人教版2019必修第二册高中物理同步练习高一下期末模块综合检测卷02(原卷版+解析)

保密★启用前高一下期末模块综合检测卷02（考试时间：75分钟试卷满分：100分命题范围：必修第二册）第I卷（选择题）一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1．（2023春·河南洛阳·高一孟津县第一高级中学校考期中）生活中曲线运动随处可见，关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（）A．速度方向有时与曲线相切，有时与曲线的切线垂直B．平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动是变加速曲线运动C．物体所受合力方向一定指向曲线的凹侧D．物体所受合力可能不变，但它的加速度一定改变2．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，固定的竖直光滑细杆上穿有一小球，长度不可伸长的轻绳跨过定滑轮后一端与小球相连，以恒定的速率沿绳拉动轻绳的另一端，使小球沿细杆向上运动，当小球上升到某高度时，连接小球的轻绳与细杆的夹角为（），此时小球沿细杆上升的速度大小为，则下列说法正确的是（）A． B．C．此时小球处于超重状态 D．此时小球处于失重状态3．（2020春·福建三明·高一期中）甲、乙两个轮用皮带连接，半径之比R：：1，关于甲、乙两个轮边缘上的点，下列说法中正确的是（）A．线速度之比为1：3 B．角速度之比为1：3C．周期之比为1：3 D．转速之比为3：14．（2022春·河南濮阳·高二期中）宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至因为万有引力的作用而吸引到一起。如图所示，某双星系统中、两颗天体绕点做匀速圆周运动。它们的轨道半径之比，则两颗天体的（）A．向心力大小之比 B．角速度之比C．线速度大小之比 D．质量之比5．（2023春·河南郑州·高一郑州外国语学校校考期中）如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示。取g=10m/s2，则（）A．第1s内推力做功为2JB．第2s内物体克服摩擦力做的功为4JC．t=1.5s时推力F的瞬时功率为3WD．第2s内推力F做功的平均功率为2W6．（2023春·江苏盐城·高一校考期中）如图所示，平台上有质量相同的A、B两小球，现将两球分别由静止释放，使它们沿不同路径运动至地面，则（）A．在平台上时，A的重力势能比B的大B．在平台上时，A、B的重力势能不相等C．运动至地面过程中，重力对A、B做功不相等D．运动至地面过程中，重力对A、B做功相等7．（2023·辽宁·模拟预测）2022年9月16日，第九批在韩志愿军烈士的遗骸回归祖国，沈阳桃仙国际机场以“过水门”最高礼遇迎接志愿军烈士回家，以表达对英烈的崇高敬意。如图所示，仪式中的“水门”是由两辆消防车喷出的水柱形成的。两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇。若水门高约，跨度约。忽略空气阻力、消防车的高度以及水流之间的相互作用，则下列说法正确的是（）A．水喷出后经过约到达最高点B．在最高点相遇前的瞬间，水柱的速度约为0C．水喷出的瞬间，速度的水平分量约为30m/sD．水滴在上升过程中，相等时间内速度的变化量相等二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）8．（2023春·云南普洱·高一校考阶段练习）如图所示，当可视为质点的汽车以5m/s的速度通过拱形桥顶时，汽车对桥顶的压力为车重的。取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．拱形桥的半径为27.8mB．拱形桥的半径为25mC．当汽车以50m/s的速度通过拱形桥顶时，汽车对桥顶的压力恰好为零D．当汽车以5m/s的速度通过拱形桥顶时，汽车对桥顶的压力恰好为零9．（2022春·陕西西安·高一西安中学校考期中）大约每隔26个月，地球与火星的距离会达到最近，即发生一次“火星冲日”现象，在此期间可以用较小的成本将探测器送往火星。火星探测器“天问一号”就是巧妙地利用“火星冲日”现象成功发射的。如图所示的虚线为火星探测器飞往火星的轨道示意图，若地球、火星的公转轨道半径分别为、，公转周期分别为、，引力常量为，下列说法正确的是（）A．