2018版高考物理模块检测卷二 必修2 Word版含解析

这是一份2018版高考物理模块检测卷二 必修2 Word版含解析，共13页。试卷主要包含了选择题Ⅰ，选择题Ⅱ，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题Ⅰ(本题共13小题，每小题3分，共39分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1．伽利略的斜面实验反映了一个重要事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略不计，小球一旦沿斜面A滚落，必将准确地终止于斜面B上同它开始点相同高度处，绝不会更高一点或更低一点，这说明，小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”是( )
A．弹力 B．速度
C．加速度 D．能量
答案 D
解析 运动过程中若斜面的倾角不同，则受到的支持力不同，A错误；下落过程中速度越来越大，上滑过程中速度越来越小，速度不同，B错误；斜面的倾斜程度不同，加速度也不同，C错误；伽利略理想斜面实验中如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略，则在小球运动的过程只有重力做功，则小球的机械能守恒，故这个不变量应该是能量，D正确．
2．下列各种运动过程中，物体(弓、过山车、石头、圆珠笔)机械能守恒的是(忽略空气阻力)( )
A．将箭搭在弦上，拉弓的整个过程
B．过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程
C．在一根细线的中央悬挂着一石头，双手拉着细线缓慢分开的过程
D．手握内有弹簧的圆珠笔，笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程
答案 D
解析 将箭搭在弦上，拉弓的整个过程，外力对弓做功，机械能增加，A错误；过山车在动力作用下从轨道上缓慢上行的过程，重力势能变大，机械能变大，B错误；在一根细线的中央悬挂着一石头，双手拉着细线缓慢分开的过程，石头的重力势能变大，机械能不守恒，C错误；手握内有弹簧的圆珠笔，笔帽抵在桌面放手后圆珠笔弹起的过程，只有重力和弹力对圆珠笔做功，机械能守恒，故D正确．
3．(2016·萧山区模拟)在体育测试中，老师用频闪相机拍摄了同学立定跳远时起跳、腾空、落地的照片(如图1甲)，简化图如图乙所示．请你根据体育常识估算该同学起跳瞬间消耗的能量最接近( )
图1
A．8 000 J B．600 J
C．60 J D．6 000 J
答案 B
解析 质量是50 kg的中学生受到的重力：G＝mg＝50×10 N＝500 N，跳起的高度大约是1 m左右该同学从起跳到最高点的过程中克服重力所做的功大约是：WG＝mgh＝500×1 J＝500 J，则功能关系可知，该同学起跳瞬间消耗的能量为500 J，最接近600 J.
4．在xOy平面内，一物体仅在恒力F作用下由原点O运动到A点，其轨迹及在O点、A点的速度方向如图2所示，则F的方向可能沿( )
图2
A．y轴正方向
B．y轴负方向
C．x轴正方向
D．x轴负方向
答案 C
解析 做曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指向的一侧弯曲．根据曲线运动的轨迹，可以判断出物体所受合外力的大致方向，则F的方向可能沿x轴正方向，C正确．
5．物体做平抛运动，下列说法中正确的是( )
A．平抛运动是匀变速曲线运动
B．从同一高度以不同速度水平抛出的物体，在空中的运动时间不同
C．以相同速度从不同高度水平抛出的物体，在空中的运动时间相同
D．平抛初速度越大的物体，水平位移一定越大
答案 A
解析 做平抛运动的物体只受到重力(为恒力)，加速度为g，是匀加速运动，物体的运动轨迹是曲线，所以是匀变速曲线运动，A正确；平抛运动的竖直方向由h＝eq \f(1,2)gt2得时间t＝eq \r(\f(2h,g))，高度相同时，运动的时间相等，B错误；以相同速度从不同高度抛出的物体运动时间不相等，C错误；水平位移x＝v0t＝v0eq \r(\f(2h,g))，物体的水平位移由初速度和下落高度共同决定，初速度大的物体，水平位移不一定大，D错误．
6．如图3所示是一种清洗车辆用的手持式喷水枪．设枪口截面积为0.6 cm2，喷出水的速度为20 m/s.当它工作时，估计水枪的平均功率约为(水的密度为1×103 kg/m3)( )
图3
A．12 W B．120 W C．240 W D．1 200 W
答案 C
解析 t时间内喷水质量为m＝ρSvt＝1.2t kg.水枪在时间t内做功为W＝eq \f(1,2)(1.2t)·v2，故水枪的功率为P＝eq \f(1,2)×1.2×202 W＝240 W.
