模块检测卷(四)[范围：必修第二册]-【学考一本通】2025年河南省普通高中学业水平测试物理

模块检测卷(四) [范围:必修第二册] (时间:60分钟 满分:100分) 一、选择题(共12小题,每小题5分,共60分。每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目 要求) 1.如图所示,水平方向匀速飞行的热气球上掉下一个小球,忽略小球所受空气 阻力,地面上的人观察到小球的运动轨迹是 ( ) A.抛物线 B.斜线 C.竖直线 D.水平线 2.如图所示,一条小船过河,河水流速v1=3m/s,船在静水中速度v2=4m/s,船头方向与河岸垂 直,关于小船的运动,以下说法正确的是 ( ) A.小船相对于岸的速度大小是7m/s B.小船相对于岸的速度大小是5m/s C.小船相对于岸的速度大小是1m/s D.小船的实际运动轨迹与河岸垂直 3.飞盘自发明之始的50~60年代间,由于运动本身的新奇、活泼、变化、具挑战 性、男女差异小、没有场地限制等等的诸多特点,吸引了男女老少各年龄段的 爱好者.如图某一玩家从1.25m的高处将飞盘水平投出,请估算飞盘落地的 时间 ( ) A.0.3s B.0.4s C.0.5s D.3s 4.广州的广州塔和上海的东方明珠塔都随地球的自转一起转动,下列说法正确的是 ( ) A.两座塔的加速度相同 B.两座塔的线速度相同 C.两座塔的运动周期相同 D.两座塔的角速度不同 5.如图所示,手表指针的运动可看作匀速圆周运动,下列说法中正确的是 ( ) A.秒针、分针、时针转动周期相同 B.秒针的角速度最大,时针的角速度最小 C.秒针上A、B 两点线速度一样大 D.秒针上A、B 两点向心加速度一样大 6.如图所示,质量相等的a、b两物体放在圆盘上,到圆心的距离之比是2∶3,圆 盘绕圆心做匀速圆周运动,两物体相对圆盘静止,a、b两物体做圆周运动的向 心力之比是 ( ) A.1∶1 B.3∶2 C.2∶3 D.9∶4 7.如图所示,旋转雨伞时,水珠会从伞的边缘沿切线方向飞出,这属于 ( ) A.扩散现象 B.超重现象 C.离心现象 D.蒸发现象 —92— 8.游客乘坐过山车,在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到20m/s2,g取10m/s2,那么此 位置座椅对游客的作用力相当于重力的 ( ) A.1倍 B.2倍 C.3倍 D.4倍 9.如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A 和 B,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,以下说法正确的是 ( ) A.vA>vB B.ωA>ωB C.aA>aB D.压力FNA>FNB 请阅读下述文字,完成第10~12题。 引力波是爱因斯坦在其广义相对论中提出的一种关于时空弯曲之中的一种涟漪现象,其能 量会以辐射的形式向外扩散。就像是在平静的湖中投入一颗石子,石子泛起的涟漪向外扩散。 我国的“天琴计划”所要做的是在太空之中观测引力波的存在,这是一个庞大的计划,牵一发而动 全身。此计划一旦成功,那势必会引起世界基础科学的巨大进步。2019年12月20日,我国长征 四号火箭已经将“天琴一号”卫星发射升空。“天琴一号”卫星先发射到轨道半径约为地球半经4 倍的轨道上运行,稳定工作一段时间后,又升高到轨道半径约为地球半径16倍的轨道上运行。 10.“天琴一号”在升高后的轨道上运行与在原轨道上运行相比,其重力势能 ( ) A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定 11.“天琴一号”在升高后的轨道上运行与在原轨道上运行相比,其速度 ( ) A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定 12.“天琴一号”在升高后的轨道上运行与在原轨道上运行相比,周期之比为 ( ) A.2∶1 B.4∶1 C.8∶1 D.16∶1 二、填空题(每空2分,共12分) 13.