2024年新教材高中物理模塊綜合檢測含解析粵教版必修2

PAGE10-模塊綜合檢測（時間：90分鐘滿分：100分）一、單項選擇題（本大題共10小題，每小題4分，共40分.在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求，選對的得4分，選錯或不答的得0分）1.在下列情景中，屬于有效利用離心現(xiàn)象的是（）A.汽車拐彎時減速行駛B.給砂輪的外側(cè)安裝防護(hù)罩C.游客乘坐過山車時扣緊平安帶D.運(yùn)動員手持鏈球鏈條的一端加速旋轉(zhuǎn)后松手解析：A、B、C都是防止離心現(xiàn)象，D是利用離心現(xiàn)象，因而D正確.答案：D2.鏈球運(yùn)動員用鏈子拉著鐵球做速度漸漸增大的曲線運(yùn)動，在此過程中，運(yùn)動員的手和鏈球的運(yùn)動軌跡都可以近似為圓.關(guān)于手和球的位置關(guān)系，下面四幅圖中正確的是（）解析：鏈球做速率增大的曲線運(yùn)動，因此合力沿切線方向的重量與速度方向相同，拉力應(yīng)與速度成銳角，并且鏈球運(yùn)動半徑大于手的運(yùn)動半徑，故選項A正確.答案：A3.關(guān)于對天體運(yùn)動的理解，下列說法正確的是（）A.全部繞同一中心天體的行星的公轉(zhuǎn)周期與行星的軌道半徑成正比B.同步衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的線速度與地球赤道處自轉(zhuǎn)的線速度相同C.若行星繞太陽運(yùn)行的軌道為橢圓，則行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度最大D.火星探測器的放射速度應(yīng)大于其次宇宙速度、小于第三宇宙速度解析：由開普勒第三定律知，有繞同一中心天體的行星的公轉(zhuǎn)周期的二次方與行星的軌道半徑的三次方成正比，故A錯誤；同步衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，由線速度v＝ωr，可知同步衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的線速度大于地球赤道處自轉(zhuǎn)的線速度，故B錯誤；當(dāng)行星從近日點(diǎn)沿橢圓軌道向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動的過程中克服萬有引力做功，速率減小，則行星在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度最小，故C錯誤；其次宇宙速度是放射脫離地球束縛衛(wèi)星的最小放射速度，第三宇宙速度是放射脫離太陽束縛衛(wèi)星的最小放射速度，火星探測器的放射速度應(yīng)當(dāng)大于其次宇宙速度，小于第三宇宙速度，故D正確.答案：D4.如圖所示為某齒輪傳動裝置中的A、B、C三個齒輪，三個齒輪的齒數(shù)分別為32、12、20，當(dāng)齒輪繞各自的軸勻速轉(zhuǎn)動時，A、B、C三個齒輪轉(zhuǎn)動的角速度之比為（）A.8∶3∶5 B.5∶3∶8C.15∶40∶24 D.24∶40∶15解析：三個齒輪同緣轉(zhuǎn)動，所以三個齒輪邊緣的線速度相等，即為vA＝vB＝vC.三個齒輪的齒數(shù)分別為32、12、20，依據(jù)ω＝eq\f(v,r)，得A、B、C三個齒輪轉(zhuǎn)動的角速度之比為eq\f(1,32)∶eq\f(1,12)∶eq\f(1,20)＝15∶40∶24，故C正確.答案：C5.奧運(yùn)會競賽項目撐竿跳高如圖所示.下列說法不正確的是（）A.加速助跑過程中，運(yùn)動員的動能增加B.起跳上升過程中，桿的彈性勢能始終增加C.起跳上升過程中，運(yùn)動員的重力勢能增加D.越過橫桿后下落過程中，運(yùn)動員的重力勢能削減動能增加解析：運(yùn)動員加速助跑動能增加，A正確；起跳上升過程中，桿的彈性勢能先增加后削減，B錯誤；上升過程中，運(yùn)動員的重力勢能增加，C正確；下落過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，D正確.因此不正確的選B.答案：B6.輕質(zhì)細(xì)桿OA的長度L＝0.50m，A端有一質(zhì)量為m＝3.0kg的小球，如圖所示，小球以O(shè)點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，通過最高點(diǎn)時小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，則此時細(xì)桿OA受到（）A.6N的拉力 B.6N的壓力C.24N的拉力 D.24N的壓力解析：小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時受到重力與細(xì)桿的彈力，假設(shè)細(xì)桿的＝6N，由牛頓第三定律可知，小球?qū)?xì)桿產(chǎn)生向下的壓力.答案：B7.