7．如图4所示，扶梯水平台阶上的人随扶梯一起斜向上做匀速运动，下列说法中错误的是( )
图4
A．重力对人做负功
B．支持力对人做正功
C．摩擦力对人做正功
D．合外力对人做功为零
答案 C
解析 因为人站在扶梯上匀速上升，而重力的方向是向下的，所以重力对人做负功，A正确；支持力的方向是向上的，故支持力对人做正功，B正确；而因为人做匀速直线运动，故他不受摩擦力的作用，所以摩擦力对人不做功，C错误，所以C符合题意；因为人的动能不变，即动能的变化量为0，所以合外力对人做功为零，D正确．
8．(2016·温州模拟)在篮球比赛中，某位同学获得罚球机会，他站在罚球线处用力将篮球投出，篮球约以1 m/s的速度撞击篮筐．已知篮球质量约为0.6 kg，篮筐离地高度约为3 m，忽略篮球受到的空气阻力，则该同学罚球时对篮球做的功大约为( )
A．1 J B．10 J C．50 J D．100 J
答案 B
解析 设该同学身高为1.7 m，对整个过程运用动能定理得，W－mgh＝eq \f(1,2)mv2－0，
代入数据解得W＝mgh＋eq \f(1,2)mv2＝(0.6×10×1.3＋eq \f(1,2)×0.6×1 ) J＝8.1 J.
9．一人造卫星在椭圆轨道上绕地球运行，如图5所示，A点和B点分别为其轨道的近地点和远地点．若欲将卫星的轨道变为圆轨道，可在A点或B点采取适当措施得以实现，则( )
图5
A．若在A点变轨，则变轨后卫星的机械能增大
B．若在B点变轨，则变轨后卫星的机械能增大
C．若在A点变轨，则变轨后卫星在圆轨道上运行时经过A点的加速度将变大
D．若在B点变轨，则变轨后卫星绕地球运动时经过B点的速度将增大，因此卫星绕地球运动的周期将变小
答案 B
解析 若在A点变轨，由原来的椭圆轨道变为圆轨道，则变轨后卫星的速率减小，因此机械能减小，故A错误；若在B点变轨，由原来的椭圆运动变为圆周运动，则变轨后卫星的速率增大，因重力势能不变，则机械能增大．故B正确；若在A点变轨，则变轨后卫星在圆轨道上运行时经过A点的加速度仍不变，故C错误；若在B点变轨，则变轨后卫星绕地球运动时经过B点的速度将增大，导致转动的半径增大，因此卫星绕地球运动的周期将变大，故D错误．
10．以下是书本上的一些图片，下列说法正确的是( )
A．图甲中，有些火星的轨迹不是直线，说明炽热微粒不是沿砂轮的切线方向飞出的
B．图乙中，两个影子在x、y轴上的运动不是物体的两个分运动
C．图丙中，无论小锤用多大的力去打击弹性金属片，A、B两球总是同时落地
D．图丁中，做变速圆周运动的物体所受合外力F在半径方向的分力大于所需要的向心力
答案 C
解析 甲图中炽热微粒是沿砂轮的切线方向飞出的，但是由于中途可能遇到了其他微粒的碰撞而改变了方向，A错误；乙图中沿y轴方向的平行光照射时，在x轴上的影子就是x方向的分运动，同理沿x轴方向的平行光照射时，在y轴上的影子就是y方向的分运动，B错误；无论小锤用多大的力去打击弹性金属片，只是使得小球A的水平速度变得更大，而两小球落地的时间是由两球离地面的高度决定的，所以A、B两球总是同时落地，C正确；做变速圆周运动的物体所受合外力F在半径方向的分力等于所需要的向心力，D错误．
11．(2015·浙江高考考试标准题型示例)“嫦娥一号”和“嫦娥二号”月球探测卫星的圆形绕月轨道距月球表面分别约为200 km和100 km.当它们在绕月轨道上运行时，两者相比，“嫦娥二号”的( )
A．周期较小 B．线速度较小
C．角速度较小 D．向心加速度较小
答案 A
12．质量为m的小球在竖直平面内的圆管中运动，小球的直径略小于圆管的内径，如图6所示．已知小球以速度v通过圆管的最高点时对圆管的外壁的压力恰好为mg，则小球以速度eq \f(v,2)通过圆管的最高点时( )
图6
A．对圆管的内、外壁均无压力
B．对圆管外壁的压力等于eq \f(mg,2)
C．对圆管内壁的压力等于eq \f(mg,2)
D．对圆管内壁的压力等于mg
答案 C
解析 小球以速度v通过圆管的最高点时，由牛顿第二定律得2mg＝meq \f(v2,R)，假设小球以速度eq \f(v,2)通过圆管的最高点时受到的压力向下，其大小为FN，则有mg＋FN＝meq \f(\f(v,2)2,R)，联立解得FN＝－eq \f(mg,2)，上式表明，小球受到的压力向上，由牛顿第三定律知，小球对圆管内壁有向下的压力，大小为eq \f(mg,2)，选项C正确．
13．(2016·台州市调研)如图7所示，一小物块以an＝4 m/s2的向心加速度做匀速圆周运动，半径R＝1 m，则下列说法正确的是( )
图7
A．小物块运动的角速度为4 rad/s
B．小物块做圆周运动的周期为π s
C．小物块在eq \f(π,4) s内通过的位移大小为eq \f(π,20) m
D．小物块在π s内通过的路程为零
答案 B
