人教版高中物理必修二检测：模块综合检测

模块综合检测

(时间:90分钟 满分:100分)

一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,1~5小题只有一个选项正确,6~8小题有多个选项正确。全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)

1.在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中,得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式,是一个很关键的论证步骤,这一步骤采用的论证方法是( ) A.研究对象的选取 B.理想化过程 C.控制变量法 D.等效法

解析:对于太阳与行星之间的相互作用力,太阳和行星的地位完全相同,既然太阳对行星的引力符合关系式F∝,依据等效法,行星对太阳的引力也符合关系式F∝,故D项正确。 答案:D

2.跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,如图所示,当运动员从直升机由静止跳下后,在下落过程中不免会受到水平风力的影响,下列说法中正确的是( )

A.风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的动作 B.风力越大,运动员着地速度越大,有可能对运动员造成伤害 C.运动员下落时间与风力有关 D.运动员着地速度与风力无关

解析:根据运动的独立性原理,水平方向吹来的风不会影响竖直方向的运动,A、C错误;根据速度的合成,落地时速度v=,风速越大,vx越大,则降落伞落地时速度越大,B正确,D错误。 答案:B

3.某老师在做竖直面内圆周运动快慢的实验研究,并给运动小球拍了频闪照片,如图所示(小球相邻影像间的时间间隔相等),小球在最高点和最低点的运动快慢比较,下列说法中不正确的是 ( )

A.该小球所做的运动不是匀速圆周运动

B.最高点附近小球相邻影像间弧长短,线速度小,运动较慢 C.最低点附近小球相邻影像间圆心角大,角速度大,运动较快

D.小球在相邻影像间运动时间间隔相等,最高点与最低点运动一样快

解析:由所给频闪照片可知,在最高点附近,像间弧长较小,表明最高点附近的线速度较小,运动较慢;在最低点附近,像间弧长较大,对应相同时间内通过的圆心角较大,故角速度较大,运动较快,A、B、C选项正确,D选项不正确。 答案:D

4.如图所示,一根跨越光滑定滑轮的轻绳,两端各连有一杂技演员(可视为质点),甲站于地面,乙从图示的位置由静止开始向下摆动,运动过程中绳始终处于伸直状态,当演员乙摆至最低点时,甲刚好对地面无压力,则演员甲的质量与演员乙的质量之比为( )

A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.4∶1

解析:设定滑轮到乙演员的距离为L,那么当乙摆至最低点时下降的高度为,根据机械能守恒定律可知m乙gm2

乙v;又因当演员乙摆至最低点时,甲刚好对地面无压力,说明绳子上的张力和甲演员的重力相等,所以m甲g-m乙g=m乙,联立上面两式可得演员甲的质量与演员乙的质量之比为2∶1。 答案:B

3

5.如图甲、乙中是一质量m=6×10 kg的公共汽车在t=0和t=4 s末两个时刻的两张照片。当t=0时,汽车刚启动(汽车的运动可看成匀加速直线运动)。图丙是车内横杆上悬挂的手拉环的图象,测得θ=30°。根据题中提供的信息,无法估算出的物理量是( )

A.汽车的长度

B.4 s内汽车牵引力所做的功 C.4 s末汽车的速度

D.4 s末汽车合外力的瞬时功率

2

解析:根据题图丙,通过对手拉环受力分析,结合牛顿第二定律可知,汽车的加速度a=gtan θ= m/s,所以,t=4 s末汽车的速度v=at= m/s,选项C可估算;根据题图甲、乙可知,汽车的长度等于4 s内汽车的位

2

移,即x=at= m,选项A可估算;因为4 s末汽车的瞬时速度可求出,汽车的合外力F=ma也可求出,所以汽车在4 s末的瞬时功率为P=Fv也可估算,即选项D可估算;因为不知汽车与地面间的摩擦力,所以无法估算4 s内汽车牵引力所做的功,选项B符合题意。 答案:B

6.如图所示,一个电影替身演员准备跑过一个屋顶,然后水平跳跃并离开屋顶,在下一个建筑物的屋顶上着地。如果他在屋顶跑动的最大速度是4.5 m/s,那么下列关于他能否安全跳过去的说法正确的是(g取9.8

2

m/s)( )

A.他安全跳过去是可能的 B.他安全跳过去是不可能的

C.如果要安全跳过去,他在屋顶跑动的最小速度应大于6.2 m/s D.如果要安全跳过去,他在屋顶跑动的最大速度应小于4.5 m/s

2

解析:根据y=gt,当他降落在下一个屋顶时,下落的高度y=4.9 m,所用时间t=s=1.0 s,最大水平位移

x=vmt=4.5×1.0 m=4.5 m<6.2 m,所以他不能安全到达下一个屋顶。要想安全跳过去,他的跑动速度至少要大于 m/s,即6.2 m/s。故B、C正确。 答案:BC

