新教材2024高中物理模块综合检测新人教版必修第二册

模块综合检测(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分.每小题只有一个选项符合题目要求)1.物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角θ的正切值为tanθ,关于tanθ与物体做平抛运动的时间t之间的关系,下列图像可能正确的是 ()ABCD解析:平抛运动水平方向上的速度为v0保持不变,竖直方向上的分速度为vy=gt,则tanθ=vyv0=gtv0,g与v0为定值,所以tan答案:B2.如图所示,船从A处开出后沿直线AB到达对岸,若AB与河岸成37°角,水流速度为4m/s,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,则船在静水中的最小速度为 ()A.2m/s B.2.4m/sC.3m/s D.3.2m/s解析:已知一个分速度的大小和方向以及合速度的方向,如图所示.当v合与v船垂直时,v船最小,由几何关系得到v船的最小值v船=v水sin37°=2.4m/s.答案:B3.手指转球是指使篮球在指尖上转动,先以手腕之力让球体旋转,然后单指顶住球体,如图所示.假设某同学让篮球在指尖上匀速转动,指尖刚好在篮球球心的正下方,下列推断正确的是 ()A.篮球上各点做圆周运动的角速度相同B.篮球上各点的向心力是由手指供应的C.篮球上的各点做圆周运动的圆心均在指尖与篮球的接触处D.篮球上离转轴越近的点,做圆周运动的向心加速度越大解析:篮球上的各点绕转轴做圆周运动,它们的角速度相同,选项A正确;篮球旋转的向心力不是由手指供应的,选项B错误;篮球上的各点做圆周运动的圆心均在转轴上,选项C错误;由于角速度相同,依据a=ω2r可知篮球上离转轴越近的点,做圆周运动的向心加速度越小,选项D错误.答案:A4.摩天轮是一种游乐项目,乘客可随座舱在竖直面内做匀速圆周运动.下列叙述正确的是()A.在最高点,乘客处于超重状态B.在最低点,乘客重力小于他所受到的支持力C.摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变D.从最高点向最低点转动的过程中,座椅对乘客的作用力不做功解析:在最高点时,加速度向下,乘客处于失重状态,故选项A错误;在最低点时,加速度向上,乘客处于超重状态,乘客重力小于他所受到的支持力,故选项B正确;摩天轮转动过程中,乘客的动能不变,重力势能时刻发生变更,机械能始终变更,故选项C错误;从最高点向最低点转动的过程中,座椅的作用力向上,座椅对乘客的作用力做负功,故选项D错误.答案:B5.一小孩站在岸边向湖面抛石子.A、B两粒质量相同的石子先后从同一位置抛出后,各自运动的轨迹如图所示,两条曲线的最高点位于同一水平线上,忽视空气阻力的影响.关于A、B两粒石子的运动状况,下列说法正确的是()A.在空中运动的加速度aA>aB B.在空中运动的时间tA<tBC.抛出时的初速度vA<vB D.入水时重力的瞬时功率PA<PB解析:两粒石子均做斜抛运动,因石子在空中时只受重力,加速度等于重力加速度,故选项A错误.两石子均做斜抛运动,运动时间取决于竖直高度,从抛出点到最高点的竖直距离相同,向上运动的时间相同,从最高点下落的高度相同,下落时间相同,所以两石子在空中运动的时间相等,故选项B错误.设任一石子初速度大小为v0,初速度的竖直重量为vy,水平重量为vx,初速度与水平方向的夹角为α,上升的最大高度为h,取竖直向上方向为正方向,石子竖直方向上做匀减速直线运动,加速度为a=-g,由0-vy2=-2gh,得vy=2gh,h相同,则vy相同,即两粒石子初速度的竖直重量相同.由速度的分解知vy=v0sinα,由于α不同,所以v0不同,B石子初速度与水平方向的夹角小,所以B石子抛出的初速度较大,故选项C正确.重力的功率P=mgvy',由于vy'=2gh',答案:C6.北京时间2024年3月10日凌晨,我国在西昌卫星放射中心用“长征三号乙”运载火箭,胜利将“中星6C”卫星放射升空,卫星进入预定轨道.假设“中星6C”卫星绕地球做匀速圆周运动,除了引力常量G外,至少还须要两个物理量才能计算出地球的质量.这两个物理量可以是 ()A.卫星的线速度和周期 B.卫星的质量和轨道半径C.