高中物理 綜合能力檢測A 新人教版必修2

【成才之路】-學年高中物理綜合能力檢測A新人教版必修2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選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．如圖所示，一塊橡皮用細線懸掛于O點，用鉛筆靠著線的左側(cè)水平向右勻速移動，運動中始終保持懸線豎直，則橡皮運動的速度()A．大小和方向均不變 B．大小不變，方向改變C．大小改變，方向不變 D．大小和方向均改變答案：A解析：設鉛筆的速度為v，如圖所示橡皮的速度分解成水平方向的v1和豎直方向的v2。因該過程中懸線始終豎直，故橡皮水平方向的速度與鉛筆移動速度相同，即v1＝v。因鉛筆靠著線的左側(cè)水平向右移動，故懸線豎直方向長度減小的速度大小與鉛筆移動速度的大小相等，則橡皮豎直方向速度的大小也與鉛筆移動速度的大小相等，即v2＝v。又因v1、v2的大小、方向都不變，故合速度(即橡皮運動的速度)大小、方向都不變，選項A正確。2．在同一點O拋出的三個物體，做平拋運動的軌跡如圖所示，則三個物體做平拋運動的初速度vA、vB、vC的關系和三個物體做平拋運動的時間tA、tB、tC的關系分別是()A．vA>vB>vC，tA>tB>tC B．vA＝vB＝vC，tA＝tB＝tCC．vA<vB<vC，tA>tB>tC D．vA>vB>vC，tA<tB<tC答案：C解析：平拋運動物體下落相同的高度，水平位移越大的初速度越大，所以可判斷vC>vB>vA，又物體下落的時間t僅由高度決定，所以有tA>tB>tC，故可判定C項正確。3．長度L＝0.50m的輕桿OA，A端有一質(zhì)量m＝3.0kg的小球，如圖所示，小球以O點為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運動，通過最高點時小球的速率為2m/s(g取10m/s2)，則此時細桿OA受到()A．6N的拉力 B．6N的壓力C．24N的拉力 D．24N的壓力答案：B解析：解法一：設小球以速率v通過最高點時，球?qū)U的作用力恰好為零，即：mg＝mv2/L，v＝eq\r(gL)＝eq\r(10×0.5)m/s＝eq\r(5)m/s。由于v0＝2m/s＜eq\r(5)m/s，小球過最高點時對細桿產(chǎn)生壓力，如圖所示由牛頓第二定律：mg－FN＝mveq\o\al(2,0)/L得FN＝mg－mveq\o\al(2,0)/L＝3×10N－3×eq\f(22,0.5)N＝6N。解法二：設桿對小球的作用力為F(由于方向未知，設為向下)，如圖所示，由向心力公式得：F＋mg＝mveq\o\al(2,0)/L即：F＝mveq\o\al(2,0)/L－mg＝3×eq\f(22,0.5)N－3×10N＝－6N。負號說明F的方向與假設方向相反，向上。4．(鄂南高中、黃石二中、鄂州高中～學年高一下學期聯(lián)考)已知地球的半徑為6.4×106m，地球自轉(zhuǎn)的角速度為7.29×105rad/s，地面的重力加速度為9.8m/s2，在地球表面發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度為7.9×103m/s，第三宇宙速度為16.7×A．落向地面B．成為地球的同步“蘋果衛(wèi)星”C．成為地球的“蘋果月亮”D．飛向茫茫宇宙答案：D解析：將地球自轉(zhuǎn)角速度ω，蘋果到地心的距離r代入v＝ωr，解得v≈28km/s大于第三宇宙速度16.7km/s，所以D選項正確。5．(山東師大附中～學年高一下學期期中)如圖(甲)所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后下落，如此反復。通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖(乙)所示，則()A．運動過程中小球的機械能守恒B．t2時刻小球的速度為零C．t1～t2這段時間內(nèi)，小球的動能在逐漸減小D．t2～t3這段時間內(nèi)，小球的動能與重力勢能之和在減少答案：B解析：運動過程中小球的機械能不守恒，A錯，t1～t2時間內(nèi)小球落到彈簧上并往下運動的過程中，小球重力與彈簧對小球彈力的合力方向先向下后向上，故小球先加速后減速，t2時刻到達最低點，速度為0，B正確；C錯誤；t2～t3時間內(nèi)由能量守恒知彈簧彈性勢能減少，小球的動能與重力勢能之和增大，D錯。6．(濟南一中～學年高一下學期期中)如圖所示，小球以初速度v0從A點沿粗糙的軌道運動到高為h的B點后自動返回，再次通過A點，則經(jīng)過A點的速度大小為()A．