高一物理必修二模块综合试卷

物理必修二一、单项选择题(每小题4分，共40分)1．关于匀速圆周运动，下列说法不正确的是A．线速度不变B．角速度不变C．频率不变D．周期不变2．在发射宇宙飞船时，利用地球的自转可以尽量减少发射时火箭所提供的能量，那么最理想的发射场地应在地球的A．北极B．赤道C．南极D．除以上三个位置以外的其他某个位置3．雨滴由静止开始下落，遇到水平吹来的风，下述说法正确的是①风速越大，雨滴下落时间越长②风速越大，雨滴着地时速度越大③雨滴下落时间与风速无关④雨滴着地速度与风速无关A．①②B．②③C．③④D．①④4．飞机以150m/s的水平速度匀速飞行，某时刻让A球落下，相隔1s又让B球落下，不计空气阻力，在以后的运动中，关于A球和B球的相对位置关系，正确的是A．A球在B球的前下方B．A球在B球的后下方C．A球在B球的正下方5m处D．A球在B球的正下方，距离随时间的增加而增加5．某星球与地球的质量比为a，半径比为b，则该行星表面与地球表面的重力加速度之比为A．a/b B．ab2C．a/b2D．ab6．一质量为2kg的滑块，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4m/s，在这段时间里水平力所做的功为A．0 B．8J C．16J D．32J7．质点所受的力随时间变化的规律如图1所示，力的方向始终在一直线上，已知t=0时质点的速度为零，在图示的t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大A．t1B．t2C．t3D．t48．在水平面上一轻质弹簧竖直放置，在它正上方一物体自由落下，如图2所示，在物体压缩弹簧速度减为零的过程中A．物体的动能不断减小B．物体所受的合力减小为零C．弹簧的弹性势能不断增大D．物体的机械能守恒9．长度为L=0. 5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg的小球，如图3所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为2.0m/s ，不计空气阻力，g 取10m/s 2，则此时细杆OA 受到A ．6.0N 的拉力B ．6.0N 的压力C ．24N 的拉力D ．24N 的压力10．如图4，桌面高为h ，质量m 的小球从离桌面高H 处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为参考平面，则小球落到地面前瞬间的机械能为A ．0B ．mghC ．mgHD ．mg(H+h) 二、填空题(每小题3分，共15分)11．河宽420m ，船在静水中的速度为3m/s ，水流速度为4m/s ，则船过河的最短时间为________s 。

