模块综合试卷(二)（Word练习）-【金榜题名】2025-2026学年高一物理必修第二册同步学案（人教版）

模块综合试卷(二) (时间：90分钟　满分：100分) 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分，1～7为单项选择题，8～12为多项选择题，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错误选项的不得分) 1．在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学研究方法，如理想实验法、控制变量法 、极限思想法、微元法和建立物理模型法等。以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是(　　) A．在物体本身的大小和形状对研究的问题影响非常小时，物体可简化为一个具有质量的点，这种方法叫极限思想法 B．根据功率的定义式，当时间间隔非常小时，就可以用这一间隔内的平均功率表示间隔内某一时刻的瞬时功率，这应用了控制变量法 C．如果一个力的作用效果与另外两个力的作用效果相同，这个力就是那两个力的合力。这里采用了理想实验法 D．在推导弹簧弹力做功的表达式时，把整个做功过程划分成很多小段，每一小段近似看作恒力做功，然后把各小段弹力所做的功相加，这里采用了微元法 【解析】　A．在物体本身的大小和形状对研究的问题影响非常小时，物体可简化为一个具有质量的点，这种方法叫理想模型法。A错误； B．根据功率的定义式，当时间间隔非常小时，就可以用这一间隔内的平均功率表示间隔内某一时刻的瞬时功率，这应用了极限思想法。B错误； C．如果一个力的作用效果与另外两个力的作用效果相同，这个力就是那两个力的合力。这里采用了等效替代法，C错误； D．在推导弹簧弹力做功的表达式时，把整个做功过程划分成很多小段，每一小段近似看作恒力做功，然后把各小段弹力所做的功相加，这里采用了微元法，D正确； 故选D。 【答案】　D 2．取水平地面为重力势能零点，物块由静止释放，当重力势能等于动能时，物块距离地面的高度与释放点距离地面高度的比值为(　　) A．2　　　　　　　　 B. C．3 D. 【解析】　假设释放点距离地面的高度为h，重力势能等于动能时距离地面的高度为h′，则由机械能守恒定律得mgh＝2mgh′，则＝，故选B。 【答案】　B 3．2021年4月23日，海军三型主战舰艇——长征18号艇、大连舰、海南舰在海南三亚某军港集中交接入列。若某质量为6×107 kg战舰的额定功率为1.5×105 kW，最大航速为54 km/h，在一次航行中，战舰上的速度计显示为13.5 km/h，航行过程中战舰所受阻力不变。此时战舰的加速度大小是(　　) A．0.5 m/s2 B．5×10－2 m/s2 C．5×10－3 m/s2 D．5×10－4 m/s2 【解析】　战舰以最大航速匀速前进时 P＝fvm； f＝＝1×107 N 在一次航行中P＝Fv，F＝＝4×107 N， F－f＝ma 战舰的加速度大小：a＝0.5 m/s2，选项A正确。 【答案】　A 4．2021年9月16日，神舟十二号载人飞船与空间站天和核心能成功实施分离，神舟十二号航天员乘组已在空间站组合体工作生活了90天、刷新了中国航大员单次飞行任务太空驻留时间的记录。已知天和号核心舱在距离地面高度的为400 km做匀速圆周运动，地球半径约为6 400 km。则下列说法正确的是(　　) A．天和号核心舱饶地球运动周期大于24小时 B．天和号核心舱绕地球运动的速度大于7.9 km/s C．神舟十二号载人飞船从低轨道变轨与天和号核心舱对接时，需要减速 D．天和号核心舱绕地球运动的速度大于地球赤道上的物体随地球自转的速度 【解析】　A．地球同步卫星离地高度约为地球半径的5.6倍，远大于天和号核心舱高度，根据G＝mr 可知轨道半径越大，周期越大，所以天和号核心舱周期小于24小时，故A错误； B．因为最小发射速度为最大环绕速度，所以天和号核心舱绕地球运动的速度小于7.9 km/s，故B错误； C．神舟十二号载人飞船从低轨道变轨与天和号核心舱对接时，神州十二号载人飞船需要做离心运动，因此需要加速，故C错误； D．由A的分析可知，天和核心舱的周期小于地球自转周期，运动半径大于赤道上物体运动半径，根据v＝，所以天和号核心舱绕地球运动的速度大于地球赤道上的物体随地球自转的速度，故D正确；故选D。 【答案】　D 5．从同一水平直线上的两位置分别沿同方向抛出两个小球A和B，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，要使两球在空中相遇，则必须(　　) A．先抛出A球 B．先抛出B球 C．同时抛出两球，且抛出两球的初速度vA＞vB D．