2022-2022学年高中物理模块综合测评卷新人教版必修2.doc

模块测评卷
(时间：90分钟　总分值：100分)
第一卷(选择题，共48分)
一、选择题(此题有12小题，每题4分，共48分．请将答案填写在答题栏内)
1．关于曲线运动，以下说法不正确的选项是(　　)
A．曲线运动的速度大小可能不变
B．曲线运动的速度方向可能不变
C．曲线运动一定是变速运动
D．做曲线运动的物体所受的合外力一定不为零
解析：物体做曲线运动，其速度方向在运动轨迹的切线方向上，速度方向总是发生变化，一定是变速运动，应选项B错误，选项C正确；但速度大小可以不变，选项A正确．因为速度方向发生变化，必定有加速度．根据牛顿第二定律知，物体必定受到不为零的合外力，选项D正确．
答案：B
2．荡秋千是儿童喜爱的运动，当秋千荡到最高点时小孩的加速度方向可能是图中的(　　)
A．1方向　　　　　　 B．2方向
C．3方向 D．4方向
解析：当秋千荡到最高点时，小孩没有向心加速度，只有因重力产生的切向加速度，故此时加速度的方向可能为2方向，B正确．
答案：B
3．如下图的曲线是某个质点在恒力作用下的一段运动轨迹．质点从M点出发经P点到达N点，弧长MP大于弧长PN，质点由M点运动到P点与从P点运动到N点所用的时间相等．那么以下说法中正确的选项是(　　)
A．质点从M到N过程中速度大小保持不变
B．质点在这两段时间内的速度变化量大小相等，方向相同
C．质点在这两段时间内的速度变化量大小不相等，但方向相同
D．质点在M、N间的运动不是匀变速运动
解析：由题图知，质点在恒力作用下做一般曲线运动，不同地方弯曲程度不同，即曲率半径不同，所以速度大小在变，所以A错误；因是在恒力作用下运动，根据牛顿第二定律F＝ma，所以加速度不变，根据Δv＝aΔt可得在相同时间内速度的变化量相同，故B正确，C错误；因加速度不变，故质点做匀变速运动，所以D错误．
答案：B
4．某同学对着墙壁练习打网球，假定球在墙面上以25 m/s的速度沿水平方向反弹，落地点到墙面的距离在10 m至15 m之间，忽略空气阻力，取g＝10 m/s2.那么球在墙面上反弹点的高度范围是(　　)
A．0.8 m至1.8 m B．0.8 m至1.6 m
C．1.0 m至1.6 m D．1.0 m至1.8 m
解析：球落地时所用时间为t1＝＝0.4 s或t2＝＝0.6 s，所以反弹点的高度为h1＝gt＝0.8 m或h2＝gt＝1.8 m，应选A.
答案：A
5．我们设想，如果地球是个理想的球体，沿地球赤道修一条高速公路，一辆性能很好的汽车在这条公路上可以一直加速下去，并且忽略空气阻力，那么这辆汽车的最终速度(　　)
A．无法预测
B．与飞机速度相当　
C．小于“神舟〞十号飞船的速度
D．可以到达7.9 km/s
解析：汽车一直加速至7.9 km/s，将脱离地球外表，成为环绕地球旋转的近地卫星．而“神舟〞十号飞船在其轨道上绕地球运行时，其线速度小于7.9 km/s.