第五、六章综合能力检测(A)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有的小题有多个选项符合题目要求，全选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(2011·白鹭洲中学高一检测)关于曲线运动下列说法中正确的是( ) A ．物体做曲线运动时，所受合外力的方向与加速度的方向不在同一直线上 B ．平抛运动是一种匀变速曲线运动C ．物体做圆周运动时所受的合外力就是其向心力，方向一定指向圆心D ．物体做曲线运动时的加速度一定是变化的 答案：B2．在玻璃管中放一个乒乓球并注满水，然后用软木塞封住管口，将此玻璃管固定在转盘上，处于静止状态．当转盘在水平面内转动时，如图所示，则乒乓球的位置会(球直径比管直径略小)( )A ．向外侧运动B ．向内侧运动C ．保持不动D ．无法判断 答案：B解析：水的重心外移，做离心运动，所以乒乓球向圆心移动．3．(平度一中高一检测)以v 0＝9.8m/s 水平速度抛出的石块，飞行一段时间后落地，落地时的速度与竖直方向成30°角，则完成这段飞行的时间为( )A.33s B.233s C.3s D ．2s答案：C解析：∵v y ＝gt ，tan30°＝v 0v y，∴t ＝3s.4.从事太空研究的宇航员需长时间在太空的微重力条件下工作、生活，这对适应了地球表面生活的人，将产生很多不良影响，例如容易患骨质疏松等疾病．为了解决这个问题，有人建议在未来的太空城中建立一个宇宙空间站，该空间站包括两个一样的太空舱，它们之间用硬杆相连，可绕O 点高速转动，如图所示．由于做匀速圆周运动，处于太空舱中的宇航员将能体验到与在地面上受重力相似的感觉．假设O 点到太空舱的距离等于100m ，太空舱中的宇航员能体验到与地面重力相似的感觉，则( )A ．太空舱中宇航员感觉到的“重力”方向指向OB ．太空舱中宇航员感觉到的“重力”方向远离OC ．空间站转动的角速度最好大约3转/分D ．空间站转动的角速度最好大约6转/分 答案：BC解析：太空舱中“人造重力”就是由于太空舱高速转动而使人离心产生的力，人有离心的感觉，故太空舱中宇航员感觉到的“重力”方向远离O ，太空舱中的宇航员能体验到与地面重力相似的感觉，故应有mg ＝mω2R ，R ＝100m ，n ＝ω2π＝12πgR＝0.050转/秒≈3转/分，所以应选BC.5．纵观月球探测的历程，人类对月球探索认识可分为三大步——“探、登、驻”．我国为探月活动确定的三小步是：“绕、落、回”，目前正在进行的是其中的第一步——绕月探测工程.2007年10月24日18时54分，“嫦娥一号”卫星的成功发射标志着我国探月工程迈出了关键的一步．我们可以假想人类不断向月球“移民”，经过较长时间后，月球和地球仍可视为均匀球体，地球的总质量仍大于月球的总质量，月球仍按原轨道运行，以下说法正确的是( )A ．月地之间的万有引力将变小B ．月球绕地球运动的周期将变大C ．月球绕地球运动的向心加速度将变小D ．月球表面的重力加速度将变大 答案：BCD解析：设移民质量为Δm ，未移民时的万有引力F 引＝G Mmr 2与移民后的万有引力F 引′＝G (M －Δm )(m ＋Δm )r 2比较可知，由于M 比m 大，所以F 引′>F 引；由于地球的质量变小，由F 引′＝G (M －Δm )(m ＋Δm )r 2＝(m ＋Δm )r (2πT )2＝(m ＋Δm )a 可知，月球绕地球运动的周期将变大，月球绕地球运动的向心加速度将变小；由月球对其表面物体的万有引力等于其重力可知，由于月球质量变大，因而月球表面的重力加速度将变大．6．(2011·德兴一中高一检测)火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定．若在某转弯处规定行驶速度为v ，则下列说法中正确的是( )①当以v 的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力②当以v 的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力③当速度大于v 时，轮缘挤压外轨 ④当速度小于v 时，轮缘挤压外轨 A ．①③ B ．①④ C ．②③ D ．②④答案：A7．如图所示，B 和C 是一组塔轮，即B 和C 半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为R B ∶R C ＝3∶2.A 轮的半径大小与C 轮相同，它与B 轮紧靠在一起，当A 轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B 轮也随之无滑动地转动起来，a 、b 、c 分别为三轮边缘的三个点，则a 、b 、c 三点在运动过程中的( )A ．线速度大小之比为3∶2∶2B ．角速度之比为3∶3∶2C ．转速之比为2∶3∶2D ．向心加速度大小之比为9∶6∶4 答案：D解析：A 、B 轮边缘线速度相等，故v a ∶v b ＝1∶1，A 错；B 、C 角速度相同，ωb ∶ωc＝1∶1，B 错，转速n ＝ω2π，又ωa R A ＝ωb R B ，ωa /ωb ＝R B /R A ＝3/2，故n a ∶n b ∶n c ＝ωa ∶ωb ∶ωc ＝3∶2∶2，C 错；因a 向＝ωv ，又v a ∶v b ∶v c ＝3∶3∶2，所以a 向的比值为9∶6∶4，D 对．8．(2010·湖北省部分重点中学高一下学期联考)“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星，目前已经完成各项技术攻关，将于今年10月份发射．“嫦娥二号”原本是“嫦娥一号”的备份卫星，因此两颗星在外形和重量上并没有太大差别．不过它的绕月飞行轨道将由“嫦娥一号”时的200公里高度降低到100公里，这样就能把月球看得更清楚．她们绕月球运动的示意图如图所示(轨道视为圆周)，则下列有关探月卫星的说法正确的是( )A ．“嫦娥二号”卫星绕月球运行的速度小于“嫦娥一号”卫星绕月球的速度B ．“嫦娥二号”卫星在图示轨道上运行时的加速度大于地球表面的重力加速度C ．“嫦娥二号”卫星所在位置的重力加速度比“嫦娥一号”所在位置的重力加速度大D ．“嫦娥一号”卫星在绕月轨道上经过加速变轨可达到“嫦娥二号”的绕月轨道 答案：C9．(2011·湖南衡阳八中高一检测)某同学在物理学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料如下：地球半径R ＝6400km ，地球表面重力加速度g 0＝9.80m/s 2；月球表面重力加速度g ′＝1.56m/s 2，月球半径r ＝1740km ，月球绕地球转动的速度v ＝1km/s ，月球绕地球转动一周时间为T ＝27.3天；光速c ＝2.998×105km/s.1969年8月1日第一次用激光器向位于天顶的月球表面发射出激光光束，经过约t ＝2.565s 接收到月球表面反射回来的激光信号．利用上述数据可算出地球表面与月球表面之间的距离s ，则下列方法正确的是( )A ．利用激光束的反射s ＝c ·t2来算B ．利用地球半径、月球半径、月球运动的线速度、周期关系v ＝2π(s ＋R ＋r )T来算 C ．利用地球表面的重力加速度、地球半径、月球半径及月球运动的线速度关系m 月g 0＝m 月v 2s ＋R ＋r来算 D ．