人教版高中物理必修二检测：模块综合检测 word版含答案 6页

模块综合检测 (时间:90分钟 满分:100分) 一、选择题(本题共 8小题,每小题 6分,共 48分。在每小题给出的四个选项中,1~5小题只有 一个选项正确,6~8小题有多个选项正确。全部选对的得 6分,选不全的得 3分,有选错或不答 的得 0分) 1.在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中,得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳 的引力表达式,是一个很关键的论证步骤,这一步骤采用的论证方法是( ) A.研究对象的选取 B.理想化过程 C.控制变量法 D.等效法 解析:对于太阳与行星之间的相互作用力,太阳和行星的地位完全相同,既然太阳对行星的引 力符合关系式 F∝,依据等效法,行星对太阳的引力也符合关系式 F∝,故 D项正确。 答案:D 2.跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图所示,当运动员从直升机由静止跳下后,在 下落过程中不免会受到水平风力的影响,下列说法中正确的是( ) A.风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的动作 B.风力越大,运动员着地速度越大,有可能对运动员造成伤害 C.运动员下落时间与风力有关 D.运动员着地速度与风力无关 解析:根据运动的独立性原理,水平方向吹来的风不会影响竖直方向的运动,A、C错误;根据速 度的合成,落地时速度 v=,风速越大,vx越大,则降落伞落地时速度越大,B正确,D错误。 答案:B 3.某老师在做竖直面内圆周运动快慢的实验研究,并给运动小球拍了频闪照片,如图所示(小 球相邻影像间的时间间隔相等),小球在最高点和最低点的运动快慢比较,下列说法中不正确 的是 ( ) A.该小球所做的运动不是匀速圆周运动 B.最高点附近小球相邻影像间弧长短,线速度小,运动较慢 C.最低点附近小球相邻影像间圆心角大,角速度大,运动较快 D.小球在相邻影像间运动时间间隔相等,最高点与最低点运动一样快 解析:由所给频闪照片可知,在最高点附近,像间弧长较小,表明最高点附近的线速度较小,运动 较慢;在最低点附近,像间弧长较大,对应相同时间内通过的圆心角较大,故角速度较大,运动较 快,A、B、C选项正确,D选项不正确。 答案:D 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开始向下摆动,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( ) A.1∶1 B.2∶1 C.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,根据机械能守恒定 律可知 m 乙gm 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,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。 答案:B 5.如图甲、乙中是一质量 m=6×103 kg的公共汽车在 t=0和 t=4 s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 图象,测得θ=30°。根据题中提供的信息,无法估算出的物理量是( ) A.汽车的长度 B.4 s内汽车牵引力所做的功 C.4 s末汽车的速度 D.4 s末汽车合外力的瞬时功率 解析:根据题图丙,通过对手拉环受力分析,结合牛顿第二定律可知,汽车的加速度 a=gtan θ= m/s2,所以,t=4 s 末汽车的速度 v=at= m/s,选项 C 可估算;根据题图甲、乙可知,汽车的长度等 于 4 s内汽车的位移,即 x=at2= m,选项 A可估算;因为 4 s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 4 s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 4 s内汽车牵引力所做的功,选项 B符合题意。 答案:B 6.如图所示,一个电影替身演员准备跑过一个屋顶,然后水平跳跃并离开屋顶,在下一个建筑物 的屋顶上着地。