7. 迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住,绕恒星“Gliese581”运行的行星

“G1-581c”却很值得我们期待。该行星的温度在0 ℃到40 ℃之间,质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍,公转周期为13个地球日。“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31。设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体,绕其中心天体做匀速圆周运动,则( ) A.在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同 B.如果人到了该行星,其体重是地球上的2倍

C.该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的

D.由于该行星公转速度比地球大,地球上的物体如果被带上该行星,其质量会稍有变化

解析:解题关键是明确中心天体对行星的万有引力提供了行星的向心力,对此行星的卫星有G=m,得v=,将质量关系和半径关系代入得第一宇宙速度关系为=2,选项A错误;由G=mg得,人在该行星上的体重是地球上的2倍,选项B正确;对行星应用万有引力定律G=mr,得r=,选项C错误;根据爱因斯坦的狭义相对论可判D选项正确。 答案:BD

8.如图甲所示是一打桩机的简易模型。质量m=1 kg的物体在拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动,上升一段高度后撤去F,到最高点后自由下落,撞击钉子,将钉子打入一定深度。物体上升过程中,机械

2

能E与上升高度h的关系图象如图乙所示。不计所有摩擦,g取10 m/s( )

A.拉力F的大小为12 N

B.物体上升1.0 m处的速度为2 m/s C.撤去F后物体上升时间为0.1 s

D.物体上升到0.25 m高度处拉力F的瞬时功率为12 W

2

解析:由功能关系F·h=ΔE,得F= N=12 N,选项A正确。由E=mgh+mv,当h=1 m时得v=2 m/s,选项B正确。撤去F后t==0.2 s,选项C错误。由题中图线可知,当h=0.25 m时E=3 J,此时v'=1 m/s,所以P=Fv'=12 W,选项D正确。 答案:ABD

二、填空题(本题共2小题,每小题10分,共20分)

2

9.为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”,查资料得知,弹簧的弹性势能Ep=kx,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧长度的变化量。

某同学就设想用压缩的弹簧推静止的小球(质量为m)运动来探究这一问题。

为了研究方便,把小铁球O放在水平桌面上做实验,让小球O在弹力作用下运动,即只有弹簧推力做功。 该同学设计实验如下:

首先进行如图甲所示的实验:将轻质弹簧竖直挂起来,在弹簧的另一端挂上小铁球O,静止时测得弹簧的伸长量为d。

在此步骤中,目的是要确定物理量 ,用m、d、g表示为 。

接着进行如图乙所示的实验:将这根弹簧水平放在桌面上,一端固定,另一端被小铁球压缩,测得压缩量为x,释放弹簧后,小铁球被推出去,从高为h的水平桌面上抛出,小铁球在空中运动的水平距离为L。 小铁球的初动能Ek1= 。 小铁球的末动能Ek2= 。

弹簧对小铁球做的功W= 。(用m、x、d、g表示)

对比W和Ek2-Ek1就可以得出“外力做功与物体动能变化的关系”,即在实验误差允许范围内,外力所做的功等于物体动能的变化。

解析:该题也是探究做功与物体动能变化的关系,但是在教材实验的基础上进行了变化和创新,主要考查了灵活应用知识的能力和创新能力。

在题图甲所示的步骤中,目的是确定弹簧的劲度系数k,由平衡条件得 mg=kd 即k=

在题图乙所示的实验中,小铁球的初动能Ek1=0。 又根据小球做平抛运动得

2

h=gt L=vt

22

所以Ek2=mv=m(L)=

弹簧对小铁球做的功等于弹性势能的减少

2

所以W=kx=。

答案:弹簧劲度系数k 0

10.“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行。

(1)比较这两种方案, (选填“甲”或“乙”)方案好些。

(2)下图是某种方案得到的一条纸带,测得每两个计数点间距离如图所示,已知每两个计数点之间的时间间

2

隔T=0.1 s,物体运动的加速度a= m/s;该纸带是采用 (选填“甲”或“乙”)实验方案得到的。

(3)下图是采用甲方案时得到的一条纸带,在计算图中N点速度时,几位同学分别用下列不同的方法进行,其中正确的是( )

A.vN=gnT B.vN= C.vN= D.vN=g(n-1)T

解析:(1)比较甲、乙两种方案,乙方案中产生的阻力对实验的影响大于甲方案,因此应选的方案是甲。

(2)由题意得a==4.83 m/s,所以该纸带是采用乙实验方案得到的。

(3)计算N点速度应通过实验得到的纸带,经测量计算得出,所以应选B、C。

2

答案:(1)甲 (2)4.83 m/s 乙 (3)BC

三、计算题(本题共2小题,每小题16分,共32分。解答应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)

11.在半径R=5 000 km的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示。竖直平面内的光滑轨道由斜轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量m=0.2 kg的小球,从轨道AB上高H处的某点静止释放,用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F,改变H的大小,可测出F随H的变化关系如图乙所示,求:

(1)圆轨道的半径;

(2)该星球的第一宇宙速度。

解析:(1)小球过C点时满足F+mg=m

又根据mg(H-2r)= 由①②得F=H-5mg

① ② ③