大小为gB．撤去木板瞬间，B物块的加速度大小为0.5C．撤去木板后，B物块向下运动3x时速度最大D．撤去木板后，B物块向下运动2x时速度最大答案C解析撤去木板瞬间，B物块受到的合力为3mg，由牛顿其次定律可知：aB＝1.5g，故A、B错误；当B物块受到的合外力为零时，速度最大，此时T2＝2mg＝kx2，又mg＝kx，所以弹簧此时的伸长量x2＝2x，即B物块向下运动3x时速度最大，故C正确，D错误。8．(2024·辽宁沈阳一模)如图所示，甲、乙两物体靠在一起，放在光滑的水平面上，在水平力F1和F2共同作用下，一起从静止起先运动，已知F1>F2，两物体运动一段时间后()A．若突然撤去F1，甲的加速度肯定减小B．若突然撤去F1，甲、乙间的作用力减小C．若突然撤去F2，乙的加速度肯定增大D．若突然撤去F2，甲、乙间的作用力增大答案BC解析甲、乙一起运动时，整体的加速度为：a＝eq\f(F1－F2,m1＋m2)，设甲、乙之间的作用力为N，对乙分析，N－F2＝m2a，解得N＝eq\f(m1F2＋m2F1,m1＋m2)；突然撤去F1，则整体的加速度a1＝eq\f(F2,m1＋m2)，a1不肯定小于a，甲、乙之间的作用力N1＝eq\f(m1F2,m1＋m2)<N，故A错误，B正确；突然撤去F2，则整体的加速度a2＝eq\f(F1,m1＋m2)，则a2>a，即加速度增大，甲、乙之间的作用力N2＝eq\f(m2F1,m1＋m2)<N，故C正确，D错误。9.(2024·河南郑州三模)倾角为θ的斜面固定在水平面上，在斜面上放置一长木板，木板与斜面之间的动摩擦因数为μ。平行于斜面的力传感器上端连接木板，下端连接一光滑小球，如图所示。当木板固定时，传感器的示数为F1。现由静止释放木板，木板沿斜面下滑的过程中，传感器的示数为F2。则下列说法正确的是()A．若μ＝0，则F1＝F2B．若μ＝0，则F2＝0C．若μ≠0，则μ＝tanθD．若μ≠0，则μ＝eq\f(F2tanθ,F1)答案BD解析设小球的质量为m，木板、小球、力传感器组成的整体的质量为M，当木板固定时，对小球，依据共点力平衡有：F1＝mgsinθ，静止释放木板，木板沿斜面下滑的过程中，若μ＝0，对整体，依据牛顿其次定律可得：Mgsinθ＝Ma，解得：a＝gsinθ，再以小球为探讨对象，则有：mgsinθ－F2＝ma，解得：F2＝0，故A错误，B正确；当木板沿斜面下滑时，若μ≠0，对整体，依据牛顿其次定律可得加速度为：a′＝gsinθ－μgcosθ，对小球有：mgsinθ－F2＝ma′，解得：F2＝μmgcosθ，则有：eq\f(F1,F2)＝eq\f(mgsinθ,μmgcosθ)＝eq\f(tanθ,μ)，解得：μ＝eq\f(F2tanθ,F1)，故C错误，D正确。10．(2024·辽宁葫芦岛一模)(多选)如图所示，在水平面上有一传送带以速率v1沿顺时针方向运动，传送带速度保持不变，传送带左右两端各有一个与传送带等高的光滑水平面和传送带相连(紧靠但不接触)，现有一物块在右端水平面上以速度v2向左运动，物块的速度随时间变更的图象可能的是()答案ABD解析第一种状况：物块在传送带上先减速向左滑行，速度先减为零，然后物块会在滑动摩擦力的作用下向右加速，加速度大小不变；假如v1>v2，物块向右运动时会始终加速，当速度大小增大到等于v2时，物块恰好离开传送带，有v2′＝－v2，A正确；假如v1≤v2，物块向左的速度减至零后会在滑动摩擦力的作用下向右加速，当速度增大到等于传送带速度时，物块还在传送带上，之后不受摩擦力，物块与传送带一起向右匀速运动，有v2′＝－v1，B正确。其次种状况：物块在传送带上减速向左滑行，干脆向左滑出传送带，末速度肯定小于v2，D正确。11.