使两球质量相等 【解析】　两球从相同的高度抛出，相遇时两球下落的高度相同，根据t＝，可知，两球运动的时间相同，则两球应该同时抛出；因A球的水平位移较大，根据v＝，可知，A球抛出时的初速度较大，即vA＞vB该问题中与两球的质量无关，故选C。 【答案】　C 6．仰卧起坐是《国家学生体质健康标准》中规定的女生测试项目之一。若某女生一分钟内做了40个仰卧起坐，其质量为50 kg，设上半身质量为总质量的0.6倍，仰卧起坐时下半身重心位置不变。则测试过程中该女生克服重力做功的平均功率约为(　　) A．10 W B．60 W C．180 W D．300 W 【解析】　该同学身高约h＝1.6 m，则每次上半身重心上升的距离约为h′＝0.3 m 则她每一次克服重力做的功为： W＝0.6mgh′＝0.6×50×10×0.3 J＝90 J 1 min内她克服重力所做的总功为 W总＝40×90 J＝3 600 J 她克服重力做功的平均功率为： P＝＝ W＝60 W 故B正确，A、C、D错误；故选B。 【答案】　B 7．小球沿如图所示的光滑弯曲轨道由静止滑下，轨道的圆环顶端有一个缺口AB，对称于通过环体中心的竖直线，已知圆环的半径为R，缺口的圆心角∠AOB＝2α，则下列说法正确的是(　　) A．h取合适的值，小球到达A点的速度可以为零 B．如h＝2R，小球滑过轨道最低点时对轨道的压力等于小球重力的6倍 C．如α＝60°，当h＝2.5R时，小球可以飞过缺口无碰撞的经过B点回到圆环 D．如果α的大小可以改变，要使小球飞过缺口无碰撞的经过B点回到圆环，h的最小值为2R 【解析】　A．小球到达A点的临界条件是对轨道没有压力，此时重力沿半径方向的分力提供向心力，而半径方向上的分力不为零，所以小球到达A点的速度不可以为零；A错误； B．如h＝2R，小球滑过轨道最低点时，由动能定理得：mg·2R＝mv2 在最低点，根据牛顿第二定律得： FN－mg＝m 解得：FN＝5mg，B错误； C．如α＝60°，当h＝2.5R时，小球到达A点的速度满足：mg(h－R－Rcos α)＝mvA2 在A点，由牛顿第二定律得： FN＋mgcos α＝m 解得：FN＝1.5mg，vA＝ 轨道有弹力，小球能达到A点。假设小球可以飞过缺口无碰撞的经过B点回到圆环，则在竖直方向上有(以竖直向下为正方向)：vAsin α＝－vAsin α＋gt，水平方向有：vAtcos α＝x 解得：x＝R＝AB 根据斜抛运动的对称性，可得小球可以无碰撞的经过B点回到圆环；C正确； D．要使小球飞过缺口无碰撞的经过B点回到圆环，根据选项C的推理过程，需要满足：mg(h－R－Rcos α)＝mvA2 vAsin α＝－vAsin α＋gt vAtcos α＝2Rsin α 联立解得：h＝R＋Rcos α＋≥(1＋)R(取等号时，α＝45°)，D错误；故选C。 【答案】　C 8．2021年5月30日5时01分，天舟二号货运飞船采用自主快速交会对接模式精准对接于天和核心舱后向端口，本次对接过程可简化为如图所示模型，天舟二号飞船在近地圆轨道Ⅰ飞行，在P点加速变轨，进入转移轨道Ⅱ，在远地点Q与轨道Ⅲ上做匀速圆周运动的天和核心舱对接，下列说法正确的是(　　) A．天和核心舱在轨道Ⅲ的线速度小于天舟二号在轨道Ⅰ的线速度 B．天和核心舱在轨道Ⅲ的运行周期小于天舟二号在轨道Ⅱ的运行周期 C．天和核心舱与天舟二号在Q点对接后，将一起沿轨道Ⅱ运动 D．天舟二号加速后由P点沿轨道Ⅱ运动到Q点过程中，机械能保持不变 【答案】　AD 9．宋代诗人苏轼的名句“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”中蕴含了一些物理知识，关于拉弓过程，下列说法正确的是(　　) A．弓的弹性形变越大，弹性势能越小 B．弓的弹性形变越大，弹性势能越大 C．人对弓做功越多，弹性势能越大 D．人对弓做功越多，弹性势能越小 【解析】　A、B.弹性势能的大小与弹簧的形变量有关，则弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，故A错误，B正确； C、D.根据胡克定律，人对弓的作用力越大，弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，故C正确，D错误；故选B、C。 【答案】　BC 10．甲、乙两物体质量相同，由同一位置出发沿平直道路运动时的v－t图像如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．第1 s末，两物体具有相同的动能 B．第2 s末，外力对两物体物体做了相同的功 C．在1～4 s时间内，甲、乙两物体动能的变化量相同 D．在0～4 s时间内，拉力对甲物体做的功为零 【解析】　A．由v－t图像可知在第1 s末甲、乙两物体的速度均为2 m/s，由题知甲、乙两物体质量相同，根据：Ek＝mv2 可知，两物体具有相同的动能，A正确； B．