某同学用图示装置研究平抛运动及其特点.他的实验操作是:在小球A、B 处于同一高度时, 用小锤轻击弹性金属片,使A 球水平飞出,同时B 球被松开. (1)他观察到的现象是:小球A、B (填“同时”或“不同时”)落地; (2)让A、B球恢复初始状态,用较大的力敲击弹性金属片.A 球在空中运动的时间将 (填“变长”,“不变”或“变短”). —03— 14.某同学利用图甲的实验装置做“验证机械能守恒”的实验.在尽量减小摩擦阻力的情况下,先 接通打点计时器的电源,再释放纸带,让质量m=1.00kg的重物由静止下落,在纸带上打出 一系列的点,如图乙所示,A、B、C分别为所选取的计数点,且O 为开始打出的第一点,OA 之 间有若干点未标出,相邻计数点的时间间隔为0.02s,重力加速度g取10m/s2. (1)释放纸带前,纸带的 (选填“O”或“C”)端在上面; (2)重物从O运动到B 的过程中,重力势能的减少量ΔEp= J(保留二位有效数字). 15.一条河宽400m,水流的速度为3m/s,船相对静水的速度为5m/s,要想渡河的时间最短,渡 河的最短时间是 s。若要以最短位移渡河,则渡河时间 s。 三、计算题(共28分。写出必要的文字说明和解题步骤) 16.(8分)如图所示,轻弹簧一端与墙相连接处于自然状态,质量为4kg的木 块沿光滑的水平面以5m/s的速度运动并开始挤压弹簧,求: (1)弹簧的最大弹性势能; (2)木块被弹回速度增大到3m/s时弹簧的弹性势能. —13— 17.(8分)假设过山车在轨道顶点A 无初速度释放后,全部运动过程中的摩擦均可忽略,其他数 据如图所示,求过山车到达B 点时的速度.(g取10m/s2) 18.(12分)宇航员在月球表面附近,从高h处以初速度v0,水平抛出一个小球,测出小球落地速 度为2v0,已知月球半径为R,万有引力常量为G,求: (1)月球表面的重力加速度; (2)小球在空中的飞行时间; (3)月球的质量和月球的第一宇宙速度. —23— 9.D 第一宇宙速度,飞行器飞离地面围绕地球做 圆周运动的最小发射速度.故D正确. 10.C 足球在地面上滑行,所受摩擦力与足球相 对地面运动方向相反,即与运动方向相反.故 选C. 11.A 足球在水平地面上滑行,高度没有变化,所 以重力势能保持不变.故选A. 12.D 足球在水平方向运动,竖直方向没有运动, 受到的重力和地面的支持力是一对平衡力,等 大反向.故选D. 13.解析 (1)做平抛运动的小球在水平方向有: xab=xbc=xcd=3l,相等时间通过的位移相等, 所以小球在水平方向做匀速直线运动; (2)小球在竖直方向做自由落体运动,则有:2l =gT2 小球在水平方向做匀速运动,则有:3l=v0T 解得:v0=3 2gl2 . 答案 (1)匀速 (2)3 2gl2 14.解析 (1)万有引力定律适用于质点模型,对于 质量均匀分布的球,可以看成质量集中在重心 上,两个重心的间距为L+2r,故两球间的万有 引力为F=G m 2 (L+2r)2 ; (2)当增大石英丝的直径时,会导致石英丝不容 易转动,对“微小量放大”没有作用,故B错误; 为了测量石英丝极微小的扭转角,该实验装置 中采用使“微小量放大”.利用平面镜对光线的 反射,来体现微小形变的,或当增大刻度尺与平 面镜的距离时,转动的角度更明显,故 A、C正 确;当减小T型架横梁的长度时,会导致石英丝 不容易转动,对“微小量放大”没有作用,故 D 错误. 答案 (1)F= Gm 2 (L+2r)2 (2)AC 15.解析:在弹簧接触水平地面后直至物块运动到 最低点的过程中,开始时物块的重力大于向上 的弹力,物块做加速运动,当物块重力与弹簧弹 力相等时,速度最大,之后弹簧弹力继续增大, 物块开始做减速运动,故物块的速度先增大后 减小;弹簧被压缩的形变量一直变大,则弹簧 的弹性势能增大. 答案:先增大后减小 增大 16.解析 (1)在水平方向有x=v0t,得t=2s. (2)在竖直方向有h=12gt 2,得h=20m. 答案 (1)t=2s (2)h=20m 17.