2024-2025學(xué)年新教材高中物理綜合測評B含解析新人教版必修2

PAGE7-綜合測評(B)(時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題5分,共40分。第1~5小題只有一個選項正確,第6~8小題有多個選項正確)1.如圖所示,乒乓球從斜面上滾下,它以肯定的速度沿直線運動,在與乒乓球路徑相垂直的方向上放一個紙筒(紙筒的直徑略大于乒乓球的直徑),當乒乓球經(jīng)過筒口時,對著球橫向吹氣,則關(guān)于乒乓球的運動,下列說法正確的是()A.乒乓球?qū)⒈３衷械乃俣冉又斑MB.乒乓球?qū)⑵x原有的運動路徑,但不進入紙筒C.乒乓球肯定能沿吹氣方向進入紙筒D.只有用力吹氣,乒乓球才能沿吹氣方向進入紙筒解析:當乒乓球經(jīng)過筒口時,對著球橫向吹氣,乒乓球沿著原方向做勻速直線運動的同時也會沿著吹氣方向做加速運動,實際運動是兩個運動的合運動,故肯定不會進入紙筒。答案:B2.如圖所示,山崖邊的馬路常被稱為最險馬路,一輛汽車欲平安通過此彎道馬路(馬路水平),下列說法不正確的是()A.若汽車以恒定的角速度轉(zhuǎn)彎,選擇內(nèi)圈較為平安B.若汽車以恒定的線速度大小轉(zhuǎn)彎,選擇外圈較為平安C.汽車在轉(zhuǎn)彎時受到重力、支持力和摩擦力作用D.汽車在轉(zhuǎn)彎時受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用解析:汽車做的是勻速圓周運動,故側(cè)向靜摩擦力供應(yīng)向心力,重力和支持力平衡,向心力由合力供應(yīng),故C正確,D錯誤;假如汽車以恒定的角速度轉(zhuǎn)彎,依據(jù)Fn=mω2r,在內(nèi)圈時轉(zhuǎn)彎半徑小,故在內(nèi)圈時向心力小,靜摩擦力小,不簡單打滑,較平安,故A正確;若汽車以恒定的線速度大小轉(zhuǎn)彎,依據(jù)Fn=mv2r,在外圈時轉(zhuǎn)彎半徑大,故在外圈時向心力小,靜摩擦力小,不簡單打滑,較答案:D3.一豎直彈簧下端固定于水平地面上,小球從彈簧上端的正上方高為h的地方自由下落到彈簧上端,如圖所示。經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點A處,則()A.h越大,彈簧在A點的壓縮量越大B.彈簧在A點的壓縮量與h無關(guān)C.h越大,最終小球靜止在A點時彈簧的彈性勢能越大D.小球第一次到達A點時彈簧的彈性勢能比最終小球靜止在A點時彈簧的彈性勢能大解析:最終小球靜止在A點時,小球受重力與彈簧的彈力相等,故由彈力公式得mg=kx,即可得出彈簧在A點的壓縮量x=mgk,與下落時的高度h無關(guān),A錯,B對。對同一彈簧,它的彈性勢能大小僅與彈簧的形變量有關(guān),小球靜止在A點或經(jīng)過A答案:B4.一小球從如圖所示的弧形軌道上的A點,由靜止起先滑下。由于軌道不光滑,它僅能滑到B點。由B點返回后,僅能滑到C點,已知A、B高度差為h1,B、C高度差為h2,則下列關(guān)系正確的是()A.h1=h2B.h1<h2C.h1>h2D.h1、h2大小關(guān)系不確定解析:由機械能守恒定律可知,小球由A到B的過程中重力勢能削減mgh1,全部用于克服摩擦力做功,即WAB=mgh1。同理,WBC=mgh2,又隨著小球最大高度的降低,每次滑過的路程越來越短,必有WAB>WBC,所以mgh1>mgh2,得h1>h2。故C正確。答案:C5.一小球以肯定的初速度從圖示位置進入光滑的軌道,小球先進入圓軌道1,再進入圓軌道2,圓軌道1的半徑為r,圓軌道2的半徑是軌道1的1.8倍,小球的質(zhì)量為m,若小球恰好能通過軌道2的最高點B,則小球在軌道1上經(jīng)過A處時對軌道的壓力為()A.2mg B.3mgC.4mg D.5mg解析:小球恰好能通過軌道2的最高點B時,有mg=mvB21.8r,小球在軌道1上經(jīng)過A處時,有F+mg=mvA2r,依據(jù)機械能守恒定律,有1.6mgr+1答案:C6.