解析 因为an＝ω2R，所以小物块运动的角速度ω＝eq \r(\f(an,R))＝2 rad/s，周期T＝eq \f(2π,ω)＝π s，选项A错误，B正确；小物块在eq \f(π,4) s内转过eq \f(π,2)，通过的位移为eq \r(2) m，在π s内转过一周，通过的路程为2π m，选项C、D错误．
二、选择题Ⅱ(本题共3小题，每小题2分，共6分．每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的．全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有选错的得0分)
14．(2016·舟山市调研)如图8所示为修建高层建筑常用的塔式起重机．在起重机将质量m＝5×103 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a＝0.2 m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm＝1.02 m/s的匀速运动．取g＝10 m/s2，不计额外功．则( )
图8
A．起重机允许输出的最大功率为5.1×104 W
B．起重机允许输出的最大功率为5×104 W
C．重物做匀加速运动所经历的时间为5 s
D．重物做匀加速运动所经历的时间为5.1 s
答案 AC
解析 当起重机的牵引力等于重物的重力时，重物做匀速直线运动，此时起重机输出的功率最大，最大功率为Pm＝mgvm＝5.1×104 W，选项A正确，B错误；由F－mg＝ma，Pm＝Fv，v＝at1，联立解得t1＝5 s，选项C正确，D错误．
15．如图9所示是某科技馆魔力筒的示意图，魔力筒的上下都是开口的，内表面做抛光处理，可视为光滑，若把小球以某一速度v0沿水平方向滑入魔力筒，小球几乎可在某一水平面内运动相当长时间，(螺旋下降后)最终从下面的出口滑出，对小球在魔力筒内的运动，下列说法正确的是( )
图9
A．小球做圆周运动的周期越来越大
B．小球的向心加速度越来越大
C．小球的动能越来越大
D．小球的机械能越来越大
答案 BC
解析 很短一段时间内小球的运动可以视作水平面内的匀速圆周运动，由于螺旋下降，重力做功，动能增大，即速度v增大，而r减小，由T＝eq \f(2πr,v)得A错误，C正确；根据an＝eq \f(v2,r)得B正确；运动过程中，忽略摩擦力做负功，故机械能守恒，所以D错误．
16．(2016·嵊州市调研)如图10所示是乒乓球发射器示意图，发射口距桌面高度为0.45 m，假定乒乓球水平射出，落在桌面上与发射口水平距离为2.4 m的P点，飞行过程中未触网，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，则( )
图10
A．球下落的加速度逐渐变大
B．球从发射口到桌面的时间为0.3 s
C．球从发射口射出后速度不变
D．球从发射口射出的速率为8 m/s
答案 BD
解析 不计空气阻力，球下落的加速度为g，A错误；由h＝eq \f(1,2)gt2得：t＝eq \r(\f(2h,g))＝0.3 s，B正确；由x＝v0t解得球的初速度v0＝8 m/s，D正确；球的速度v＝eq \r(v\\al( 2,0)＋gt2)，随t逐渐增大，C错误．
第Ⅱ卷
三、非选择题(本题共7小题，共55分)
17．(5分)如图11所示，两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处，轨道的末端水平，在它们相同位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B，断开开关，两个小球同时开始运动．离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：
图11
(1)B球进入水平轨道后将做________运动；改变A轨道的高度，多次重复上述实验过程，总能观察到A球正好砸在B球上，由此现象可以得出的结论是________________________________________________________________________．
(2)若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为5 cm，则可算出A铁球刚达P点的速度为______ m/s.(g取10 m/s2，结果保留两位小数)
答案 (1)匀速直线 A球的水平分运动是匀速直线运动 (2)3.35
解析 (1)让两小球从相同的圆弧轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度．小球A做平抛运动，小球B做匀速直线运动，当两个小球相遇时则说明A小球平抛运动水平方向是匀速直线运动．
(2)A球做平抛运动，因此有：竖直方向：h＝9L＝eq \f(1,2)gt2，vy＝gt
水平方向：9L＝v0t
A到达P点的速度为：v＝eq \r(v\\al( 2,0)＋v\\al( 2,y))
将L＝5 cm代入，解得v≈3.35 m/s.
