2022年高中物理人教版(新教材)必修第二册综合模块试卷(一)

人教版物理必修二综合模块试卷（一）（2020·天津·期末）如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速传送至高处，在此过程中，下述说法正确的是 A．摩擦力对物体做正功 B．支持力对物体做正功 C．重力对物体做正功 D．合外力对物体做正功（2020·天津·期末）质量不等但有相同初动能的两个物体在动摩擦因数相同的水平地面上滑行，直到停止，则 A．质量大的物体滑行距离大 B．质量小的物体滑行距离大 C．两个物体滑行的时间相同 D．质量大的物体克服摩擦力做的功多（2020·天津·期末）2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。该卫星 A．入轨后可以位于北京正上方 B．入轨后的速度大于第一宇宙速度 C．发射速度大于第二宇宙速度 D．若发射到近地圆轨道所需能量较少（2020·天津·期末）如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是 A．质点经过C点的速率比D点的大 B．质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90∘ C．质点经过D点时的加速度比B点的大 D．质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小（2020·天津·期末）2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”，如图所示。已知月球的质量为M、半径为R。探测器的质量为m，引力常量为G，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探测器的 A．周期为4π2r3GM C．角速度为Gmr3 D．向心加速度为（2020·天津·期末）如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长，圆环高度为h。让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑到底端的过程中（重力加速度为g，杆与水平方向夹角为30∘） A．圆环的机械能守恒 B．弹簧的弹性势能先减小后增大 C．弹簧的弹性势能变化了mgh D．弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大（2020·天津·期末）如图所示，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平、长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，动能的增量为 A．2mgR B．4mgR C．5mgR D．6mgR（2020·天津·期末）如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱 A．运动周期为2πRω B．线速度的大小为ωR C．受摩天轮作用力的大小始终为mg D．所受合力的大小始终为mω（2020·天津·期末）竖直平面内有两个半径不同的半圆形光滑轨道，如图所示，A、M、B三点位于同一水平面上，C、D分别为两轨道的最低点，将两个相同的小球分别从A、B处同时无初速度释放，则 A．通过C、D时，两球的线速度大小相等 B．通过C、D时，两球的角速度大小相等 C．通过C、D时，两球的机械能相等 D．通过C、D时，两球对轨道的压力相等（2020·天津·期末）如图，北斗导航卫星的发射需要经过几次变轨，例如某次变轨，先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在P处变轨到椭圆轨道2上，最后由轨道2在Q处变轨进入圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点。忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是 A．该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处减速 B．该卫星从轨道1到轨道2再到轨道3，机械能逐渐减小 C．该卫星在轨道3的动能小于在轨道1的动能 D．该卫星稳定运行时，在轨道3上经过Q点的加速度等于在轨道2上Q点的加速度（2020·天津·期末）如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中 A．弹簧的最大弹力为μmg B．物块克服摩擦力做的功为2μmgs C．弹簧的最大弹性势能为μmgs D．物块在A点的初速度为2μgs（2020·天津·期末）如图所示，两个34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（圆管内径远小于半径R），均可视为光滑轨道，在两轨道右端的正上方分别将金属小球A和B（直径略小于圆管内径）由静止释放，小球距离地面的高度分别用hA和h A．