2020高中物理 本冊綜合學業(yè)質(zhì)量標準檢測B（含解析）新人教版必修2

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1、本冊綜合學業(yè)質(zhì)量標準檢測(B) 本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時間90分鐘。 第Ⅰ卷(選擇題　共40分) 一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，第1～6小題只有一個選項符合題目要求，第7～10小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 1．(2019·山東省濟南一中高一下學期合格考)列車在通過橋梁、隧道的時候，要提前減速。假設列車的減速過程可看作勻減速直線運動，下列與其運動相關的物理量(位移x、加速度a、速度v、動能Ek)隨時間t變化的圖像，能正確反映其規(guī)律的是(　C　)

2、 解析：由火車減速過程中位移與時間的關系x＝v0t－at2可知，位移時間圖像為開口向下的二次函數(shù)圖線，故A錯誤；由于火車做勻減速運動，故加速度恒定不變，故B錯誤；火車減速過程速度與時間的關系式v＝v0－at，可知速度時間關系為一次函數(shù)圖線且斜率為負，故C正確；由動能公式Ek＝mv2?？傻茫疖囋跍p速過程中，動能與時間的關系表達式為二次函數(shù)關系，故D錯誤。 2．2010年諾貝爾物理學獎授予英國曼徹斯特大學科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究。石墨烯是目前世界上已知的強度最高的材料，它的發(fā)現(xiàn)使“太空電梯”纜線的制造成為可能，人類將有望通過“太空電梯”

3、進入太空?，F(xiàn)假設有一“太空電梯”懸在赤道上空某處，相對地球靜止，如圖所示，那么關于“太空電梯”，下列說法正確的是(　D　) A．“太空電梯”各點均處于完全失重狀態(tài) B．“太空電梯”各點運行周期隨高度增大而增大 C．“太空電梯”上各點線速度與該點離地球球心距離的開方成反比 D．“太空電梯”上各點線速度與該點離地球球心距離成正比 解析：“太空電梯”隨地球一起自轉，其周期相同，B錯；根據(jù)v＝ωr可知C錯，D對；“太空電梯”不處于完全失重狀態(tài)，A錯。 3．(2019·遼寧省沈陽二十中高一下學期期中)如圖所示，一鐵球用細線懸掛于天花板上，靜止垂在桌子的邊緣， 細線穿過一光盤的中間孔，手推

4、光盤在桌面上平移， 光盤帶動細線緊貼著桌子的邊緣以水平速度v勻速運動，當光盤由A位置運動到圖中虛線所示的B位置時，細線與豎直方向的夾角為θ，此時鐵球(　B　) A．豎直方向速度大小為vcosθ B．豎直方向速度大小為vsinθ C．豎直方向速度大小為vtanθ D．相對于地面速度大小為v 解析：線與光盤交點參與兩個運動，一是沿著線的方向運動，二是垂直線的方向運動，則合運動的速度大小為v，由數(shù)學三角函數(shù)關系，則有： v球＝v線＝vsinθ，而沿線的速度的大小，即為小球上升的速度大小，故B正確，AC錯誤；球相對于地面速度大小為v＝，故D錯誤。 4．(2018·吉林省實驗中學高一下學期期

5、末)如圖所示，小球從靜止開始沿光滑曲面軌道AB滑下，從B端水平飛出，撞擊到一個與地面呈θ＝37°的斜面上，撞擊點為C。已知斜面上端與曲面末端B相連。若AB的高度差為h，BC間的高度差為H，則h與H的比值等于(不計空氣阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(　C　) A．　　 B．　　 C．　　 D． 解析：小球下滑過程中機械能守恒，則有：mgh＝mv，解得：vB＝，到達B點后小球做平拋運動，在豎直方向有H＝gt2，水平方向x＝vBt，根據(jù)幾何關系有：tan37°＝，解得：＝，故C正確，ABD錯誤。 5．(2019·浙江省諸暨中學高一下學期期中)浙江省諸暨陳蔡鎮(zhèn)是我省有名