解析 因为重力做功与路径无关,只与过程初、 末状态的高度有关,所以全过程尽管木球在水 下做了往复运动,但所做的功由h的大小决定, 即WG=mgh,木块的重力势能减少了mgh. 答案 (1)mgh (2)减少了mgh 18.解析 (1)由二力平衡,F=G=5000N根据牛 顿第三定律,汽车对拱桥的压力为5000N. (2)汽车受重力G 和拱桥的支持力F,根据牛顿 第二定律有: G-F=mv 2 r 解得:F=G-mv 2 r=4640N 根据 牛 顿 第 三 定 律,汽 车 对 拱 桥 的 压 力 为 4640N. (3)汽车只受重力G G=mv 2 r 解得:v= gr=10 5m/s. 答案 (1)5000N (2)4640N (3)10 5m/s 模块检测卷(四) 1.A 水平方向匀速,竖直方向是初速度为零的匀 加速直线运动,合运动为平抛.故A正确. 2.B 小船相对于河岸的速度为v1、v2 的合速度用 平行四边形定则求解. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —97— 3.D 根据h=12gt 2 得,t= 2hg =0.5s ,而飞盘在 运动的过程中受到阻力作用,则运动的时间一定 会大于0.5s,故D正确,ABC错误. 4.C 相等时间内转过的角度相等,则周期相等. 5.B 相等时间,秒针转过的角度大,角速度也大. 6.C 两物体a、b在同一个圆盘上做圆周运动,有 相同 的 角 速 度,根 据 向 心 力 表 达 式 F=mω2r 求解. 7.C 水珠先做圆周运动,后做离心运动. 8.C 因为F=ma+mg=2mg+mg=3mg,所以 是重力的3倍. 9.A 物体受力如图所示.将FN 沿水平 和竖直方向分解得: FNcosθ=ma ① FNsinθ=mg ② 由②可知支持力相等,则 A、B 对内壁的压力大 小相等;合力提供向心力,合力相等,则向心力相 等,由①②可得:mgcotθ=ma=mv 2 r=mω 2r,可 知半径大的线速度大,角速度小.则A 的线速度 大于B 的线速度,A 的角速度小于B 的角速度, A、B 的向心加速度相等.故A正确,BCD错误. 10.A “天琴一号”从低轨道升到高轨道,引力做 负功,故重力势能增大.故选A. 11.B 设地球质量为 M,“天琴一号”卫星质量为 m,轨道半径为r,根据万有引力提供向心力,则 有GMm r2 =mv 2 r , 解得v= GMr , 可知 升 高 后 轨 道 半 径 增 大,故 速 度 减 小,故 选B. 12.C 设地球质量为 M,“天琴一号”卫星质量为 m,轨道半径为r,根据万有引力提供向心力,则 有GMm r2 =m4π 2 T2 r, 解得T=2π r 3 GM ,故“天琴一号”在升高后的轨 道上运行与在原轨道上运行相比,周期之比为 T2 T1 = r2r1 3 = 164 3 =81. 故选C. 13.解析 (1)小锤轻击弹性金属片时,A 球做平抛 运动,同时B 球做自由落体运动.通过实验可以 观察到它们同时落地;(2)用较大的力敲击弹性 金属片,则被抛出初速度变大,但竖直方向运动 不受影响,因此运动时间仍不变. 答案 (1)同时 (2)不变 14.解析 (1)O 点为打出来的第一个点,速度为0, 与重物相连的纸带在下端,应该先打点,所以释 放纸带前,纸带的C 端在上面; (2)根据重力所做功等于重力势能的减少量,所 以ΔEp=mgxOB=1×10×0.0693J=0.69J. 答案 (1)C (2)0.69 15.解析:当船头垂直对岸航行时,渡河时间最短, 此时有tmin= d v船 = 400 5 s=80s ; 由于v船>v水,根据矢量合成法则,可知当船的 合速度垂直指向对岸时,船的渡河位移最短,此 时有v合 = v2船 -v2水 =4m/s, 则渡河时间为t=dv合 =100s. 答案:80 100 16.