高中物理人教版必修二、必修三综合测试卷

（满分：100分 考试时间：90分钟）

姓名：__________ 学号：__________ 班级：__________

完成时间：_______ 分钟 得分：_______

一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）

1. 关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（         ）

A. 线速度不变 B. 角速度不变 C. 向心加速度不变 D. 是匀变速运动

2. 发现万有引力定律的科学家是（         ）

A. 伽利略 B. 牛顿 C. 卡文迪什 D. 开普勒

3. 一个物体在地球表面所受重力为G，则在距地面高度为地球半径的2倍处，所受引力为（         ）

A. G/2 B. G/3 C. G/4 D. G/9

4. 关于功和能，下列说法正确的是（         ）

A. 功是能量转化的量度 B. 物体的动能不变，则合外力一定为零

C. 重力做功与路径有关 D. 汽车功率一定时，牵引力与速度成正比

5. 在电场中某点放入电荷量为q的试探电荷，受到的电场力为F，则该点的电场强度为E=F/q，下列说法正确的是（         ）

A. 若移去试探电荷，该点场强变为零

B. 该点放2q的试探电荷，场强变为2E

C. 该点不放试探电荷，场强仍为E

D. 以上说法都不正确

6. 关于电场线和等势面，下列说法正确的是（         ）

A. 电场线总是与等势面垂直，且从电势高的等势面指向电势低的等势面

B. 电场线越密处，等势面越疏

C. 同一电荷在等势面上移动时，电场力做功不为零

D. 电势降低的方向就是电场强度的方向

7. 质量为m的小球，用长为l的细线悬挂在O点，在O点正下方l/2处有一钉子P，把小球拉到与悬点等高的位置释放，当细线碰到钉子后瞬间，下列说法正确的是（         ）

A. 小球的线速度突然增大 B. 小球的角速度突然增大

C. 小球的向心加速度突然不变 D. 悬线的拉力突然不变

8. 关于静电场的电场强度和电势，下列说法正确的是（         ）

A. 电场强度为零的地方，电势也为零

B. 电场强度大的地方，电势一定高

C. 沿电场线方向电势逐渐降低

D. 电势降低的方向就是电场强度的方向

二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

9. 关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是（         ）

A. 向心力是根据效果命名的力 B. 向心力可以是合力也可以是某个力的分力

C. 向心力只改变速度方向，不改变速度大小 D. 向心加速度恒定

10. 两颗人造地球卫星A和B，质量之比mA:mB=1:2，轨道半径之比rA:rB=1:3，则下列判断正确的是（         ）

A. 线速度之比vA:vB=√3:1 B. 角速度之比ωA:ωB=3√3:1

C. 向心加速度之比aA:aB=9:1 D. 周期之比TA:TB=1:√3

11. 在静电场中，将一电子从A点移到B点，静电力做正功，则（         ）

A. 电场强度的方向一定由A指向B B. 电场强度的方向一定由B指向A

C. 电子在A点的电势能一定比B点高 D. A点的电势一定比B点高

12. 一个内壁光滑的圆形轨道固定在竖直平面内，质量为m的小球从与圆心等高的A点由静止释放，沿轨道滑到最低点B。在此过程中，下列说法正确的是（         ）

A. 轨道对小球的支持力始终不做功 B. 小球重力势能的减少量等于动能的增加量

C. 小球在B点对轨道的压力等于mg D. 小球的向心加速度逐渐增大

三、填空题（本题共2小题，每空2分，共12分。）

13. 在电场中某点放一电荷量为2.0×10⁻⁹ C的试探电荷，受到的电场力为4.0×10⁻⁵ N，则该点的电场强度大小为______N/C；若将该试探电荷取走，该点的电场强度大小为______N/C。

14. 一个质量为2 kg的物体，受到10 N的水平恒力作用。若物体以速度4 m/s匀速运动，则力F的功率为______W；若物体由静止开始做匀加速直线运动，则2 s末力F的瞬时功率为______W。

四、实验题（本题共1小题，共8分。）

15. 利用如图（文字描述）所示的装置验证机械能守恒定律：打点计时器固定在铁架台上，重锤拖着纸带做自由落体运动，通过纸带上的点迹进行测量。

（1）为完成该实验，除了图中所给器材，还必须使用的器材是______（填正确选项前的字母，4分）。

A. 交流电源 B. 直流电源 C. 秒表 D. 刻度尺

（2）实验中得到的一条理想纸带如图所示，O为打下的第一个点，A、B、C为连续的三个计数点，打点周期为T，测得OA=h1，OB=h2，OC=h3。若重锤质量为m，重力加速度为g，在打B点时重锤的速度vB=______（用题中字母表示，2分）。要验证从O到B过程机械能守恒，需要满足的表达式为______（2分）。

五、计算题（本题共3小题，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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。）

16. （12分）在竖直平面内有一光滑的1/4圆弧轨道，圆心为O，半径R=0.8 m，OA水平，OB竖直。一质量m=1 kg的小球从A点由静止滑下，B点与一水平粗糙轨道相接，动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10 m/s²。求：

