2024-2025学年新教材高中物理本册综合检测A含解析新人教版必修2

PAGE1-综合检测(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．同学们到中国科技馆参观，看到了一个好玩的科学试验：如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“∩”形框架的下方通过时，突然从火车顶部的小孔中向上弹出一小球，该小球越过框架后，又与通过框架的火车相遇，并恰好落回原来的孔中．下列说法中正确的是(D)A．相对于地面，小球运动的轨迹是直线B．相对于火车，小球运动的轨迹是曲线C．小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到水平向前的力D．小球能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度解析：相对于地面，小球竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速运动，轨迹是曲线，相对于火车小球的运动轨迹是直线，A、B错误；能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度，故C错误，D正确。2．(2024·石家庄市高一上学期期末)“套圈”是老少皆宜的嬉戏。如图所示，将A、B、C三个套圈分别以速度v1、v2、v3水平抛出，都能套中地面上的同一玩具，已知套圈A、B抛出时距玩具的水平距离相等，套圈A、C抛出时在同一高度，设套圈A、B、C在空中运动时间分别为t1、t2、t3。不计空气阻力，下列说法正确的是(C)A．v1与v2肯定相等 B．v2肯定大于v3C．t1与t3肯定相等 D．t2肯定大于t3解析：套圈做平抛运动，竖直分运动是自由落体运动，依据h＝eq\f(1,2)gt2，有：t＝eq\r(\f(2h,g))，故t1＝t3＞t2，故C正确，D错误；A、B水平分位移相同，由于t1＞t2，依据x＝v0t，有：v1＜v2；由于t1＝t3，x1＜x3，依据x＝v0t，有：v1＜v3；v2和v3关系不能确定，故A、B错误；故选C。3．已知地球的半径为6.4×106m，地球自转的角速度为7.29×10－5rad/s，地面的重力加速度为9.8m/s2，在地球表面放射卫星的第一宇宙速度为7.9×103m/s，第三宇宙速度为16.7×103m/s，月球到地球中心的距离为3.84×108m，假设地球赤道上有一棵苹果树长到了接近月球那么高，则当苹果脱离苹果树后，将(D)A．落向地面 B．成为地球的同步“苹果卫星”C．成为地球的“苹果月亮” D．飞向茫茫宇宙解析：将地球自转角速度ω，苹果到地心的距离r代入v＝ωr，解得v≈28km/s大于第三宇宙速度16.7km/s，所以D选项正确。4．如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各连有一杂技演员(可视为质点)，甲站于地面，乙从图示的位置由静止起先向下摇摆，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员乙摆至最低点时，甲刚好对地面无压力，则演员甲的质量与演员乙的质量之比为(B)A．1∶1 B．2∶1C．3∶1 D．4∶1解析：设定滑轮到乙演员的距离为L，那么当乙摆至最低点时下降的高度为eq\f(L,2)，依据机械能守恒定律可知m乙geq\f(L,2)＝eq\f(1,2)m乙v2；又因当演员乙摆至最低点时，甲刚好对地面无压力，说明绳子上的张力和甲演员的重力相等，所以m甲g－m乙g＝m乙eq\f(v2,L)，联立上面两式可得演员甲的质量与演员乙的质量之比为2∶1。5．近年来，有很多电视台推出户外有奖冲关的嬉戏节目，如图(俯视图)所示是某电台台设计的冲关活动中的一个环节。挑战者要从平台跳到以O为转轴的快速旋转的水平转盘上而不落入水中。已知平台A到转盘盘面的竖直高度为1.25m，平台边缘到转盘边缘的水平距离和转盘半径均为2m，转盘以12.5r/min的转速匀速转动。转盘边缘上间隔匀称地固定有6个相同的障碍桩，障碍桩及桩和桩之间的间隔对应的圆心角均相等。若某挑战者在如图所示时刻从平台边缘以水平速度v沿AO方向跳离平台，把人视为质点，不计桩的厚度，g取10m/s2，则人能穿过间隙跳上转盘的最小起跳速度v0为(B)A．4m/s B．