综合检测卷(二)-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理必修第二册（人教版2019）

对C受力分析，有kx2=mg,解得x2=0.05m,即弹簧 4.A解析：地球和火星公转的轨道近似为圆，地球和火 拉伸了0.05m,因为弹簧的形变量相等，故弹簧的弹 星的运动可以看作匀速圆同运动，根据开普勒第三定律 性势能相等，从A开始运动到A到达最远点，对整个 R3 系统，由机械能守恒定律，有号M2=mg(西十 =C,则运动周期之此为元√R' S1_xR2_R12 代入数据，解得M=2kg。 在一个周期内扫过的面积之此为3一 R22R22' (2)A到达最远点时，A与定滑轮之间的轻绳伸长了 R (x1十x2),如图所示，设此时绳与水平杆之问的夹角 扫过的首积速率为气，则扫过的面积速率之此为代： 故A正确。 h 为0，由sin0=十1十，可解得0=53。当A以 5.A解析：由GMm=mg布M=pX4R 3 =2m/s的初速度向左运动，C刚要离开地面时，对C 受力分析，可知弹簧拉伸了0.05m,此时A上方绳子 得g=4rOGR 3 与杆的夹角仍是53°，设此时A的速度为3，B的速度 则g开：g地=ab,故A正确。 为V4,由绳子两端物体沿绳方向的分速度相等，可得 v 内·c050=U,因为弹簧的形变量相等，故弹簧的弹性 6.C解析：小球在Q点时受到的向心力F。=m=1N 根据动能定理知 势能相等，对整个系统，由机械能守恒定律，有)M2 一F型xl=△Ek: =mg十)+2M2+名m,3,联立上式可解得 解得F=2N, 小球在Q点时受到的合力大小F=√F,2十Fm之 /150 =√5的m/s 5N,故C正确。 7.C解析：初始状态，对物块M,根据牛顿第二定律知 综合检测卷（二） 2mg=mm2L,若剪断重物A、B之间的轻绳，M将做离 1.A解析：由于飞机的速率不变，则动能不变：表演“向 心运动，轨道半径变大，最后稳定时mg=m2(L十 上开花”，则重力势能增大，机械能增大，故A正确。 2.B解析：离标靶精近一点，水平距离减小，初速度不 ),因北心≠，A辑误。剪新重物A、B之间的轻 变，则飞镖击中标靶所用的时间减小，竖直方向下落的 绳后，对M和A组成的系统，只有重力做功，机械能守 高度诚小，飞镖将打在A点正上方，故A错误：让飞镖 恒。由于M做离心运动，使得A上升，A的机械能增 出手速度稍小一些，水平距离不变，初速度变小，则飞镖 加，则物块M的机械能减小，而M的势能不变，故M的 动能减小，C正确，B、D错误。 击中标靶所用的时间增大，竖直方向下落的高度增大， 8.C解析：手拉着弹簧上端P点缓慢向上移动，可以看 可使飞镖打在A点正下方，从而击中靶心，故B正确： 成物体是处于平衡状态，根据胡克定律得弹簧的伸长量 由于初速度不变，水平位移不变，则飞镖击中标靶所用 的时间不变，测竖直方向下落的高度不变，所以若飞镖 △x=M,在这一过程中，P点的位移是H。所以物体 k 出手点的高度再高一点，飞镖将打在A点正上方，故C 上升的高度为日-必，指体重力势能的增加量为 错误：由于初速度不变，水平位移不变，则飞镖击中标靶 所用的时间不变，则竖直方向下落高度不变，所以若把 MgH-ME,故C正确。 k 标靶的位置往下移动一点，飞缥将打在A点正上方，故 9.CD解析：因为运动员做曲线运动，所以合外力一定不 D错误。 为零，A错误：运动员受力如图所示，由于运动员的速率 3B解析：向心力为沿半径方向的合力，运动员转弯时， 不变，所以重力沿滑道向下的分力等于摩擦力，有mg· 重力和支持力均沿竖直方向，无法提供向心力，地面对 sin0=f,0在减小，所以运动员所受摩擦力越来越小， 车轮的摩擦力提供所需的向心力，故A错误，B正确：当 B错误：运动员运动过程中速率不变，质量不变，即动能 F<m心时，摩擦力不足以提供所需的向心力，就会发 不变，动能变化量为零，根据动能定理可知合外力做功 为零，C正确：运动员克服摩擦力做功，机械能减小，D 生侧滑，故C、D错误。 正确。 46 绳垂直，故重物的速度为零，此时重物所受重力的瞬时 功率为零，故金属环从P上升到Q的过程中，重物所 受重力的瞬时功率先增大后减小，A错误： 金属环从P上升到Q的过程中，对重物，由动能定理 可得 第9题答图 d 10.BD解析：设弹黄的弹力与重力大小相等时，弹簧的 W+5mg(simod)-0. 