在早期的反衛(wèi)星試驗中,攻擊攔截方式之一是快速上升式攻擊,即“攔截器”被送入與“目標衛(wèi)星”軌道平面相同而高度較低的追逐軌道,然后通過機動飛行快速上升接近目標將“目標衛(wèi)星”摧毀。圖為追逐過程軌道示意圖。下列敘述正確的是()A.圖中A是“目標衛(wèi)星”,B是“攔截器”B.“攔截器”和“目標衛(wèi)星”的繞行方向為圖中的順時針方向C.“攔截器”在上升的過程中重力勢能會增大D.“攔截器”的加速度比“目標衛(wèi)星”的加速度小解析:“攔截器”的高度要比“目標衛(wèi)星”的高度低,所以A是“攔截器”,B是“目標衛(wèi)星”,A錯誤;由于“攔截器”軌道低,速度大,應(yīng)落后于“目標衛(wèi)星”,繞行方向應(yīng)為圖中的順時針方向,B正確;“攔截器”在上升過程中要克服重力做功,所以重力勢能增大,C正確;依據(jù)公式a=Gm答案:BC7.如圖所示,豎直截面為半圓形的容器,O為圓心,AB為沿水平方向的直徑。一物體在A點以向右的水平初速度vA拋出,與此同時另一物體在B點以向左的水平初速度vB拋出,兩物體都落到容器的同一點P。已知∠BAP=37°,不計空氣阻力,下列說法正確的是()A.B比A先到達P點B.兩物體肯定同時到達P點C.拋出時,兩物體的速度大小之比為vA∶vB=16∶9D.拋出時,兩物體的速度大小之比為vA∶vB=4∶1解析:兩物體同時拋出,都落到P點,由平拋運動規(guī)律可知兩物體下落了相同的豎直高度,由h=gt22,得t=2hg,兩物體同時到達P點,A錯誤,B正確。在水平方向,拋出的水平距離之比等于拋出速度之比,如圖所示,設(shè)圓的半徑為r,由幾何關(guān)系得xAM=2rcos237°,而xBM=xMPtan37°,xMP=xAPsin37°,xAP=2rcos37°,聯(lián)立得xBM=2rsin237°,則xAM∶x答案:BC8.(2024·全國卷2)從地面豎直向上拋出一物體,其機械能E總等于動能Ek與重力勢能Ep之和。取地面為參考平面,該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的改變?nèi)鐖D所示。重力加速度取10m/s2。由圖中數(shù)據(jù)可得()A.物體的質(zhì)量為2kgB.h=0時,物體的速率為20m/sC.h=2m時,物體的動能Ek=40JD.從地面至h=4m,物體的動能削減100J解析:本題考查機械能、重力勢能、動能及E-h圖像的理解和應(yīng)用。由題圖可知,物體剛被拋出時的機械能為100J,即物體豎直上拋的初動能Ek0=100J。當機械能與重力勢能相等,說明動能為零,上升到最高點時離地面高度為4m,這時mgh=E,所以m=Egh=8010×4kg=2kg,A正確。依據(jù)Ek0=12mv02,v0=2Ek0m=2×1002m/s=10m/s,B錯誤。從題圖中可以得出在上拋過程中,機械能有損失,上升到最高點的整個過程中,共損失了20J的機械能,依據(jù)比例上升2m時,機械能損失了10J。因此當h=2m時,物體的動能Ek=100J-40J-10J=50J,C錯誤。當h=答案:AD二、試驗題(本題共2小題,共18分)9.(9分)某同學(xué)用圖甲所示的試驗裝置驗證機械能守恒定律,其中打點計時器的電源為交變電源,可以運用的頻率有20Hz、30Hz和40Hz。打出紙帶的一部分如圖乙所示。該同學(xué)在試驗中沒有記錄交變電流的頻率f,須要用試驗數(shù)據(jù)和其他題給條件進行推算。(1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落,利用f和圖乙中給出的物理量可以寫出:在打點計時器打出B點時,重物下落的速度大小為,打出C點時重物下落的速度大小為,重物下落的加速度大小為。