利用月球表面的重力加速度、地球半径、月球半径及月球运动周期关系m 月g ′＝m 月4π2T 2(s ＋R ＋r )来算 答案：AB10．如图所示，半径为R 的半圆形光滑轨道AB 固定在水平地面上，一个质量为m 的小球以某一速度冲上轨道AB ，当小球将要从轨道口B 飞出时，对轨道的压力恰好为零，则小球落地点C 距A 的距离为( )A ．RB ．1.5RC ．2RD ．2.5R答案：C解析：由小球从B 飞出时对轨道的压力恰好为零可知，小球做平抛运动的初速度为v 0＝gR ①设小球从抛出到落地的时间为t ，则由平抛运动的规律可知s ＝v 0t ② 2R ＝12gt 2③由①②③式可得小球落地点C 距A 处的距离为S ＝2R ④第Ⅱ卷(非选择题 共60分)二、填空题(本题共3小题，每题6分，共18分．把答案直接填在横线上)11.如图所示是货场装卸货物装置，图中吊车向左运动的速率v 恒定，使悬吊着的货物以同一速率v 做水平方向的匀速运动．当货物距货车L 时，吊车上的卷场机突然启动，使货物在水平方向上仍为v 匀速运动的同时，又沿竖直方向作加速度为a 的匀加速运动，为使货物到达货车时至少提升h 高度，则v 的最大值应是________．答案：La2h解析：分析可知货物做类似平抛运动，当货物提高h ，恰到达货车时，根据平抛运动的规律，得水平方向：L ＝v t ① 竖直方向：h ＝12at 2……②联立①②两式得：v ＝La 2h. 12．图1是利用激光测转速的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料．当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来(如图2所示)．(1)若图2中示波器显示屏横向的每大格(5小格)对应的时间为5.00×10－2s ，则圆盘的转速为______r/s.(保留3位有效数字)(2)若测得圆盘直径为10.20cm ，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为________cm.(保留3位有效数字)答案：(1)4.55 (2)1.46解析：(1)根据题意，每一小格对应的时间为 t ＝15×5.00×10－2s ＝1.00×10－2s 由图2知，圆盘转一周的时间为T ＝22t ＝0.22s 则圆盘的转速n ＝10.22r/s ≈4.55r/s. (2)反光涂层的长度为l ＝tT ×πd ＝1.00×10－20.223.14×10.20cm ≈1.46cm. 13．某同学在研究平抛运动时，发现原来的实验方法不容易确定平抛小球在运动中的准确位置．于是，如图所示，在实验中用了一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前某处，使小球从斜槽上滑下，小球撞在木板上留下痕迹A ，将木板向后移距离x ，再使小球从斜槽上同样高度滑下，小球撞在木板上留下痕迹B ，将木板再向后移距离x ，小球再从斜槽上同样高度滑下，再得到痕迹C .A 、B 间距离y 1，A 、C 间距离y 2.若测得木板后移距离x ＝10cm ，测得y 1＝6.0cm ，y 2＝16.0cm.(1)根据以上物理量导出测量小球初速度公式v 0＝________(用题中所给字母)． (2)小球初速度值为________．(保留2位有效数字，g 取9.8m/s 2) 答案：(1)xgy 2－2y 1(2)1.6m/s三、论述·计算题(共4小题，42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)14．(8分)降落伞在下落一定时间后的运动是匀速的，无风时，跳伞员着地速度为4m/s ，现由于水平向东的风力影响，跳伞员的着地速度为5m/s ，那么：(1)跳伞员着地时的速度方向是怎样的？ (2)风速为多少？答案：(1)与竖直方向成37°角 (2)3m/s解析：(1)设着地速度方向与竖直方向成θ角，则有cos θ＝v y v 合＝45＝0.8，所以θ＝37°.(2)令风速为v 风，则有sin37°＝v 风v 合所以风速v 风＝v 合sin37°＝5×0.6m/s ＝3m/s.15．(11分)1990年3月，紫金山天文台将1965年9月20日发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，其直径2R ＝32km ，如该小行星的密度和地球的密度相同，则对该小行星而言，第一宇宙速度为多少(已知地球半径R 0＝6400km ，地球的第一宇宙速度v 1≈8km/s)?答案：20m/s解析：设小行星的第一宇宙速度为v 2，质量为M ，地球质量为M 0.则有G MmR 2＝m v 22R ，v 2＝GMR . 而v 1＝GM 0R 0，M ＝ρ43πR 3，M 0＝ρ43πR 03. 故v 2v 1＝MR 0M 0R＝R 2R 02＝R R 0v 2＝R v 1R 0＝16×86400km/s ＝20m/s. 该小行星的第一宇宙速度为20m/s.16．(11分)(2009年济宁统考)2007年10月24日18时，“嫦娥一号”卫星星箭成功分离，卫星进入绕地轨道．在绕地运行时，要经过三次近地变轨：12小时椭圆轨道①→24小时椭圆轨道②→48小时椭圆轨道③→地月转移轨道④.11月5日11时，当卫星经过距月球表面高度为h 的A 点时，再一次实施变轨，进入12小时椭圆轨道⑤，后又经过两次变轨，最后进入周期为T 的月球极月圆轨道⑦.如图所示．已知月球半径为R .(1)请回答：“嫦娥一号”在完成三次近地变轨时需要加速还是减速？(2)写出月球表面重力加速度的表达式． 答案：(1)加速 (2)4π2(R ＋h )3T 2R 2解析：(1)加速(2)设月球表面的重力加速度为g 月，在月球表面有 G MmR2＝mg 月 卫星在极月圆轨道有，G Mm (R ＋h )2＝m (2πT )2(R ＋h ) 解得g 月＝4π2(R ＋h )3T 2R217．(12分)(2011·北京日坛中学高一检测)如图所示，滑板运动员从倾角为53°的斜坡顶端滑下，滑下的过程中他突然发现在斜面底端有一个高h ＝1.4m 、宽L ＝1.2m 的长方体障碍物，为了不触及这个障碍物，他必须在距水平地面高度H ＝3.2m 的A 点沿水平方向跳起离开斜面．已知运动员的滑板与斜面间的动摩擦因数μ＝0.1，忽略空气阻力，重力加速度g 取10m/s 2.(已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)，求：(1)运动员在斜面上滑行的加速度的大小；(2)若运动员不触及障碍物，他从A 点起跳后落至水平面的过程所经历的时间； (3)运动员为了不触及障碍物，他从A 点沿水平方向起跳的最小速度． 答案：(1)7.4m/s (2)0.8s (3)6.0m/s解析：(1)设运动员连同滑板的质量为m ，运动员在斜面上滑行的过程中，根据牛顿第二定律 mg sin53°－μmg cos53°＝ma ，解得运动员在斜面上滑行的加速度a ＝g (sin53°－μcos53°)＝7.4m/s 2.(2)运动员从斜面上起跳后沿竖直方向做自由落体运动，根据自由落体公式H ＝12gt 2解得：t ＝2Hg＝0.8s. (3)为了不触及障碍物，运动员以速度v 沿水平方向起跳后竖直下落高度为H －h 时，他沿水平方向运动的距离为H cot53°＋L ，设他在这段时间内运动的时间为t ′，则：H －h ＝12gt ′2，H cot53°＋L ＝v t ′，解得v ＝6.0m/s.。

