高中物理 综合能力检测B 新人教版必修2

【成才之路】-学年高中物理综合能力检测B新人教版必修2本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．如图甲所示，滑雪运动员沿斜坡高速向下滑行，其速度—时间图象如图乙所示，则由图象中AB段曲线可知，运动员在此过程中()A．做曲线运动 B．机械能守恒C．所受力的合力不断增大 D．平均速度v>eq\f(vA＋vB,2)答案：D解析：速度—时间图象并不是表示物体的运动轨迹，A错误；由图象可知，运动员的加速度越来越小，故运动员所受的合外力越来越小，且运动员的机械能不守恒，B、C错误；利用图象的面积表示位移可知，此运动过程中的平均速度v>eq\f(vA＋vB,2)，D正确。2．如图所示，直径为d的纸制圆筒，以角速度ω绕中心轴匀速转动，把枪口垂直对准圆筒轴线，使子弹穿过圆筒，结果发现圆筒上只有一个弹孔，则子弹的速度不可能是()A．eq\f(dω,π) B．eq\f(dω,2π)C．eq\f(dω,3π) D．eq\f(dω,5π)答案：B解析：圆筒上只有一个弹孔，表明子弹从一个位置进入和离开圆筒，故子弹穿过圆筒的时间t内，转过的角度θ＝(2n＋1)π(n＝0,1,2…)，故子弹的速度v＝eq\f(d,t)＝eq\f(dω,θ)＝eq\f(dω,2n＋1π)。n＝0时，v＝eq\f(dω,π)，A对，n＝1时，v＝eq\f(dω,3π)，C对。n＝2时，v＝eq\f(dω,5π)，D对，故子弹的速度不可能是eq\f(dω,2π)，选项B符合题意。3．如图所示的图形为中国月球探测工程形象标志，它以中国书法的笔触，抽象地勾勒出一轮明月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想，一位敢于思考的同学，为探月宇航员设计了测量一颗卫星绕某星球表面做圆周运动的最小周期的方法：在某星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，若物体只受该星球引力作用，忽略其他力的影响，物体上升的最大高度为h，已知该星球的直径为d，如果在这个星球上发射一颗绕它运行的卫星，其做圆周运动的最小周期为()A．eq\f(π,v0)eq\r(dh) B．eq\f(2π,v0)eq\r(dh)C．eq\f(π,v0)eq\r(\f(d,h)) D．eq\f(2π,v0)eq\r(\f(d,h))答案：B解析：veq\o\al(2,0)＝2g′h，∴g′＝eq\f(v\o\al(2,0),2h)，又mg′＝meq\f(4π2,T2)·eq\f(d,2)，∴T＝eq\f(2π,v0)eq\r(dh)。4．“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200km的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟。已知引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，月球半径约为1.74×103A．8.1×1010kgC．5.4×1019kg答案：D解析：本题考查万有引力定律在天体中的应用。解题的关键是明确探月卫星绕月球运行的向心力是由月球对卫星的万有引力提供。由Geq\f(Mm,r2)＝mreq\f(4π2,r2)得M＝eq\f(4π2r3,GT2)，又r＝R月＋h，代入数值得月球质量M＝7.4×1022kg，选项D正确。5．如图所示，高为h＝1.25m的平台上覆盖一层薄冰，现有一质量为60kg的滑雪爱好者以一定的初速度v向平台边缘滑去，着地时速度的方向与水平地面的夹角为45°(取重力加速度g＝10m/s2)。由此可知下列各项中错误的是()A．滑雪者离开平台边缘时的速度大小是5.0m/sB．滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是2.5mC．滑雪者在空中运动的时间为0.5sD．着地时滑雪者重力做功的瞬时功率是300W答案：D解析：着地时速度的方向与水平地面的夹角为45°，故v0＝vy＝eq\r(2gh)＝eq\r(2×10×1.25)m/s＝5.0m/s，A正确；x＝v0t＝v0eq\r(\f(2h,g))＝5×eq\r(\f(2×1.25,10))m＝2.5m，B正确；t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×1.25,10))s＝0.5s，C正确；着地时滑雪者重力做功的瞬时功率P＝mgvy＝60×10×5W＝3000W，D错误。6．(葫芦岛市五校协作体12～13学年高一下学期期中)随着人们生活水平的提高，高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球。