eq\r(v\o\al(2,0)－4gh) B．eq\r(4gh－v\o\al(2,0))C．eq\r(v\o\al(2,0)－2gh) D．eq\r(2gh－v\o\al(2,0))答案：B解析：設小球運動過程中克服阻力做功為Wf，由功能關系得：eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝mgh＋Wf，eq\f(1,2)mv2＝mgh－Wf，由以上兩式得v＝eq\r(4gh－v\o\al(2,0))，選項B正確。7．“嫦娥二號”已于年10月1日發(fā)射，其環(huán)月飛行的高度距離月球表面100km，所探測到的有關月球的數(shù)據(jù)將比環(huán)月飛行高度為200km的“嫦娥一號”更加翔實。若兩顆衛(wèi)星環(huán)月的運行均可視為勻速圓周運動，運行軌道如圖所示。則()A．“嫦娥二號”環(huán)月運行的周期比“嫦娥一號”更小B．“嫦娥二號”環(huán)月運行的線速度比“嫦娥一號”更小C．“嫦娥二號”環(huán)月運行的角速度比“嫦娥一號”更小D．“嫦娥二號”環(huán)月運行的向心加速度比“嫦娥一號”更大答案：AD解析：根據(jù)G＝eq\f(Mm,r2)＝mω2r＝m(eq\f(2π,T))2r＝eq\f(mv2,r)＝ma可得v＝eq\r(\f(GM,r))，a＝Geq\f(M,r2)，ω＝eq\r(\f(GM,r3))，T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，可見，軌道半徑較小的“嫦娥二號”的線速度、加速度和角速度均較大，而周期較小。8．在繞地球穩(wěn)定運行的空間站中，有如圖所示的裝置，半徑分別為r和R(R>r)的甲、乙兩個光滑的圓形軌道固定在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道CD相通，宇航員讓一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過粗糙的CD段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道，那么下列說法正確的是()A．小球在CD間由于摩擦力而做減速運動B．小球經(jīng)過甲軌道最高點時與經(jīng)過乙軌道最高點時速度相等C．如果減少小球的初速度，小球有可能不能到達乙軌道的最高點D．小球經(jīng)過甲軌道最高點時對軌道的壓力大于經(jīng)過乙軌道最高點時對軌道的壓力答案：BD解析：在空間站內(nèi)小球處于完全失重狀態(tài)，不受摩擦力，運動的速度大小不變，所以A、C錯，B正確；由F＝meq\f(v2,r)知D正確。9．(北京海淀區(qū)教師進行學校附中12～13學年高一期中)如圖甲所示，一個小環(huán)套在豎直放置的光滑圓形軌道上做圓周運動。小環(huán)從最高點A滑到最低點B的過程中，其線速度大小的平方v2隨下落高度h變化的圖象可能是圖乙所示四個圖中的()答案：AB解析：設小環(huán)在A點的速度為v0，由機械能守恒定律得－mgh＋eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)得v2＝veq\o\al(2,0)＋2gh，可見v2與h是線性關系，若v0＝0，B正確；v0≠0，A正確，故正確選項是AB。10．年11月，“殲15”艦載機在“遼寧號”航空母艦上著艦成功。圖(a)為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機在飛行甲板上快速停止的原理示意圖。飛機著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機的動力系統(tǒng)立即關閉，阻攔系統(tǒng)通過阻攔索對飛機施加一作用力，使飛機在甲板上短距離滑行后停止。某次降落，以飛機著艦為計時零點，飛機在t＝0.4s時恰好鉤住阻攔索中間位置，其著艦到停止的速度—時間圖線如圖(b)所示。假如無阻攔索，飛機從著艦到停止需要的滑行距離約為1000m。已知航母始終靜止，重力加速度的大小為g。則()A．從著艦到停止，飛機在甲板上滑行的距離約為無阻攔索時的1/10B．在0.4s～2.5s時間內(nèi)，阻攔索的張力幾乎不隨時間變化C．在滑行過程中，飛行員所承受的加速度大小會超過2.5D．