用恒力F使質(zhì)量為10kg的物體從靜止起先，以2m/s2的加速度勻加速上升，不計空氣阻力，g取10m/s2，那么以下說法中正確的是（）A.2s內(nèi)恒力F做功80JB.2s內(nèi)重力做的功是400JC.2s內(nèi)物體克服重力做的功是400JD.2s內(nèi)合力做的功為零＋10×2N＝120N，2s內(nèi)物體上升的高度：h＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)×2×22m＝4m，2s內(nèi)恒力F做功：W1＝Fh＝120×4J＝480J，故選項A不符合題意；2s內(nèi)重力做功：W2＝－mgh＝－400J，即2s內(nèi)物體克服重力做功為400J，故選項B不符合題意，C符合題意；2s內(nèi)合力做的功：W＝W1＋W2＝480J－400J＝80J，故選項D不符合題意.答案：C8.小王練習(xí)接排球.排球網(wǎng)高h(yuǎn)1＝2.0m，接球點(diǎn)距球網(wǎng)水平距離s＝4.8m，離地面高h(yuǎn)2＝0.2m，忽視空氣阻力.接球后，球剛好水平過網(wǎng)，則球離開小王手時的速度大小為（g取10m/s2）（）A.6m/s B.8m/sC.10m/s D.12m/s解析：采納逆向思維，排球做平拋運(yùn)動，運(yùn)動的時間t＝eq\r(\f(2（h1－h(huán)2）,g))＝0.6s，則v0＝eq\f(s,t)＝eq\f(4.8,0.6)m/s＝8m/s，排球豎直分速度vy＝gt＝10×0.6m/s＝6m/s，可知排球離開小王手時的速度v＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋veq\o\al(2,y))＝10m/s.答案：C9.設(shè)土星繞太陽的運(yùn)動為勻速圓周運(yùn)動，若測得土星到太陽的距離為R，土星繞太陽運(yùn)動的周期為T，萬有引力常量G已知.依據(jù)這些數(shù)據(jù)，不能求出的量是（）A.土星線速度的大小 B.土星加速度的大小C.土星的質(zhì)量 D.太陽的質(zhì)量解析：依據(jù)已知數(shù)據(jù)可求：土星的線速度大小v＝eq\f(2πR,T)、土星的加速度a＝eq\f(4π2,T2)R、太陽的質(zhì)量M＝eq\f(4π2R3,GT2)，無法求土星的質(zhì)量，所以選C.答案：C10.如圖所示，傳送帶以1m/s的速度水平勻速運(yùn)動，沙斗以20kg/s的流量向傳送帶上裝沙子，為了保持傳遞速率不變，驅(qū)動傳送帶的電動機(jī)因此應(yīng)增加功率（）A.10W B.20WC.30W D.40W解析：每秒鐘流到傳送帶的沙子獲得的動能為ΔEk＝eq\f(1,2)mv2，沙子達(dá)到速度v之前，相對傳送帶向后滑動，每秒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的機(jī)械能＝eq\f(1,2)mv2，因此，電動機(jī)必需增加的功率為ΔP＝eq\f(（ΔEk＋Q）,Δt)＝eq\f(mv2,Δt)＝20W，選項B正確.答案：B二、多項選擇題（本大題共4小題，每小題4分，共16分.在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分）11.如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧固定于O點(diǎn)，另一端系一個重物，將重物從與懸掛點(diǎn)等高的地方無初速度釋放，讓其自由擺下，不計空氣阻力，重物在擺向最低點(diǎn)的位置的過程中（）A.重物重力勢能減小B.重物重力勢能與動能之和增大C.重物的機(jī)械能不變D.重物的機(jī)械能削減解析：在小球向下?lián)u擺過程中，重力做正功，故重力勢能減小，故A項與題意相符；在小球向下?lián)u擺過程中，彈簧的彈力漸漸變大，故彈性勢能漸漸變大；在整個運(yùn)動的過程中，有重力和彈簧的彈力做功，小球和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒；故重物重力勢能與動能之和不斷減小，故B項與題意不相符；依據(jù)功能關(guān)系，除重力外，其余力做的功等于機(jī)械能的增加量，故重物的機(jī)械能削減量等于克服彈簧彈力所做的功，物體的機(jī)械能減小.故C項與題意不符，D項與題意相符.答案：AD12.2024年5月17日，我國在西昌衛(wèi)星放射中心用“長征三號丙”運(yùn)載火箭，勝利放射了第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星.該衛(wèi)星屬地球靜止軌道衛(wèi)星.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段安排有5顆地球靜止軌道衛(wèi)星.若地球的自轉(zhuǎn)周期為T，這些衛(wèi)星在軌運(yùn)行的線速度大小為v，關(guān)于這些地球靜止軌道衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A.在赤道上空自東向西運(yùn)動B.