(2024·安徽合肥二模)图示为运动员在水平道路上转弯的情景，转弯轨迹可看成一段半径为R的圆弧，运动员始终与自行车在同一平面内。转弯时，只有当地面对车的作用力通过车(包括人)的重心时，车才不会倾倒。设自行车和人的总质量为M，轮胎与路面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。下列说法正确的是()A．车受到地面的支持力方向与车所在平面平行B．转弯时车不发生侧滑的最大速度为eq\r(μgR)C．转弯时车与地面间的静摩擦力肯定为μMgD．转弯速度越大，车所在平面与地面的夹角越小答案BD解析车受到的地面的支持力方向垂直地面，与车所在的平面不平行，故A错误；设自行车受到地面的支持力为N，则有：fm＝μN，由平衡条件有：N＝Mg，依据牛顿其次定律有：fm＝Meq\f(v\o\al(2,m),R)，代入数据解得：vm＝eq\r(μgR)，故B正确；地面对自行车的支持力N与摩擦力f的合力过人与车的重心，设θ为自行车与地面的夹角，则：eq\f(1,tanθ)＝eq\f(f,Mg)，f＝Meq\f(v2,R)，解得f＝eq\f(Mg,tanθ)，eq\f(1,tanθ)＝eq\f(v2,gR)，转弯速度越大，车所在平面与地面的夹角越小，转弯时车与地面间的静摩擦力不肯定为μMg，C错误，D正确。12．(2024·安徽合肥三模)近年来，我国航天事业取得长足进步，信任不久的将来，我国宇航员将到达火星。若宇航员在距火星表面高h处将一物体(视为质点)以初速度v0水平抛出，测得抛出点与着落点相距2h，已知火星的半径为R，自转周期为T，万有引力常量为G，不计大气阻力。下列说法正确的是()A．火星表面的重力加速度为g＝eq\f(2v\o\al(2,0),3h)B．火星的质量约为M＝eq\f(2v\o\al(2,0)R2,3Gh)C．火星的第一宇宙速度为v＝eq\r(\f(3R,2h))v0D．火星的同步卫星的高度为H＝eq\r(3,\f(v\o\al(2,0)R2T2,6π2h))答案AB解析平抛的水平位移为：x＝eq\r(2h2－h2)＝eq\r(3)h，竖直方向有：h＝eq\f(1,2)gt2，水平方向有：x＝v0t，联立得：g＝eq\f(2v\o\al(2,0),3h)，故A正确；火星表面物体的重力等于万有引力，有：mg＝Geq\f(Mm,R2)，得火星的质量为：M＝eq\f(gR2,G)＝eq\f(2v\o\al(2,0)R2,3Gh)，故B正确；依据第一宇宙速度公式v1＝eq\r(gR)得：v1＝eq\r(\f(2v\o\al(2,0)R,3h))＝eq\r(\f(2R,3h))v0，故C错误；火星的同步卫星的周期等于火星的自转周期T，依据万有引力供应向心力有：Geq\f(Mm,R＋H2)＝meq\f(4π2,T2)(R＋H)，解得H＝eq\r(3,\f(GMT2,4π2))－R＝eq\r(3,\f(v\o\al(2,0)R2T2,6π2h))－R，故D错误。第Ⅱ卷(非选择题，共62分)二、试验题(本题共2小题，共12分)13．(6分)(2024·新疆乌鲁木齐二诊)在“探讨平抛运动”的试验中，某同学记录了小球运动轨迹中多个点的位置，取抛出点为坐标原点，用x表示小球的水平位移，y表示小球的竖直位移(相邻两点的时间间隔已知)。(1)若作出x­t图象的斜率为2.0m/s，则小球做平抛运动的初速度大小为________m/s。(2)若以t为横坐标，eq\f(y,t)为纵坐标，作出的图象的斜率为k，则当地的重力加速度为________；若图象中某时刻，eq\f(y,t)＝1.0m/s，则该时刻小球竖直方向的分速度大小为________m/s。