如果他在屋顶跑动的最大速度是 4.5 m/s,那么下列关于他能否安全跳过去的 说法正确的是(g取 9.8 m/s2)( ) A.他安全跳过去是可能的 B.他安全跳过去是不可能的 C.如果要安全跳过去,他在屋顶跑动的最小速度应大于 6.2 m/s D.如果要安全跳过去,他在屋顶跑动的最大速度应小于 4.5 m/s 解析:根据 y=gt2,当他降落在下一个屋顶时,下落的高度 y=4.9 m,所用时间 t=s=1.0 s,最大水平 位移 x=vmt=4.5×1.0 m=4.5 m<6.2 m,所以他不能安全到达下一个屋顶。要想安全跳过去,他的 跑动速度至少要大于 m/s,即 6.2 m/s。故 B、C正确。 答案:BC 7. 迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住,绕恒星“Gliese581”运行的行星 “G1-581c”却很值得我们期待。该行星的温度在 0 ℃到 40 ℃之间,质量是地球的 6倍、直径 是地球的 1.5倍,公转周期为 13个地球日。“Gliese581”的质量是太阳质量的 0.31。设该行星 与地球均视为质量分布均匀的球体,绕其中心天体做匀速圆周运动,则( ) A.在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同 B.如果人到了该行星,其体重是地球上的 2倍 C.该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的 D.由于该行星公转速度比地球大,地球上的物体如果被带上该行星,其质量会稍有变化 解析:解题关键是明确中心天体对行星的万有引力提供了行星的向心力,对此行星的卫星有 G=m,得 v=,将质量关系和半径关系代入得第一宇宙速度关系为=2,选项 A错误;由 G=mg得, 人在该行星上的体重是地球上的 2 倍,选项 B正确;对行星应用万有引力定律 G=mr,得 r=,选 项 C错误;根据爱因斯坦的狭义相对论可判 D选项正确。 答案:BD 8.如图甲所示是一打桩机的简易模型。质量 m=1 kg 的物体在拉力 F作用下从与钉子接触处 由静止开始运动,上升一段高度后撤去 F,到最高点后自由下落,撞击钉子,将钉子打入一定深 度。物体上升过程中,机械能 E与上升高度 h的关系图象如图乙所示。不计所有摩擦,g取 10 m/s2( ) A.拉力 F的大小为 12 N B.物体上升 1.0 m处的速度为 2 m/s C.撤去 F后物体上升时间为 0.1 s D.物体上升到 0.25 m高度处拉力 F的瞬时功率为 12 W 解析:由功能关系 F·h=ΔE,得 F= N=12 N,选项A正确。由 E=mgh+mv2,当 h=1 m时得 v=2 m/s, 选项 B正确。撤去 F后 t==0.2 s,选项 C 错误。由题中图线可知,当 h=0.25 m 时 E=3 J,此时 v'=1 m/s,所以 P=Fv'=12 W,选项 D正确。 答案:ABD 二、填空题(本题共 2小题,每小题 10分,共 20分) 9.为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”,查资料得知,弹簧的弹性势能 Ep=kx2,其中 k是 弹簧的劲度系数,x是弹簧长度的变化量。 某同学就设想用压缩的弹簧推静止的小球(质量为 m)运动来探究这一问题。 为了研究方便,把小铁球 O放在水平桌面上做实验,让小球 O在弹力作用下运动,即只有弹簧 推力做功。 该同学设计实验如下: 首先进行如图甲所示的实验:将轻质弹簧竖直挂起来,在弹簧的另一端挂上小铁球 O,静止时 测得弹簧的伸长量为 d。 在此步骤中,目的是要确定物理量 ,用 m、d、g表示为 。 接着进行如图乙所示的实验:将这根弹簧水平放在桌面上,一端固定,另一端被小铁球压缩,测 得压缩量为 x,释放弹簧后,小铁球被推出去,从高为 h的水平桌面上抛出,小铁球在空中运动的 水平距离为 L。 小铁球的初动能 Ek1= 。 小铁球的末动能 Ek2= 。 弹簧对小铁球做的功 W= 。(用 m、x、d、g表示) 对比 W和 Ek2-Ek1就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”,即在实验误差允许范围内, 外力所做的功等于物体动能的变化。 