卫星的质量和角速度 D.卫星的运行周期和地球半径解析:依据公式T=2πrv可以算出轨道半径,再通过vA正确;卫星为环绕天体,中心天体质量与环绕天体质量无关,故选项B、C错误;不知道轨道半径则无法算出中心天体的质量,故选项D错误.答案:A7.某学校开设了糕点制作的选修课,小明同学在体验糕点制作“裱花”环节时,他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径20cm的蛋糕,在蛋糕上每隔4s匀称“点”一次奶油,蛋糕一周匀称“点”上15处奶油,则下列说法正确的是()A.圆盘转动的转速约为2πr/min B.圆盘转动的角速度大小为π30C.蛋糕边缘的线速度大小约为π3D.蛋糕边缘的向心加速度为π90m/s解析:圆盘每60s转一圈,故转速为1r/min,故选项A错误;由角速度与周期的关系可得ω=2πT=π30rad/s,故选项B正确;蛋糕边缘的线速度大小v=ωr=π300m/s,向心加速度a=ω2r=答案:B二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.8.设地球的近地卫星的线速度为v1,向心加速度为a1;地球赤道上的物体随地球自转的线速度为v2,向心加速度为a2;地球同步轨道卫星运行的线速度为v3,向心加速度为a3.下列大小关系排列正确的是 ()A.a1>a3>a2 B.a1=a2>a3C.v1>v2>v3 D.v1>v3>v2解析:同步卫星与赤道上的物体具有相同的角速度,依据v=ωr和a=ω2r可知,v3>v2,a3>a2;对近地卫星和同步卫星,由Gm地mr2=mv2r=ma可知,v=Gm地r和aa1>a3.综合得a1>a3>a2,v1>v3>v2,选项A、D正确.答案:AD9.如图所示,质量为m0、长为l的木板置于光滑的水平面上,一质量为m的滑块放置在木板左端,滑块与木板间的滑动摩擦力大小为Ff.现用一水平恒力F作用在滑块上,当滑块运动到木板右端时,木板在水平面上移动的距离为s.下列说法正确的是 ()A.在其他条件不变的状况下,F增大,滑块与木板间产生的热量不变B.在其他条件不变的状况下,m0越大,s越大C.在其他条件不变的状况下,F越大,滑块到达木板右端所用时间越长D.上述过程中,滑块克服摩擦力做功为Ff(l+s)解析:系统产生的热量等于摩擦力做的功,相对位移不变,摩擦力不变,所以产生的热量不变,选项A正确;在其他条件不变的状况下,由于木板受到的摩擦力不变,当m0越大时,木板加速度越小,而滑块加速度不变,相对位移不变,滑块在木板上运动时间变短,所以木板运动的位移s变小,选项B错误;在其他条件不变的状况下,拉力F越大,滑块的加速度越大,滑块到达木板右端所用时间就越短,选项C错误;滑块相对于水平面的位移为l+s,则滑块克服摩擦力做功为Ff(l+s),选项D正确.答案:AD10.如图甲所示,对离地肯定高度的物体施加一个竖直向上的拉力F,物体在竖直方向上运动的v-t关系图线如图乙所示.以地面为参考平面,忽视空气阻力,下列物体的机械能E随距离x变更的图线,正确的是 ()甲乙ABCD解析:物体离地肯定高度,故当x=0时,其机械能不为0,选项A、C错误.依据v-t图像的斜率等于加速度可知,加速度不断增大.若物体向上运动,由牛顿其次定律得F-mg=ma,得F=mg+ma,可知F不断增大.F对物体做正功,由功能原理知物体的机械能增大.依据功能关系有ΔE=FΔx,可知E-x图像的斜率大小等于拉力,F增大,E-x图像的斜率不断增大,故选项B正确.若物体向下运动,由牛顿其次定律得mg-F=ma,得F=mg-ma,a增大,可知F不断减小.F对物体做负功,由功能原理知物体的机械能削减.F减小,E-x图像的斜率不断减小,故选项D正确.答案:BD三、非选择题:共54分.11.(8分)某同学设计了一个探究平抛运动特点的试验装置.如图甲所示,在水平桌面上固定放置一个斜面,把桌子搬到竖直墙的旁边,把白纸和复写纸附在墙上.第一次让桌子紧靠墙壁,从斜面上某一位置由静止释放钢球,在白纸上得到痕迹A(图乙),以后每次将桌子向后移动相同的距离x,每次都让钢球从斜面的同一位置滚下,重复刚才的操作,依次在白纸上留下痕迹B、C、D,测得BC、CD间的距离分别为y1和y2.(1)为了完成试验,除了题中和图甲中所示的器材外,还必需选的器材是(选填“停表”“刻度尺”或“天平”).