压缩量为，则有k=”g,而弹簧的弹力与重力平衡的 解得绳子拉力对重物做的功为 W=-1 位置在B点上方，则x<,可得>g,故A错误： 3 mgd, B正确： 当小球运动到最低点B时，弹性势能最大，根据机械 设金属环在Q点的速度大小为，对环和重物整体，由 能守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为3g。故 机械能守恒定律可得 B正确：小球从O点运动到B点，当弹簧的弹力小于重 5me(品)d)=mg·d十z, ,1 力时，小球的加速度向下，速度增大，动能增大，继续向 下运动，弹簧的形变量增大，当弹力大于重力后，小球 解得v=2/gd, 的加速度向上，速度减小，动能减小，故小球的动能先 C正确； 增大后减小，故C错误：由动能定理可得WG一W 若金属环最高能上升到N点，则在整个过程中，对环 0,故小球从A运动到B,重力做功等于克服弹簧弹力 和重物整体，由机械能守恒定律可得 所做的功，故D正确。 11.AC解析：探测器在飞往火星的过程中，不爵要持续 5m(品0品a)-m(品g+a): 的动力，但需要多次调整其飞行姿态，调整轨道，选项 解得ON与直杆之间的夹角a=53°， A正确： D正确。 根据万有引力提供向心力可知 13.答案：(1)AC(2)C(3)2.04.0 解析：(1)通过调节使斜槽未端保持水平，是为了保证 、M女n火一m火乏R2· G R22 小球做平抛运动，故A正确：因为要画同一运动的轨 解得太阳的质量为 迹，每次释放小球的位置应相同，且由静止释放，以获 4x2R23 得相同的平抛初速度，故B错误，C正确：用描点法描 Mk一 GT 绘运动轨迹时，应将各点连成平滑的曲线，不能连成折 选项B错误： 线或者直线，故D错误。 设火星和地球的距离再次达到最近时需要的最短时间 (2)小球在整直方向做自由落体运动y=?g:水平 为，可知 方向负匀建直线运动：=山联立可得y一品 TT2 因初速度相同，故。为常数，故y与x2为正比例关 -T-T' 由题意可知的戴植大的为5个月，选项 系，故C正确，A、BD错误。 (3)做平抛运动的物体在整直方向做自由落体运动，在 C正确； 1 水平方向做匀速直线运动，所以=22， 如果错过了2020年7月的最佳发射时机，下次最佳发 射时机最早要经过26个月，即需等到2022年9月，选 为=2822 项D错误。 △x 12.BCD解析：刚开始，重物的速度为零，重物所受重力 平抛小球的初速度为一一1 的瞬时功率为零，当环上升到Q时，由于环的速度与 联立解得%=2.0m/s, 47 若C点的竖直坐标y3为60.0cm,则C点竖直方向的 速度为0y=√2gy=√12m/s, (2)N=G n2+ R2 R N-N=4m+m2 T R 小球在C点的速度为pc=√o2+w2=4.0m/s. (3)5×10N 答案：2装 (3)越大(4)g 解析：(1)静止在赤道上的列车，由于地球的自转，使其 随地球做匀速圆周运动 解析：)遮光条到达B处时，根据速度公式知0=4 t G"M-N-m()R. R2 (2)如果系统机械能守恒，则重力势能的减少量应等于 动能的增加量， 所以，=6发到R 12m-8m)gL=2(20m)2, (2)当列车以对地速度沿水平轨道向东行驶，其圆周 运动的线速度大小为 新路1一活一装×片 =2+ T (3)将右侧的钩码逐个加挂在左侧进行多次实验，遮光 条每次均从A处开始运动，左侧钩码越多，重力差值 GaM-N=m不、 R2 越大，重力势能减少量越多，根据机械能守恒定律可 (+ 知，遮光条运动L时，系统的动能越大。 所以N=GmM_ R (4)只在左侧不断增加钩码的个数，左侧钩码的总重力越 No-N=Axmem 来越大，当右侧钩码重力可忽略不计时，左侧钩码的运动 T R 趋于自由落体运动，加速度趋于g,则系统加速度趋于g 3-V=+"=5x10*N T 16答案：4学 (2)√2hR (3)2hR Ge 18,答案：(1)mgdsin0(2)mgL+29dsin0-ms 30 解析：(1)小球在竖直方向上做自由落体运动 (3)L>d+ A= sin 6 解析：(1)小车在光滑斜面上滑行时，根据牛顿第二 解得g一。 定律，有mgsin0=ma,设小车通过第30个减速带 后速度为，到达第31个减速带时的速度为2· n12 (2)由重力提供向心力可得mg=m尺· 则有22一四12=2ad,因为小车通过第30个减速 带后，在相邻减速带问的平均速度均相同，故后面 解得=√2hR 过减速带后的速度与到达下一个减速带时的速度 (3)由mg=G 均为叫和。