探测器在飞往火星的过程中，不需要持续的动力，但需要多次调整其飞行姿态B．火星的质量为C．的数值大约为26个月D．如果错过了2020年7月的最佳发射时机，下次最佳发射时机最早也需等到2022年5月10．（2023春·福建莆田·高一莆田一中校考阶段练习）如图所示，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端，现有一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f，经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端，以下判断中正确的是（）A．此时物块的动能变化为B．此时小车的动能变化为C．这一过程中，物块和小车间产生的内能为D．这一过程中，物块和小车增加的机械能为第II卷（非选择题）三、非选择题（共57分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）11．（2022春·黑龙江牡丹江·高一牡丹江市第二高级中学校考期末）（6分）某同学做“研究小球做平抛运动”的实验如图甲所示（1）该实验中必须满足的条件和进行的实验操作是()。A．测定平抛小球的质量

B．确保斜槽光滑C．确保斜槽末端水平

D．测定斜槽顶端到桌面的高度（2）图乙是该同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的照片，图乙背景中每一小方格的边长为，、、是照片中小球的三个位置，（取），那么：①照相机拍摄时每______s曝光一次；②小球做平抛运动的初速度的大小为______m/s。12．（2022·湖南常德·临澧县第一中学模拟预测）（9分）某同学用重物自由下落验证机械能守恒定律。实验装置如图甲所示。（1）关于上述实验，下列说法中正确的是_______；A．重物最好选择密度较小的木块B．重物的质量可以不测量C．实验中应先释放纸带，后接通电源D．可以利用公式来求解瞬时速度（2）若实验中所用重锤质量m=0.2kg，打点纸带如图乙所示，O为第一个点，打点时间间隔为0.02s，则打B点时，重锤动能EkB=______J。从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量是Ep=______J。（g=10m/s2，结果保留三位有效数字）根据纸带的数据，得到的结论是______。（3）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2—h图像去研究机械能是否守恒。若忽略阻力因素，那么本实验的v2—h图像应该是下图中的______。A．B．C．D．13．（2023春·广东惠州·高一统考阶段练习）（12分）双人滑冰是2022年北京冬奥会比赛项目之一、如图甲所示为某次训练中男运动员以自己为轴拉着女运动员做圆周运动的情形，若女运动员的质量为m，伸直的手臂与竖直方向的夹角，转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为，如图乙所示。忽略女运动员受到的摩擦力，重力加速度为。求：（1）当女运动员刚要离开冰面时，女运动员的角速度大小；（2）当女运动员的角速度为时，女运动员对冰面的弹力大小。14．（2022春·福建宁德·高一福建省宁德第一中学校考阶段练习）（12分）如图所示，卫星a、b在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，卫星a的运行周期为T，卫星b的运行周期为kT，某时刻卫星a、b与地球在一条直线上且相距最远。若地球质量为M，万有引力常量为G，求：（1）卫星a、b的轨道之间的高度差；（2）从该时刻开始计时，经多长时间卫星a、b与地球在一条直线上且第一次相距最近。15．（2023春·福建泉州·高一统考阶段练习）（18分）如图所示，在水平面的上方有一固定的水平运输带，在运输带的左端A处用一小段光滑的圆弧与一光滑的斜面平滑衔接，该运输带在电动机的带动下以恒定的向左的速度运动，将一可以视为质点的质量为的滑块由斜面上的O点无初速度释放，其经A点滑上运输带，经过一段时间滑块从运输带最右端的B点离开，落地点为C。已知O点与A点的高度差为，A点与水平面的高度差为H2=0.8m，落地点C到B点的水平距离为，g取10m/s2。