2024-2025学年新教材高中物理综合质量标准检测A含解析新人教版必修第二册

PAGEPAGE10综合学业质量标准检测(A)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．关于两个物体间的作用力和反作用力的做功状况是(C)A．作用力做功，反作用力肯定做功B．作用力做正功，反作用力肯定做负功C．作用力和反作用力可能都做负功D．作用力和反作用力做的功肯定大小相等，且两者代数和为零解析：作用力与反作用力的关系是大小相等，但是相互作用的两个物体不肯定都有位移，故作用力和反作用力不肯定同时都做功，故A错误；作用力与反作用力做功可能都是正功也可能都是负功，比如两个磁铁在它们的相互作用力的作用下运动，假如从静止起先向相反的方向运动则都是在做正功，作用力和反作用力所做的功的代数和为正值；假如有初速度，在相互作用力的作用下相向运动，那么这两个力就都做负功，作用力和反作用力所做的功的代数和为负值，故C正确，B、D错误。2．(2024·江苏淮安市高一月考)如图所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中弹簧的弹力做功、弹簧的弹力和弹性势能的改变状况是(C)A．弹力做正功，弹力变大，弹性势能变小B．弹力做正功，弹力变小，弹性势能变大C．弹力做负功，弹力和弹性势能都变大D．弹力做负功，弹力和弹性势能都变小解析：将弹簧拉力器拉开的过程中，弹簧的伸长量变大，依据F＝kx可知，弹力增大；依据Ep＝eq\f(1,2)kx2可知，弹簧的弹性势能增大，弹力做负功，故A、B、D错误，C正确。3．一卫星绕某一行星表面旁边做匀速圆周运动，其线速度大小为v0，假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N，已知引力常量为G，则这颗行星的质量为(B)A．eq\f(mv2,GN) B．eq\f(mv4,GN)C．eq\f(Nv2,Gm) D．eq\f(Nv4,Gm)解析：依据G＝mg，所以g＝eq\f(G,m)＝eq\f(N,m)，依据万有引力供应向心力得：Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)＝mg解得：M＝eq\f(mv4,GN)，故选B。4．(2024·渝中区重庆巴蜀中学高一月考)如图所示，在拉力F作用下，质量为150kg的雪橇沿倾角为θ的粗糙斜面对上移动5m，已知拉力大小为500N，方向与斜面的夹角为β，雪橇受到的摩擦阻力为100N，sinθ＝0.1，cosβ＝0.8，则在雪橇向上运动过程中，下列说法正确的是(D)A．一共受3个力作用 B．重力做功为750JC．拉力F做功为2500J D．合力对雪橇做的功为750J解析：雪橇受拉力、重力、斜面支持力、摩擦力四个力的作用，故A错误；由题意可得，重力做功WG＝－mgh＝－(150×10×5×0.1)＝－750J，故B错误；由题意可得，拉力做功WF＝500×5×0.8＝2000J，故C错误；由题意可得，合力做功W合＝WF＋WG＋Wf＝2000－750－500＝750J，故D正确。5．(2024·全国甲卷，18)2024年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在胜利实施三次近火制动后，进入运行周期约为1.8×105s的椭圆形停岸轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105m。已知火星半径约为3.4×106m，火星表面处自由落体的加速度大小约为A．6×105mC．6×107m解析：忽视火星自转，则eq\f(GMm,R2)＝mg ①可知GM＝gR2设与1.8×105s的椭圆形停岸轨道周期相同的圆形轨道半径为r，由万有引力供应向心力可知eq\f(GMm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r ②设近火点到火星中心为R1＝R＋d1 ③设远火点到火星中心为R2＝R＋d2 ④由开普勒第三定律可知eq\f(r3,T2)＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R1＋R2,2)))3,T2) ⑤由以上分析可得d2≈6×1076．(2024·江苏扬州市扬州中学高一月考)如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球，在水平拉力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点的过程中(D)A．小球的重力势能变小B．小球受的合力对小球做正功C．水平拉力F的瞬时功率渐渐减小D．小球克服重力做功的瞬时功率渐渐增大解析：由A点运动到B点的过程中，小球的重力势能变大，所以A错误；小球速率不变，由动能定理可知，小球受的合力对小球做功为0，所以B错误；小球克服重力做功的瞬时功率为P＝mgvsinθ，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点的过程中，细线与竖直方向的夹角θ越来越大，所以小球克服重力做功的瞬时功率渐渐增大，则D正确；由于小球受的合力对小球做功为0，则水平拉力F的瞬时功率等于小球克服重力做功的瞬时功率，所以水平拉力F的瞬时功率渐渐增大，则C错误。7．“天问一号”火星探测器于2020年7月23日，在中国文昌航天放射场由长征五号遥四运载火箭放射升空，胜利进入预定轨道。“天问一号”胜利升空后，安排飞行约7个月抵达火星，并通过2至3个月的环绕飞行后着陆火星表面，开展探测任务。关于“天问一号”火星探测器的说法，正确的是(AB)A．