(2)小钢球离开水平桌面时的速度是(用g、x、y1和y2表示).

甲乙解析:(1)由题意可知还须要的器材是刻度尺.(2)在竖直方向上,依据y2-y1=gT2得,T=y2-y1g,则小钢球离开水平桌面的速度v0=答案:(1)刻度尺(2)xg12.(8分)航天器绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,所以在这种环境中无法用天平称量物体的质量.某同学在这种环境中设计了如图所示的装置(图中O为光滑小孔)来间接测量物体的质量:给待测物体一个初速度,使它在桌面上做匀速圆周运动.假设航天器中具有测量长度和时间的工具.(1)试验时须要测量或记录的物理量是

(写出各物理量对应的字母).(2)待测物体质量的表达式为m=(用所测物理量字母表示).

解析:(1)物体做匀速圆周运动的向心力由弹簧测力计的拉力供应,依据牛顿其次定律及向心力表达式有F=m4π2rT2,可知要测出物体的质量,则需记录弹簧测力计的示数(2)依据F=m4π2rT2答案:(1)弹簧测力计拉力F、圆周运动半径r、周期T(2)F13.(12分)如图所示,小物体沿光滑弧形轨道从高为h处由静止下滑,它在水平粗糙轨道上滑行的最远距离为s,重力加速度用g表示,小物体可视为质点,求:(1)小物体刚刚滑到弧形轨道底端时的速度大小v;(2)水平轨道与小物体间的动摩擦因数μ.解析:(1)设小物体的质量为m,小物体沿弧形轨道下滑的过程满意机械能守恒定律,由mgh=12mv2得v=2(2)对小物体从起先下滑直到最终停下的过程应用动能定理,由mgh-μmgs=0得μ=hs答案:(1)2gh14.(12分)小明用如图所示的轨道探究滑块的运动规律.长l1=1m的倾斜轨道倾角为α,轨道底端平滑连接长l2=0.1m的水平轨道,水平轨道左端与半径R=0.2m的光滑半圆形轨道底端B平滑连接.将质量m=0.05kg的滑块(可视为质点)从倾斜轨道顶端释放,滑块与倾斜轨道及水平轨道间的动摩擦因数均为μ=0.3.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.(1)当α=37°时,无初速度释放滑块,求滑块到达B点时对半圆轨道压力的大小.(2)当α=37°时,为保证滑块能到达半圆轨道顶端A点,应至少以多大的速度释放滑块?解析:(1)滑块从倾斜轨道顶端无初速度地滑到B点,在B点对滑块进行受力分析,如图甲所示.有mgl1sinα-μmgl1cosα-μmgl2=12mvB2,在B点,有F-mg=mvB2甲乙(2)若滑块恰能到达半圆轨道顶端A点,在A点对滑块进行受力分析,如图乙所示.则mg=mvA2R,解得vA=gR=2m/s.从倾斜轨道顶端到半圆轨道最高点,依据动能定理有mgl1sinα-μmgl1cosα-μmgl2-2mgR=12mvA2-12m答案:(1)2.15N(2)85515.(14分)如图所示,将质量为m=1kg的小物块放在长为l=1.5m的小车左端,车的上表面粗糙,物块与车上表面间的动摩擦因数μ=0.5,直径d=1.8m的光滑半圆轨道固定在水平面上且直径MON竖直,车的上表面和轨道最低点高度相同,距地面高度h=0.65m.起先时,车和物块一起以v0=10m/s的初速度在光滑水平地面上向右运动,车遇到轨道后马上停止运动,g取10m/s2,求:(1)小物块刚进入半圆轨道时对轨道的压力.(2)小物块落地点至车左端的水平距离.解析:(1)车停止运动后取小物块为探讨对象,设其到达车右端时的速度为v1,由动能定理得-μmgl=12mv12-1解得v