由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴，则()A．球被击出后做平抛运动B．该球从被击出到落入A穴所用的时间为eq\r(\f(2h,g))C．球被击出时的初速度大小为Leq\r(\f(g,2h))D．球被击出后受到的水平风力的大小为mgh/L答案：B解析：球在水平方向做匀减速运动，竖直方向做自由落体运动。L＝eq\f(v0,2)th＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(2h,g))v0＝2Leq\r(\f(g,2h))又F·L＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)得F＝eq\f(mgL,h)所以选项B正确。7．船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示，河水的流速与船离河岸的距离的变化关系如图乙所示，则当船沿渡河时间最短的路径渡河时()A．船渡河的最短时间为60sB．要使船以最短时间渡河，船在行驶过程中，船头必须始终与河岸垂直C．船在河水中航行的轨迹是一条直线D．船在河水中的最大速度是5m/s答案：BD解析：据图象可知，船在静水中的速度v静＝3m/s，河宽d＝300m，河水正中间流速最大为v水m＝4m/s，当船头始终垂直河岸渡河时，渡河时间最短，最短时间为tmin＝eq\f(d,v静)＝100s，选项A错误，B正确；船渡河时，在垂直河岸方向上做匀速直线运动，该方向上合力为零，在平行于河岸方向上先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动，该方向上合力不为零，船的合外力沿平行于河岸方向，因为船在垂直河岸方向上有速度分量，合速度与合外力之间存在夹角，船做曲线运动，其运动轨迹是一条曲线，选项C错误；船在河水中的最大速度是vm＝eq\r(32＋42)m/s＝5m/s，选项D正确。8．年6月20日上午10时，中国首位“太空教师”王亚平在天宫一号太空舱内做了如下两个实验：实验一，将用细线悬挂的小球由静止释放，小球呈悬浮状。实验二，拉紧细线给小球一个垂直于线的速度，小球以悬点为圆心做匀速圆周运动。设线长为L，小球的质量为m，小球做圆周运动的速度为v。已知地球对小球的引力约是地面重力mg的0.9倍，则在两次实验中，绳对小球拉力大小是()A．实验一中拉力为0 B．实验一中拉力为0.9mgC．实验二中拉力为0.9mg＋meq\f(v2,L) D．实验二中拉力为meq\f(v2,L)答案：AD解析：因为在“太空舱”内物体处于完全失重状态所以实验一中绳的拉力为零，实验二中小球只受绳的拉力做匀速圆周运动F＝meq\f(v2,L)，选项A、D正确。9．如图所示是“嫦娥一号”卫星的飞行路线示意图。在卫星快要到达月球时，依靠控制火箭的反向助推减速。在被月球引力“俘获”后，成为环月球卫星，最终在离月球表面200千米高度的极地轨道绕月球飞行，开展拍摄三维影像等工作。已知月球的质量约为地球质量的eq\f(1,81)，月球的半径约为地球半径的eq\f(1,4)，地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s，由以上信息，下列说法正确的是()A．“嫦娥一号”飞离地球的过程中，地球对它的引力不断减小，月球对它的引力不断增大B．当“嫦娥一号”飞至所受月球与地球对它的引力恰好抵消的位置时，该位置到月球球心与地球球心的距离之比为1∶9C．“嫦娥一号”在离地500千米的椭圆轨道上时，万有引力等于向心力D．“嫦娥一号”成为环月卫星后，若认为贴近月球表面，则“嫦娥一号”的速率为18km/s答案：AB解析：由万有引力定律F＝Geq\f(m1m2,r2)得：当r变大时，F减小，A正确。由eq\f(GM月m,r\o\al(2,月))＝eq\f(GM地m,r\o\al(2,地))得，eq\f(r月,r地)＝eq\r(\f(M月,M地))＝eq\f(1,9)，B正确。在椭圆轨道上的近地点F万<F向，“嫦娥一号”做离心运动，C错误。“嫦娥一号”成为近月卫星后，其线速度大小v＝eq\r(\f(GM月,R月))，又对地球的第一宇宙速度v1＝eq\r(\f(GM地,R地))，所以v＝eq\f(2,9)v1＝1.76km/s，D错误。10．(日照～学年高一下学期五校联考)如图所示，两个3/4圆弧轨道固定在水平地面上，半径R相同，A轨道由金属凹槽制成，B轨道由金属圆管制成，均可视为光滑轨道。在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别用hA和hB表示，对于下述说法中错误的是()A．若hA＝hB≥2R，则两小球都能沿轨道运动到最高点B．若hA＝hB＝3R/2，由于机械能守恒，两小球在轨道上上升的最大高度均为3R/2C．