2019-2020学年高中物理 综合能力测试卷（含解析）新人教版必修2

综合能力测试卷时间：90分钟满分：100分一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分每小题至少有一个选项正确，全部选对的得4分，漏选的得2分，错选的得0分)1(多选)关于曲线运动，下列说法正确的是()a曲线运动一定是变速运动b曲线运动速度的方向不断地变化，但速度的大小可以不变c匀速圆周运动的加速度不变d做曲线运动的物体所受的合外力一定是变化的答案ab解析对于曲线运动来说，物体速度方向始终在变化，所以曲线运动一定是变速运动物体速度的大小可以不变，如匀速圆周运动a、b项正确匀速圆周运动的加速度大小不变方向改变，做曲线运动的物体所受的合外力可能不变，如平抛运动c、d项错误2下列说法正确的是()a滑动摩擦力一定对物体做负功b作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零c重力对物体做功与路径无关，只与始末位置有关d若物体受到的合外力不为零，则物体的机械能一定变化答案c解析作用力、反作用力既可以做正功又可以做负功还可以不做功，a、b项错误，重力做功只与重力方向上的位移即竖直高度有关，因此c项正确，机械能守恒可以是只有重力做功，所以合外力可以是重力d项错误3.(多选)半径为r的圆桶固定在小车上，有一光滑小球静止在圆桶最低点，如图所示小车以速度v向右做匀速运动，当小车遇到障碍物突然停止时，小球在圆桶中上升的高度可能为()a等于b大于c小于 d等于2r答案acd解析当速度v较小，小球上升高度hr时，由机械能守恒有mv2mgh，h，a项正确；当v时，h2r，d项正确；当rh2r时，由机械能守恒知，mv2mghmv12，h，c项正确，b项错误4.如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是()ab、c的线速度大小相等，且大于a的线速度bb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度cc加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的cda卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大答案d解析因为b、c在同一轨道上运行，故其线速度大小、加速度大小均相等又因为b、c轨道半径大于a的轨道半径，由v知，vbvcva，故a项错误；由加速度agm/r2可知abacaa，故b项错误；当c加速时，c受到的万有引力fmv2/r，故它将偏离原轨道做近心运动所以无论如何c也追不上b，b也等不到c，故c项错误对a卫星，当它的轨道半径缓慢减小时，在一段较短时间内，可近似认为它的轨道半径未变，可视为稳定运行，由v知，r减小时v逐渐增大，故d项正确5横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起，固定在水平面上，如图所示现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛，最后落在斜面上其落点分别是a、b、c.下列判断正确的是()a图中三小球比较，落在a点的小球飞行时间最短b图中三小球比较，落在c点的小球飞行时间最短c图中三小球比较，落在c点的小球飞行过程速度变化最大d图中三小球比较，落在c点的小球飞行过程速度变化最快答案b解析小球在平抛运动过程中，可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动，由于竖直方向的位移为落在c点处的最小，而落在a点处的最大，所以落在a点的小球飞行时间最长，落在c点的小球飞行时间最短，a项错误、b项正确；速度的变化量vgt，所以落在c点的小球速度变化最小，c项错误；三个小球做平抛运动的加速度都为重力加速度，故三个小球飞行过程中速度变化一样快，d项错误6.如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员(可视为质点)，a站于地面，b从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员b摆至最低点时，a刚好对地面无压力，则演员a质量与演员b质量之比为()a11 b21c31 d41答案b解析设b摆至最低点时的速度为v，此时对应绳长为l，由机械能守恒定律，可得mbgl(1cos60)mbv2，解得v.设b至最低点时绳子的拉力为ft，由圆周运动知识，得ftmbgmb，解得ft2mbg，对演员a有ftmag，所以，演员a质量与演员b质量之比为21.故b项正确7.(多选)汽车发动机的额定功率为p1，它在水平路面上行驶时受到的阻力f大小恒定，汽车在水平路面上由静止开始运动，最大速度为v，汽车发动机的输出功率随时间变化的图像如图所示，则汽车()a0t1做匀加速运动，牵引力恒定b0t1做变加速运动，牵引力增大ct1后加速度逐渐减小，速度达到v后做匀速运动dt1后牵引力恒定，与阻力大小相等答案ac解析由图可知：0t1汽车发动机的功率pkt(k为图像斜率，为定值)，由功率pfv，可知pfatftt，由于阻力f大小恒定，则牵引力f恒定，故a项正确，b项错误t1后功率pp1恒定不变，但在t1时牵引力ff，故速度继续增加，则f开始减小，加速度开始减小，当ff时，加速度减小为零，速度增加到最大为v，此后汽车开始做匀速运动，故c项正确，d项错误8.(多选)如图所示为月球表面的地形，其中e处有一山丘，随着月球的自转做圆周运动，“嫦娥二号”在飞往月球的过程中经过了p和q两个过渡轨道，两轨道均可视为圆轨道，且与山丘所在的轨道平面共面，其中q轨道为月球同步轨道设山丘的运行速率、“嫦娥二号”在p、q轨道上的运行速率分别为v1、v2、v3，其向心加速度分别为a1、a2、a3，则()av1v2v3 bv1v3a2a3 da1a3a2答案bd解析由题意可知：山丘与嫦娥二号在q轨道上运行的角速度、周期相同，由vr，a2r可知v1v3、a1a3；对q轨道和p轨道来说，满足v、a，可知v3v2、a3a2，对比各项可知b、d项正确9.