6、的板栗產(chǎn)地。如圖為老鄉(xiāng)敲打板栗的情形，假設某一次敲打時，離地4 m處的板栗被敲打后以4 m/s的速度水平飛出。已知板栗的質(zhì)量為20 g，(忽略空氣阻力作用，以地面為零勢能面) ，則關于該板栗下列說法正確的是(　C　) A．水平飛出時的重力勢能是0.08 J B．落地時的機械能為0.16 J C．在離地高1 m處的勢能是其機械能的5/24 D．有可能擊中離敲出點水平距離為5 m的工人 解析：以地面為零勢能面，板栗相對參考平面的高度為h＝4 m，所以重力勢能為Ep＝mgh＝20×10－3×10×4 J＝0.8 J, 故A錯誤；由于板栗做平拋運動過程中機械能守恒，所以落地時的機械能等于

7、拋出時的機械能，即為E＝Ep＋Ek＝Ep＋mv＝(0.8＋×20×10－3×42) J＝0.96 J，故B錯誤；在離地高為1 m處的重力勢能為Ep＝mgh1＝20×10－3×10×1 J＝0.2 J，所以在離地高1 m處的勢能是其機械能的＝，故C正確；板栗豎直方向做自由落體運動，由公式h＝gt2得t＝＝ s，板栗水平方向的位移為：x＝v0t＝4×m≈3.6 m，所以不可能擊中離敲出點水平距離為5 m的工人，故D錯誤。 6．“太空涂鴉”技術就是使低軌運行的攻擊衛(wèi)星在接近高軌偵查衛(wèi)星時，準確計算軌道向其發(fā)射“漆霧”彈，并在臨近偵查衛(wèi)星時，壓爆彈囊，讓“漆霧”散開并噴向偵查衛(wèi)星，噴散后強力吸附在偵

8、查衛(wèi)星的偵察鏡頭、太陽能板、電子偵察傳感器等關鍵設備上，使之暫時失效。下列說法正確的是(　C　) A．攻擊衛(wèi)星在軌運行速率大于7.9 km/s B．攻擊衛(wèi)星進攻前的速度比偵查衛(wèi)星的速度小 C．攻擊衛(wèi)星完成“太空涂鴉”后應減速才能返回低軌道上 D．若攻擊衛(wèi)星周期已知，結合萬有引力常量就可計算出地球質(zhì)量 解析：7.9 km/s是地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，選項A錯誤；攻擊衛(wèi)星進攻前在低軌運行，軌道半徑小于高軌偵查衛(wèi)星，根據(jù)G＝m可知攻擊衛(wèi)星進攻前的速度比偵查衛(wèi)星的速度大，選項B錯誤；攻擊衛(wèi)星完成“太空涂鴉”后減速做向心運動能返回低軌道上，選項C正確；根據(jù)G＝mr可知，計算地球質(zhì)量，除了知道攻

9、擊衛(wèi)星周期、萬有引力常量，還需知道攻擊衛(wèi)星的軌道半徑，選項D錯誤。 7．(2018·河北唐山一中高一下學期期中)如圖所示，從水平地面上同一位置先后拋出的兩個質(zhì)量相等的小球P、Q，分別落在地面上的M、N點，兩球運動的最大高度相同，不計空氣阻力，則下列說法正確的是(　AC　) A．P、Q的飛行時間相等 B．P與Q在空中不可能相遇 C．P、Q落地時的重力的瞬時功率相等 D．P落地時的動能大于Q落地時的動能 解析：因兩球上升的高度相同，所以在空中飛行的時間相等，落地時豎直方向的速度相等，故選項A、C正確；P、Q有可能相遇，B錯；Q球的水平初速度大，故落地動能大，D錯。 8．如圖甲、乙

10、中是一質(zhì)量m＝6×103kg的公共汽車在t＝0和t＝4 s末兩個時刻的兩張照片。當t＝0時，汽車剛啟動(汽車的運動可看成勻加速直線運動)。圖丙是車內(nèi)橫桿上懸掛的手拉環(huán)的圖像，測得θ＝30°。根據(jù)題中提供的信息，能估算出的物理量是(　ACD　) A．汽車的長度 B．4 s內(nèi)汽車牽引力所做的功 C．4 s末汽車的速度 D．4 s末汽車合外力的瞬時功率 解析：根據(jù)題圖丙，通過對手拉環(huán)受力分析，結合牛頓第二定律可知，汽車的加速度為a＝gtanθ＝ m/s2，所以，t＝4 s末汽車的速度v＝at＝ m/s ，選項C可估算；根據(jù)圖甲、乙可知，汽車的長度等于4 s內(nèi)汽車的位移，即l＝at2＝ m，

