模块检测卷(三)[范围：必修第二册]-【学考一本通】2025年湖南省普通高中学业水平测试物理

模块检测卷(三) [范围:必修第二册] (时间:60分钟 满分:100分) 一、选择题(本题共18小题,每小题四个选项,其中只有一个选项正确,每小题3分,共54分) 1.质量为m 的物体受到一组共点恒力作用而处于平衡状态,当撤去某个恒力F1 时,物体不 可能做 ( ) A.匀加速直线运动 B.匀减速直线运动 C.匀变速曲线运动 D.变加速曲线运动 2.关于平抛运动,下列说法中不正确的是 ( ) A.落地时间仅由抛出点高度决定 B.抛出点高度一定时,落地时间与初速度大小有关 C.初速度一定的情况下,水平飞出的距离与抛出点高度有关 D.抛出点高度一定时,水平飞出距离与初速度大小成正比 3.如图,小球以一定速度沿水平方向离开桌面后做平抛运动,这样的平 抛运动可分解为水平方向和竖直方向的两个分运动,下列说法正确 的是 ( ) A.水平方向的分运动是匀加速运动 B.竖直方向的分运动是匀加速运动 C.水平方向的分速度为零 D.竖直方向的分速度不变 4.如图所示,两个半径不同的水平圆盘,绕固定竖直中心轴OO'以相同角速度转 动,且OM=O'P,关于 M、N 和P 点的线速度及向心加速度大小的比较,下 列说法正确的是 ( ) A.N 点的线速度最小 B.M、N 两点的线速度相等 C.N 点的向心加速度最大 D.P、N 两点的向心加速度大小相等 —521— 5.如图所示,由于地球的自转,地球表面上P、Q 两点均绕地球自转轴做匀速圆周运动.对于 P、Q两点的运动,下列说法正确的是 ( ) A.P、Q 两点的线速度大小相等 B.P、Q 两点的角速度大小相等 C.P 点的角速度比Q 点的角速度大 D.P 点的线速度比Q 点的线速度大 6.如图所示,用细线吊着一个质量为m 的小球,使小球在水平面内做圆锥摆运动, 关于小球受力,正确的是 ( ) A.受重力、拉力、向心力 B.受重力、拉力 C.受重力 D.以上说法都不正确 7.一圆筒绕其中心轴OO'匀速转动,筒内壁上紧挨着一个物体与筒一起运动,相对 筒无滑动,如图所示,物体所受向心力是 ( ) A.物体的重力 B.筒壁对物体的静摩擦力 C.筒壁对物体的弹力 D.物体所受重力与弹力的合力 8.人造卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为v,轨道半径为r,已知引力常量为G,根 据万有引力定律,可算出地球的质量为 ( ) A.v 2r G B. v2r2 G C. vr2 G D. vr G 9.第一宇宙速度是指 ( ) A.月球绕行地球的速度 B.飞行器克服地球引力脱离地球的速度 C.飞行器克服太阳引力脱离太阳系的速度 D.飞行器在地面附近绕地球做匀速圆周运动时必须具有的速度 —621— 10.2018年12月8日,“嫦娥四号”探测器成功发射,并于2019年1月3日实现人类首次在 月球背面软着陆.已知月球半径为R,月球表面重力加速度为g,引力常量为G,当“嫦娥 四号”在绕月球做匀速圆周运动时的轨道半径为r.下列说法正确的是 ( ) A.月球的密度为 3g4πrG B.“嫦娥四号”绕月做匀速圆周运动的线速度为R gr C.“嫦娥四号”绕月做匀速圆周运动的周期为2π rg D.若“嫦娥四号”要进入低轨道绕月做圆周运动,需要点火加速 11.起重机把2.0×104N的重物匀速提升10m,其输出功率是5.0×104W.起重机 ( ) A.用时4s B.用时5s C.做功8.0×105J D.做功5.0×105J 12.如图,桌面高为h,质量为m 的小球从离地面高H 处自由落下,不计空气阻力.取桌面为 零势能参考平面.则小球落到地面前瞬间的机械能为 ( ) A.mgh B.-mgh C.mgH D.mg(H-h) 13.水平地面上,一运动物体在10N摩擦力的作用下,前进5m后停止,在这一过程中物体 的动能改变了 ( ) A.10J B.25J C.50J D.100J 14.如图所示,悬挂的小球能在竖直平面内自由摆动,忽略空气阻力,下列说法正确的是 ( ) A.小球在最低点时,速度为0 B.小球在最高点时,加速度为0 C.小球在摆动过程中,机械能守恒 D.小球在摆动过程中,重力不做功 —721— 15.