新人教版必修2全册综合测试一、不定项选择题1、下面说法中正确的是：（）A、物体在恒力作用下不可能做曲线运动。

B、物体在变力作用下有可能做曲线运动。

C、做曲线运动的物体，其速度方向与加速度的方向不在同一直线上。

D、物体在变力作用下不可能做曲线运动。

2、一飞机以150m/s的速度在高空某一水平面上做匀速直线运动，相隔1s先后从飞机上落下A、B两个物体，不计空气阻力，在运动过程中它们所在的位置关系是：（）A、A在B之前150m处。

B、A在B之后150m处。

C、正下方4.9m处。

D、A在B的正下方且与B的距离随时间而增大。

3、下列说法正确的是：（）A、做匀速圆周运动的物体的加速度恒定。

B、做匀速圆周运动的物体所受的合外力为零。

C、做匀速圆周运动的物体的速度大小是不变的。

D、做匀速圆周运动的物体处于平衡状态。

4、如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O，现给球一初速度，使球和杆一起绕轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对球的作用力，则F（）A、一定是拉力。

B、一定是推力C、一定等于0D、可能是拉力，可能是推力，也可能等于05、某个行星质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半，则一个物体在此行星上的重力是地球上重力的（）A、0.25倍B、0.5倍C、4倍D、2倍6、关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（）A、由于它相对地球静止，所以它处于平衡状态B、它的加速度一定小于9.8m/2sC、它的速度小于7.9km/sD、它的周期为一天，且轨道平面与赤道平面重合7、行星A和B都是均匀球体，其质量之比是1：3，半径之比是1：3，它们分别有卫星a和b，轨道接近各自行星表面，则两颗卫星a和b的周期之比为（）A、1：27B、1：9C、1：3D、3：18、关于功率，下列说法中正确的是：（）A、由P=W/t可知，做功越多，功率越大。