解析 (1)木块压缩弹簧的过程中,木块和弹簧 组成的系统机械能守恒,弹性势能最大时,对应 木块的动能为零,故有: Epm= 1 2mv0 2=12×4×5 2J=50J. (2)由机械能守恒有12mv0 2=Ep1+ 1 2mv1 2 1 2×4×5 2J=Ep1+ 1 2×4×3 2J 得Ep1=32J. 答案 (1)50J (2)32J 17.解析 由题意可知,过山车在运动过程中仅有 重力做功,故其机械能守恒.以圆周轨道的最低 点所在平面为零势能参考平面,由机械能守恒 定律得 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —08— mghA=mghB+ 1 2mv 2 B vB= 2g(hA-hB) = 2×10×(7.2-3.7)m/s = 70m/s. 答案 70m/s 18.解析 (1)小球落地时的竖直速度为 vy= (2v0)2-v20= 3v0 根据速度—位移公式可得: v2y=2gh 解得:g= 3v20 2h. (2)小球在空中的飞行时间为 t=vyg = 2 3h 3v0 . (3)根据万有引力与重力和向心力的关系可得: GMm R2 = mv2 R =mg 解得:M= 3v20R2 2hG 月球的第一宇宙速度为 v=v0 3R2h. 答案 (1)3v 20 2h (2)2 3h3v0 (3) 3v20R2 2hG v0 3R 2h 模块检测卷(五) 1.B 由于气球带有同种电荷,所以相互排斥.故B 正确. 2.D 电荷的形状、体积和电荷量对分析问题的影 响可以忽略时,就可以看成是点电荷,并不是只 有体积很小的带电体才能看作点电荷,也不是带 电体带电荷量很小时,当然也不一定只有球形带 电体,才能可看作点电荷,故 ABC错误;点电荷 是一种理想化模型,实际不存在,故D正确. 3.B 电场是存在于电荷周围的一种特殊物质,电 荷周围一定存在着电场,故A正确,B错误;电荷 间的相互作用必须通过电场来实现,故C正确; 电场的基本性质之一是对放入其中的电荷有力 的作用,故D正确. 4.D 只有是真空中的静止的点电荷,库仑定律才 适用,故A错误;当r→0时,电荷不能再看成是 点电荷,库仑定律的公式不再适用,故B错误,D 正确;当r→∞时,库仑定律的公式方可适用,故 C错误. 5.C 电场线越密的地方电场强度越大,且与放入 电荷的电荷量无关,故AB错误,C正确;电场线 不能相交,故D错误. 6.A 根据动能定理得Wab+6.0×10-5J=8.0× 10-5J,则Wab=8.0×10-5J-6.0×10-5J=2.0 ×10-5J.由Uab= Wab q 得Uab= 2.0×10-5 2.0×10-9 V= 1×104V,故A正确. 7.C 两点的电势差UAB =Ed=ELcosα,故C正 确,ABD错误. 8.C 由于电饭煲是纯电阻用电器,所以R1= U I1 =44 Ω,P1=UI1=1100W,其在1min内消耗的电 能W1=UI1t=6.6×104J,洗衣机为非纯电阻用 电器,所以 R2≠ U I2 ,P2=UI2=110W,其 在1 min内消耗的电能W2=UI2t=6.6×103J,其热 功率P热≠P2,所以电饭煲发热功率不是洗衣机 电动机发热功率的10倍.故C正确,ABD错误. 9.C 甲表是电流表,乙表是电压表,故 A错误;R 增大时,甲表中变阻器分流减小,量程减小,故B 错误;R 增大时,变阻器分担的电压增大,乙表量 程增大,故C正确,D错误. 10.D 元电荷是电荷的单位,不是点电荷,故A错 误;点电荷是不考虑形状和大小的理想化模型, 并不是指最小的电荷,故B错误;元电荷的数值 最早是由密里根测出的,故C错误;元电荷是电 荷的基本单位,所有带电体的电荷量都是元电 荷的整数倍,故D正确.故选D. 11.A 定期检查 电 路,防 止 线 路 老 化,和 静 电 无 关,故A正确;在加油站禁止脱穿化纤服装,防 止摩擦产生静电,引起火灾,故B错误;油罐车 装有导电橡胶拖地带,是及时将静电导到大地, 防止静电堆积,故C错误;加油前要触摸一下静 电释放器,先释放静电,故D错误.故选A. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —18—