关于功和物体动能变化的关系,下列说法不正确的是 ( ) A.有力对物体做功,物体动能就会变化 B.合力不做功,物体的动能就不变化 C.合力做正功,物体的动能就增加 D.所有外力做功的代数和为负值,物体的动能就减少 16.小球做竖直上抛运动,有关小球在运动过程中的能量变化,下列说法正确的是 ( ) A.下降过程中机械能增大 B.下降过程中动能增大 C.上升过程中动能增大 D.上升过程中重力势能减小 17.质量为1kg的滑块,以4m/s的速度在光滑水平面上向右滑行,从某一时刻起,在滑块 上施加一水平向左的作用力,经过一段时间,滑块的速度方向为向左,大小仍是4m/s, 在这段时间里水平力对滑块做的功为 ( ) A.0 B.8J C.16J D.32J 18.一物体在10s内沿水平路面向右运动了1m,在此过程中该物体一 直受到一大小为10N、方向斜向左上方且与水平方向成60°角的拉 力F的作用,如图所示.则在这段时间内拉力F对物体做的功为 ( ) A.10J B.-10J C.5J D.-5J 二、非选择题(共6小题,共46分) 19.(4分)小明猜想做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,为验 证猜想,他用如图所示的装置进行实验.小锤打击弹性金属片,A 球水平 抛出,同时B 球被松开,自由下落. (1)他可以通过观察 ,并通过多次改变装置的高度验证他 的猜想是否正确. (2)该实验 (选填“能”或者“不能”)说明A 球在水平方向上做匀速直线运动. 20.(4分)如图所示是“DIS向心力实验器”,当质量为m 的砝码随旋转臂一起在水平面内 做半径为r的圆周运动时,所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得,旋转臂另一端 的挡光杆(挡光杆的挡光宽度为Δs,旋转半径为R)每经过光电门一次,通过力传感器和 光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω 的数据. —821— (1)某次旋转过程中挡光杆经过光电门时的遮光时间为Δt,则角速度ω= . (2)以F为纵坐标,以 (选填“Δt”“1Δt ”“Δt2”或“1 Δt2 ”)为横坐标,可在坐标纸中 描出数据点作一条直线,该直线的斜率为k= .(用上述已知量字母表示) 21.(4分)如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利 用此装置验证机械能守恒定律. (1)对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是 . A.重物选用质量和密度较大的金属锤 B.两限位孔在同一竖直面内上下对正 C.精确测量出重物的质量 D.用手托稳重物,接通电源后,撒手释放重物 (2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上,按正确操作得到 了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示.纸带上各点是打点计 时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点.重物下落高度应从纸带上计时 点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有 . A.OA、AD 和EG 的长度 B.OC、BC和CD 的长度 C.BD、CF和EG 的长度 D.AC、BD 和EG 的长度 —921— 22.(10分)如图所示,将一个小球从水平地面O 点正上方某处,以v0=10m/s的初速度水 平抛出,小球落在水平地面上A 点,O、A 两点相距x=20m,不计空气阻力,求: (1)小球在空中运动的时间t; (2)抛出点距离水平地面的高度h. —031— 23.(12分)质量为m 的木球从离水面高度为h 处由静止释放,落入水中后,在水中运动的 最大深度是h',最终木球停止在水面上,若木球在水中运动时,受到因运动而产生的阻 力恒为Fμ.求: (1)木球释放后的全部运动过程重力做的功. (2)它的重力势能变化量. —131— 24.