经过每一个减速带时损失的机械 R2 解得M=2hR 能为△E=2m2-号m2,联立以上各式，解得 G2 △E=mgdsin0。 16.答案：(1)7.5s(2)3.9×103N (2)由(1)知小车通过第50个减速带后的速度为 解析：(1)根据匀变速直线运动公式，有vg=a1, 山，则在水平地面上，根据动能定理，有一gs=0 代入数据可得1=7.5s。 (2)运动员在BC段运动的过程中，根据动能定理有 一之m3,从小车开始下清到道达第30个减速 带，根据动能定理，有mg(L十29d)sin日-△E急= 2m)2,联立解得△E总=mg(L.十29d)sin0- 在C点，根据牛顿第二定律有Fc一mg=mR' 口mgs。故在每一个减速带上平均损失的机械能为 代入数据可得Fc=3.9×103N。 △E'=△E是=mg(L+29d0sin0-mg 30 30 1.答案，N,=6g-n(学R (3)由题意可知△E>△E,可得L>4+后g 48综合检测卷（二） (时间：90分钟满分：100分) 一、选择题（共8小题，每小题3分，共24分） 1.歼-20飞机是我国自主研制的一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的第五代重型隐形 战斗机。某次飞行表演时，歼-20表演“向上开花”动作。假设此过程中飞机速度大小不变，质量变 ( 化可忽略，则飞机的 剂 A.动能不变 B.重力势能不变 C.机械能不变 D.动能和重力势能的总和不变 2.飞镖是常见的一种娱乐方式，某同学瞄准标靶，水平掷出飞镖，飞镖落在竖 直墙上标靶中心点的正上方A点处，如图所示。若飞镖掷出后的运动可视 为平抛运动，仅改变其中一个因素，使飞镖能落在标靶中心处，以下方式可 行的是 A.离标靶稍近一点 B.让飞镖出手速度稍小一些 恝 C.飞镖出手点的高度再高一点 D.把标靶的位置往下移动一点 第2题图 黎3公路自行车赛是一项挑战速度与耐力的运动，沿途十分秀丽的风景，给这项异常 艰苦的运动带来了温馨和惬意。在1896年第1届奥运会上，自行车项目就被列 入正式比赛项目。如图所示为公路自行车赛中运动员在水平路面上急转弯的情 境，运动员在通过弯道时如果控制不当会发生侧滑而摔离正常比赛路线，将运动 员与自行车看作一个整体，下列论述正确的是 ( 第3题图 画 A.运动员转弯所需的向心力由地面对车轮的支持力与重力的合力提供 B.运动员转弯所需的向心力由地面对车轮的摩擦力提供 C.发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心 D.发生侧滑是因为运动员受到的合外力大于所需的向心力 4.已知地球和火星绕太阳公转的轨迹半径分别为R和R2(公转轨迹近似为圆)，如果把行星和太阳 连线扫过的面积和与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率，则地球和火星绕太阳公转过程中 扫过的面积速率之比是 () A图 B图 受 5.2020年12月，“嫦娥五号”着陆器平稳落月，其完成的一系列举世瞩目的工作，令全国人民振奋。已 知月球与地球的密度之比P月：P地=α，月球与地球的半径之比R月：R地=b,则月球表面与地球表面 的重力加速度之比g月：g地等于 () A.ab B.1 ab c.分 D. b a 109 6.如图所示，在固定水平圆盘上，一质量为0.01kg的小球用长为1m的细绳系 着，绳子另一端套在中轴O上。小球从P点开始绕O点做圆周运动，转过半 0 周达到Q点时速度大小为10ms,从P点到Q点小球的动能减少2πJ(π为 圆周率)，则小球在Q点时受到的合力大小为 () 第6题图 A.1N B./3N C.5 N D.3N 7.如图所示，物块M用轻绳通过光滑水平桌面上一光滑小孔与重物A、B 相连，物块M能在桌面上做半径为L的匀速圆周运动。已知物块M及 0 重物A、B的质量均为m,重力加速度为g。若剪断重物A、B之间的轻 绳，当物块M重新达到稳定状态后，下列判断正确的是 () A.物块M的角速度变为原来的一半 B B.物块M的动能增加 第7题图 C.重物A的机械能增加 D.重物A与物块M组成的系统的机械能增加 8.