适当调整hA和hB，均可使两小球从轨道最高点飞出后再次进入圆形轨道运动D．若使小球沿轨道运动并从最高点飞出，A小球在hA≥5R/2，B小球在hB>2R的任意高度均可答案：ABC解析：A球到达最高点的临界条件为vA＝eq\r(gR)根据机械能守恒mghA＝mg2R＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)得hA＝2.5RB球到达最高点的临界条件为vB＝0显然hB＝2R，即可达最高点。故A错误，D选项正确；由于A小球离开轨道后在水平方向有初速度，根据机械能守恒可判B选项错误；若使小球从最高点飞出后再次进入圆形轨道，据平抛运动规律有R＝vt，R＝eq\f(1,2)gt2，解得v＝eq\r(\f(gR,2))<eq\r(gR)，所以A球最高点飞出后不可能再次进入圆形轨道，C错误。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分。把答案直接填在横线上)11．(芜湖市～学年高一下学期期末)频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某物理小组利用图甲所示装置探究平抛运动规律。他们分别在该装置正上方A处和右侧B处安装了频闪仪器并进行拍摄，得到的频闪照片如图乙，O为抛出点，P为运动轨迹上某点。根据平抛运动规律回答下列问题：(1)乙图中，A处拍摄的频闪照片为________(选填“a”或“b”)(2)测得图乙(a)中OP距离为45cm，(b)中OP距离为30cm，则平抛物体的初速度为________m/s，P点速度为________m/s。答案：(1)b(2)1eq\r(10)解析：(1)A处拍摄的是小球水平方向的位移，应是匀速直线运动，所以频闪照片为b(2)根据平抛运动规律x＝v0t，y＝eq\f(1,2)gt2将x＝0.30m，y＝0.45m代入上式解得t＝0.3s，v0＝1m/s；P点速度vP＝eq\r(v\o\al(2,0)＋gt2)＝eq\r(10)m/s。12．为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”，查资料得知，弹簧的弹性势能Ep＝eq\f(1,2)kx2，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧长度的变化量。某同学就设想用压缩的弹簧推静止的小球(质量为m)运动来探究这一问题。为了研究方便，把小铁球O放在水平桌面上做实验，让小球O在弹力作用下运动，即只有弹簧推力做功。该同学设计实验如下：首先进行如图甲所示的实验：将轻质弹簧竖直挂起来，在弹簧的另一端挂上小铁球O，静止时测得弹簧的伸长量为d。在此步骤中，目的是要确定物理量________，用m、d、g表示为________。接着进行如图乙所示的实验：将这根弹簧水平放在桌面上，一端固定，另一端被小铁球压缩，测得压缩量为x，释放弹簧后，小铁球被推出去，从高为h的水平桌面上抛出，小铁球在空中运动的水平距离为L。小铁球的初动能Ek1＝________。小铁球的末动能Ek2＝________。弹簧对小铁球做的功W＝________。(用m、x、d、g表示)对比W和Ek2－Ek1就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”，即在实验误差允许范围内，外力所做的功等于物体动能的变化。答案：弹簧劲度系数keq\f(mg,d)0eq\f(mgL2,4h)eq\f(mgx2,2d)解析：该题也是探究做功与物体动能变化的关系，但是在课本实验的基础上进行了变化和创新，主要考查了灵活应用知识的能力和创新能力。在图甲所示的步骤中，目的是确定弹簧的劲度系数k，由平衡条件得：mg＝kd即k＝eq\f(mg,d)。在图乙所示的实验中，小铁球的初动能Ek1＝0。又根据小球做平抛运动得：h＝eq\f(1,2)gt2L＝vt所以Ek2＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)m(Leq\r(g/2h))2＝eq\f(mgL2,4h)弹簧对小铁球做的功等于弹性势能的减少所以W＝eq\f(1,2)kx2＝eq\f(mgx2,2d)。13．(辽宁省实验中学、东北育才中学、大连二十高～学年高一下学期期末联考)“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行。(1)比较这两种方案，________(选填“甲”或“乙”)方案好些。(2)下图是某种方案得到的一条纸带，测得每两个计数点间距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T＝0.1s，物体运动的加速度a＝________m/s2；该纸带是采用________(选项“甲”或“乙”)实验方案得到的。