(12分)以10m/s的速度将质量为m 的物体从地面上竖直向上抛出,若忽略空气阻力,g取 10m/s2,则: (1)物体上升的最大高度是多少? (2)上升过程中在何处重力势能与动能相等? —231— a1= v1t-v10 t1 =1m/s2 根据牛顿第二定律,有:F-Ff=ma1 解得F=6N. (3)由匀变速直线运动位移公式,得 x=x1+x2=v10Δt1+ 1 2a1Δt 2 1+v20Δt2+ 1 2a2Δt 2 2 =46m. 答案 (1)0.2 (2)6N (3)46m 模块检测卷(三) 1.D 当撤去F1 时,由平衡条件可知:物体此时所受 合力大小等于F1,方向与F1 方向相反.若物体原 来静止,物体一定做与F1 相反方向的匀加速直线 运动. 若物体原来做匀速运动,若F1 与初速度方向在同 一条直线上,则物体可能做匀加速直线运动或匀减 速直线运动,故AB正确;若F1 与初速度不在同一 直线上,则物体做曲线运动,且其加速度为恒定值, 故物体做匀变速曲线运动,故C正确,D错误. 2.B 平抛运动水平距离由物体的高度和初速度决 定,而运动时间由高度决定,故B错误,本题选不正 确的,故选B. 3.B 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和 竖直方向的自由落体运动.故B正确. 4.C 两个半径不同的水平圆盘,绕固定竖直中心轴 OO'以相同角速度转动;根据v=ωr以及N 点半径 最大,则 N 点的线速度最大,故A错误;由于rM< rN,根据v=ωr可知,vM<vN,故B错误;根据a= ω2r可知,N 点半径最大,N 点的向心加速度最大, 故C正确;由已知可知rP<rN,根据a=ω2r可知, aP<aN,故D错误. 5.B 相等时间内转过的角度相等,则角速度相等. 6.B 小球就受重力和拉力作用,没有受额外的向心 力作用.故B正确. 7.C 此题向心力来源是弹力. 8.A 根 据 万 有 引 力 提 供 卫 星 的 向 心 力,GMm r2 = mv 2 r 得M=v 2r G ,故A正确. 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.B 根据在月球表面附近有万有引力等于重力得 GMm R2 =mg,M=gR 2 G . 月 球 的 密 度 为ρ= M V = 3g 4πGR ,故 A 错误;根据万 有 引 力 提 供 向 心 力 得 GMm r2 =mv 2 r. 嫦娥四号绕月做匀速圆周运动的 线速度为v= GMr =R g r ,故B正确;根据万有 引力提供向心力得GMm r2 =mr4π 2 T2 ,T=2π Gr 3 gR2 ,故 C错误;若嫦娥四号要进入低轨道绕月做圆周运 动,需要点火减速,故D错误. 11.A 匀速提升拉力FT=mg=2×104N,功的计算 式W=Fs,利用功率P=Wt ,求时间. 12.D 取桌面为零势能参考平面,小球在最高点时 机械能为:E=mg(H-h);小球下落过程中机械 能守恒,则小球落到地面前瞬间的机械能等于最 高点 的 机 械 能,为:E'=E=mg(H-h),故 D 正确. 13.C W=Ff=-50J,根据动能定理,动能变化了 50J.故C正确. 14.C 小球向下摆动的过程中,重力做正功,绳子的 拉力不做功,由动能定理知,小球的动能增大,故 在最低点时,动能最大,速度最大,故 A错误;小 球在最高点时,v=0,向心力为零,但重力有沿圆 弧切线方向的分力加速度a=mgsinθm =gsinθ ,θ 是小球的最大偏向角,故a≠0,故B错误;由于只 有重力做功,所以小球在摆动过程中,机械能守 恒,故C正确;小球在摆动过程中,高度不断变化, 重力对小球做功.故D错误. 15.A 有力对物体做功,但若合力做功为零,则动能 不变.所以A错误. 16.B 竖直上抛运动,只有重力做功,机械能守恒. 17.A 全过程由动能定理:WF= 1 2mv 2 2- 1 2mv 2 1,代 入数据得WF=0,故A正确. 18.D 恒力做功时,根据功的计算公式W=FLcosα,可 得在这段时间内拉力F 对物体做的功W=10×1 ×cos120°J=-5J,D正确.ABC错误. 19.