由v－t图像可知在t＝0、t＝2 s时甲、乙两物体的速度分别为：v甲0＝ 2 m/s，v乙0＝0，v甲2＝2 m/s，v乙2＝4 m/s 由题知甲、乙两物体质量相同，根据： W合＝ΔEk，ΔEk甲＝ 0， ΔEk乙＝mv乙22－mv乙02，可知外力对两物体物体做的功不相同，B错误； C．由v－t图像可知在t＝1 s、t＝4 s时甲、乙两物体的速度分别为：v甲1＝2 m/s，v乙1＝2 m/s，v甲4＝ 2 m/s，v乙4＝ 2 m/s 根据Ek＝mv2 可知两物体具有相同的动能变化量，C正确； D．在0～4 s时间内，甲做匀速直线运动，则拉力对甲物体做的功与阻力对甲做的功抵消，D错误；故选A、C。 【答案】　AC 11．如图所示，物理老师将铁锁(可看成质点)从鼻尖处无初速度释放后，保持自己的头部位置不动，忽略空气阻力。以下说法正确的是(　　) A．铁锁第一次返回时会撞击鼻尖 B．铁锁刚释放时，它的加速度方向不指向圆心O C．从最高点下摆到最低点过程中，角速度保持不变 D．从最高点下摆到最低点过程中，向心加速度一直增大 【解析】　A．由机械能守恒，回到鼻尖处时，速度为零，故不会撞击鼻尖，故A错误； B．铁锁刚释放时，由向心加速度公式an＝，可知向心加速度为零，只有切向加速度，合加速度方向沿切线方向，故B正确； C．铁锁(可看成质点)从鼻尖处无初速度释放后，由于忽略空气阻力，做单摆运动时机械能守恒，从最高点下摆到最低点过程中，有：mgh＝mv2，得v＝ 故速度越来越大，由ω＝，可知角速度越来越大，故C错误； D．由圆周运动的向心加速度公式an＝，可知向心加速度一直增大，故D正确；故选B、D。 【答案】　BD 12．一辆质量为M拖车的最大功率为P，当拖车拖着一辆质量为m小车以最大功率沿一倾角为30°的斜面向上运动时，最大速度为v，拖车对小车拉力为F1，当拖车拖着该小车沿着同一斜面向下运动时，最大速度为2v，拖车对小车拉力为F2，假设拖车对小车的拉力沿运动方向。拖车和小车受到的阻力均为自身重力的k倍，重力加速度为g，则以下表达式可能正确的是(　　) A．k＝ B．k＝ C．F1－F2＝mg D．F1－F2＝ 【解析】　当拖车沿着斜面向上运动时，且速度达到最大v时，对整体有： ＝k(M＋m)g＋(M＋m)gsin 30° 对于小车有：F1＝kmg＋mgsin 30° 当拖车沿着斜面向下运动时，且速度达到最大2v时，对整体有： ＋(M＋m)gsin 30°＝k(M＋m)g 对小车有：F2＋mgsin 30°＝kmg 联立解得：k＝；F1－F2＝mg B、D错误，A、C正确；故选A、C。 【答案】　AC 二、实验题(本题共2小题，共 14分) 13．用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1，回答以下问题： (1)在该实验中，主要利用了________来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系； A．理想实验法　　 B．微元法 C．控制变量法 D．等效替代法 (2)探究向心力与角速度之间的关系时，应让质量相同的小球分别放在________处，同时选择半径________(填“相同”或“不同”)的两个塔轮。 A．挡板A与挡板B B．挡板A与挡板C C．挡板B与挡板C 【解析】　(1)根据向心力的表达式，探究向心力大小F与质量m，角速度ω和半径r之间的关系的实验采用控制变量法，故选C。 (2)探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，应控制两球的质量与两球做圆周运动的轨道半径相等而两球的加速度不同，即应选择两个质量相同的球，分别放在挡板C与挡板A处，同时选择半径相同的两个塔轮。 【答案】　(1)C　(2)B，相同 14．小华利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。 (1)(多选)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________； A．交流电源 B．刻度尺 C．天平(含砝码) (2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从打O点打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp＝______，动能增加量ΔEk＝________； (3)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 【解析】　(1)打点计时器使用交流电源，实验中需要测量点迹间的距离，从而得出瞬时速度和下降的高度，所以需要刻度尺。