B、由P=W/t可知，单位时间内做功越多，功率越大。

C、由P=Fv可知，做功的力越大，功率就越大。

高中物理必修二模块水平综合检测（最新整理）(时间：90分钟 满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分)1.如图所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间t 到达地面时，速度与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g .下列说法正确的是( )A ．若小球初速度增大，则θ减小B ．小球在t 时间内的位移方向与水平方向的夹角为θ2C ．若小球初速度增大，则平抛运动的时间变长D ．小球水平抛出时的初速度大小为gt tan θ2．关于摩擦力做功，以下说法正确的是( )A ．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，所以一定做负功B ．静摩擦力虽然阻碍物体间的相对运动趋势，但不做功C ．静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功D ．一对相互作用力，若作用力做正功，则反作用力一定做负功3．变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度．如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A 轮有48齿，B 轮有42齿，C 轮有18齿，D 轮有12齿，则( )A．该车可变换两种不同挡位B．该车可变换五种不同挡位C．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4 D．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝4∶1 4．已知靠近地面运转的人造卫星，每天转n圈，如果发射一颗同步卫星，它离地面的高度与地球半径的比值为()A．n B．n2C.n3－1D.3n2－15．在平直轨道上，匀加速向右行驶的封闭车厢中，悬挂着一个带有滴管的盛油容器，如图所示．当滴管依次滴下三滴油时(设三滴油都落在车厢底板上)，下列说法中正确的是()A．这三滴油依次落在OA之间，且后一滴比前一滴离O点远B．这三滴油依次落在OA之间，且后一滴比前一滴离O点近C．这三滴油依次落在OA间同一位置上D．这三滴油依次落在O点上6.一箱土豆在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的土豆质量为m，它到转轴的距离为R，则其他土豆对该土豆的作用力为()A．mg B．mω2RC.m2g2＋m2ω4R2D.m2g2－m2ω4R27．如图所示，ABCD 是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC 的连接处都是一段与BC 相切的圆弧，B 、C 为水平的，其距离d ＝0.50 m 盆边缘的高度为h ＝0.30 m ．在A 处放一个质量为m 的小物块并让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC 面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的地点到B 的距离为( )A ．0.50 mB ．0.25 mC ．0.10 mD ．08.如图所示，质量为m 的物体(可视为质点)以某一速度从A 点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为34g ，此物体在斜面上上升的最大高度为h ，则在这个过程中物体( )A ．重力势能增加了34mghB ．动能损失了12mghC ．动能损失了mghD ．动能损失了32mgh 9．双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动．研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T ，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k 倍，两星之间的距离变为原来的n 倍，则此时圆周运动的周期为()A.n3k2T B.n3k T C.n2k T D.nk T10．以相同的动能从同一点水平抛出两个物体a和b，落地点的水平位移为s1和s2，自抛出到落地的过程中，重力做的功分别为W1、W2，落地瞬间重力的即时功率为P1和P2()A．若s1＜s2，则W1＞W2，P1＞P2B．若s1＜s2，则W1＞W2，P1＜P2C．若s1＝s2，则W1＞W2，P1＞P2D．若s1＝s2，则W1＜W2，P1＜P2二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分)11.如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑水平转动轴上，杆和球在竖直面内做匀速圆周运动，且杆对球A、B的最大约束力相同，则()A．B球在最低点较A球在最低点更易脱离轨道B．若B球在最低点与杆间的作用力为3mg，则A球在最高点受杆的拉力C．若某一周A球在最高点和B球在最高点受杆的力大小相等，则A球受杆的支持力，B球受杆的拉力D．若每一周做匀速圆周运动的角速度都增大，则同一周B球在最高点受杆的力一定大于A球在最高点受杆的力12.如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO1在水平面内转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力)，物块B到OO1轴的距离为物块A到OO1轴的距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B 即将滑动的过程中，下列说法正确的是()A．A受到的静摩擦力一直增大B．B受到的静摩擦力先增大，后保持不变C．A受到的静摩擦力先增大后减小D．A受到的合外力一直在增大13．如图为过山车以及轨道简化模型，以下判断正确的是()A．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于gRC．过山车在圆轨道最低点时乘客处于超重状态D．过山车在斜面h＝2R高处由静止滑下能通过圆轨道最高点14．(全国Ⅰ卷)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4 m高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止)；最后关闭发动机，探测器自由下落．已知探测器的质量约为1.3×103 kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s2，则此探测器()A．在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9 m/sB．悬停时受到的反冲作用力约为2×103 NC．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒D．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运动的线速度三、非选择题(本题共4小题，共46分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时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)15．(8分)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验．图甲(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________．A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量与势能变化量C．速度变化量与高度变化量(2)(多选)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________．A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O 的距离分别为h A、h B、h C.已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔE p ＝__________，动能变化量ΔE k＝________．图乙(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________．A．利用公式v＝gt计算重物速度B．利用公式v＝2gh计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确．16．(8分)如图所示，在固定光滑水平板上有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量m＝1 kg的小球A，另一端连接质量M＝4 kg的物体B.当A球沿半径r＝0.1 m的圆周做匀速圆周运动时，要使物体B不离开地面，A球做圆周运动的角速度有何限制(g取10 m/s2)?17．(14分)据报道，人们最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍．已知一个在地球表面质量为50 kg 的人在这个行星表面的重量约为800 N，地球表面处的重力加速度为10 m/s2.求：(1)该行星的半径与地球的半径之比；(2)若在该行星上距行星表面2 m高处，以10 m/s的水平初速度抛出一只小球(不计任何阻力)，则小球的水平射程是多大．18．(16分)如图所示，一长度L AB ＝4.98 m 、倾角θ＝30°的光滑斜面AB 和一固定粗糙水平台BC 平滑连接，水平台长度L BC ＝0.4 m ，离地面高度H ＝1.4 m ，在C 处有一挡板，小物块与挡板碰撞后以原速率反弹，下方有一半球体与水平台相切，整个轨道处于竖直平面内．在斜面顶端A 处由静止释放质量为m ＝2 kg 的小物块(可视为质点)，忽略空气阻力，小物块与BC 间的动摩擦因数μ＝0.1，g 取10 m/s 2.求：(1)小物块第一次与挡板碰撞前的速度大小；(2)小物块经过B 点多少次停下来，在BC 上运动的总路程为多少；(3)某一次小物块与挡板碰撞反弹后拿走挡板，最后小物块落在D 点，已知半球体半径r ＝0.75 m ，OD 与水平面夹角为α＝53°，求小物块与挡板第几次碰撞后拿走挡板(sin 53°＝45，cos 53°＝35)?高中物理必修二模块水平综合检测（最新整理）参考答案一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分)1.如图所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间t 到达地面时，速度与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g .下列说法正确的是()A ．若小球初速度增大，则θ减小B ．小球在t 时间内的位移方向与水平方向的夹角为θ2C ．若小球初速度增大，则平抛运动的时间变长D ．小球水平抛出时的初速度大小为gt tan θ解析：小球落地时竖直方向上的速度v y ＝gt ，因为落地时速度方向与水平方向的夹角为θ，则tan θ＝gt v 0，可知若小球初速度增大，则θ减小，故A 正确；小球落地时位移方向与水平方向夹角的正切值tanα＝y x ＝12gt 2v 0t ＝gt 2v 0，tan θ＝2tan α，但α≠θ2，故B 错误；平抛运动的落地时间由高度决定，与初速度无关，故C 错误；速度方向与水平方向夹角的正切值tan θ＝v y v 0＝gt v 0，小球的初速度v 0＝gt tan θ，故D 错误．答案：A2．关于摩擦力做功，以下说法正确的是()A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，所以一定做负功B．静摩擦力虽然阻碍物体间的相对运动趋势，但不做功C．静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功D．一对相互作用力，若作用力做正功，则反作用力一定做负功解析：摩擦力可以是动力，故摩擦力可做正功；一对相互作用力，可以都做正功，也可以都做负功；静摩擦力可以做功，也可以不做功，故选项A、B、D错误，C正确．答案：C3．变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度．如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则()A．该车可变换两种不同挡位B．该车可变换五种不同挡位C．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4D．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝4∶1解析：由题意知，A轮通过链条分别与C、D连接，自行车可有两种速度，B轮分别与C、D连接，又可有两种速度，所以该车可变换四种挡位；当A与D组合时，两轮边缘线速度大小相等，A转一圈，D 转4圈，即ωAωD＝14，选项C 对． 答案：C4．已知靠近地面运转的人造卫星，每天转n 圈，如果发射一颗同步卫星，它离地面的高度与地球半径的比值为( )A ．nB ．n 2 C.n 3－1 D.3n 2－1 解析：设同步卫星离地面的高度为h ，地球半径为R .