解析 (1)根据装置图可知,两球由相同高度同时 运动,A 做平抛运动,B 做自由落体运动,因此将 同时落地,由于两球同时落地,因此说明 A、B 在 竖直方向运动规律是相同的;(2)但本实验中无法 确定水平方向上的匀速运动. 答案 (1)A、B 两球是否同时落地 (2)不能 20.解析 (1)物体转动的线速度v=ΔsΔt ,由ω=vR ,解 得:ω= ΔsR·Δt. (2)根 据 向 心 力 公 式 可 知,F= mω2R,联立解得,F=m Δs 2 R·Δt2 ,故 1 Δt2 为横坐标, 可在坐标纸中描出数据点作一条直线,该直线的 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —301— 斜率为k=mΔs 2 R . 答案 (1) ΔsR·Δt (2)1 Δt2 mΔs 2 R 21.解析 (1)选用质量和密度较大的金属锤、两限位 孔在同一竖直面内上下对正都可以降低摩擦阻力 对实验结果造成的误差,所以AB正确;动能与重 力势能表达式中都含有质量m,可以约去,故不需 要测量出质量m 的具体数值,C错误;重物下落之 前应该用手拉住纸带上端使纸带竖直,可减小纸 带与打点计时器之间的摩擦,从而减小误差,D错 误.(2)测出BC 和CD 的长度就可以计算出打下 C 点时的速度大小vC,再测出OC 的长度,就可验 证mghOC= 1 2mv 2 C 是否成立,所以B正确;测出 BD、EG 的长度可计算出打下C、F 两点时的速度 大小vC 和vF,再 测 出 CF 的 长 度,就 可 验 证 mghCF= 1 2mv 2 F- 1 2mv 2 C 是否成立,所以C正确. 答案 (1)AB (2)BC 22.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 23.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 24.解析 (1)由于物体在运动过程中只有重力做功, 所以机 械 能 守 恒.取 地 面 为 零 势 能 面,则 E1= 1 2mv 2 0,在最高点动能为0,故E2=mgh,由机械能 守恒定律E1=E2 可得: 1 2mv 2 0=mgh,所以h= v20 2g = 10 2 2×10m=5m. (2)初态物体在地面上,E1= 1 2mv 2 0,设重力势能 与动能相等时在距离地面h1 高处,由机械能守恒 定律可得:1 2mv 2 0= 1 2mv 2 1+mgh1=2mgh1,所以 h1= v20 4g=2.5m. 答案 (1)5m (2)2.5m 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. 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.C 两物体间万有引力是作用力与反作用力,故A 错误;牛顿发现了万有引力定律,故B错误;研究 一个天体绕另一个天体做圆周运动,根据万有引 力提供向心力,列出等式可求出中心天体的质量. 故C正确;据万有引力定律知,万有引力的大小与 质量 乘 积 成 正 比,与 距 离 的 平 方 成 反 比.故 D 错误. 11.B 地球第一宇宙速度为7.9km/s. 12.B 两颗行星均绕太阳公转,根据万有引力提供向 心力得:GMm r2 =mv 2 r=m 4π2 T2 r,推出:v= GMr , T= 4πr 3 GM ,题中说明 A 的半径大,所以vA<vB, TA>TB,故B正确. 13.A 经典力学具有局限性,不适用于微观粒子和 高速运动的物体. 14.B 当力的方向和位移方向相同时,力做正功,方 向相反时,力做负功. 15.A 由于两小球机械能均守恒,设地面为零势能 面,则开始下落时的机械能分别为Ep1=mg×2h =2mgh,Ep2=2mgh;故重力势能之比为1∶1;根 据机 械 能 守 恒 定 律 可 知,落 地 时 的 动 能 之 比 为 1∶1;故A正确,BCD错误. 16.A 篮球运动时有上有下,所以重力有时做正功, 有时做负功.由于有空气阻力,所以机械能减小. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —401—