11、選項A可估算；因為4 s末汽車的瞬時速度可求出，汽車的合外力F＝ma也可求出，所以汽車在4 s末的瞬時功率為P＝Fv也可估算，即選項D可估算；因為不知汽車與地面間的摩擦力，所以無法估算4 s內(nèi)汽車牽引力所做的功。 9．一宇航員到達半徑為R、密度均勻的某星球表面，做如下實驗：用不可伸長的輕繩拴一質(zhì)量為m的小球，上端固定在O點，如圖甲所示，現(xiàn)在最低點處給小球一初速度，使其繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動，通過傳感器記錄下繩中 拉力大小F隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，已知F1的大小等于7F2，引力常量為G，各種阻力不計，則(　AC　) A．該星球表面的重力加速度為 B．衛(wèi)星繞該星球的第一宇宙

12、速度為 C．該星球的質(zhì)量為 D．小球通過最高點的最小速度為零 解析：設砝碼在最低點時細線的拉力為F1，速度為v1，則F1－mg＝m?、? 設砝碼在最高點細線的拉力為F2，速度為v2，則 F2＋mg＝m?、? 由機械能守恒定律得mg2R＋mv＝mv?、? 由①②③解得g＝?、? 又：F1＝7F2，所以該星球表面的重力加速度為g＝，故A正確。 根據(jù)萬有引力提供向心力得：m＝mg衛(wèi)星繞該星球的第一宇宙速度為v＝＝，故B錯誤，在星球表面萬有引力近似等于重力G＝m′g?、? 由④、⑤解得M＝＝，故C正確。小球在最高點的速度不能為零，D錯。 10．(2017·河北石家莊一中高一下學期期中)如

13、圖所示，半徑為R，表面光滑的半圓柱體固定于水平地面上，其圓心在O點。位于豎直面內(nèi)的光滑曲線軌道AB的底端水平，與半圓柱相切于半圓柱面頂點B。質(zhì)量為m的小滑塊從距B點高為R的A點由靜止釋放，則小滑塊(　CD　) A．將沿半圓柱體表面做圓周運動 B．落地點距離O點的距離為R C．將從B點開始做平拋運動 D．落地時的速度大小為2 解析：由機械能守恒得：mgR＝mv得vB＝>，故滑塊從B點開始做平拋運動，A錯，C正確；x＝vBt＝2R，B錯；設落地速度為v，則mv2＝mg2R，得v＝ 2，故D正確。 第Ⅱ卷(非選擇題　共60分) 二、填空題(共3小題，共18分。把答案直接填在橫線上)

14、 11．(5分)“神舟十號”飛船在預定軌道上做勻速圓周運動，在該飛船的密封艙內(nèi)，如圖所示的實驗能夠進行的是__C__。 解析：飛船在預定軌道上做勻速圓周運動，飛船內(nèi)的一切物體都處于完全失重狀態(tài)，與重力相關的現(xiàn)象都消失了，故正確選項為C。 12．(6分)小剛同學用如圖實驗裝置研究“機械能守恒定律”。他進行了如下實驗操作并測出如下數(shù)值。 ①用天平測定小球的質(zhì)量為0.50 kg； ②用游標卡尺測出小球的直徑為10.0 mm； ③用刻度尺測出電磁鐵下端到光電門的距離為82.05 cm； ④電磁鐵先通電，讓小球吸在開始端； ⑤電磁鐵斷電后，小球自由下落； ⑥在小球經(jīng)過光電門時間內(nèi)

15、，計時裝置記下小球經(jīng)過光電門所用時間為2.50×10－3s，由此可算得小球經(jīng)過光電門的速度； ⑦計算得出小球重力勢能減小量ΔEp＝__4.02__J，小球的動能變化量ΔEk＝__4.00__J。(g取9.8 m/s2，結果保留三位有效數(shù)字) 從實驗結果中發(fā)現(xiàn)ΔEp__稍大于__ΔEk(填“稍大于”“稍小于”或“等于”)，試分析可能的原因__空氣阻力的影響，高度測量中忽略了小球的尺度等__。 解析：v＝＝ m/s＝4 m/s ΔEp＝mgh＝0.5×9.8×0.820 5 J＝4.02 J ΔEk＝mv2＝×0.5×42 J＝4 J 13．(7分)(2017·遼寧省莊河市高級中學高一