若hA B．若hA=h C．适当调整hA和h D．若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，hA的最小值为以52R，B（2020·天津·期末）某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合，探究向心力大小的影响因素。实验时用手拨动旋臂使它做圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，测量角速度和向心力。(1)电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间，并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门的时间Δt、挡光杆做圆周运动的半径r，自动计算出砝码做圆周运动的角速度，则计算其角速度的表达式为。(2)图乙中取①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图可知，曲线①对应的砝码质量(选填“大于”或“小于”)曲线②对应的砝码质量。（2020·天津·期末）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量mA=300 g,mB=100 g,A从高处由静止开始下落，B拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图乙给出的是实验中获取的一条纸带：(1)在打点0∼5过程中系统动能的增加量ΔEk=J，系统势能的减小量ΔEp=(2)用v表示物块A的速度，h表示物块A下落的高度。若某同学作出的v22−h图象如图丙所示，则可求出当地的重力加速度g=（2020·天津·期末）火星半径约为地球半径的12，火星质量约为地球质量的19，地球表面的重力加速度g取(1)求火星表面的重力加速度。（结果保留两位有效数字）(2)若弹簧测力计在地球上最多可测出质量为2 kg（2020·天津·期末）完全由我国自行设计、建造的国产新型航空母舰已完成多次海试，并取得成功。航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成，如图甲所示。为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧，示意如图乙，AB长L1=150 m，BC水平投影L2=63 m，图中C点切线方向与水平方向的夹角θ=12∘(sin12∘≈0.21)(1)舰载机水平运动的过程中，飞行员受到水平力所做的功W；(2)舰载机刚进入BC时，飞行员受到竖直向上的压力FN（2020·天津·期末）如图所示，半径为R=1.5 m的光滑圆弧支架竖直放置，圆心角θ=60∘，支架的底部CD水平，离地面足够高，圆心O在C点的正上方，右侧边缘P点固定一个光滑小轮，可视为质点的小球A、B系在足够长的跨过小轮的轻绳两端，两球的质量分别为mA=0.3 kg、mB=0.1 kg(1)求A球运动到C点时的速度大小；(2)若A球运动到C点时轻绳突然断裂，从此时开始，需经过多长时间两球重力的功率大小相等？（计算结果可用根式表示）（2020·天津·期末）如图所示，从A点以v0=4 m/s的水平速度抛出一质量m=1 kg的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端的切线水平，已知长木板的质量M=4 kg，A、B两点距C点的高度分别为H=0.6 m、h=0.15 m，圆弧轨道半径R=0.75 m，物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.5，长木板与水平面间的动摩擦因数(1)小物块运动至B点时的速度大小和方向；(2)物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力大小；(3)长木板至少为多长，才能保证物块不滑出长木板。

答案1.【答案】A【解析】摩擦力方向平行皮带向上，与物体运动方向相同，故摩擦力做正功，A对；支持力始终垂直于速度方向，不做功，B错；重力对物体做负功，C错；合外力为零，做功为零，D错。【知识点】功2.【答案】B【解析】由动能定理得−μmgx=0−Ek，两个物体克服摩擦力做的功一样多，质量小的物体滑行距离大，B正确，A、D错误；由Ek=1【知识点】由受力情况判断物体的运动情况、动能定理的应用3.【答案】D【解析】同步卫星只能位于赤道正上方，A项错误；由GMmr【知识点】同步卫星4.