在0.4s～2.5s時間內(nèi)，阻攔系統(tǒng)對飛機做功的功率幾乎不變答案：AC解析：從v－t圖可求，阻攔索作用下飛機的位移為v－t圖象與t軸圍成的圖形的面積約為無阻攔索時距離1000m的1/10，A正確；在0.4s～2.5s時間內(nèi)飛機除受阻攔索的作用還受其它阻力的作用，合外力幾乎不隨時間變化，但阻攔索兩段間的夾角變小，而合力不變，則阻攔索張力必減小，B錯誤；滑行減速過程中，由圖象求0.4s～2.5s時間的加速度大約為a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(54,2.1)m/s2＝25.7m/s2，飛行員承受的加速度大小超過2.5g，C正確；在0.4s～2.5s時間內(nèi)，阻攔索的作用力不變，飛機的速度在變化，阻攔系統(tǒng)對飛機做功的功率是變化的，D錯誤。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，每小題6分，共18分。將正確答案填在題中的橫線上)11．如圖所示，在豎直板上不同高度處各固定兩個完全相同的圓弧軌道，軌道的末端水平，在它們相同的位置上各安裝一個電磁鐵，兩個電磁鐵由同一個開關控制，通電后，兩電磁鐵分別吸住兩個相同的小鐵球A、B，斷開開關，兩個小球同時開始運動。離開圓弧軌道后，A球做平拋運動，B球進入一個光滑的水平軌道，則：(1)球B在光滑的水平軌道上做________運動；實驗過程中觀察到球A正好砸在球B上，由此現(xiàn)象可以得出________________________的結(jié)論。(2)若兩個小球相碰的位置恰好在水平軌道上的P點處，固定在豎直板上的方格紙為正方形小格，每小格的邊長均為5cm，則可算出球B到達P點的速度為__________________m/s。(g取10m/s2)答案：(1)勻速直線平拋運動水平方向的分運動為勻速直線運動(2)1解析：由圖可知：球A豎直方向的位移為y＝0.45m，水平方向的位移為x＝0.3m，由平拋運動知識可知，y＝eq\f(1,2)gt2，x＝v0t，得v0＝1m/s。12．某同學利用圖示裝置探究外力做功與物體動能的關系。在水平光滑的桌面上固定豎直的擋板可以安裝多個相同的水平彈簧，如果讓小車壓縮彈簧，釋放小車后，彈簧的彈力對小車做功，可使小車的動能增加。已知彈簧剛恢復原長時，小車即到達最大速度，此處放置的電腦測速儀可以迅速測出小車的速度?，F(xiàn)有5條完全相同的彈簧(圖中只畫出兩條)可以完成實驗。第一次在小車和豎直擋板之間放一條彈簧，推動小車壓縮彈簧Δx后，由靜止迅速釋放小車，測出小車的速度為v1；第二次放兩條彈簧，也壓縮Δx后，由靜止釋放小車，測出小車的速度為v2；……現(xiàn)已測得四組數(shù)據(jù)，其中還欠缺一組數(shù)據(jù)，如下表所示：彈簧的條數(shù)12345彈力做的功W02W03W04W05W0速度vn/m·s－10.2000.2830.3460.447速度的平方veq\o\al(2,n)/m2·s－20.04000.08010.1200.200(1)請你根據(jù)表中的數(shù)據(jù)作出W－v2圖象；(2)由W－v2圖象可知，W與v2的關系是________。(3)請你根據(jù)已探知的規(guī)律，由圖象對應的值將v4及veq\o\al(2,4)分別填入表中對應的空白處。答案：(1)圖象如圖(2)W與v2成正比(3)0.4000.16013．如圖所示，用一小鋼球及下列器材測定彈簧被壓縮時的彈性勢能：光滑水平軌道與光滑圓弧軌道相切，輕彈簧的一端固定在軌道的左端，OP是可繞O點轉(zhuǎn)動的輕桿，且擺到某處就能停在該處，作為指示鋼球位置的標桿。(1)還需要的器材是________、________。(2)該實驗是間接測量彈簧的彈性勢能。實際上是把對彈性勢能的測量轉(zhuǎn)化為對________的測量，進而轉(zhuǎn)化為對________和________的直接測量。答案：(1)天平刻度尺(2)重力勢能質(zhì)量高度解析：(1)該實驗的原理是小球在最高點的重力勢能等于彈簧的彈性勢能，要知道小球的重力勢能EP＝mgh，需測出質(zhì)量m和高度h，因此需要的器材是天平和刻度尺。(2)此實驗是根據(jù)機械能守恒，把彈性勢能轉(zhuǎn)化為重力勢能的測量，即測出質(zhì)量和高度。三、論述·計算題(本題共4小題；共42分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14．(9分)蕩秋千是大家喜愛的一項體育活動。隨著科技的迅速發(fā)展，將來的某一天，同學們也許會在其他星球上享受蕩秋千的樂趣。