实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量质量，则不需要天平，故选AB； (2)从打O点到打B点过程中，重物的重力势能变化量：ΔEp＝mghB 打B点时，重物的速度为：vB＝ 由于初速度为零，此过程中，动能的增加量为：ΔEk＝mvB2＝m (3)由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量。 【答案】　(1)AB　(2)mghB　m (3)空气阻力或纸带与限位孔间的摩擦等 三、计算题(本题共4小题，共38 分) 15．(9分)如图所示，A是地球的一颗同步卫星，O为地球中心，地球半径为R，地球自转周期为T0。另一卫星B的圆形轨道也位于赤道平面内，且距地面的高度h＝R，地球表面的重力加速度大小为g。 (1)求卫星A距地面的高度h； (2)求卫星B的运行周期T1； (3)某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A三点在同一直线上)，若卫星B运行方向与地球自转方向相同，求A、B两卫星两次相距最近的最短时间间隔Δt0。(用T0和T1表示) 【解析】　(1)对A根据万有引力提供向心力：G＝m 在地球表面有：G＝mg 联立可得：h＝ －R； (2)对B根据万有引力提供向心力： G＝m 在地球表面有：G＝mg 联立可得：T1＝4π ； (3)它们再一次相距最近时，一定是B比A多转了一圈， 有：ωBΔt0－ωAΔt0＝2π 再由周期公式可得：ωA＝； ωB＝ 联立可得：Δt0＝。 【答案】　(1)h＝ －R (2)T1＝4π 　(3)Δt0＝ 16．(9分)如图所示，某同学将质量为0.5 kg的小球从A点水平抛出后落在地面上的B点。已知小球在空中飞行的时间t＝0.6 s。A点与B点的水平距离x＝3 m，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。求： (1)A点距离地面的高度h； (2)小球水平抛出时的速度大小； (3)小球从A点到B点过程中重力做的平均功率。 【解析】　(1)A点距离地面的高度： h＝gt2＝1.8 m； (2)小球水平抛出时的速度大小： v0＝＝5 m/s； (3)小球从A点到B点过程中重力做的平均功率＝＝＝15 W。 【答案】　(1)1.8 m　(2)5 m/s　(3)15 W 17．(10分)汽车出厂前需要进行轮胎抓地实验，该实验是将一辆汽车放在一个水平圆盘上，然后使圆盘和汽车一起绕中心轴旋转，不断地调节圆盘的转速直到汽车开始滑动，记录下最高转速、汽车的质量和汽车到圆盘中心的距离，这样就可以确定汽车的抓地情况。该实验的“mini版”如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心r＝50 cm处放置一小物块A，其质量m＝10 kg，A与圆盘盘面间的动摩擦因数μ＝0.5，小物块A可视为质点，所受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g＝10 m/s2。 (1)当圆盘转动的角速度ω1＝1 rad/s时求物块与圆盘间的摩擦力的大小和方向； (2)欲使A与圆盘不发生相对滑动，求圆盘转动的最大角速度ω2。 【解析】　(1)由牛顿第二定律可知，物块与圆盘间的摩擦力大小：f＝mω12r＝5 N 该摩擦力提供物块做圆周运动所需的向心力，其方向指向圆心。 (2)物块与圆盘间的最大摩擦力：fm＝μmg 由牛顿第二定律可得：fm＝mω22r 解得：ω2＝ rad/s。 【答案】　(1)5 N，其方向指向圆心 (2)ω2＝ rad/s 18．(10分)如图所示，轨道ABCD平滑连接，其中AB为光滑的曲面，BC为粗糙水平面，CD为半径为r的内壁光滑的四分之一圆管，管口D正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧，弹簧下端固定，上端恰好与D端齐平。质量为m的小球在曲面AB上距BC高为3r处由静止下滑，进入管口C端时与圆管恰好无压力作用，通过CD后压缩弹簧，压缩过程中小球速度最大时弹簧弹性势能为Ep。已知小球与水平面BC间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，求： (1)水平面BC的长度s； (2)小球向下压缩弹簧过程中的最大动能Ekm。 【解析】　(1)由小球在C点对轨道没有压力，有mg＝m 小球从出发点运动到C点的过程中，由动能定理得3mgr－μmg·s＝mvC2 解得s＝ (2)速度最大时，小球加速度为0，设弹簧压缩量为x。 由kx＝mg，得x＝ 由C点到速度最大时，小球和弹簧构成的系统机械能守恒 设速度最大时的位置为零势能面，有 mvC2＋mg(r＋x)＝Ekm＋Ep 解得Ekm＝mgr＋ －Ep。 【答案】　(1)　(2)mgr＋ －Ep 学科网（北京）股份有限公司 $