（1）求滑块运动到C点时的速度大小；（2）如果仅将O点与A点的高度差变为H′1=0.8m，且当滑块刚好运动到A点时，撤走斜面，求滑块落在水平面上时的速度大小；（3）在第（2）问情况下滑块在整个运动过程中因摩擦而产生的热量有多少？保密★启用前高一下期末模块综合检测卷02（考试时间：75分钟试卷满分：100分命题范围：必修第二册）第I卷（选择题）一、选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1．（2023春·河南洛阳·高一孟津县第一高级中学校考期中）生活中曲线运动随处可见，关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（）A．速度方向有时与曲线相切，有时与曲线的切线垂直B．平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动是变加速曲线运动C．物体所受合力方向一定指向曲线的凹侧D．物体所受合力可能不变，但它的加速度一定改变【答案】C【详解】A．在曲线运动中，质点的速度方向一定沿着轨迹的切线方向，故A错误；B．平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动也是匀变速曲线运动，故B错误；C．根据曲线运动的受力特点可知，做曲线运动的物体其所受合力一定指向轨迹的凹侧，故C正确；D．做曲线运动的物体可以受恒力作用，其加速度可以保持不变，如平抛运动，故D错误。故选C。2．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，固定的竖直光滑细杆上穿有一小球，长度不可伸长的轻绳跨过定滑轮后一端与小球相连，以恒定的速率沿绳拉动轻绳的另一端，使小球沿细杆向上运动，当小球上升到某高度时，连接小球的轻绳与细杆的夹角为（），此时小球沿细杆上升的速度大小为，则下列说法正确的是（）A． B．C．此时小球处于超重状态 D．此时小球处于失重状态【答案】C【详解】AB．小球上升的速度沿绳方向的分量与拉动绳子的速度相等，则故选项A、B错误；CD．上升的过程中，变大，大小不变，变大，小球在加速上升，处于超重状态，故选项C正确，选项D错误。故选C。3．（2020春·福建三明·高一期中）甲、乙两个轮用皮带连接，半径之比R：：1，关于甲、乙两个轮边缘上的点，下列说法中正确的是（）A．线速度之比为1：3 B．角速度之比为1：3C．周期之比为1：3 D．转速之比为3：1【答案】B【详解】AB．由于甲乙属于皮带传送，所以它们边缘的线速度大小相等，即线速度之比为1：1；由知线速度一定时，角速度于半径成反比，所以角速度大小之比为，故A错误，B正确；C．根据可知，可知周期之比为3：1，故C错误；D．根据可知，转速之比为，故D错误；故选B。4．（2022春·河南濮阳·高二期中）宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至因为万有引力的作用而吸引到一起。如图所示，某双星系统中、两颗天体绕点做匀速圆周运动。它们的轨道半径之比，则两颗天体的（）A．向心力大小之比 B．角速度之比C．线速度大小之比 D．质量之比【答案】A【详解】A．双星做匀速圆周运动的向心力由二者间的万有引力提供，则向心力大小之比为故A正确；B．双星运动的角速度大小相等，即，故B错误；C．由得故C错误；D．根据得，故D错误。故选A。5．（2023春·河南郑州·高一郑州外国语学校校考期中）如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示。取g=10m/s2，则（）A．第1s内推力做功为2JB．第2s内物体克服摩擦力做的功为4JC．t=1.5s时推力F的瞬时功率为3WD．第2s内推力F做功的平均功率为2W【答案】C【详解】A．第1s内推力方向上没有位移，所以不做功，故A错误。B．根据图像，第2s内位移为摩擦力方向向左摩擦力做负功所以第2s内物体克服摩擦力做的功为2J，故B错误；C．根据图像可知，1.5s时，物体的速度为推力F=3N推力F在第1.5s时的功率故C正确；D．根据图像，第2s内的平均速度为推力F=3N所以第2s内推力F做功的平均功率故D错误。故选C。6．（2023春·江苏盐城·高一校考期中）如图所示，平台上有质量相同的A、B两小球，现将两球分别由静止释放，使它们沿不同路径运动至地面，则（）A．在平台上时，A的重力势能比B的大B．在平台上时，A、B的重力势能不相等C．运动至地面过程中，重力对A、B做功不相等D．