（1）小球到达B点时的速度大小；

（2）小球在水平面上滑行的距离。

解：

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17. （10分）一个电子经电压U₁加速后，从两平行金属板中间垂直于电场方向射入，板长为L，板间距离为d，板间电压为U₂。电子电荷量为e，质量为m，忽略重力。求：

（1）电子离开偏转电场时的侧移量y；

（2）电子离开电场时的速度偏转角的正切值tanθ。

解：

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18. （10分）发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后在P点点火加速，使其沿椭圆转移轨道2运行，最后在远地点Q再次点火加速，将卫星送入同步圆轨道3。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，轨道1的半径为R，轨道3的半径为r。不计卫星质量变化。求：

（1）卫星在轨道1上运行的速度大小v₁；

（2）卫星在椭圆轨道2上从P点运动到Q点所用的时间t（用R、r、g表示）；

（3）卫星在Q点加速前瞬间的速度大小v₂。

解：

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参考答案及评分标准

一、单项选择题（每小题4分，共32分）

1. B 2. B 3. D 4. A 5. C 6. A 7. B 8. C

二、多项选择题（每小题4分，共16分）

9. ABC （全对4分，选对但不全得2分，有错选得0分）

10. ABC （D项应为TA:TB=1:3√3，故D错）

11. BC （静电力对电子做正功，电势能减小，C对；电子带负电，受力方向与场强方向相反，且力与位移夹角为锐角，故场强方向由B指A，B对）

12. ABD （C项，在最低点压力大于重力，C错）

三、填空题（每空2分，共12分）

13. 2.0×10⁴ ； 2.0×10⁴

14. 40 ； 100

四、实验题（8分）

15. （1）AD （4分）

（2）vB = \(\frac{h_3 - h_1}{2T}\) （2分）； \(mgh_2 = \frac{1}{2}m\left(\frac{h_3 - h_1}{2T}\right)^2\) 或 \(gh_2 = \frac{(h_3 - h_1)^2}{8T^2}\) （2分）

五、计算题（共32分）

16. （12分）

（1）从A到B由机械能守恒：\(mgR = \frac{1}{2}mv_B^2\) （2分）

解得 \(v_B = \sqrt{2gR} = \sqrt{2×10×0.8} = 4\) m/s （2分）

（2）在水平面上由动能定理：\(-\mu mg s = 0 - \frac{1}{2}mv_B^2\) （3分）

解得 \(s = \frac{v_B^2}{2\mu g} = \frac{16}{2×0.2×10} = 4\) m （3分）

各步骤公式正确、结果正确给相应分数，纯计算错误扣结果分。

17. （10分）

（1）经电压U₁加速：\(eU_1 = \frac{1}{2}mv_0^2\)，得 \(v_0 = \sqrt{\frac{2eU_1}{m}}\) （2分）

进入偏转电场后，水平方向匀速：\(t = \frac{L}{v_0}\) （1分）

加速度 \(a = \frac{eU_2}{md}\) （1分）

侧移量 \(y = \frac{1}{2}at^2 = \frac{1}{2} \cdot \frac{eU_2}{md} \cdot \frac{L^2}{v_0^2} = \frac{U_2 L^2}{4U_1 d}\) （2分）

（2）竖直方向速度 \(v_y = at = \frac{eU_2 L}{md v_0}\) （1分）

速度偏转角正切 \(\tan\theta = \frac{v_y}{v_0} = \frac{eU_2 L}{md v_0^2} = \frac{U_2 L}{2U_1 d}\) （3分）

评分：推导合理，关键表达式正确即可得分，结果形式不唯一。

18. （10分）

（1）在轨道1近地圆轨道：\(\frac{GMm}{R^2} = m\frac{v_1^2}{R}\)，又 \(GM = gR^2\) （2分）

解得 \(v_1 = \sqrt{gR}\) （1分）

（2）椭圆轨道2的半长轴 \(a = \frac{R + r}{2}\) （1分）

由开普勒第三定律：\(\frac{a^3}{T_2^2} = \frac{R^3}{T_1^2}\) ，轨道1周期 \(T_1 = \frac{2\pi R}{v_1} = 2\pi \sqrt{\frac{R}{g}}\) （2分）

解得 \(T_2 = \sqrt{\frac{(R+r)^3}{8R^3}} \cdot 2\pi \sqrt{\frac{R}{g}} = \pi \sqrt{\frac{(R+r)^3}{2g R^2}}\)

卫星从P到Q所用时间为半个周期：\(t = \frac{T_2}{2} = \frac{\pi}{2} \sqrt{\frac{(R+r)^3}{2g R^2}}\) （2分）

（3）在Q点，卫星在椭圆轨道2上的速度v₂满足：由开普勒第二定律，或由机械能和角动量守恒可求。简化：可根据椭圆轨道速度公式：\(v_2 = \sqrt{GM\left(\frac{2}{r} - \frac{1}{a}\right)} = \sqrt{gR^2\left(\frac{2}{r} - \frac{2}{R+r}\right)} = \sqrt{\frac{2gR^2(R)}{r(R+r)}}\) （2分，给分点：正确写出速度表达式并化简）

（说明：若用其他合理方法如机械能守恒推导也给分。）