答案：D
6．(多项选择题)中国自主研发的北斗二号卫星系统预计在2022年形成覆盖全球的卫星导航定位系统，此系统由中轨道、高轨道和同步轨道卫星等组成．现在中国正在服役的北斗一号卫星定位系统的三颗卫星都定位在距地面36 000 km的地球同步轨道上，而美国的全球卫星定位系统GPS由24颗卫星组成，这些卫星距地面的高度均为20 000 km.那么以下说法中正确的选项是(　　)
A．美国所有GPS的卫星所受向心力大小均相等
B．美国所有GPS的卫星比北斗一号的卫星线速度大
C．北斗二号中的中轨道卫星的加速度一定大于高轨道卫星的加速度
D．北斗一号系统中的三颗卫星向心加速度比赤道上物体的向心加速度小
解析：美国所有的GPS卫星高度相等，根据＝ma＝m＝mRω2＝mR，我们可以判断它们的向心加速度相等，线速度大小相等，角速度相等，周期相等，但是这些卫星的质量未必相等，所以向心力大小不一定相等，选项A错误．GPS卫星比北斗一号的卫星高度低即圆周运动半径小，根据卫星线速度v＝，GPS卫星线速度大，选项B正确．卫星加速度a＝，中轨道卫星半径小，所以加速度大，选项C正确．北斗一号系统中的三颗卫星都在同步轨道上，与地球自转同步，即与赤道上的物体角速度相同，根据向心加速度a＝Rω2判断赤道上的物体随地球自转的半径小，向心加速度小，选项D错误．
答案：BC
7．地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，那么航天器在火星外表附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为(　　)
A．3.5 km/s B．5.0 km/s
C．17.7 km/s D．35.2 km/s
解析：由G＝m得，对地球外表附近的航天器有：G＝，对于火星外表附近的航天器有：G＝，由题意知M′＝M、r′＝，且v1＝7.9 km/s，联立以上各式得v2≈3.5 km/s，选项A正确．
答案：A
8．某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变，某次测量卫星的轨道半径为r1，后来变为r2(r2<r1)，用Ek1、Ek2表示卫星在这两个轨道上的动能，T1、T2表示卫星在这两个轨道上的运行周期，那么(　　)
A．Ek2<Ek1，T2<T1
B．Ek2<Ek1，T2>T1
C．Ek2>Ek1，T2<T1
D．Ek2>Ek1，T2>T1
解析：由G＝m可得v＝ ，
又因为Ek＝mv2＝，那么Ek∝，
所以Ek2>Ek1，又由G＝mr2得
T＝ ，那么T∝，所以T2<T1，故应选C.
答案：C
9．(多项选择题)如图甲所示，甲、乙两个小球可视为质点，甲球沿倾角为30°的光滑足够长斜面由静止开始下滑，乙球做自由落体运动，甲、乙两球的动能与路程的关系图象如图乙所示．以下说法正确的选项是(　　)
甲
乙
A．甲球机械能不守恒，乙球机械能守恒
B．甲、乙两球的质量之比为m甲∶m乙＝4∶1
C．甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球重力的瞬时功率之比为P甲∶P乙＝1∶1
D．甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球高度相同
解析：因只有重力做功，所以甲、乙两球机械能都守恒，故A错误；动能与位移的图象斜率表示合外力，甲球的合外力为m甲gsin30°，乙球的合外力为m乙g，由题图乙知m甲gsin30°＝2m乙g，所以m甲∶m乙＝4∶1，故B正确；根据Ek＝mv2知，动能相等时，＝，两球重力的瞬时功率之比＝，所以C正确；由题图乙知，甲、乙两球的动能均为Ek0时，两球高度不相同，所以D错误．
答案：BC
10．如下图，B为竖直圆轨道的左端点，它和圆心O的连线与竖直方向的夹角为α.一小球在圆轨道左侧的A点以速度v0平抛，恰好沿B点的切线方向进入圆轨道．重力加速度为g，那么A、B之间的水平距离为(　　)
A. B.
C. D.
解析：设小球到B点时其速度为v，如下图，在B点分解其速度可知：vx＝v0，vy＝v0 tanα，又知小球在竖直方向做自由落体运动，那么有vy＝gt，联立得：t＝，A、B之间的水平距离为xAB＝v0t＝，所以只有A项正确．
答案：A
11.
(多项选择题)如下图，电梯质量为M，它的水平地板上放置一质量为m的物体，电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动．当上升高度为H时，电梯的速度到达v，那么在这段过程中，以下说法中正确的选项是(　　)
A．电梯地板对物体的支持力所做的功等于mv2
B．电梯地板对物体的支持力所做的功大于mv2
C．钢索的拉力所做的功等于MgH＋Mv2
D．钢索的拉力所做的功大于MgH＋Mv2
解析：电梯地板对物体的支持力所做的功等于物体机械能的变化，即mv2＋mgH，A错，B对；钢索的拉力所做的功等于电梯和物体这一系统机械能的增加，即(M＋m)gH＋(M＋m)v2，C错，D对．
答案：BD
12．如下图，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离2.5 m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止．物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，盘面与水平面的夹角为30°，g取10 m/s2.那么ω的最大值是(　　)
A. rad/s B. rad/s
C．1.0 rad/s D．0.5 rad/s
解析：当小物体转动到最低点时为临界点，由牛顿第二定律知，μmgcos30°－mgsin30°＝mω2r
解得ω＝1.0 rad/s，应选项C正确．
答案：C
第二卷(非选择题，共52分)
二、实验题(此题有2小题，共14分，请按题目要求作答)
13．(6分)某同学想利用DIS测电风扇的转速和叶片长度，他设计的实验装置如图甲所示．他先在某一叶片边缘粘上一小条弧长为Δl的反光材料，当该叶片转到某一位置时，用光传感器接收反光材料反射的激光束，并在计算机屏幕上显示出矩形波，如图乙所示，屏幕横向每大格表示的时间为5.00×10－2s.那么矩形波的“宽度〞所表示的物理意义是________________________；电风扇的转速为________r/s；假设Δl为10 cm，那么叶片长度为________ m.