5m/sC．6m/s D．7m/s解析：人起跳后做平抛运动，因此在竖直方向上有y＝eq\f(1,2)gt2，解得时间t＝0.5s。转盘的角速度ω＝2πn＝eq\f(5,12)πrad/s，转盘转过eq\f(π,6)所用时间t′＝eq\f(θ,ω)＝0.4s，要使人能跳过空隙，所用时间最多为0.4s，因此依据水平方向匀速运动有x＝v0t，解得v0＝5m/s，故B正确。6．如图所示，高为h＝1.25m的平台上覆盖一层薄冰，现有一质量为60kg的滑雪爱好者以肯定的初速度v向平台边缘滑去，着地时速度的方向与水平地面的夹角为45°(取重力加速度g＝10m/s2)。由此可知下列各项中错误的是(D)A．滑雪者离开平台边缘时的速度大小是5.0m/sB．滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是2.5mC．滑雪者在空中运动的时间为0.5sD．着地时滑雪者重力做功的瞬时功率是300W解析：着地时速度的方向与水平地面的夹角为45°，故v0＝vy＝eq\r(2gh)＝eq\r(2×10×1.25)m/s＝5.0m/s，A正确；x＝v0t＝v0eq\r(\f(2h,g))＝5×eq\r(\f(2×1.25,10))m＝2.5m，B正确；t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×1.25,10))s＝0.5s，C正确；着地时滑雪者重力做功的瞬时功率P＝mgvy＝60×10×5W＝3000W，D错误。7．(2024·重庆育才中学高一下学期期中)某位溜冰爱好者先在岸上从O点由静止起先匀加速助跑，2s后到达岸边A处，接着进入冰面(冰面与岸边基本相平)起先滑行，又经3s停在了冰上的B点，如图甲所示。若该过程中，他的位移是x，速度是v，受的合外力是F，机械能是E，则对以上各量随时间改变规律的描述，图乙中正确的是(BC)解析：由题意知，初末速度均为0，前2s匀加速运动，后3s做匀减速运动，位移始终增加，选项A错误；加速度的大小关系为3∶2，由牛顿其次定律得受的合外力的大小关系为3∶2，选项B、C正确；运动过程中重力势能不变，而动能先增大后减小，所以机械能先增大后减小，选项D错误。8．在绕地球稳定运行的空间站中，有如图所示的装置，半径分别为r和R(R>r)的甲、乙两个光滑的圆形轨道固定在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道CD相通，宇航员让一小球以肯定的速度先滑上甲轨道，通过粗糙的CD段，又滑上乙轨道，最终离开两圆轨道，那么下列说法正确的是(BD)A．小球在CD间由于摩擦力而做减速运动B．小球经过甲轨道最高点时与经过乙轨道最高点时速度相等C．假如削减小球的初速度，小球有可能不能到达乙轨道的最高点D．小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力解析：在空间站内小球处于完全失重状态，不受摩擦力，运动的速度大小不变，所以A、C错，B正确；由F＝meq\f(v2,r)知D正确。9．如图甲、乙中是一质量m＝6×103kg的公共汽车在t＝0和t＝4s末两个时刻的两张照片。当t＝0时，汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动)。图丙是车内横杆上悬挂的手拉环的图像，测得θ＝30°。依据题中供应的信息，能估算出的物理量是(ACD)A．汽车的长度 B．4s内汽车牵引力所做的功C．4s末汽车的速度 D．4s末汽车合外力的瞬时功率解析：依据题图丙，通过对手拉环受力分析，结合牛顿其次定律可知，汽车的加速度为a＝gtanθ＝eq\f(10\r(3),3)m/s2，所以，t＝4s末汽车的速度v＝at＝eq\f(40\r(3),3)m/s，选项C可估算；根据图甲、乙可知，汽车的长度等于4s内汽车的位移，即l＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(80\r(3),3)m，选项A可估算；因为4s末汽车的瞬时速度可求出，汽车的合外力F＝ma也可求出，所以汽车在4s末的瞬时功率为P＝Fv也可估算，即选项D可估算；因为不知汽车与地面间的摩擦力，所以无法估算4s内汽车牵引力所做的功。10．如图所示，两个3/4圆弧轨道固定在水平地面上，半径R相同，A轨道由金属凹槽制成，B轨道由金属圆管制成，均可视为光滑轨道。