(多选)2013年6月11日17时38分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号f改进型运载火箭“神箭”，成功地将“神舟十号”飞船送入太空预定轨道，其发射全过程可简化为如图所示的过程，飞船在a点发射，在椭圆轨道运行到b点，在b点飞船从椭圆轨道进入圆形轨道，b为轨道上的一点，关于飞船的运动，下列说法中正确的有()a在轨道上经过b的速度小于经过a的速度b在轨道上经过b的动能大于在轨道上经过b的动能c在轨道上运动的周期大于在轨道上运动的周期d在轨道上经过b的加速度等于在轨道上经过b的加速度答案ad解析飞船在轨道上从近地点a向远地点b运动的过程中万有引力做负功，所以a点的速度大于b点的速度，a项正确；飞船在轨道上经过b点后是近心运动，在轨道上经过b点后是圆周运动，故需要加速后才能从椭圆轨道进入圆形轨道，所以飞船在轨道上经过b点的动能大于在轨道上经过b点的动能，b项错误；根据开普勒第三定律k，因为轨道的半长轴小于轨道的半径，所以飞船在轨道的运动周期小于在轨道的运动周期，c项错误；根据牛顿第二定律fma，因飞船在轨道和轨道上b点的万有引力相等，所以在轨道上经过b点的加速度等于在轨道上经过b点的加速度，d项正确10(多选)(2018吕梁一模)如图所示，三角形传送带以v2 m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是2 m，且与水平方向的夹角均为37.现有两个质量均为1 kg的物块a、b从传送带顶端都以2 m/s的初速度沿传送带下滑，两物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，g取10 m/s2.sin370.6，cos370.8.下列判断正确的是()a物块a先到达传送带底端b物块a由顶端到达传送带底端过程中做匀速直线运动c物块a由顶端到达传送带底端过程中所产生的热量比物块b由顶端到达传送带底端过程中所产生的热量要少d物块a与物块b由顶端到达传送带底端过程中，传送带对b做的功与传送带对a做的功相同答案cd解析a、b两项，小物块a、b都以1 m/s的初速度沿传送带下滑，因为mgsin37mgcos37，故均沿斜面向下做匀加速直线运动，传送带对两物块的滑动摩擦力均沿斜面向上，大小也相等，则两物块沿斜面向下的加速度大小相同，滑到底端时位移大小相等，故时间相同，故a、b两项错误c项，由xv0tat2，agsin37gcos37，得t1 s，传送带在1 s内的位移为xvt1 ma与传送带是同向运动的，a的划痕长度是a对地位移(斜面长度)减去在此时间内传送带的位移，即为12 m1 m1 mb与传送带是反向运动的，b的划痕长度是b对地位移(斜面长度)加上在此时间内传送带的位移，即为x22 m1 m3 m根据产生的热qmgx可得物块a由顶端到达传送带底端过程中所产生的热量比物块b由顶端到达传送带底端过程中所产生的热量要少，故c项正确d项，滑动摩擦力方向沿斜面向上，位移沿斜面向下，摩擦力对两物块a、b均做负功，且克服摩擦力做的功一样多，故d项正确点评解决本题的关键能正确对其受力分析，判断a、b在传送带上的运动规律，结合运动学公式分析研究11.(多选)如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板p拴接，另一端与物体a相连，物体a静止于光滑水平桌面上，右端接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体b相连开始时用手托住b，让细线恰好伸直，然后由静止释放b，直至b获得最大速度下列有关该过程的分析正确的是()ab物体的机械能一直减小bb物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和cb物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量d细线拉力对a物体做的功等于a物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量答案abd解析由静止释放b到b达到最大速度的过程中，b一直要克服绳的拉力做功，根据功能关系可知，b物体的机械能一直减小，a项正确；根据动能定理，重力与拉力做功之和也正是b所受的合外力做的功，b项正确；根据能量转化和守恒定律可知，b物体减少的机械能等于弹簧增加的弹性势能与a增加的动能之和，c项错误；根据功能关系可知，细线拉力对a做的功等于a物体和弹簧所组成的系统机械能的增加量，d项正确12.(多选)质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的a和c点，绳长分别为la、lb，如图所示，当轻杆绕轴bc以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时轻杆停止转动，则()a小球仍在水平面内做匀速圆周运动b在绳b被烧断瞬间，a绳中张力突然增大c若角速度较小，小球在垂直于平面abc的竖直平面内摆动d绳b未被烧断时，绳a的拉力大于mg，绳b的拉力为m2lb答案bc解析在绳b被烧断之前，小球绕bc轴做匀速圆周运动，竖直方向上受力平衡，绳a的拉力等于mg，故d项错误绳b被烧断的同时轻杆停止转动，此时小球具有垂直平面abc向外的速度，小球将在垂直于平面abc的平面内做圆周运动，若较大，则在该平面内做圆周运动，若较小，则在该平面内来回摆动，故c项正确，a项错误绳b被烧断瞬间绳a的拉力与重力的合力提供向心力，所以拉力大于物体的重力，绳a中的张力突然变大了，故b项正确二、实验题(共2小题，共14分)13(6分)如图(a)中，悬点正下方p点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹用重锤线确定出a、b点的投影点n、m.