近地卫星的周期为T 1＝24 h n ，同步卫星的周期为T 2＝24 h ，则T 1∶T 2＝1∶n ，对于近地卫星有G Mm R 2＝m 4π2T 21R ， 对于同步卫星有G Mm ′（R ＋h ）2＝m ′4π2T 22(R ＋h )， 联立解得h ＝(3n 2－1)R ，故D 正确．答案：D5．在平直轨道上，匀加速向右行驶的封闭车厢中，悬挂着一个带有滴管的盛油容器，如图所示．当滴管依次滴下三滴油时(设三滴油都落在车厢底板上)，下列说法中正确的是()A ．这三滴油依次落在OA 之间，且后一滴比前一滴离O 点远B ．这三滴油依次落在OA 之间，且后一滴比前一滴离O 点近C ．这三滴油依次落在OA 间同一位置上D．这三滴油依次落在O点上解析：油滴下落的过程中，在竖直方向上做自由落体运动，根据自由落体运动的规律可得，油滴运动的时间是相同的，在水平方向上，油滴离开车之后做匀速直线运动，但此时车做匀加速直线运动，油滴相对于车厢在水平方向上的位移就是车在水平方向上多走的位移，即Δx＝12at2，由于时间和加速度都是确定不变的，所以三滴油会落在同一点，即落在OA间同一位置上，故C正确．答案：C6.一箱土豆在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的土豆质量为m，它到转轴的距离为R，则其他土豆对该土豆的作用力为()A．mg B．mω2RC.m2g2＋m2ω4R2D.m2g2－m2ω4R2解析：设其他土豆对该土豆的作用力为F，则该土豆受到重力mg和F作用．由于该土豆做匀速圆周运动，所以这两个力的合力提供该土豆做匀速圆周运动的向心力，如图所示．根据直角三角形的关系得F＝（mg）2＋F2向，而F向＝mω2R，所以F＝m2g2＋m2ω4R2，C正确．答案：C7．如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C为水平的，其距离d＝0.50 m 盆边缘的高度为h＝0.30 m．在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的地点到B的距离为()A．0.50 m B．0.25 mC．0.10 m D．0解析：设小物块在BC面上运动的总路程为s.物块在BC面上所受的滑动摩擦力大小始终为f＝μmg，对小物块从开始运动到停止运动的整个过程进行研究，由动能定理得mgh－μmgs＝0，得到s＝hμ＝0.30.1m＝3 m，d＝0.50 m，则s＝6d，所以小物块在BC面上来回运动共6次，最后停在B点．故选D.答案：D8.如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为34g，此物体在斜面上上升的最大高度为h ，则在这个过程中物体( )A ．重力势能增加了34mghB ．动能损失了12mghC ．动能损失了mghD ．动能损失了32mgh解析：重力做功W G ＝－mgh ，故重力势能增加了mgh ，A 错．物体所受合力F ＝ma ＝34mg ，合力做功W 合＝－F h sin 30°＝－34mg ×2h ＝－32mgh ，由动能定理知，动能损失了32mgh ，B 、C 错，D 正确． 答案：D9．双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动．研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T ，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k 倍，两星之间的距离变为原来的n 倍，则此时圆周运动的周期为( ) A.n 3k 2T B.n 3k T C.n 2k T D.nk T解析：设两颗星的质量分别为m 1、m 2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，根据万有引力提供向心力可得：Gm1·m2（r1＋r2）2＝m1r14π2T2，Gm1·m2（r1＋r2）2＝m2r24π2T2，联立解得：m1＋m2＝4π2（r1＋r2）3GT2，即T2＝4π2（r1＋r2）3G（m1＋m2），因此，当两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍时，两星圆周运动的周期为T′＝n3k T，选项B正确，其他选项均错．答案：B10．以相同的动能从同一点水平抛出两个物体a和b，落地点的水平位移为s1和s2，自抛出到落地的过程中，重力做的功分别为W1、W2，落地瞬间重力的即时功率为P1和P2()A．若s1＜s2，则W1＞W2，P1＞P2B．若s1＜s2，则W1＞W2，P1＜P2C．若s1＝s2，则W1＞W2，P1＞P2D．若s1＝s2，则W1＜W2，P1＜P2解析：若s1＜s2，由于高度决定了平抛运动的时间，所以两个物体运动时间相等．由x＝v0t知：水平抛出两个物体的初速度关系为v1＜v2.由于以相同的动能从同一点水平抛出，所以两个物体的质量关系是m2＜m1.自抛出到落地的过程中，重力做的功W＝mgh，所以W1＞W2，平抛运动竖直方向做自由落体运动，所以落地瞬间两个物体的竖直方向速度v y相等，根据瞬时功率P＝F v cos α，落地瞬间重力的即时功率P＝mg v y.由于m2＜m1，所以P1＞P2，故A正确，B错误．以相同的动能从同一点水平抛出两个物体a和b，由于高度决定时间，所以两个物体运动时间相等．若s1＝s2，平抛运动水平方向做匀速直线运动，所以水平抛出两个物体的初速度相等．由于以相同的动能从同一点水平抛出，所以两个物体的质量相等．所以自抛出到落地的过程中，重力做的功相等，即W1＝W2.落地瞬间重力的即时功率相等，即P1＝P2，则C、D错误．故选A.答案：A二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分)11.如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑水平转动轴上，杆和球在竖直面内做匀速圆周运动，且杆对球A、B的最大约束力相同，则()A ．B 球在最低点较A 球在最低点更易脱离轨道B ．若B 球在最低点与杆间的作用力为3mg ，则A 球在最高点受杆的拉力C ．若某一周A 球在最高点和B 球在最高点受杆的力大小相等，则A 球受杆的支持力，B 球受杆的拉力D ．若每一周做匀速圆周运动的角速度都增大，则同一周B 球在最高点受杆的力一定大于A 球在最高点受杆的力解析：两球的角速度相同，由向心力公式F n ＝mω2r 可知，由于B 的运动半径较大，所需要的向心力较大，而由题意，两球的重力相等，杆对两球的最大拉力相等，所以在最低点B 球更容易做离心运动，更容易脱离轨道，故A 正确．若B 球在最低点与杆间的作用力为3mg ，设B 球的速度为v B .则根据牛顿第二定律，得N B －mg ＝m v 2B 2L ，且N B ＝3mg ，得v B ＝2gL ，由v ＝ωr ，ω相等，A 的半径是B 的一半，则得此时A 的速度为v A ＝12v B ＝gL .对A 球，设杆的作用力大小为N A ，方向向下，则有mg ＋N A ＝m v 2A L ，解得N A ＝0，说明杆对A 球没有作用力，故B 错误．若某一周A 球在最高点和B 球在最高点受杆的力大小相等，设为F ，假设在最高点杆对A 、B 球产生的都是支持力，对B球有mg－F＝mω2·2L；对A球有mg－F＝mω2L；很显然上述两个方程不可能同时成立，说明假设不成立，则知两球所受的杆的作用力不可能同时是支持力．对B球，若杆对B球产生的是拉力，有mg＋F＝mω2·2L；对A球，若杆对A球产生的是拉力，有F＋mg＝mω2L；两个方程不可能同时成立，所以两球不可能同时受杆的拉力．对B球，若杆对B球产生的是拉力，有mg＋F＝mω2·2L；对A球，若杆对A球产生的是支持力，有mg－F＝mω2L；两个方程能同时成立，所以可能A球受杆的支持力、B球受杆的拉力．对B球，若杆对B球产生的是支持力，有mg－F＝mω2·2L；对A球，若杆对A球产生的是拉力，有F＋mg＝mω2L；两个方程不能同时成立，所以不可能A球受杆的拉力，而B球受杆的支持力．综上，A球在最高点和B球在最高点受杆的力大小相等时，A球受杆的支持力、B球受杆的拉力，故C正确．当两球在最高点所受的杆的作用力都是支持力时，则对B球，有mg－F B＝mω2·2L，得F B＝mg－2mω2L；对A球，若杆对A球产生的是支持力，有mg－F A＝mω2L，得F A＝mg－mω2L，可得F A＞F B，故D错误．答案：AC12.如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO1在水平面内转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力)，物块B到OO1轴的距离为物块A到OO1轴的距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是()A．A受到的静摩擦力一直增大B．B受到的静摩擦力先增大，后保持不变C．A受到的静摩擦力先增大后减小D．A受到的合外力一直在增大解析：在转动过程中，两物块做圆周运动都需要向心力来维持，一开始是静摩擦力作为向心力，当摩擦力不足以提供所需向心力时，绳子中就会产生拉力，当这两个力的合力都不足以提供向心力时，物块将会与CD杆发生相对滑动．根据向心力公式F向＝m v 2R＝mω2R，可知在发生相对滑动前物块的运动半径是不变的，质量也不变，随着速度的增大，向心力增大，而向心力大小等于物块所受的合力，故D 正确．由于A的运动半径比B的小，A、B的角速度相同，知当角速度逐渐增大时，B物块先达到最大静摩擦力；角速度继续增大，B物块靠绳子的拉力和最大静摩擦力提供向心力；角速度增大，拉力增大，则A物块所受的摩擦力减小，当拉力增大到一定程度，A物块所受的摩擦力减小到零后反向，角速度增大，A物块所受的摩擦力反向增大．所以A所受的摩擦力先增大后减小，再增大；B物块所受的静摩擦力一直增大，达到最大静摩擦力后不变，故A、C错误，B正确．答案：BD13．如图为过山车以及轨道简化模型，以下判断正确的是()A．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于gRC．过山车在圆轨道最低点时乘客处于超重状态D．过山车在斜面h＝2R高处由静止滑下能通过圆轨道最高点解析：过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，机械能守恒，动能和重力势能相互转化，速度大小变化，不是匀速圆周运动，故A错误；在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当压力为零时，速度最小，则mg＝m v 2R，解得：v＝gR，故B正确；在最低点时，重力和轨道对车的压力提供向心力，加速度向上，乘客处于超重状态，故C正确；过山车在斜面h＝2R高处由静止滑下到最高点的过程中，根据动能定理得：12m v ′2＝mg (h －2R )＝0.解得；v ′＝0，所以不能通过最高点，故D 错误．故选B 、C.答案：BC14．(2015·课标全国Ⅰ卷)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4 m 高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止)；最后关闭发动机，探测器自由下落．已知探测器的质量约为1.3×103 kg ，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s 2，则此探测器( )A ．在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9 m/sB ．悬停时受到的反冲作用力约为2×103 NC ．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒D ．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运动的线速度解析：在地球表面附近有G M 地mR 2地＝mg 地，在月球表面附近有G M 月m R 2月＝mg 月，可得g 月＝1.656 m/s 2，所以探测器落地的速度为v ＝2g 月h ＝3.64 m/s ，故A 错误；探测器悬停时受到的反冲作用力为F ＝mg 月≈2×103 N ，B 正确；探测器由于在着陆过程中开动了发动机，因此机械能不守恒，C 错误；在靠近星球的轨道上有G Mm R 2＝mg ＝m v 2R ，即有v ＝gR ，可知在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度，故选项D正确．答案：BD三、非选择题(本题共4小题，共46分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时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)15．(8分)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验．图甲(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________．A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量与势能变化量C．速度变化量与高度变化量(2)(多选)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________．A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O。