如图所示，一个质量为M的物体，放在水平地面上，物体上方安装一个长度为L、劲 度系数为k的轻弹簧，弹簧处于原长，现用手拉着弹簧上端的P点缓慢向上移动， P 直到物体离开地面一段距离，在这一过程中，P点的位移（开始时弹簧处于原长）是 H,则物体重力势能的增加量为 ) A.8MgH B.MgH+Mg' k C.MgH-Mg? 第8题图 k D.Mg 二、多选题（共4小题，每小题4分，共16分） 9.滑雪运动深受人们的喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进人竖直面内的 圆弧形滑道AB,从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在， 运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中 () 第9题图 A.所受合外力始终为零 B.所受摩擦力大小不变 C.合外力做功一定为零 D.机械能逐渐减小 10.如图所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端O点与管口A的距离为2x。,一 质量为m的小球从管口由静止下落，将弹簧压缩至最低点B,压缩量为x,不计空气阻 力，重力加速度为g,则 ( A.弹簧的劲度系数等于mg B.弹簧的最大弹性势能为3mgco WWMWW B C.小球从O点运动到B点，动能逐渐减小 D.小球从A运动到B,重力做功等于克服弹簧弹力所做的功 第10题图 110 11.大约每隔26个月，地球与火星的距离会达到最近，即发生一次“火星冲 日”现象，在此期间可以用较小的成本将探测器送往火星。火星探测器 火异 地球 “天问一号”就是巧妙地利用“火星冲日”现象成功发射的。如图所示的 ●所 虚线为火星探测器飞往火星的轨道示意图，若地球、火星的公转轨道半 、探测器 径分别为R、R2,公转周期分别为T1、T2,引力常量为G,下列说法正确探测器 仇道 的是 ( ) A.探测器在飞往火星的过程中，不需要持续的动力，但需要多次调整其 第11题图 飞行姿态 B火星的质量为4R, GT,2 C的饭值大的为0个月 D.如果错过了2020年7月的最佳发射时机，下次最佳发射时机最早需等到2022年5月 12.如图所示，轻绳的一端系一质量为m的金属环，另一端绕过定滑轮悬挂一质量 为5n的重物。金属环套在固定的竖直光滑直杆上，定滑轮与竖直杆之间的距 离OQ=d,金属环从图中P点由静止释放，OP与直杆之间的夹角0=37°，不 计一切摩擦，重力加速度为g,则 A.金属环从P上升到Q的过程中，重物所受重力的瞬时功率一直增大 以金属环从P上升到Q的过程中，绳了拉力对重物做的功为号mgd C.金属环在Q点的速度大小为2gd 第12题图 D.若金属环最高能上升到N点，则ON与直杆之间的夹角为53 三、实验题（共2小题，共14分） 13.(6分)图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。 州 内 第13题图 (1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是 A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B.每次小球释放的初始位置可以任意选择 C.每次小球应从同一高度由静止释放 D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 111 (2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水 平坐标x和竖直坐标y,图乙中yx2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是 (3)图丙是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、 B、C,测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm,A、B两点水平间距△x为40.0cm,则 平抛小球的初速度。为 m/s。若C点的竖直坐标y3为60.0cm,则小球在C点的速度 vc为 m/s(结果保留两位有效数字，g取10m/s2)。 14.(8分)某实验小组受到阿特伍德机工作原理的启发，设计了一个验证机械能守恒定律的实验装 置。如图甲所示，两侧共有20个钩码（左边12个、右边8个），每个钩码的质量相同，用轻绳连接 后跨在定滑轮两端，两侧钩码离地足够高。