答案(1)2.0(2)2k2.0解析(1)在水平方向，作出的x­t图象是斜率为2.0m/s的直线，所以物体水平方向为匀速直线运动，小球做平抛运动的初速度大小为2.0m/s。(2)在竖直方向，以t为横坐标，eq\f(y,t)为纵坐标，作出的图象是斜率为k的一条直线，方程式为：eq\f(y,t)＝kt，①依据自由落体运动的位移公式y＝eq\f(1,2)gt2，变形得：eq\f(y,t)＝eq\f(1,2)gt②对比①②两式，可得：k＝eq\f(1,2)g，g＝2k，图象中某时刻，eq\f(y,t)＝1.0m/s，有eq\f(1,2)gt＝1.0m/s，得：vy＝gt＝2.0m/s。14．(6分)(2024·天津和平区二模)某探讨性学习小组利用气垫导轨进行物理试验，试验装置如图a所示。在气垫导轨上相隔肯定距离的两处安装两个光电门，滑块上固定一遮光条，光电门可以记录下遮光条通过光电门时所用的时间。滑块上装有拉力传感器，可以读出细线上的拉力大小。(1)试验前用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图b所示，则d＝________mm。(2)滑块用细线跨过气垫导轨右端的定滑轮与托盘(盘内有砝码)相连，将滑块由图a所示位置释放，若已知遮光条通过两个光电门所用时间分别为Δt1、Δt2以及遮光条宽度d，还测出两光电门间距离L，则滑块的加速度可用上述物理量表示为a＝________。(3)利用该试验装置还可以进行牛顿其次定律的验证，关于牛顿其次定律的验证某同学提出如下观点，其中正确的是________。A．测量遮光条宽度时可以实行多次测量取平均值的方法消退系统误差B．试验中加速度已由(2)中获得，只需读取拉力传感器的读数F并测得滑块、遮光条、拉力传感器的总质量M，即可验证牛顿其次定律C．因为拉力传感器可以干脆读取拉力，所以不须要调整气垫导轨右端定滑轮的高度，使牵引滑块的细绳与导轨平行D．因为拉力传感器可以干脆读取拉力，所以不须要托盘和砝码的总质量m远小于滑块、遮光条、拉力传感器的总质量M答案(1)8.475(8.474～8.476)(2)eq\f(1,2L)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))2))(3)BD解析(1)螺旋测微器的固定刻度读数为8.0mm，可动刻度读数为0.01×47.5mm＝0.475mm，所以最终读数为：8.0mm＋0.475mm＝8.475mm。(2)依据遮光条通过光电门的速度可以用平均速度代替得：滑块通过第一个光电门时的速度为：v1＝eq\f(d,Δt1)滑块通过其次个光电门时的速度为：v2＝eq\f(d,Δt2)滑块的加速度为：a＝eq\f(v\o\al(2,2)－v\o\al(2,1),2L)＝eq\f(1,2L)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt2)))2－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,Δt1)))2))。(3)测量遮光条宽度时可以实行多次测量取平均值的方法减小偶然误差，而系统误差不能消退，故A错误；试验中加速度已由(2)中获得，只需读取拉力传感器的读数F并测得滑块、遮光条、拉力传感器的总质量M，即可验证牛顿其次定律，故B正确；拉力传感器可以干脆读取拉力，但仍须要调整气垫导轨右端定滑轮的高度，使牵引滑块的细线与导轨平行，故C错误；因为拉力传感器可以干脆读取拉力，所以不须要托盘和砝码的总质量m远小于滑块、遮光条、拉力传感器的总质量M，故D正确。三、计算题(本题共4小题，共50分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)15．