高中物理必修二模块综合测试题(全册精品)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分)1.如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是()A．质点经过C点的速率比D点的大B．质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C．质点经过D点时的加速度比B点的大D．质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小2.如图所示，两个相对的斜面，倾角分别为37°和53°.在顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上. 若不计空气阻力，则A、B两个小球的运动时间之比为()A．1∶1B．4∶3C．16∶9 D．9∶163．如图所示，河水流动的速度为v，且处处相同，河宽度为a，在船下水点A的下游距离为b处是瀑布，为了使小船安全渡河(不掉到瀑布里去)，本题中小船速度均指静水中的速度，则下列说法正确的是()A．小船船头垂直于河岸渡河时间最短，最短时间为t＝bv，此时小船速度最大，最大速度为v max ＝a v bB ．小船沿y 轴方向渡河，位移最小，速度最大，最大速度为v max ＝a v bC ．小船沿轨迹AB 运动，位移最大，时间最长，速度最小，最小速度v min ＝a v bD ．小船沿轨迹AB 运动，位移最大，速度最小，最小速度v min ＝a v a 2＋b 24．汽车在平直公路上行驶，前一段时间内发动机的功率为P 1，后一段时间内的功率为P 2，已知在两段时间内发动机做的功相等，则在全部时间内发动机的平均功率为( )A.P 1＋P 22B.P 1P 2C.P 1P 2P 1＋P 2D.2P 1P 2P 1＋P 25．以一定速度竖直上抛一个小球，小球上升的最大高度为h ，空气阻力的大小恒为F f ，则从抛出至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为( )A ．0B ．－F f hC ．－2F f hD ．－4F f h6．质量为2×103 kg 、发动机的额定功率为80 kW 的汽车在平直公路上行驶．若该汽车所受阻力大小恒为4×103 N ，则下列判断中正确的有( )A ．汽车的最大速度是10 m/sB ．汽车以2 m/s 2的加速度匀加速启动，启动后第2 s 末时发动机的实际功率是32 kWC ．汽车以2 m/s 2的加速度匀加速启动，匀加速运动所能维持的时间为10 sD ．若汽车保持额定功率启动，则当其速度为5 m/s 时，加速度为8 m/s 27．质量为m 的滑块从半径为R 的半球形碗的边缘滑向碗底，过碗底时速度为v ，若滑块与碗间的动摩擦因数为μ，则在过碗底时滑块受到摩擦力的大小为( )A ．μmgB ．μm v 2RC ．μm ⎝ ⎛⎭⎪⎫g ＋v 2RD ．μm ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 2R －g 8.一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上，从t ＝0时刻开始，受到水平外力F 作用，如图所示．下列判断正确的是( )A ．0～2 s 内外力的平均功率是4 WB ．第2 s 内外力所做的功是4 JC ．第2 s 末外力的瞬时功率最大D ．第1 s 末与第2 s 末外力的瞬时功率之比为9∶59.长为0.5 m 的轻杆，其一端固定于O 点，另一端连有质量m ＝2 kg 的小球，它绕O 点在竖直平面内做圆周运动，如图所示，当通过最高点时，v ＝1 m/s ，小球受到杆的力是(g 取10 m/s 2)( )A ．16 N 推力B ．16 N 拉力C ．4 N 推力D ．4 N 拉力10．如图所示，两颗星组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O 点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L ，质量之比为m 1∶m 2＝3∶2，下列说法中正确的是( )A ．m 1、m 2做圆周运动的线速度之比为3∶2B ．m 1、m 2做圆周运动的角速度之比为3∶2C ．m 1做圆周运动的半径为25LD ．m 2做圆周运动的半径为25L二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分)11.我国已发射了“嫦娥三号”卫星，该卫星在距月球表面H 处的环月轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，其运行的周期为T ，随后“嫦娥三号”在该轨道上A 点采取措施，降至近月点高度为h 的椭圆轨道Ⅱ上，如图所示．若以R 表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响．则下述判断正确的是( )A ．“嫦娥三号”在环月轨道Ⅰ上需加速才能降至椭圆轨道ⅡB ．“嫦娥三号”在图中椭圆轨道Ⅱ上的周期为 （2R ＋H ＋h ）38（R ＋H ）3T C ．月球的质量为4π2（R ＋H ）3GT 2 D ．月球的第一宇宙速度为 2πR （R ＋H ）3TR 12．如图所示，在粗糙水平板上放一个物体，使水平板和物体一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab 为水平直径，cd 为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则( )A ．物块始终受到三个力作用B ．只有在a 、b 、c 、d 四点，物块受到合外力才指向圆心C ．从a 到b ，物体所受的摩擦力先减小后增大D ．从b 到a ，物块处于超重状态13.如图所示，在“嫦娥”探月工程中，设月球半径为R ，月球表面的重力加速度为g .飞船在半径为4R 的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A 点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B 时，再次点火进入半径约为R 的近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，则( )A ．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率等于12g 0RB ．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率小于在轨道Ⅱ上B 处的速率C ．飞船在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅱ上B 处的加速度D ．飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的周期之比T Ⅰ∶T Ⅲ＝4∶114．将一物体从地面以一定的初速度竖直上抛，从抛出到落回原地的过程中，空气阻力恒定．以地面为零势能面，则下列反映物体的机械能E 、动能E k 、重力势能E p 及克服阻力所做的功W 随距地面高度h 变化的四个图象中，可能正确的是( )三、非选择题(本题共4小题，共46分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时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)15．(8分)在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置．先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸．将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口的方向平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；将木板再向远离槽口的方向平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x＝10.00 cm.A、B间距离y1＝5.02 cm，B、C间距离y2＝14.82 cm(g＝9.80 m/s2).(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？______________________________________________________.(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0＝________________(用题中所给字母表示)．(3)小球初速度的值为v0＝________ m/s.16．(8分)如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合，转台以一定角速度ω匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为45°.已知重力加速度大小为g，小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为f＝24mg.(1)若小物块受到的摩擦力恰好为零，求此时的角速度ω0；(2)若小物块一直相对陶罐静止，求陶罐旋转的角速度的最大值和最小值．17．(14分)我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．如图所示，质量m＝60 kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a＝3.6 m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度v B＝24 m/s，A与B的竖直高度差H＝48 m．为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧．助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h＝5 m，运动员在B、C间运动时阻力做功W ＝－1 530 J，取g＝10 m/s2.(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力F f的大小；(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大．18．(16分)如图所示，一轻质弹簧左端固定在足够长的水平轨道左侧，水平轨道的PQ段粗糙，调节其初始长度为l0＝1.5 m，水平轨道右侧连接半径为R＝0.4 m的竖直圆形光滑轨道，可视为质点的滑块将弹簧压缩至A点后由静止释放，经过水平轨道PQ后，恰好能通过圆形轨道的最高点B.已知滑块质量m＝1 kg，与PQ段间的动摩擦因数μ＝0.4，轨道其他部分摩擦不计．g取10 m/s2，求：(1)弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能E p；(2)若每次均从A点由静止释放滑块，同时调节PQ段的长度，为使滑块在进入圆形轨道后能够不脱离轨道而运动，PQ段的长度l应满足什么条件？高中物理必修二(全册)模块综合测试题参考答案一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分)1.如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是()A．质点经过C点的速率比D点的大B．质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C．质点经过D点时的加速度比B点的大D．质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小解析：小球做匀变速曲线运动，所以加速度不变，故选项C错误．