假設你當時所在星球的質(zhì)量為M、半徑為R，可將人視為質(zhì)點，秋千質(zhì)量不計、擺長不變、擺角小于90°，萬有引力常量為G。那么，(1)該星球表面附近的重力加速度g星等于多少？(2)若經(jīng)過最低位置的速度為v0，你能上升的最大高度是多少？答案：(1)eq\f(GM,R2)(2)eq\f(R2v\o\al(2,0),2GM)解析：(1)設人的質(zhì)量為m，在星球表面附近的重力等于萬有引力，有mg星＝eq\f(GMm,R2)解得g星＝eq\f(GM,R2)(2)設人能上升的最大高度為h，由功能關系得mg星h＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)解得h＝eq\f(R2v\o\al(2,0),2GM)15．(10分)(寧波市～學年高一下學期期末)在游樂節(jié)目中，選手需借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺上，如圖所示。我們將選手簡化為質(zhì)量m＝60kg的質(zhì)點，選手抓住繩由靜止開始擺動，此時繩與豎直方向夾角α＝53°，繩長l＝2m，繩的懸掛點O距水面的高度為H＝3m。不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺露出水面的高度不計，水足夠深。取重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6。(1)求選手擺到最低點時對繩的拉力的大小F；(2)若選手擺到最低點時松手，落到了浮臺上，試用題中所提供的數(shù)據(jù)算出落點與岸的水平距離；(3)若選手擺到最高點時松手落入水中。設水對選手的平均浮力f1＝800N，平均阻力f2＝700N，求選手落入水中的深度d。答案：(1)1080N(2)(eq\f(8,5)＋eq\f(4\r(5),5))m(3)1.2m解析：(1)由動能定理得：mgl(1－cosα)＝eq\f(1,2)mv2圓周運動F′－mg＝meq\f(v2,l)解得F′＝(3－2cosα)mg人對繩的拉力F＝F′則F＝1080N(2)由mgL(1－cosα)＝eq\f(1,2)mv2可得，最低點的速度為4m/sH－l＝eq\f(1,2)gt2x＝vt解得x＝eq\f(4\r(5),5)mx總＝lsin53°＋x＝(eq\f(8,5)＋eq\f(4\r(5),5))m(3)由動能定理得：mg(H－lcosα＋d)－(f1＋f2)d＝0則d＝eq\f(mgH－lcosα,f1＋f2－mg)解得d＝1.2m16．(11分)(遼寧省實驗中學、東北育才中學、大連二十高～學年高一下學期期末聯(lián)考)如圖所示，半徑R＝0.8m的光滑eq\f(1,4)圓弧軌道固定在水平地面上，O為該圓弧的圓心，軌道上方的A處有一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量m＝1kg的小物塊，小物塊由靜止開始下落后恰好沿切線進入eq\f(1,4)圓弧軌道．此后小物塊將沿圓弧軌道下滑，已知AO連線與水平方向的夾角θ＝45°，在軌道末端C點緊靠一質(zhì)量M＝3kg的長木板，木板上表面與圓弧軌道末端的切線相平，木板下表面與水平地面之間光滑，小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，g取10m/s2。求：(1)小物塊剛到達C點時的速度大小；(2)小物塊剛要到達圓弧軌道末端C點時對軌道的壓力；(3)要使小物塊不滑出長木板，木板長度L至少為多少？答案：(1)4eq\r(2)解析：(1)小物塊從A到C，根據(jù)機械能守恒有mg2R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)，解得vC＝4eq\r(2)m/s。(2)小物塊剛要到C點，由牛頓第二定律有FN－mg＝mveq\o\al(2,C)/R，解得FN＝50N。由牛頓第三定律，小物塊對C點的壓力FN′＝50N，方向豎直向下。(3)設小物塊剛滑到木板右端時達到共同速度，大小為v，小物塊在長木板上滑行過程中，小物塊與長木板的加速度分別為am＝μmg/maM＝μmg/Mv＝vC－amtv＝aMt將數(shù)據(jù)代入上面各式解得v＝eq\r(2)m/s由能量守恒得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＝μmgL＋eq\f(1,2)(M＋m)v2將數(shù)據(jù)代入解得L＝4m。17．(12分)如圖所示，人騎摩托車做騰躍特技表演，以1.0m/s