(3)下图是采用甲方案时得到的一条纸带，在计算图中N点速度时，几位同学分别用下列不同的方法进行，其中正确的是()A．vN＝gnT B．vN＝eq\f(xn＋xn＋1,2T)C．vN＝eq\f(dn＋1－dn－1,2T) D．vN＝g(n－1)T答案：(1)甲(2)4.83m/s2乙(3)BC解析：(1)比较甲、乙两种方案，乙方案中产生的阻力对实验的影响大于甲方案，因此应选的方案是甲。(2)由题意得：a＝eq\f(x3＋x4－x1＋x2,2T2)＝4.83m/s，所以该纸带是采用乙实验方案得到的。(3)计算N点速度应通过实验得到的纸带，经测量计算得出，所以应选B、C。三、论述·计算题(共4小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)(潍坊市12～13学年高一下学期期末)如图所示，水平轨道ABC与DE高度差h＝1.25m，C、D之间有一宽l＝3m的壕沟。现用水平恒力从A点由静止推箱子，到达B点后撤去推力，箱子刚好越过壕沟。已知AB长x1＝10m，BC长x2＝5m，箱子质量m＝1.5kg，箱子与水平面ABC间的动摩擦因数μ＝0.2，取g＝10m/s2，求：(1)推力F的大小；(2)箱子跨过壕沟，将要落到DE面上时重力的功率。答案：(1)7.2N(2)75W解析：(1)设箱子到达C点的速度为v，有vt＝lh＝eq\f(1,2)gt2由动能定理，Fx1－μmg(x1＋x2)＝eq\f(1,2)mv2由以上各式得：F＝7.2N(2)重力的瞬时功率P＝mgvyvy＝gt得：P＝75W15．(10分)(安徽师大附中～学年高一下学期期中)在半径R＝5000km的某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示。竖直平面内的光滑轨道由斜轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量m＝0.2kg的小球，从轨道AB上高H处的某点静止释放，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出F随H的变化关系如图乙所示，求：(1)圆轨道的半径；(2)该星球的第一宇宙速度。答案：(1)0.2m(2)5×103解析：(1)小球过C点时满足F＋mg＝meq\f(v\o\al(2,C),r) ①又根据mg(H－2r)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C) ②由①②得：F＝eq\f(2mg,r)H－5mg ③由图可知：H1＝0.5m时F1＝0；代入③可得r＝0.2mH2＝1.0m时F2＝5N；代入③可得g＝5m/s2(2)据meq\f(v2,R)＝mg可得v＝eq\r(Rg)＝5×103m/s16．(11分)如图(a)所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行。现将一质量m＝2kg的小物体以某一初速度放上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图(b)所示，取沿传送带向上为正方向，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。求：(1)0～10s内物体位移的大小；(2)物体与传送带间的动摩擦因数；(3)0～10s内物体机械能的增量及因与传送带摩擦产生的热量Q。答案：(1)33m(2)eq\f(15,16)(3)423J405J解析：(1)从图(b)中求出物体位移为s＝eq\f(4＋8×6,2)m－eq\f(1,2)×2×3m＝33m。(2)由图象知，物体在传送带上滑动时的加速度a＝1.5m/s2，在此过程中对物体受力分析得：μmgcosθ－mgsinθ＝ma，得μ＝eq\f(15,16)。(3)物体被送上的高度h＝ssinθ＝19.8m，重力势能增量ΔEp＝mgh＝396J，动能增量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝27J，机械能增量ΔE＝ΔEp＋ΔEk＝423J。因0～10s内只有前6s发生相对滑动，而0～6s内传送带运动距离s带＝6×6m＝36m。0～6s内物体位移s物＝eq\f(1,2)×4×6m－eq\f(1,2)×2×3m＝9m，所以Δx＝s带－s物＝27m，故产生的热量Q＝μmgcosθΔx＝405J。17．(11分)(河北正定中学～学年高一下学期期末)在“极限”运动会中，有一个在钢索桥上的比赛项目。如图所示，总长为L的均匀粗钢丝绳固定在等高的A、B处，钢丝绳最低点与固定点A、B的高度差为H，动滑轮起点在A处，并可沿钢丝绳滑动，钢丝绳最低点距离水面也为H。若