(8分)(2024·黑龙江大庆一中四模)如图所示，长l为0.4m的细线拴住一质量m为0.1kg的小球在竖直平面内做圆周运动，已知圆周最低点离水平地面的高度h为0.8m，g取10m/s2。求：(1)若小球通过最低点时，细线中的弹力为5N，则小球在最低点的速度为多少？(2)若小球在最低点时的速度增大到某一值，细线恰好被拉断，测得小球平抛运动的水平位移为x＝2.4m，则细线能承受的最大拉力为多少？答案(1)4m/s(2)10N解析(1)小球在最低点时，由牛顿其次定律得：T－mg＝meq\f(v2,l)，代入数据解得：v＝4m/s。(2)设细线恰好被拉断时小球的速度为v0，细线能承受的最大拉力为Tm，由牛顿其次定律得：Tm－mg＝meq\f(v\o\al(2,0),l)，依据平抛运动的规律得：x＝v0t＝2.4m，h＝eq\f(1,2)gt2解得：t＝0.4s，v0＝6m/s，Tm＝10N。16．(10分)(2024·四川攀枝花三模)某课外活动小组为了探讨遥控玩具小车的启动性能，进行了如图所示的试验。将玩具小车放在水平地面上，遥控使其从静止起先匀加速启动，经时间t关闭发动机，玩具小车滑行一段距离后停下来，测得玩具小车从启动到停下来发生的总位移x＝6m。已知玩具小车的质量m＝500g，匀加速过程中牵引力F＝3N，运动过程中受到的阻力恒为车重的0.2倍，重力加速度g取10m/s2，求t的值。答案1s解析设玩具小车受到的阻力大小为f，在关闭发动机前、后的加速度大小分别为a1、a2，位移分别为x1、x2，关闭发动机时的速度为v，关闭发动机之前，由牛顿其次定律：F－f＝ma1依据题意有：f＝kmg＝0.2mg，x1＝eq\f(1,2)a1t2，v＝a1t关闭发动机之后，由牛顿其次定律：f＝ma2,0－v2＝－2a2x依据题意有：x1＋x2＝x联立以上各式并代入数据得：t＝1s。17．(14分)(2024·河南郑州三模)翼型飞行器有很好的飞行性能，其原理是通过对着陆伞的调整，使空气升力和空气阻力都受到影响，同时通过限制动力的大小而变更飞行器的飞行状态。已知飞行器的动力F始终与飞行方向相同，空气升力F1与飞行方向垂直，大小与速度的平方成正比，即F1＝C1v2；空气阻力F2与飞行方向相反，大小与速度的平方成正比，即F2＝C2v2。其中C1、C2相互影响，可由运动员调整，满意如图甲所示的关系。飞行员和装备的总质量为m＝90kg。(重力加速度取g＝10m/s2)(1)若飞行员使飞行器以速度v1＝10eq\r(3)m/s在空中沿水平方向匀速飞行，如图乙所示。结合甲图计算，飞行器受到的动力F为多大？(2)若飞行员使飞行器在空中的某一水平面内做匀速圆周运动，如图丙所示，在此过程中调整C1＝5.0N·s2/m2，机翼中垂线和竖直方向夹角为θ＝37°，求飞行器做匀速圆周运动的半径r和速度v2的大小。(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)答案(1)750N(2)30m15m/s解析(1)选飞行器和运动员为探讨对象，由受力分析可知在竖直方向上有：mg＝C1veq\o\al(2,1)得：C1＝3N·s2/m2由C1、C2关系图象可得：C2＝2.5N·s2/m2在水平方向上，动力和阻力平衡：F＝F2又F2＝C2veq\o\al(2,1)解得：F＝750N。(2)此时飞行器和运动员在竖直方向所受合力为零，有：mg＝C1veq\o\al(2,2)cosθ水平方向合力供应向心力，有：C1veq\o\al(2,2)sinθ＝meq\f(v\o\al(2,2),r)联立解得：r＝30m；v2＝15m/s。18．(18分)(2024·广东肇庆高三一模)如图甲所示，地面上有一长为l＝1m，高为h＝0.8m，质量M＝