在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别用hA和hB表示，对于下述说法中错误的是(ABC)A．若hA＝hB≥2R，则两小球都能沿轨道运动到最高点B．若hA＝hB＝3R/2，由于机械能守恒，两小球在轨道上上升的最大高度均为3R/2C．适当调整hA和hB，均可使两小球从轨道最高点飞出后再次进入圆形轨道运动D．若使小球沿轨道运动并从最高点飞出，A小球在hA≥5R/2，B小球在hB>2R的随意高度均可解析：A球到达最高点的临界条件为vA＝eq\r(gR)依据机械能守恒mghA＝mg2R＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)得hA＝2.5RB球到达最高点的临界条件为vB＝0明显hB＝2R，即可达最高点。故A错误，D选项正确；由于A小球离开轨道后在水平方向有初速度，依据机械能守恒可判B选项错误；若使小球从最高点飞出后再次进入圆形轨道，据平抛运动规律有R＝vt，R＝eq\f(1,2)gt2，解得v＝eq\r(\f(gR,2))<eq\r(gR)，所以A球最高点飞出后不行能再次进入圆形轨道，C错误。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、试验题(共2小题，每小题7分，共14分。把答案干脆填在横线上)11．频闪摄影是探讨变速运动常用的试验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔肯定时间发出一次短暂的剧烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某物理小组利用图甲所示装置探究平抛运动规律。他们分别在该装置正上方A处和右侧B处安装了频闪仪器并进行拍摄，得到的频闪照片如图乙，O为抛出点，P为运动轨迹上某点。依据平抛运动规律回答下列问题：(1)乙图中，A处拍摄的频闪照片为__b__(选填“a”或“b”)(2)测得图乙(a)中OP距离为45cm，(b)中OP距离为30cm，则平抛物体的初速度为__1__m/s，P点速度为__eq\r(10)__m/s。(g取10m/s2)解析：(1)A处拍摄的是小球水平方向的位移，应是匀速直线运动，所以频闪照片为b(2)依据平抛运动规律x＝v0t，y＝eq\f(1,2)gt2将x＝0.30m，y＝0.45m代入上式解得t＝0.3s，v0＝1m/s；P点速度vP＝eq\r(v\o\al(2,0)＋gt2)＝eq\r(10)m/s。12．如图(a)中，悬点正下方P点处放有水平放置炙热的电热丝，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。用重垂线确定出A、B点的投影点N、M。重复试验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)依据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为__65.0__cm。(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0＝__xeq\r(\f(g,2h2))__。(3)用测出的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的削减量ΔEp＝__mg(h1－h2)__，动能的增加量ΔEk＝__eq\f(mgx2,4h2)__。解析：(1)由落点痕迹可读出平均射程为65.0cm。(2)由平抛运动规律，h2＝eq\f(1,2)gt2，x＝v0t，得v0＝xeq\r(\f(g,2h2))(3)ΔEp＝mg(h1－h2)ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(mgx2,4h2)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．(10分)如图所示，“嫦娥三号”探测器在月球上着陆的最终阶段为：当探测器下降到距离月球表面高度为h时，探测器速度竖直向下，大小为v，此时关闭发动机，探测器仅在重力(月球对探测器的重力)作用下落到月面。已知从关闭发动机到探测器着地时间为t，月球半径为R且h≪R，引力常量为G，忽视月球自转影响，求：(1)月球表面旁边重力加速度g的大小；(2)月球的质量M。