16、下學期期末)理論分析可得出彈簧的彈性勢能公式Ep＝kx2(式中k為彈簧的勁度系數(shù)， x為彈簧長度的變化量)。為驗證這一結論，A、B兩位同學設計了以下的實驗： ①兩位同學首先都進行了如圖甲所示的實驗：將一根輕質(zhì)彈簧豎直掛起，在彈簧的另一端掛上一個已知質(zhì)量為m的小鐵球，穩(wěn)定后測得彈簧的伸長量為d。 ②A同學完成步驟①后，接著進行了如圖乙所示的實驗：將這根彈簧豎直地固定在水平桌面上，并把小鐵球放在彈簧上，然后再豎直套上一根帶有插銷孔的長透明塑料管，利用插銷壓縮彈簧。拔掉插銷時，彈簧對小球做功，使小球彈起，測得彈簧的壓縮量x和小鐵球上升的最大高度H。 ③B同學完成步驟①后，接著進行了如圖丙所

17、示的實驗：將彈簧放在水平桌面上，一端固定在豎直的墻上，另一端被小鐵球壓縮，測得壓縮量為x，釋放彈簧后，小鐵球從高為h的桌面上水平拋出，拋出的水平距離為L。 (1)A、B兩位同學進行圖甲所示的實驗目的是為了確定什 么物理量，這個物理量是__彈簧的勁度系數(shù)k__；請用m、d、g表示該物理量__k＝__。 (2)如果Ep＝kx2成立，那么：A同學測出的物理量x與d、H的關系式是x＝____；B同學測出的物理量x與d、h、L的關系式是x＝__L__。 解析：(1)A、B兩位同學進行圖甲所示的實驗，目的是為了確定彈簧的勁度系數(shù)；根據(jù)胡克定律k＝，則有：k＝； (2)A同學實驗中，根據(jù)彈簧的彈性勢

18、能轉化為重力勢能，則有：kx2＝mgH，k＝，由上解得：x＝；B同學實驗中，彈簧的彈性勢能轉化為動能，而動能則借助于平拋運動來測得初速度，v0＝＝L， 所以：kx2＝m(L)2，解得：x＝L。 三、論述·計算題(共4小題，共42分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 14．(9分)(2019·湖北武漢華中師范大學第一附屬中學高一上學期期末)“拋石機”是古代戰(zhàn)爭中常用的一種設備。如圖所示，某學習小組用自制的拋石機演練拋石過程。已知所用拋石機長臂的長度L＝2 m，質(zhì)量m＝1.0 kg的石塊裝在長臂末端的口袋

19、中，開始時長臂處于靜止狀態(tài)，與水平面間的夾角α＝30°，現(xiàn)對短臂施力，當長臂轉到豎直位置時立即停止轉動，水平拋出前，石塊對長臂頂部向上的壓力為2.5 N，拋出后垂直打在傾角為45°的斜面上，不計空氣阻力，重力加速度g取10 m/s2試求斜面的右端點A距拋出點的水平距離。 答案：0.75 m 解析：石塊在長臂頂部時，根據(jù)牛頓第二定律可得： mg＋FN＝m 解得v0＝5 m/s 石塊被拋出后做平拋運動，垂直打在45°角的斜面上，則vy＝v0＝5 m/s 則vy＝gt可得t＝0.5 s，則水平方向：x＝v0t＝2.5 m 豎直方向：L＋Lsin30°－h(huán)＝gt2，h＝1.75 m

20、 斜面的右端點A距拋出點的水平距離：s＝x－h(huán)tan45°＝0.75 m 15．(10分)在半徑R＝5 000 km的某星球表面，宇航員做了如下實驗，實驗裝置如圖甲所示。豎直平面內(nèi)的光滑軌道由斜軌道AB和圓弧軌道BC組成，將質(zhì)量m＝0.2 kg的小球，從軌道AB上高H處的某點靜止釋放，用力傳感器測出小球經(jīng)過C點時對軌道的壓力F，改變H的大小，可測出F隨H的變化關系如圖乙所示，求： 　　 (1)圓軌道的半徑； (2)該星球的第一宇宙速度。 答案：(1)0.2 m　(2)5×103 m/s 解析：(1)小球過C點時滿足F＋mg＝m① 又根據(jù)mg(H－2r)＝mv② 由①②得：F＝H