运动至地面过程中，重力对A、B做功相等【答案】D【详解】AB．根据重力势能的定义由于两球质量相同，都在平台上时，高度相同，因此重力势能相等，AB错误；CD．重力做功只与初、末位置有关，与路径无关，由于两球下降的高度相同，因此重力做功相等，C错误，D正确。故选D。7．（2023·辽宁·模拟预测）2022年9月16日，第九批在韩志愿军烈士的遗骸回归祖国，沈阳桃仙国际机场以“过水门”最高礼遇迎接志愿军烈士回家，以表达对英烈的崇高敬意。如图所示，仪式中的“水门”是由两辆消防车喷出的水柱形成的。两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇。若水门高约，跨度约。忽略空气阻力、消防车的高度以及水流之间的相互作用，则下列说法正确的是（）A．水喷出后经过约到达最高点B．在最高点相遇前的瞬间，水柱的速度约为0C．水喷出的瞬间，速度的水平分量约为30m/sD．水滴在上升过程中，相等时间内速度的变化量相等【答案】D【详解】A．两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇，可把水柱看成逆过程的平抛运动，竖直方向有解得，A错误；BC．水柱在水平方向做匀速直线运动，在最高点相遇前的瞬间，水柱的速度等于水喷出的瞬间的水平分速度，则有，BC错误；D．速度变化量为矢量，水滴上升过程中只受重力，加速度不变，有可得水滴在上升过程中，相等时间内速度的变化量相等。D正确。故选D。二、多选题（本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）8．（2023春·云南普洱·高一校考阶段练习）如图所示，当可视为质点的汽车以5m/s的速度通过拱形桥顶时，汽车对桥顶的压力为车重的。取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．拱形桥的半径为27.8mB．拱形桥的半径为25mC．当汽车以50m/s的速度通过拱形桥顶时，汽车对桥顶的压力恰好为零D．当汽车以5m/s的速度通过拱形桥顶时，汽车对桥顶的压力恰好为零【答案】BD【详解】AB．设拱形桥的半径为r，则解得，故A错误、B正确；CD．设汽车以速度通过拱形桥顶时对桥顶的压力恰好为零，则解得，故C错误、D正确。故选BD。9．（2022春·陕西西安·高一西安中学校考期中）大约每隔26个月，地球与火星的距离会达到最近，即发生一次“火星冲日”现象，在此期间可以用较小的成本将探测器送往火星。火星探测器“天问一号”就是巧妙地利用“火星冲日”现象成功发射的。如图所示的虚线为火星探测器飞往火星的轨道示意图，若地球、火星的公转轨道半径分别为、，公转周期分别为、，引力常量为，下列说法正确的是（）A．探测器在飞往火星的过程中，不需要持续的动力，但需要多次调整其飞行姿态B．火星的质量为C．的数值大约为26个月D．如果错过了2020年7月的最佳发射时机，下次最佳发射时机最早也需等到2022年5月【答案】AC【详解】A．探测器在飞往火星的过程中，不需要持续的动力，但需要多次调整其飞行姿态，调整轨道，选项A正确；B．根据火星绕太阳公转可知解得太阳的质量为选项B错误；C．设火星和地球再次最近时需要最短时间为t，可知由题意可知的数值大约为26个月，选项C正确；D．如果错过了2020年7月的最佳发射时机，下次最佳发射时机最早要经过26个月，即也需等到2022年9月，选项D错误。故选AC。10．（2023春·福建莆田·高一莆田一中校考阶段练习）如图所示，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端，现有一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f，经过时间t，小车运动的位移为s，物块刚好滑到小车的最右端，以下判断中正确的是（）A．此时物块的动能变化为B．此时小车的动能变化为C．这一过程中，物块和小车间产生的内能为D．这一过程中，物块和小车增加的机械能为【答案】CD【详解】A．对物块，根据动能定理有所以物块动能变化为，A错误；B．物块对小车有摩擦力作用，对小车有所以小车的动能变化为，B错误；C．系统产生的内能Q等于系统克服摩擦力做功，为，C正确；D．由能量守恒定律，有则物块和小车增加的机械能为D正确。故选CD。第II卷（非选择题）三、非选择题（共57分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）11．（2022春·黑龙江牡丹江·高一牡丹江市第二高级中学校考期末）（6分）某同学做“研究小球做平抛运动”的实验如图甲所示（1）该实验中必须满足的条件和进行的实验操作是()。A．测定平抛小球的质量