解析:该题也是探究做功与物体动能变化的关系,但是在教材实验的基础上进行了变化和创新, 主要考查了灵活应用知识的能力和创新能力。 在题图甲所示的步骤中,目的是确定弹簧的劲度系数 k,由平衡条件得 mg=kd 即 k= 在题图乙所示的实验中,小铁球的初动能 Ek1=0。 又根据小球做平抛运动得 h=gt2 L=vt 所以 Ek2=mv2=m(L)2= 弹簧对小铁球做的功等于弹性势能的减少 所以 W=kx2=。 答案:弹簧劲度系数 k 0 10.“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行。 (1)比较这两种方案, (选填“甲”或“乙”)方案好些。 (2)下图是某种方案得到的一条纸带,测得每两个计数点间距离如图所示,已知每两个计数点 之间的时间间隔 T=0.1 s,物体运动的加速度 a= m/s2;该纸带是采用 (选填 “甲”或“乙”)实验方案得到的。 (3)下图是采用甲方案时得到的一条纸带,在计算图中 N点速度时,几位同学分别用下列不同 的方法进行,其中正确的是( ) A.vN=gnT B.vN= C.vN= D.vN=g(n-1)T 解析:(1)比较甲、乙两种方案,乙方案中产生的阻力对实验的影响大于甲方案,因此应选的方案 是甲。 (2)由题意得 a==4.83 m/s,所以该纸带是采用乙实验方案得到的。 (3)计算 N点速度应通过实验得到的纸带,经测量计算得出,所以应选 B、C。 答案:(1)甲 (2)4.83 m/s2 乙 (3)BC 三、计算题(本题共 2小题,每小题 16分,共 32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重 要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单 位) 11.在半径 R=5 000 km 的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示。竖直平面 内的光滑轨道由斜轨道 AB和圆弧轨道 BC组成,将质量 m=0.2 kg 的小球,从轨道 AB上高 H 处的某点静止释放,用力传感器测出小球经过 C点时对轨道的压力 F,改变H的大小,可测出 F 随 H的变化关系如图乙所示,求: (1)圆轨道的半径; (2)该星球的第一宇宙速度。 解析:(1)小球过 C点时满足 F+mg=m ① 又根据 mg(H-2r)= ② 由①②得 F=H-5mg ③ 由题图可知 H1=0.5 m时 F1=0;代入③可得 r=0.2 m H2=1.0 m时 F2=5 N;代入③可得 g=5 m/s2。 (2)据 m=mg 可得 v==5×103 m/s。 答案:(1)0.2 m (2)5×103 m/s 12.在“极限”运动会中,有一个在钢索桥上的比赛项目。如图所示,总长为 L的均匀粗钢丝绳固 定在等高的 A、B处,钢丝绳最低点与固定点 A、B的高度差为 H,动滑轮起点在 A处,并可沿 钢丝绳滑动,钢丝绳最低点距离水面也为 H。若质量为 m的人抓住滑轮下方的挂钩由 A点静 止滑下,最远能到达右侧 C点,C、B间钢丝绳相距为,高度差为。参赛者在运动过程中视为质 点,滑轮受到的阻力大小可认为不变,且克服阻力所做的功与滑过的路程成正比,不计参赛者 在运动中受到的空气阻力、滑轮(含挂钩)的质量和大小,不考虑钢索桥的摆动及形变。重力加 速度为 g。求: (1)滑轮受到的阻力大小; (2)某次比赛规定参赛者须在钢丝绳最低点松开挂钩并落到与钢丝绳最低点水平相距为 4a、 宽度为 a,厚度不计的海绵垫子上。若参赛者由 A点静止滑下,会落在海绵垫子左侧的水中。 为了能落到海绵垫子上,求参赛者在 A点抓住挂钩时应具有初动能的范围。 解析:(1)设参赛者、滑轮受到的阻力为 Ff,根据能量守恒 mgh-Ff(L-L')=0,其中 L'=,h= 则滑轮受到的阻力 Ff=。 (2)参赛者落到海绵垫的过程做平抛运动。设人脱离挂钩时的速度为 v,运动的水平位移 为 s, 则 s=vt,H=gt2 当 s=4a时,参赛者具有的最小速度 vmin= 当 s=5a时,参赛者具有的最大速度为 vmax= 设参赛者在 A点抓住挂钩的初动能为 Ek。由动能定理,参赛者在 A到钢索最低点运动过 程中有 mgH-Ffmv2-Ek 由此可得,参赛者在 A点抓住挂钩的最小和最大初动能分别为 Emin=mgH Emax=mgH 即初动能范围为 mgH