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放)球的落点痕迹如图(b)所示，图中米尺水平放置，零刻度线与m点对齐用米尺量出an的高度h1、bm的高度h2，算出a、b两点的竖直距离，再量出m、c之间的距离x，即可验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g，小球的质量为m.(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为_ cm.(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0_(3)用测出的物理量表示出小球从a到b过程中，重力势能的减少量ep_，动能的增加量ek_答案(1)65.0(2)x(3)mg(h1h2)解析(1)由落点痕迹可读出平均射程为65.0 cm.(2)由平抛运动规律，h2gt2，xv0t，得v0x(3)epmg(h1h2)ekmv0214(8分)某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：摆好实验装置如图所示将质量为200 g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车在质量为10 g、30 g、50 g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50 g的钩码挂在拉线的挂钩p上释放小车，打开电磁打点计时器的电源，打出一条纸带(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：第一个点到第n个点的距离为40.0 cm.打下第n点时小车的速度大小为1.00 m/s.该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出拉力对小车做的功为_ j，小车动能的增量为_ j.(2)此次实验探究结果，他没能得到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是：_.答案(1)0.1960.100(2)小车质量没有远大于钩码质量；没有平衡摩擦力；操作错误：先放小车后接通电源解析(1)拉力fmg0.0509.8 n0.49 n，拉力对小车做的功wfl0.490.400 j0.196 j小车动能的增量ekmv20.2001.002 j0.100 j(2)误差很大的可能原因：小车质量不满足远大于钩码质量，使钩码的重力与小车受到的线的拉力差别较大；没有平衡摩擦力；先放小车后开电源，使打第一个点时，小车已有一定的初速度三、计算题(共4小题，共38分)15(8分)荡秋千是大家喜爱的一项体育活动随着科技的迅速发展，将来的某一天，同学们也许会在其他星球上享受荡秋千的乐趣假设你当时所在星球的质量为m、半径为r，可将人视为质点，秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90，万有引力常量为g.那么，(1)该星球表面附近的重力加速度g星等于多少？(2)若经过最低位置的速度为v0，你能上升的最大高度是多少？答案(1)(2)解析(1)设人的质量为m，在星球表面附近的重力等于万有引力，有mg星解得g星(2)设人能上升的最大高度为h，由机械能守恒，得mg星hmv02解得h16(8分)如图所示，质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l后以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上已知l1.4 m，v3.0 m/s，m0.10 kg，物块与桌面间的动摩擦因数0.25，桌面高h0.45 m不计空气阻力，重力加速度取10 m/s2.求：(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s；(2)小物块落地时的动能ek；(3)小物块的初速度大小v0.答案(1)0.9 m(2)0.9 j(3)4.0 m/s解析(1)小物块落地所用时间为t，有hgt2t s0.3 s小物块落地点距飞出点的水平距离svt30.3 m0.9 m(2)根据机械能守恒，小物块落地时的动能为ekmv2mgh0.109 j0.10100.45 j0.90 j(3)在桌面上滑行过程中根据动能定理，有wfmv2mv02mgl则v0 m/s4.0 m/s17(10分)如图所示，一个质量为0.6 kg的小球以某一初速度从p点水平抛出，恰好从光滑圆弧abc的a点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失)已知圆弧的半径r0.3 m，60，小球到达a点时的速度v4 m/s.(g取10 m/s2)试求：(1)小球做平抛运动的初速度v0；(2)p点与a点的水平距离和竖直高度；(3)小球到达圆弧最高点c时对轨道的压力答案(1)2 m/s(2)0.69 m0.60 m(3)8 n竖直向上解析(1)作出小球到达a点时的速度分解图如图所示，有v0vcos4cos60 m/s2 m/svyvsin4sin60 m/s2 m/s(2)设平抛运动的时间为t，水平位移为x，竖直位移为h，由平抛运动规律，有vygt，xv0t，hgt2代入数据，解得x m0.69 m，h0.60 m(3)设到达c点时的速度为vc，取a点重力势能为零，由机械能守恒定律，有mv2mvc2mg(rrcos)设c处轨道对小