“天问一号”火星探测器的放射速度应当大于其次宇宙速度B．要使“天问一号”火星探测器成为环绕火星的卫星，必须要减速制动C．“天问一号”火星探测器着陆火星表面的过程中，做自由落体运动D．“天问一号”火星探测器着陆火星后，处于完全失重状态解析：“天问一号”须要摆脱地球束缚，成为绕火星转动的卫星，故其放射速度要大于其次宇宙速度，故A正确；“天问一号”从转移轨道进入绕火星的卫星，轨道半径要变小，故须要向前喷气减速，故B正确；“天问一号”火星探测器着陆火星表面的过程中须要向下减速，则不是自由落体运动，故C错误；“天问一号”火星探测器着陆火星后处于平衡状态，而非完全失重状态，故D错误。8．如图所示，小物体位于半径为R的半球顶端，若给小物体一水平初速度v0，小物体对球顶恰好无压力，不计空气阻力，重力加速度为g，则此时(BC)A．物体起先沿球面下滑B．物体的初速度为v0＝eq\r(gR)C．物体落地时的水平位移为eq\r(2)RD．物体落地时速度方向与水平地面成45°角解析：物体仅受重力，有水平初速度，做平抛运动，不沿球面下滑，故A错误；依据牛顿其次定律有mg＝meq\f(v\o\al(2,0),R)，可得v0＝eq\r(gR)，故B正确；平抛运动过程中，由R＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(2R,g))，则水平位移x＝v0t＝eq\r(gR)·eq\r(\f(2R,g))＝eq\r(2)R，故C正确；落地时竖直方向上的速度vy＝gt＝eq\r(2gR)，设物体落地时速度方向与水平地面的夹角为θ，有tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\r(2)，故物体落地时速度方向与水平地面的夹角大于45°，故D错误。9．(2024·吉林松原市高一月考)铁路转弯处的弯道半径r是依据地形确定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关。则(AD)A．v肯定时，r越小则要求h越大 B．v肯定时，r越大则要求h越大C．r肯定时，v越小则要求h越大 D．r肯定时，v越大则要求h越大解析：设轨道平面与水平方向的夹角为θ，由mgtanθ＝meq\f(v2,r)，得tanθ＝eq\f(v2,gr)。可见v肯定时，r越大，tanθ越小，内外轨的高度差h越小，当r肯定时，v越大，tanθ越大，内外轨的高度差越大。故选AD。10．(2024·全国甲卷，20)一质量为m的物体自倾角为α的固定斜面底端沿斜面对上滑动。该物体起先滑动时的动能为Ek，向上滑动一段距离后速度减小为零，此后物体向下滑动，到达斜面底端时动能为eq\f(Ek,5)。已知sinα＝0.6，重力加速度大小为g。则(BC)A．物体向上滑动的距离为eq\f(Ek,2mg)B．物体向下滑动时的加速度大小为eq\f(g,5)C．物体与斜面间的动摩擦因数等于0.5D．物体向上滑动所用的时间比向下滑动的时间长解析：物体从斜面底端回到斜面底端依据动能定理有－μmg·2lcosα＝eq\f(Ek,5)－Ek物体从斜面底端到斜面顶端依据动能定理有－mglsinα－μmglcosα＝0－Ek整理得l＝eq\f(Ek,mg)；μ＝0.5，A错误、C正确；物体向下滑动时依据牛顿其次定律有ma＝mgsinα－μmgcosα求解得出a＝eq\f(g,5)，B正确；物体向上滑动时依据牛顿其次定律有ma上＝mgsinα＋μmgcosα物体向下滑动时依据牛顿其次定律有ma下＝mgsinα－μmgcosα由上式可知a上>a下，由于上升过程中的末速度为零，下滑过程中的初速度为零，且走过相同的位移，依据公式l＝eq\f(1,2)at2则可得出t上<t下，D错误。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(2小题，共14分。把答案干脆填在横线上)11．(6分)(2024·全国乙卷，22)某同学利用图(a)所示装置探讨平抛运动的规律。试验时该同学运用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图(b)所示(图中未包括小球刚离开轨道的影像)。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5cm。该同学在试验中测得的小球影像的高度差已经在图(b)中标出。完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)(1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平重量大小为__1.0__###m/s，竖直重量大小为__2.0__###m/s；(2)依据图(b)中数据可得，当地重力加速度的大小为__9.7__###m/s2。解析：(1)因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为v0＝eq\f(x,t)＝eq\f(0.05,0.05)m/s＝1.0m/s竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得，vy＝eq\f(8.6＋11.0×10－2,2×5×10－2)m/s≈2.0m/s(2)由竖直方向的自由落体运动可得g＝eq\f(y3＋y4－y2－y1,4T2)代入数据可得g＝9.7m/s212．(8分)(2024·江苏省镇江中学高一月考)某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。一根细线系住钢球，悬挂在铁架台上，钢球静止于A点。