18．(5分)某同学用如图12甲所示装置做“探究合力做的功与动能改变关系”的实验，他们将光电门固定在水平轨道上的B点，如图所示．并用重物通过细线拉小车，然后保持小车和重物的质量不变，通过改变小车释放点到光电门的距离(s)进行多次实验，实验时要求每次小车都从静止释放．
图12
(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，d＝________cm.
(2)如果遮光条通过光电门的时间为t，小车到光电门的距离为s.该同学通过描点作出线性图象来反映合力做的功与动能改变关系，则他作的图象是下列哪一个时才能符合实验要求________．
A．s－t B．s－t2 C．s－t－1 D．s－t－2
(3)下列哪些实验操作能够减小实验误差________．
A．调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动
B．必须满足重物的质量远小于小车的质量
C．必须保证小车从静止状态开始释放
答案 (1)1.075 (2)D (3)C
解析 (1)游标卡尺的主尺读数为1 cm，游标读数为15×0.05 mm＝0.75 mm＝0.075 cm，所以最终读数为：1 cm＋0.075 cm＝1.075 cm；
(2)数字计时器记录通过光电门的时间，由位移公式计算出小车通过光电门的平均速度，用该平均速度代替小车的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时小车的瞬间速度为：v＝eq \f(d,t)，根据动能定理：Fs＝eq \f(1,2)mv2＝eq \f(1,2)m(eq \f(d,t))2，可见s与t2成反比，即与eq \f(1,t2)成正比，故应作出s－t－2图象．故选D.
(3)经前面分析知，要使s－t－2图象为过原点的直线，应保证小车初动能为零，即必须保证小车从静止状态开始释放，故选C.
19．(6分)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量m＝1.00 kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图13所示．O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，当地的重力加速度为g＝9.80 m/s2，那么：
图13
(1)根据图上所得的数据，应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律．
(2)从O点到(1)问中所取的点，重物重力势能的减少量ΔEp＝________J，动能增加量ΔEk＝________J(结果均保留三位有效数字)．
(3)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h，则以eq \f(v2,2)为纵轴，以h为横轴画出的图象是下列图中的( )
答案 (1)B (2)1.88 1.84 (3)A
解析 (1)因只能计算出B点的速度，故应取图中O点到B点来验证机械能守恒定律．
(2)ΔEp＝mg·hOB＝1.00×9.80×0.192 0 J≈1.88 J
vB＝eq \f(hOC－hOA,2T)＝1.92 m/s
故ΔEk＝eq \f(1,2)mveq \\al( 2,B)＝eq \f(1,2)×1.00×(1.92)2 J≈1.84 J.