運(yùn)動的加速度大小均為eq\f(2πv,T)C.離地的高度均為eq\f(vT,2π)D.它們的角速度、向心加速度大小都相等解析：同步衛(wèi)星與地球的自轉(zhuǎn)同步，則在赤道上空自西向東運(yùn)動，故A錯誤；運(yùn)動的加速度大小為a＝ωv＝eq\f(2πv,T)，故B正確；軌道半徑為r＝eq\f(vT,2π)，因此離地的高度為h＝eq\f(vT,2π)－R，要小于eq\f(vT,2π)，故C錯誤；全部同步衛(wèi)星的角速度、向心加速度大小都相等，但是質(zhì)量不肯定相等，所以向心力大小不肯定相等，故D正確.答案：BD13.用一根繩子豎直向上拉一物塊，物塊從靜止起先運(yùn)動，繩子拉力的功率按如圖所示規(guī)律改變，0～t0時間內(nèi)物塊做勻加速直線運(yùn)動，t0時刻后物塊接著加速，t1時刻物塊達(dá)到最大速度.已知物塊的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A.物塊始終做勻加速直線運(yùn)動B.t1時刻物塊的速度大小為eq\f(P0,mg)C.0～t0時間內(nèi)物塊的加速度大小為eq\f(P0,mgt0)D.0～t1時間內(nèi)物塊上升的高度為eq\f(P0,mg)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t1－\f(t0,2)))－eq\f(Peq\o\al(2,0),2m2g3)解析：0～t0時間內(nèi)物塊做勻加速直線運(yùn)動，t0時刻后功率保持不變，依據(jù)P＝Fv知，v增大，F(xiàn)減小，物塊做加速度減小的加速運(yùn)動，當(dāng)加速度減小到零時，物塊做勻速直線運(yùn)動，A錯.在t1時刻速度達(dá)到最大，F(xiàn)＝mg，則速度v＝eq\f(P0,mg)，B錯.0～t0時間內(nèi)，F(xiàn)＝mg＋ma，則P＝（mg＋ma）at，可知圖像的斜率k＝m（g＋a）a，可知加速度a≠eq\f(P0,mgt0)，C錯.P-t圖像圍成的面積表示牽引力做功的大小，依據(jù)動能定理得：eq\f(P0t0,2)＋P0（t1－t0）－mgh＝eq\f(1,2)mv2，解得：h＝eq\f(P0,mg)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t1－\f(t0,2)))－eq\f(Peq\o\al(2,0),2m2g3)，D對.答案：BD14.如圖甲所示，用一輕質(zhì)繩拴著一質(zhì)量為m的小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動（不計一切阻力），小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時繩對小球的拉力為T，小球在最高點(diǎn)的速度大小為v，其T-v2圖像如圖乙所示，則（）A.輕質(zhì)繩長為eq\f(am,b)B.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹閑q\f(a,m)C.當(dāng)v2＝c時，輕質(zhì)繩的拉力大小為eq\f(ac,b)＋aD.只要v2≥b，小球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時繩的拉力差均為6a解析：在最高點(diǎn)，重力和繩子拉力的合力充當(dāng)向心力，有T＋mg＝meq\f(v2,R)，即T＝eq\f(m,R)v2－mg，故斜率k＝eq\f(m,R)，縱截距y＝－mg，依據(jù)幾何學(xué)問可得k＝eq\f(a,b)，y＝－a，聯(lián)立解得g＝eq\f(a,m)，R＝eq\f(mb,a)，A錯，B對.當(dāng)v2＝c時，代入T＝eq\f(m,R)v2－mg，解得T＝eq\f(a,b)c－a，C錯.只要v2≥b，繩子的拉力大于0，依據(jù)牛頓其次定律得最高點(diǎn)T1＋mg＝meq\f(veq\o\al(2,1),L)，最低點(diǎn)T2－mg＝meq\f(veq\o\al(2,2),L).從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)的過程中，依據(jù)機(jī)械能守恒知，eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝2mgL，聯(lián)立解得T2－T1＝6mg，即小球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時繩的拉力差均為6a，D對.答案：BD三、非選擇題（本題共4小題，共44分）15.（8分）圖甲是“探討平拋物體運(yùn)動”的試驗裝置圖，通過描點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動軌跡.（1）以下是試驗過程中的一些做法，其中合理的有.a.安裝斜槽軌道，使其末端保持水平b.每次小球釋放的初始位置可以隨意選擇c.每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放d.