光电门固定在A的正下方，在钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条。将钢球拉至不同位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间t可由计时器测出，取v＝eq\f(d,t)作为钢球经过A点时的速度。记录钢球每次下落的高度h和计时器示数t，计算并比较钢球在释放点和A点之间的势能改变大小ΔEp与动能改变大小ΔEk，就能验证机械能是否守恒。(1)用ΔEp＝mgh计算钢球重力势能改变的大小，式中钢球下落高度h应测量释放时的钢球球心到__B__之间的竖直距离。A．钢球在A点时的顶端B．钢球在A点时的球心C．钢球在A点时的底端(2)用ΔEk＝eq\f(1,2)mv2计算钢球动能改变的大小。用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图所示，其读数为__1.50(1.49～1.51均可)__cm。某次测量中，计时器的示数为0.0100s。则钢球的速度为v＝__1.50(1.49～1.51均可)__m/s。(3)下表为该同学的试验结果：ΔEp(×10－2J)4.8929.78614.6919.5929.38ΔEk(×10－2J)5.0410.115.120.029.8他发觉表中的ΔEp与ΔEk之间存在差异，认为这是由于空气阻力造成的。你是否同意他的观点？请说明理由__不同意，因为空气阻力会造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp__。(4)请你提出一条减小上述差异的改进建议__分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l，计算ΔEk时，将v折算成钢球的速度v′＝eq\f(l,L)v__。解析：(1)高度改变要比较钢球球心的高度改变，所以B正确；AC错误。(2)毫米刻度尺读数时要估读到毫米下一位，读数为1.50cm；由v＝eq\f(d,t)代入数据可得v＝1.50m/s。(3)从表中数据可知ΔEk>ΔEp，若有空气阻力，则应为ΔEk<ΔEp，所以不同意他的观点。(4)试验中遮光条经过光电门时的速度大于钢球经过A点时的速度，因此由ΔEk＝eq\f(1,2)mv2，计算得到的ΔEk偏大，要减小ΔEp与ΔEk的差异可考虑将遮光条的速度折算为钢球的速度，分别测出光电门和球心到悬点的长度L和l，计算ΔEk时，将v折算成钢球的速度v′＝eq\f(l,L)v。三、论述、计算题(共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最终答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位)13．(9分)(2024·江苏省木渎高级中学高一月考)两颗人造卫星的质量之比m1∶m2＝1∶2，轨道半径之比r1∶r2＝3∶1。求：(1)两颗卫星运行的线速度之比；(2)两颗卫星运行的周期之比；(3)两颗卫星运行的向心力之比。答案：(1)1∶eq\r(3)(2)3eq\r(3)∶1(3)1∶18解析：(1)依据万有引力充当向心力eq\f(GMm,r2)＝meq\f(v2,r)得v＝eq\r(\f(GM,r))，解得两颗卫星运行的线速度之比为1∶eq\r(3)；(2)依据万有引力充当向心力eq\f(GMm,r2)＝m·eq\f(4π2,T2)r得T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，则两颗卫星运行的周期之比为3eq\r(3)∶1；(3)依据万有引力充当向心力F＝eq\f(GMm,r2)得两颗卫星运行的向心力之比为1∶18。14．(10分)如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台起先做平抛运动。现测得转台半径R＝0.5m，离水平地面的高度H＝0.8m，物块平抛落地过程水平位移的大小s＝0.4m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2求：(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；(2)物块与转台间的动摩擦因数μ．答案：(1)1m/s(2)0.2解析：(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有H＝eq\f(1,2)gt2在水平方向上有s＝v0t，联立解得：v0＝seq\r(\f(g,2H))代入数据得v0＝1m/s。(2)物块离开转台时，最大静摩擦力供应向心力，有fm＝meq\f(v\o\al(2,0),R)fm＝μN＝μmg，联立解得：μ＝eq\f(v\o\al(2,0),gR)，代入数据得μ＝0.2。15．(12分)(2024·天津卷，10)完全由我国自行设计、建立的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得胜利。航母上的舰载机采纳滑跃式起飞，其甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图1所示。为了便于探讨舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧，如图2，AB长L1＝150m，BC水平投影L2＝63m，图中C点切线方向与水平方向的夹角θ＝12°(sin12°≈0.21)。若舰载机从A点由静止起先做匀加速直线运动，经t＝6s到达B点进入BC。已知飞行员的质量m＝60kg，g＝10m/s2，求：(1)舰载机水平运动的过程中，飞行员受到的水平力所做功W；(2)舰载机刚进