【答案】A【解析】由题意，质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿D点轨迹的切线方向，则知加速度方向向上，合外力也向上，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定不变，质点由C到D过程中，合外力做负功，由动能定理可得，C点的速度比D点速度大，故A正确；由A的分析可知，A点处的受力方向与速度方向夹角大于90度；故B错误；质点做匀变速曲线运动，则有加速度不变，所以质点经过D点时的加速度与B点相同，故C错误；点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小，故D错误。【知识点】动能定理的应用、曲线运动的特点与条件5.【答案】A【解析】嫦娥四号探测器环绕月球做匀速圆周运动时，万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，有GMmr2=mω2r=mv2r=m4【知识点】卫星的运动规律6.【答案】C【解析】圆环与弹簧组成的系统机械能守恒，但圆环的机械能不守恒，A错误；弹簧形变量先增大后减小然后再增大，所以弹簧的弹性势能先增大后减小再增大，B错误；由于圆环与弹簧组成的系统机械能守恒，圆环的机械能减少了mgh，所以弹簧的弹性势能增加mgh，C正确；弹簧与光滑杆垂直时，圆环所受合力沿杆向下，圆环具有与速度同向的加速度，所以做加速运动，D错误。【知识点】利用机械能相关知识解决弹簧问题7.【答案】A【解析】由题意知水平拉力为F=mg，设小球达到c点的速度为v1，从a到c根据动能定理可得：F⋅3R−mgR=12mv12，解得：v1=2gR；小球离开【知识点】动能定理的应用8.【答案】B；D【解析】座舱做匀速圆周运动，合力提供向心力，知座舱的运动周期T=2πω、线速度大小v=ωR、所受合力的大小F=mω2R【知识点】圆周运动的周期与频率、向心力、线速度9.【答案】C；D【解析】对任意一球研究，设半圆轨道的半径为r，根据机械能守恒定律得：mgr=12mv2，得：v=2gr，由于r不同，则v不等，故A错误；由v=rω得：ω=vr=2gr，可知两球的角速度大小不等，故B错误；两球的初始位置机械能相等，下滑过程机械能都守恒，所以通过C、D时两球的机城能相等，故C正确；通过圆轨道最低点时小球的向心加速度为a【知识点】竖直面内的圆周运动、机械能和机械能守恒定律10.【答案】C；D【解析】该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处加速，选项A错误；该卫星从轨道1到轨道2需要点火加速，则机械能增加；从轨道2再到轨道3，又需要点火加速，机械能增加；故该卫星从轨道1到轨道2再到轨道3，机械能逐渐增加，选项B错误；根据v=GMr可知，该卫星在轨道3的速度小于在轨道1的速度，则卫星在轨道3的动能小于在轨道1的动能，选项C正确；根据a=GMr2可知，该卫星稳定运行时，在轨道3上经过Q【知识点】卫星的发射与变轨11.【答案】B；C【解析】小物块处于最左端时，弹簧的压缩量最大，然后小物块先向右加速运动再减速运动，可知弹簧的最大弹力大于滑动摩擦力μmg，选项A错误；物块从开始运动至最后回到A点过程，路程为2 s，可得物块克服摩擦力做功为2μmgs，选项B正确；物块从最左侧运动至A点过程，由能量守恒定律可知Epm=μmgs，选项C正确；设物块在A点的初速度为v0，整个过程应用动能定理有【知识点】动能定理的应用12.【答案】A；D【解析】若小球A恰好能到a轨道的最高点，由mg=mvA2R，得vA=gR，由mg(hA−2R)=12m若hB=32R，小球B在轨道上上升的最大高度等于32R；若h小球A从最高点飞出后做平抛运动，下落R高度时，水平位移的最小值为xA=vA2Rg=gR⋅2Rg=2【知识点】竖直面内的圆周运动、机械能和机械能守恒定律13.【答案】(1)drΔt(2)小于【解析】(1)砝码转动的线速度v=d由ω=v计算得出ω=d(2)图中抛物线说明向心力F和ω2成正比。若保持角速度和半径都不变，则质点做圆周运动的向心加速度不变。由牛顿第二定律F=ma【知识点】角速度与线速度的关系、向心力、原理设计与器材选择、力学拓展实验、线速度、数据处理、角速度14.【答案】(1)1.15；1.18；在误差允许的范围内，A、B组成的系统机械能守恒(2)9.70【解析】(1)根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度，计数点5的瞬时速度v5=x462×5T=(21.60+26.40)×10−2(2)根据机械能守恒定律得：(m得12故斜率k=m代入数据得：g=9.70 m/【知识点】数据处理、实验：验证机械能守恒定律15.【答案】(1)4.4 m/(2)4.5 kg【解析】(1)对于在星球表面的物体，有mg=GMm可得g火故g火(2)弹簧测力计的最大弹力不变，即m地则m【知识点】黄金代换式16.【答案】(1)7.5×10(2)1.1×10【解析】(1)舰载机由静止开始做匀加速直线运动，设其刚进入上翘甲板时的速度为v，则有v2根据动能定理，有W=1联立①②式，代入数据，得W=7.5×10(