B．确保斜槽光滑C．确保斜槽末端水平

D．测定斜槽顶端到桌面的高度（2）图乙是该同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的照片，图乙背景中每一小方格的边长为，、、是照片中小球的三个位置，（取），那么：①照相机拍摄时每______s曝光一次；②小球做平抛运动的初速度的大小为______m/s。【答案】C【详解】（1）[1]平抛运动中与小球质量无关，A错误；斜槽轨道不一定需要光滑，只要保证小球每次从同一位置由静止释放即可，B错误；通过调节斜槽末端保持水平，可以保证初速度沿水平方向，C正确；不需要测定斜槽顶端到桌面的高度，D错误。故选C。（2）[2]由解得[3]由平抛运动水平方向做匀速运动可知12．（2022·湖南常德·临澧县第一中学模拟预测）（9分）某同学用重物自由下落验证机械能守恒定律。实验装置如图甲所示。（1）关于上述实验，下列说法中正确的是_______；A．重物最好选择密度较小的木块B．重物的质量可以不测量C．实验中应先释放纸带，后接通电源D．可以利用公式来求解瞬时速度（2）若实验中所用重锤质量m=0.2kg，打点纸带如图乙所示，O为第一个点，打点时间间隔为0.02s，则打B点时，重锤动能EkB=______J。从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量是Ep=______J。（g=10m/s2，结果保留三位有效数字）根据纸带的数据，得到的结论是______。（3）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2—h图像去研究机械能是否守恒。若忽略阻力因素，那么本实验的v2—h图像应该是下图中的______。A．B．C．D．【答案】B0.342J0.372J在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒C【详解】（1）[1]A．重物最好选择密度较大的铁块，受到的阻力较小，A错误；B．本题是以自由落体运动为例验证机械能守恒定律，需要验证的方程的是m可以约去比较，不需要天平测量重物的质量，B正确；C．为了充分利用纸带，实验室要先接通电源，然后再释放纸带，C错误；D．不可以利用公式来求解瞬时速度，因为体现不了实验验证，却变成了理论推导，D错误。故选B。（2）[2]B点的速度等于AC段的平均速度重锤动能[3]从开始下落起至B点，重锤的重力势能减少量为[4]由此可得出的结论是在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒。（3）[5]若忽略阻力因素，重锤下落过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得整理得v2=2gh则本实验的v2—h图像应是正比例函数图像。故选C。13．（2023春·广东惠州·高一统考阶段练习）（12分）双人滑冰是2022年北京冬奥会比赛项目之一、如图甲所示为某次训练中男运动员以自己为轴拉着女运动员做圆周运动的情形，若女运动员的质量为m，伸直的手臂与竖直方向的夹角，转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为，如图乙所示。忽略女运动员受到的摩擦力，重力加速度为。求：（1）当女运动员刚要离开冰面时，女运动员的角速度大小；（2）当女运动员的角速度为时，女运动员对冰面的弹力大小。【答案】（1）；（2）【详解】（1）女运动员刚要离开地面时，受重力和男运动对女运动员的拉力解得（2）对女运动员受力分析，如下图水平方向竖直方向联立解得14．（2022春·福建宁德·高一福建省宁德第一中学校考阶段练习）（12分）如图所示，卫星a、b在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，卫星a的运行周期为T，卫星b的运行周期为kT，某时刻卫星a、b与地球在一条直线上且相距最远。若地球质量为M，万有引力常量为G，求：（1）卫星a、b的轨道之间的高度差；（2）从该时刻开始计时，经多长时间卫星a、b与地球在一条直线上且第一次相距最近。【