為描出小球的運(yùn)動軌跡，描繪的點(diǎn)可以用折線連接（2）試驗得到平拋小球的運(yùn)動軌跡，在軌跡上取一些點(diǎn)，以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，測量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y，圖乙中y-x2圖像能說明平拋小球運(yùn)動軌跡為拋物線的是.（3）圖丙是某同學(xué)依據(jù)試驗畫出的平拋小球的運(yùn)動軌跡，O為平拋的起點(diǎn)，在軌跡上任取兩點(diǎn)A、B，測得A、B兩點(diǎn)縱坐標(biāo)y1＝5.0cm，y2＝45.0cm，A、B兩點(diǎn)水平間距Δx＝40.0cm.則平拋小球的初速度v0為m/s.解析：為了保證小球的初速度水平，安裝斜槽軌道時，斜槽末端必需保持水平，故a正確.為了保證小球每次平拋運(yùn)動的初速度相等，讓小球從斜槽的同一位置由靜止釋放，故b錯誤，c正確.為描出小球的運(yùn)動軌跡，描繪的點(diǎn)要用平滑曲線連接，故d錯誤.（2）依據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律有x＝v0t，y＝eq\f(1,2)gt2.得y＝eq\f(gx2,2veq\o\al(2,0))＝kx2，其中k＝eq\f(g,2veq\o\al(2,0))＝定值.可知y與x2的圖像是過原點(diǎn)的傾斜直線.因此，圖丙y-x2圖像能說明平拋小球運(yùn)動軌跡為拋物線的是C.（3）依據(jù)y1＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，得t1＝eq\r(\f(2y1,g)).依據(jù)y2＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,2)，得t2＝eq\r(\f(2y2,g)).則小球的初速度為v0＝eq\f(Δx,t2－t1).已知y1＝5.0cm＝0.05m、y2＝45.0cm＝0.45m，Δx＝40.0cm＝0.4m，代入上式解得：v0＝2.0m/s.答案：（1）ac（2）C（3）2.016.（10分）如圖所示，一條不行伸長的輕繩上端懸掛于O點(diǎn)，下端系一質(zhì)量m＝1.0kg的小球.現(xiàn)將小球拉到A點(diǎn)（保持繩繃直）由靜止釋放，當(dāng)它經(jīng)過B點(diǎn)時繩恰好被拉斷，小球平拋后落在水平地面上的C點(diǎn).地面上的D點(diǎn)與OB在同一豎直線上，已知繩長L＝1.0m，B點(diǎn)離地高度H＝1.0m，A、B兩點(diǎn)的高度差h＝0.5m，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力，求：（1）地面上D、C兩點(diǎn)間的距離s；（2）輕繩所受的最大拉力大小.解析：（1）小球從A運(yùn)動到B的過程中機(jī)械能守恒，有mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)，小球從B運(yùn)動到C做平拋運(yùn)動.在豎直方向上有H＝eq\f(1,2)gt2，在水平方向上有s＝vBt，解得s＝eq\r(2)m.（2）小球下擺到達(dá)B點(diǎn)時，繩的拉力和重力的合力供應(yīng)向心力，此時輕繩所受的拉力最大，有F－mg＝meq\f(veq\o\al(2,B),L)，解得F＝20N.依據(jù)牛頓第三定律可知，輕繩所受的最大拉力為F′＝F＝20N.答案：（1）eq\r(2)m（2）20N17.（12分）如圖甲所示，有一可繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動的水平圓盤，上面放置勁度系數(shù)為k＝46N/m的彈簧，彈簧的一端固定于軸O上，另一端連接質(zhì)量為m＝1kg的小物塊A，物塊與盤間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，起先時彈簧未發(fā)生形變，長度為l0＝0.5m，若最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，重力加速度g取10m/s2，物塊A始終與圓盤一起轉(zhuǎn)動.則：（1）圓盤的角速度為多大時，物塊A起先滑動？（2）當(dāng)角速度緩慢地增加到4rad/s時，彈簧的伸長量是多少？（彈簧伸長在彈性限度內(nèi)且物塊未脫離圓盤）.（3）在角速度從零緩慢地增加到4rad/s過程中，物塊與盤間摩擦力大小為f，試通過計算在坐標(biāo)系中作出f-ω2圖像.解析：（1）設(shè)盤的角速度為ω0時，物塊A起先滑動，則μmg＝mωeq\o\al(2,0)l0，解得ω0＝eq\r(\f(μg,l0))＝2rad/s.（2）設(shè)此時彈簧的伸長量為Δx，則μmg＋kΔx＝mω2（l0＋Δx），解得Δx＝0.2m.（3）在角速度從零緩慢地增加到2rad/s過程中，物塊與盤間摩擦力為靜摩擦力f＝m