答案：(1)eq\f(2h－vt,t2)(2)eq\f(2R2h－vt,Gt2)解析：(1)探测器关闭发动机后做竖直下抛运动，有h＝vt＋eq\f(1,2)gt2解得：g＝eq\f(2h－vt,t2)(2)依据重力等于万有引力，有mg＝Geq\f(Mm,R2)得M＝eq\f(gR2,G)＝eq\f(2R2h－vt,Gt2)14．(11分)(2024·浙江温州十五校联合体高一下学期联考)如图所示，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径为r的eq\f(1,4)细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧，轻弹簧下端固定，上端恰好与管口D端齐平。质量为m的小球在曲面上距BC的高度为2r处从静止起先下滑，进入管口C端时与管壁间恰好无作用力，通过CD后压缩弹簧，在压缩弹簧过程中速度最大时弹簧的弹性势能为EP，已知小球与BC间的动摩擦因数μ＝0.5。求：(1)小球到达B点时的速度大小vB；(2)水平面BC的长度s；(3)在压缩弹簧过程中小球的最大速度vm。答案：(1)2eq\r(gr)(2)3r(3)eq\r(3gr＋\f(2mg2,k)－\f(2EP,m))解析：(1)由机械能守恒得mg2r＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)解得vB＝2eq\r(gr)。(2)由mg＝meq\f(v\o\al(2,C),r)得vC＝eq\r(gr)由A至C，由动能定理得mg2r－μmgs＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)解得s＝3r。(3)设在压缩弹簧过程中小球速度最大时离D端的距离为x，则有kx＝mg得x＝eq\f(mg,k)由功能关系得mg(r＋x)－EP＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)得vm＝eq\r(3gr＋\f(2mg2,k)－\f(2Ep,m))15．(12分)如图所示，半径R＝0.8m的光滑eq\f(1,4)圆弧轨道固定在水平地面上，O为该圆弧的圆心，轨道上方的A处有一个可视为质点的质量m＝1kg的小物块，小物块由静止起先下落后恰好沿切线进入eq\f(1,4)圆弧轨道。此后小物块将沿圆弧轨道下滑，已知AO连线与水平方向的夹角θ＝45°，在轨道末端C点紧靠一质量M＝3kg的长木板，木板上表面与圆弧轨道末端的切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.3，g取10m/s2。求：(1)小物块刚到达C点时的速度大小；(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端C点时对轨道的压力；(3)要使小物块不滑出长木板，木板长度L至少为多少？答案：(1)4eq\r(2)m/s(2)50N方向竖直向下(3)4m解析：(1)小物块从A到C，依据机械能守恒有mg2R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)，解得vC＝4eq\r(2)m/s。(2)小物块刚要到C点，由牛顿其次定律有FN－mg＝meq\f(v\o\al(2,C),R)，解得FN＝50N。由牛顿第三定律，小物块对C点的压力FN′＝50N，方向竖直向下。(3)设小物块刚滑到木板右端时达到共同速度，大小为v，小物块在长木板上滑行过程中，小物块与长木板的加速度分别为am＝eq\f(μmg,m)＝mgaM＝eq\f(μmg,M)v＝vC－amtv＝aMt将数据代入上面各式解得v＝eq\r(2)m/s由功能关系得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)＝μmgL＋eq\f(1,2)(M＋m)v2将数据代入解得L＝4m。16．(13分)如图所示，质量m＝0.2kg小物块，放在半径R1＝2m的水平圆盘边缘A处，小物块与圆盘的动摩擦因数μ1＝0.8。圆心角为θ＝37°，半径R2＝2.5m的光滑圆弧轨道BC与水平轨道光滑连接于C点，小物块与水平轨道的动摩擦因数为μ2＝0.5。起先圆盘静止，在电动机的带动下