(2)已測得s1=8.89cm,s2=9.50cm,s3=10.10cm;當?shù)刂亓铀俣却笮?.80m/s2,試驗中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出f為Hz。

解析:(1)重物勻加速下落時,依據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律得vB=s1+s22T=12f(s1+s2),vC=s2+s32T=12f(2)依據(jù)牛頓其次定律,有mg-kmg=ma,依據(jù)以上各式,化簡得f=2(1-答案:(1)12f(s1+s2)12f(s2+s3)12f2(s3(2)4010.(9分)如圖所示的裝置可用來驗證機械能守恒定律,擺錘A拴在長為l的輕繩一端,輕繩另一端固定在O點,在A上放一個質(zhì)量很小的小鐵塊,現(xiàn)將擺錘拉起,使繩與豎直方向成θ角,由靜止起先釋放擺錘,當其到達最低位置時,受到豎直擋板P的阻擋而停止運動,之后鐵塊將飛離擺錘做平拋運動。(1)為了驗證擺錘在運動過程中機械能守恒,必需求出擺錘在最低點的速度。為了求出這一速度,還應(yīng)測量的物理量有。

(2)用測得的物理量表示擺錘在最低點的速度v=。

(3)用已知的和測得的物理量表示擺錘在運動過程中機械能守恒的關(guān)系式為。

解析:設(shè)擺錘質(zhì)量為m,重力對擺錘做功為W=mgl(1-cosθ),擺錘在最低點的速度可以用平拋運動的學(xué)問求解,h=12gt2,x=vt,解得v=xg2h。為了求出擺錘在最低點的速度,試驗中還應(yīng)測量的物理量有擺錘遇到擋板之后鐵塊的水平位移s和豎直下落高度h。由mgl(1-cosθ)=12mv2可知,表示擺錘在運動過程中機械能守恒的關(guān)系式為x24答案:(1)擺錘遇到擋板之后鐵塊的水平位移x和豎直下落的高度h(2)xg2h(3)x24h=l三、計算題(本題共3小題,共42分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)11.(13分)2024年安徽省四座水電站已完成綠色小水電站創(chuàng)建工作。綠色小水電站水輪機的示意圖如圖所示,讓水從水平放置的水管流出,水流軌跡與下邊放置的輪子邊緣相切,水沖擊輪子邊緣上安裝的擋水板,可使輪子連續(xù)轉(zhuǎn)動。當該裝置工作穩(wěn)定時,可近似認為水到達輪子邊緣時的速度與輪子邊緣的線速度相同。調(diào)整輪O軸的位置,使水流與輪邊緣切點對應(yīng)的半徑與水平方向成θ=37°角。測得水從管口流出速度v0=3m/s,輪子半徑r=0.1m。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2。(1)若不計擋水板的大小,則輪子轉(zhuǎn)動角速度為多少?(2)求水管出水口距輪O軸水平距離l和豎直距離h。解析:(1)水從管口流出后做平拋運動,設(shè)水流到達輪子邊緣的速度大小為v,有v=v0sin37由題意可得輪子邊緣的線速度v'=5m/s所以輪子轉(zhuǎn)動的角速度ω=v'r(2)設(shè)水流到達輪子邊緣的豎直分速度為vy,運動時間為t,水平、豎直分位移分別為sx、sy,則有vy=v0tan37°=4m/s,t=vysx=v0t=1.2m,sy=12gt2=0.水管出水口距輪軸O水平距離l和豎直距離h分別為l=sx-rcos37°=1.12m,h=sy+rsin37°=0.86m。答案:(1)50rad/s(2)1.12m0.86m12.(14分)如圖甲所示,質(zhì)量m=1kg的物體靜止在光滑的水平面上,t=0時刻,物體受到一個變力F作用,t=1s時,撤去力F,某時刻物體滑上傾角為37°的粗糙斜面;已知物體從起