甲
乙
答案：每个周期激光照射到反光材料的时间　
7．14　0.22
14．(8分)如图甲是验证机械能守恒定律的实验．小圆柱由一根不可伸长的轻绳拴住，轻绳另一端固定．将轻绳拉至水平后由静止释放．在最低点附近放置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点的挡光时间Δt，再用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图乙所示，重力加速度为g.那么
甲
乙
(1)小圆柱的直径d＝___________ cm；
(2)测出悬点到圆柱重心的距离l，假设等式gl＝________成立，说明小圆柱下摆过程机械能守恒；
(3)假设在悬点O安装一个拉力传感器，测出绳子上的拉力F，那么验证小圆柱做圆周运动在最低点向心力的公式还需要测量的物理量是________(用文字和字母表示)，假设等式F＝________成立，那么可验证小圆柱做圆周运动在最低点向心力的公式．
答案：(1)1.02　(2)
(3)小圆柱的质量m　m＋mg
三、计算题(此题有3小题，共38分．解容许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)
15．(10分)“神舟十号〞飞船与“天宫一号〞目标飞行器在2022年6月交会对接，形成组合体．
(1)如下图为“神舟十号〞的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，每台发动机开动时都能向“神舟十号〞提供动力，但不会使其转动．当“神舟十号〞与“天宫一号〞在同一轨道运行、相距30 m停泊(相对静止)时，假设仅开动发动机P1使“神舟十号〞瞬间获得大于“天宫一号〞的运行速度，那么它们能否实现交会对接？( 只答“能〞或“不能〞 )
(2)假设地球外表的重力加速度为g，地球半径为R，组合体运行的圆轨道距地面的高度为h，那么，组合体绕地球运行的周期是多少？
解析：(1)不能
(2)根据万有引力定律和牛顿第二定律有
G＝m(R＋h)，又G＝mg
联立解得T＝
答案：(1)不能
(2)
16．(14分)质量m＝1 kg的小球在长为L＝1 m的细绳作用下在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力Tmax＝46 N，转轴离地高度h＝6 m，g＝10 m/s2.试求：
(1)假设恰好通过最高点，那么最高点处的速度为多大？
(2)在某次运动中在最低点细绳恰好被拉断，那么此时的速度为多大？
(3)绳断后小球做平抛运动，如下图，求落地水平距离x.
解析：(1)假设恰好通过最高点．
根据牛顿第二定律得：F＋mg＝m
且F＝0
代入数值得：v1＝ m/s
(2)运动至最低点处有：T－mg＝m
假设细绳此时恰好被拉断，那么T＝Tmax＝46 N
代入数值可解得：v＝6 m/s
(3)绳断后，小球做平抛运动，那么有：h－L＝gt2
x＝vt
代入数值可解得：x＝6 m.
答案：(1)m/s　(2)6 m/s　(3)6 m
17．(14分)如下图，一质量为m的小物体固定在劲度系数为k的轻弹簧右端，轻弹簧的左端固定在竖直墙上，水平向左的外力F推物体压缩弹簧，使弹簧长度被压缩了b.弹簧被拉长(或者压缩)长度为x时的弹性势能Ep ＝kx2.求在下述两种情况下，撤去外力后物体能够到达的最大速度．
(1)地面光滑；
(2)物体与地面的动摩擦因数为μ.
解析：(1)地面光滑情况下，弹簧到达原长时，物体速度最大为v1.
弹簧被压缩后，弹性势能Ep＝kb2
根据机械能守恒定律，有Ep＝mv
所以，v1＝＝b
(2)物体与地面的动摩擦因数为μ的情况下，当弹簧弹力等于滑动摩擦力时，物体速度最大为v2.
设这时弹簧的形变量为s，有ks＝μmg，
此时，弹簧弹性势能Ep′＝ks2
根据能量守恒定律，有Ep＝mv＋μmg(b－s)＋Ep′
所以，kb2＝mv＋μmg(b－s)＋ks2
联立①、②式解得v2＝
答案：(1)b
(2)