21、－5mg③ 由圖可知：H1＝0.5 m時F1＝0；代入③可得r＝0.2 m H2＝1.0 m時F2＝5 N；代入③可得g＝5 m/s2 (2)據(jù)m＝mg 可得v＝＝5×103 m/s 16．(11分)如圖所示，半徑R＝0.8 m的光滑圓弧軌道固定在水平地面上，O為該圓弧的圓心，軌道上方的A處有一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量m＝1kg的小物塊，小物塊由靜止開始下落后恰好沿切線進入圓弧軌道．此后小物 塊將沿圓弧軌道下滑，已知AO連線與水平方向的夾角θ＝45°，在軌道末端C點緊靠一質(zhì)量M＝3kg的長木板，木板上表面與圓弧軌道末端的切線相平，木板下表面與水平地面之間光滑，小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)

22、μ＝0.3，g取10 m/s2。求： (1)小物塊剛到達C點時的速度大??； (2)小物塊剛要到達圓弧軌道末端C點時對軌道的壓力； (3)要使小物塊不滑出長木板，木板長度L至少為多少？ 答案：(1)4 m/s　(2)50 N方向豎直向下　(3)4 m 解析：(1)小物塊從A到C，根據(jù)機械能守恒有 mg2R＝mv，解得vC＝4 m/s。 (2)小物塊剛要到C點，由牛頓第二定律有 FN－mg＝mv/R，解得FN＝50 N。 由牛頓第三定律，小物塊對C點的壓力FN′＝50 N，方向豎直向下。 (3)設小物塊剛滑到木板右端時達到共同速度，大小為v，小物塊在長木板上滑行過程中，小物

23、塊與長木板的加速度分別為 am＝μmg/m aM＝μmg/M v＝vC－amt v＝aMt 將數(shù)據(jù)代入上面各式解得v＝ m/s 由能量守恒得mv＝μmgL＋(M＋m)v2 將數(shù)據(jù)代入解得L＝4 m。 17．(12分)(2019·福建省寧德市“同心聯(lián)盟”高一下學期聯(lián)考)如圖所示，在距地面高h1＝2 m的光滑水平臺面上，一個質(zhì)量m＝1 kg的小物塊壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住，儲存的彈性勢能Ep＝4.5 J。現(xiàn)打開鎖扣K，物塊與彈簧分離后將以一定的水平速度向右滑離平臺，并恰好從B點沿切線方向進入光滑的BC斜面，已知B點距水平地面的高h2＝1.2 m，小物塊過C點無機械能損失，并與水平地面

24、上長為L＝10 m的粗糙直軌道CD平滑連接，小物塊沿軌道BCD運動并與右邊的豎直墻壁發(fā)生碰撞，重力加速度g＝10 m/s2，空氣阻力忽略不計。試求： (1)小物塊運動到平臺末端A的瞬時速度vA大??； (2)小物塊從A到B的時間、水平位移大小以及斜面傾角θ的正切(tanθ)大??； (3)若小物塊與墻壁碰撞后速度等大反向，只會發(fā)生一次碰撞，且不能再次經(jīng)過C點，那么小物塊與軌道CD之間的動摩擦因數(shù)μ應該滿足怎樣的條件。 答案：(1)3 m/s　(2)0.4 s　1.2 m　　(3)0.122 5≤μ≤0.245 解析：(1)小物塊與彈簧分離過程中，機械能守恒 EP＝mv，vA＝3 m/s (2)從A到B點過程，根據(jù)平拋運動規(guī)律可知， h1－h(huán)2＝gt2 t＝0.4 s 水平位移：x＝vAt x＝1.2 m vy＝gt＝4 m/s tanθ＝＝ (3)依據(jù)題意有①μ的最大值對應的是物塊撞墻瞬間的速度趨近于零，根據(jù)功能關系有： mgh1＋EP>μmgL 帶入數(shù)據(jù)解得：μ<0.245 ②對于μ的最小值求解，物體第一次碰撞后反彈，恰好不能過C點，根據(jù)功能關系有： mgh1＋Ep≤2μmgL 解得μ≥0.122 5 綜上可知滿足題目條件的動摩擦因數(shù)μ值：0.122 5≤μ<0.245 - 12 -