(3)由机械能守恒定律可知，mgh＝eq \f(1,2)mv2，故有eq \f(v2,2)＝gh，图象A正确．
20．(9分)刀削面是山西最有代表性的面条，堪称天下一绝，已有数百年的历史．传统的操作方法是一手托面，一手拿刀，直接削到开水锅里，其要诀是：“刀不离面，面不离刀，胳膊直硬手水平，手端一条线，一棱赶一棱，平刀是扁条，弯刀是三棱”．如图14所示，面团与开水锅的高度差h＝0.80 m，与锅的水平距离L＝0.50 m，锅的半径R＝0.50 m．要使削出的面条落入锅中，求面条的水平初速度v0的范围．
图14
答案 1.25 m/s解析 由h＝eq \f(1,2)gt2
得t＝0.4 s
v1＝eq \f(L,t)＝1.25 m/s
v2＝eq \f(L＋2R,t)＝3.75 m/s
所以1.25 m/s21．(10分)如图15所示，人骑摩托车做腾跃特技表演，沿半径为3.2 m的eq \f(1,4)圆弧桥面运动，到桥面最高点时摩托车对桥面的压力为1 224 N，然后水平飞出落到与圆心同高的水平面上，已知人和车的总质量为180 kg，特技表演的全程中不计一切阻力，取g＝10 m/s2.求：
图15
(1)人和车到达顶部平台时的速度大小v0；
(2)人和车从桥面飞出的水平距离L.
答案 (1)3.2 m/s (2)2.56 m
解析 (1)在最高点，根据牛顿第二定律得， mg－FN＝meq \f(v\\al( 2,0),R)，
代入数据解得v0＝3.2 m/s.
(2)根据R＝eq \f(1,2)gt2得，t＝ eq \r(\f(2R,g))＝ eq \r(\f(2×3.2,10)) s＝0.8 s，
则人和车从桥面飞出的水平距离L＝v0t＝3.2×0.8 m＝2.56 m.
22．(10分)如图16所示，光滑斜面AB与光滑竖直圆弧轨道BCD在B点平滑连接，质量为m的小物块从斜面上A点由静止释放并滑下，经圆弧轨道最低点C后能沿轨道通过最高点D，此时对D点的压力恰好等于其重力．重力加速度为g，不计空气阻力．求：
图16
(1)物块运动到最低点C时对轨道的压力大小；
(2)A、C的高度差h与圆弧轨道半径R的比值．
答案 (1)7mg (2)3
解析 (1)当物块在C点时：FNC－mg＝eq \f(mv\\al( 2,C),R)，
当物块在D点时：FND＋mg＝eq \f(mv\\al( 2,D),R)，
物块从C运动到D的过程中遵循机械能守恒定律：
eq \f(1,2)mveq \\al( 2,C)＝eq \f(1,2)mveq \\al( 2,D)＋mg·2R
故FNC－FND＝6mg，则FNC′＝FNC＝7mg.
(2)物块由A→C机械能守恒，
mgh＝eq \f(1,2)mveq \\al( 2,C)，
因为在C点：FNC－mg＝eq \f(mv\\al( 2,C),R)，
联立两式，解得eq \f(h,R)＝3.
23．(10分)(2015·浙江9月学考·17)如图17所示是跳台滑雪的示意图，雪道由倾斜的助滑雪道AB、水平平台BC、着陆雪道CD及减速区DE组成，各雪道间均平滑连接．A处与水平平台间的高度差h＝45 m，CD的倾角为30°.运动员自A处由静止滑下，不计其在雪道ABC滑行和空中飞行时所受的阻力，运动员可视为质点．
图17
(1)求运动员滑离平台BC时的速度；
(2)为保证运动员落在着陆雪道CD上，雪道CD的长度至少为多少？
(3)若实际的着陆雪道CD长为150 m，运动员着陆后滑到D点时具有的动能是着陆瞬间动能的80%.在减速区DE，滑行x＝100 m后停下，运动员在减速区所受平均阻力是其重力的多少倍？
答案 (1)30 m/s (2)120 m (3)0.84
解析 (1)运动员由A到C的过程中，由机械能守恒得
mgh＝eq \f(1,2)mveq \\al( 2,C)
得vC＝eq \r(2gh)＝30 m/s
(2)设落点D′距抛出点C的距离为L，由平抛运动规律得
Lcs 30°＝vCt
Lsin 30°＝eq \f(1,2)gt2
解得：L＝120 m
(3)运动员由A运动到落点D′过程中，由机械能守恒得
mg(h＋Lsin 30°)＝eq \f(1,2)mveq \\al( 2,D ′)
设运动员在减速区减速过程中所受平均阻力是其重力的k倍，根据动能定理有－kmgx＝0－eq \f(1,2)mveq \\al( 2,D)
根据题意有
eq \f(1,2)mveq \\al( 2,D)＝0.8×eq \f(1,2)mveq \\al( 2,D′)
解得k＝0.84