实验中，始终保证m左>右，将遮光条固定在右侧最 上面的钩码上，此钩码位于A处，在遮光条上方距离为L的B处安装好光电门，并打开电源，松开 固定装置，遮光条向上运动经过光电门时显示挡光时间为t,已知遮光条宽度为d,重力加速度 为g。 光地门 第14题图 (1)遮光条到达B处时，钩码的速率v= ； (2)遮光条每次释放的位置不变，将光电门的位置逐渐上移，多次实验，记录每次L和t的数据，利 用图像处理数据，作出的图像如图乙所示，若图像的斜率为 ,则可以验证机械能守恒 定律： (3)将右侧钩码逐个加挂在左侧进行多次实验，遮光条每次均从A处开始运动，可探究系统动能 的变化情况，左侧钩码越多，遮光条运动L时，系统的动能将 (填“越大”“越小”或 “不变”)； (4)某同学突然想到一个问题，若不考虑其他因素，只在左侧不断增加钩码个数，那么系统的加速 度的值会趋于 (用题中所给物理量的符号表示)。 112 四、计算题（共4小题，共46分）》 15.(7分)宇航员登陆某星球后，在离星球表面高为h处沿水平方向以初速度v。抛出 一个小球，如图所示，经时间t落地。已知该星球半径为R,引力常量为G,星球质 777才7777777777777777777777 量分布均匀。求： 第15题图 (1)该星球表面的重力加速度g (2)该星球的第一宇宙速度)； (3)该星球的质量M。 群 解 113 16.(9分)2022年我国成功举办了第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性 的项目之一。某滑道示意图如下，长直助滑道AB与圆弧滑道BC平滑衔接，滑 道BC高h=10m,C是半径R=20m圆弧的最低点。质量m=60kg的运动员从A B、 G 处由静止开始匀加速下滑，加速度a=4ms2,到达B点时速度vg=30ms。取重力 加速度g=10m:s2。 第16题图 (1)求运动员在AB段运动的时间t; (2)若不计BC段的阻力，求运动员经过C点时所受支持力F。的大小。 114 17.(14分)速度可以达到360km/h的高铁，以其快捷、舒适的特色，越来越受到人们 的青睐。你可曾想过这样一个物理问题：列车对水平轨道的压力和其运动方向是 否相关。力学理论和实验证明：水平轨道对向东行驶的列车的支持力V,与水平轨 道对列车处于静止状态时的支持力。相比较，显著减少。通常把这种物理现象称 地球赤道 之为“厄缶效应”。你可以通过完成下面的探究任务来体会“厄缶效应”。 第17题图 已知地球的质量为M,地球的半径为R,地球的自转周期为T,引力常量为G。求： (1)我们设想，如图所示，在地球赤道上，有一总质量为m的高速列车停在水平轨道上，当考虑到 地球的自转效应，那么轨道对列车的支持力大小N。的表达式是什么？ (2)若上述列车，正在以相对地面的速度沿水平轨道向东行驶，那么轨道对列车的支持力大小N 的表达式是什么？N。一N的表达式又是什么？ (3)若该高速列车的总质量m=3200吨，以360km/h的速度沿水平轨道向东行驶，已知地球的 半径R=6400km,自转周期为24h,请估算轨道对该列车的支持力差N。一N(结果保留一位有 效数字)。 115 18.(16分)如图所示，一倾角为0的光滑斜面上有50个减速带（图中未完全画出），相邻减速带间的 距离均为d,减速带的宽度远小于d;一质量为m的无动力小车（可视为质点）从距第一个减速带 L处由静止释放。已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现，小 车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同。小车通过第50个减速带后立刻进 入与斜面平滑连接的水平地面，继续滑行距离s后停下。已知小车与地面间的动摩擦因数为， 重力加速度大小为g。 (无动力)小 人 Q 减速带 日nmmM 第18题图 (1)求小车通过第30个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能； 封 (2)求小车通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能； (3)若小车在前30个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每一个减速带上损失的机械能， 则L应满足什么条件？ 116