由于在D 点速度方向与加速度方向垂直，则在C点时速度方向与加速度方向的夹角为钝角，所以质点由C到D速率减小，即C点速率比D点大，故选项A正确．在A 点速度方向与加速度方向的夹角也为钝角，故选项B错误．而从B到E的过程中速度方向与加速度的方向间的夹角越来越小，故选项D错误．答案：A2.如图所示，两个相对的斜面，倾角分别为37°和53°.在顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上. 若不计空气阻力，则A、B两个小球的运动时间之比为()A．1∶1B．4∶3C．16∶9 D．9∶16解析：两小球均做平抛运动，且均落在斜面上，则对于A球有tan 37°＝yx＝12gt 2A v 0t A ＝gt A 2v 0，解得t A ＝2v 0tan 37°g ，同理对于B 球有t B ＝2v 0tan 53°g ，则t A t B ＝tan 37°tan 53°＝916，故D 正确．答案：D3．如图所示，河水流动的速度为v ，且处处相同，河宽度为a ，在船下水点A 的下游距离为b 处是瀑布，为了使小船安全渡河(不掉到瀑布里去)，本题中小船速度均指静水中的速度，则下列说法正确的是( )A ．小船船头垂直于河岸渡河时间最短，最短时间为t ＝b v ，此时小船速度最大，最大速度为v max ＝a v bB ．小船沿y 轴方向渡河，位移最小，速度最大，最大速度为v max ＝a v bC ．小船沿轨迹AB 运动，位移最大，时间最长，速度最小，最小速度v min ＝a v bD ．小船沿轨迹AB 运动，位移最大，速度最小，最小速度v min ＝a va 2＋b 2 解析：小船船头垂直于河岸渡河时间最短，最短时间t ＝a v 船，A 错误；小船沿y 轴方向渡河，位移最小，此时船头与河岸有一定夹角，指向上游，即小船的两个分速度夹角为钝角，合速度比两分速度夹角为锐角时小，故不是最大速度，B 错误；小船沿轨迹AB 运动位移最大，但渡河的时间由船速的大小和方向共同决定，此时船速有最小值，即当船速方向与AB 垂直时，船速最小，由相似三角形，得av min ＝a 2＋b 2v ，解得v min ＝a v a 2＋b 2，C 错误，D 正确． 答案：D4．汽车在平直公路上行驶，前一段时间内发动机的功率为P 1，后一段时间内的功率为P2，已知在两段时间内发动机做的功相等，则在全部时间内发动机的平均功率为()A.P1＋P22 B.P1P2C.P1P2P1＋P2D.2P1P2P1＋P2解析：平均功率P＝2Wt1＋t2，又t1＝WP1，t2＝WP2，故P＝2P1P2P1＋P2，故选项D正确．答案：D5．以一定速度竖直上抛一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为F f，则从抛出至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为()A．0 B．－F f hC．－2F f h D．－4F f h解析：上升阶段，空气阻力做功W1＝－F f h.下落阶段空气阻力做功W2＝－F f h，整个过程中空气阻力做功W＝W1＋W2＝－2F f h，故C选项正确．答案：C6．质量为2×103kg、发动机的额定功率为80 kW的汽车在平直公路上行驶．若该汽车所受阻力大小恒为4×103 N，则下列判断中正确的有() A．汽车的最大速度是10 m/sB．汽车以2 m/s2的加速度匀加速启动，启动后第2 s末时发动机的实际功率是32 kWC．汽车以2 m/s2的加速度匀加速启动，匀加速运动所能维持的时间为10 s D．若汽车保持额定功率启动，则当其速度为5 m/s时，加速度为8 m/s2解析：当牵引力大小等于阻力时速度最大，根据P＝f v m得，汽车的最大速度v m＝Pf＝80 0004 000m/s＝20 m/s，故A错误；根据牛顿第二定律，得F－f＝ma，解得F＝f＋ma＝4 000 N＋2 000×2 N＝8 000 N，第2 s末的速度v＝at＝2×2 m/s ＝4 m/s，第2 s末发动机的实际功率P＝F v＝8 000×4 W＝32 kW，故B正确；匀加速直线运动的末速度v＝PF＝80 0008 000m/s＝10 m/s，做匀加速直线运动的时间t ＝v a ＝102 s ＝5 s ，故C 错误；当汽车速度为5 m/s 时，牵引力F ＝P v ＝80 0005 N＝16 000 N ，根据牛顿第二定律，得汽车的加速度a ＝F －f m ＝16 000－4 0002 000m/s 2＝6 m/s 2，故D 错误．选B.答案：B7．质量为m 的滑块从半径为R 的半球形碗的边缘滑向碗底，过碗底时速度为v ，若滑块与碗间的动摩擦因数为μ，则在过碗底时滑块受到摩擦力的大小为( )A ．μmgB ．μm v 2RC ．μm ⎝ ⎛⎭⎪⎫g ＋v 2RD ．μm ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 2R －g 解析：滑块经过碗底时，由重力和支持力的合力提供向心力．根据牛顿第二定律得F N －mg ＝m v 2R ，则碗底对球支持力F N ＝mg ＋m v 2R .所以在过碗底时滑块受到摩擦力的大小f ＝μF N ＝μ⎝ ⎛⎭⎪⎫mg ＋m v 2R ＝μm ⎝ ⎛⎭⎪⎫g ＋v 2R ，故选C. 答案：C8.一质量为1 kg 的质点静止于光滑水平面上，从t ＝0时刻开始，受到水平外力F 作用，如图所示．下列判断正确的是( )A ．0～2 s 内外力的平均功率是4 WB ．第2 s 内外力所做的功是4 JC ．第2 s 末外力的瞬时功率最大D ．第1 s 末与第2 s 末外力的瞬时功率之比为9∶5解析：0～1 s 内，质点的加速度a 1＝F 1m ＝31 m/s 2＝3 m/s 2，则质点在0～1 s内的位移x 1＝12a 1t 21＝12×3×1 m ＝1.5 m ，1 s 末的速度v 1＝a 1t 1＝3×1 m/s ＝3 m/s ，第2 s 内质点的加速度a 2＝F 2m ＝11 m/s 2＝1 m/s 2，第2 s 内的位移x 2＝v 1t 2＋12a 2t 22＝3×1 m ＋12×1×1 m ＝3.5 m ，在0～2 s 内外力F 做功的大小W ＝F 1x 1＋F 2x 2＝3×1.5 J ＋1×3.5 J ＝8 J ，可知0～2 s 内外力的平均功率P ＝W t ＝82 W ＝4 W ，故A正确；第2 s 内外力做功W 2＝F 2x 2＝1×3.5 J ＝3.5 J ，故B 错误；第1 s 末外力的瞬时功率P 1＝F 1v 1＝3×3 W ＝9 W ，第2 s 末的速度v 2＝v 1＋a 2t 2＝3 m/s ＋1×1 m/s ＝4 m/s ，则外力的瞬时功率P 2＝F 2v 2＝1×4 W ＝4 W ，可知第2 s 末外力的瞬时功率不是最大，第1 s 末和第2 s 末外力的瞬时功率之比为9∶4，故C 、D 错误．答案：A9.长为0.5 m 的轻杆，其一端固定于O 点，另一端连有质量m ＝2 kg 的小球，它绕O 点在竖直平面内做圆周运动，如图所示，当通过最高点时，v ＝1 m/s ，小球受到杆的力是(g 取10 m/s 2)( )A ．16 N 推力B ．16 N 拉力C ．4 N 推力D ．4 N 拉力解析：小球受重力和杆的弹力作用，设杆的弹力竖直向上．由牛顿第二定律得mg －F N ＝m v 2L ，解得F N ＝mg －m v 2L ＝2×10 N －2×120.5N ＝16 N ，故球受到杆竖直向上的推力作用，大小为16 N ，选项A 正确．答案：A10．如图所示，两颗星组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O 点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L ，质量之比为m 1∶m 2＝3∶2，下列说法中正确的是( )A ．m 1、m 2做圆周运动的线速度之比为3∶2B ．m 1、m 2做圆周运动的角速度之比为3∶2C ．m 1做圆周运动的半径为25LD ．m 2做圆周运动的半径为25L解析：根据F 万＝F 向，对m 1得G m 1m 2L 2＝m 1v 21r 1＝m 1r 1ω2，对m 2得G m 1m 2L 2＝m 2v 22r 2＝m 2r 2ω2，又r 1＋r 2＝L ，由以上各式得v 1v 2＝r 1r 2＝m 2m 1＝23，A 错误．由于T 1＝T 2，故ω＝2πT 相同，B 错误．r 1＝25L ，r 2＝35L ，C 正确，D 错误．答案：C二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分)11.我国已发射了“嫦娥三号”卫星，该卫星在距月球表面H 处的环月轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，其运行的周期为T ，随后“嫦娥三号”在该轨道上A 点采取措施，降至近月点高度为h 的椭圆轨道Ⅱ上，如图所示．若以R 表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响．则下述判断正确的是( )A ．“嫦娥三号”在环月轨道Ⅰ上需加速才能降至椭圆轨道ⅡB ．“嫦娥三号”在图中椭圆轨道Ⅱ上的周期为 （2R ＋H ＋h ）38（R ＋H ）3T C ．月球的质量为4π2（R ＋H ）3GT 2 D ．月球的第一宇宙速度为 2πR （R ＋H ）3TR 解析：“嫦娥三号”在轨道Ⅰ上运动，要使其沿椭圆轨道运动，“嫦娥三号”需做近心运动，故在轨道Ⅰ上需要对“嫦娥三号”减速，“嫦娥三号”才可以沿轨道Ⅱ运动，故A 错误；根据开普勒第三定律a 3T 2＝k ，得“嫦娥三号”在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的周期应满足TⅠTⅡ＝（R＋H）3⎣⎢⎡⎦⎥⎤12（2R＋H＋h）3，TⅠ＝T，解得TⅡ＝（2R＋H＋h）38（R＋H）3T，故B正确；“嫦娥三号”在图中轨道Ⅰ上运动时，根据万有引力提供它做圆周运动的向心力，有G Mm（R＋H）2＝m4π2T2(R＋H)，解得月球的质量为M＝4π2（R＋H）3GT2，故C正确；据GMmR2＝mv2R，得月球的第一宇宙速度为v＝GMR＝2πR（R＋H）3TR，故D正确．答案：BCD12．如图所示，在粗糙水平板上放一个物体，使水平板和物体一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则()A．物块始终受到三个力作用B．只有在a、b、c、d四点，物块受到合外力才指向圆心C．从a到b，物体所受的摩擦力先减小后增大D．从b到a，物块处于超重状态解析：在cd两点处，只受重力和支持力，在其他位置处物体受到重力，支持力、静摩擦力三个作用，故A错误；物体作匀速圆周运动，合外力提供向心力，所以合外力始终指向圆心，故B错误；从a运动到b，物体的加速度的方向始终指向圆心，水平方向的加速度先减小后反向增大，根据牛顿第二定律可得，物体所受木板的摩擦力先减小后增大．故C正确．从b运动到a，向心加速度有向上的分量，所以物体处于超重状态，故D正确．答案：CD13.如图所示，在“嫦娥”探月工程中，设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g .飞船在半径为4R 的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A 点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B 时，再次点火进入半径约为R 的近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，则( )A ．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率等于12g 0RB ．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率小于在轨道Ⅱ上B 处的速率C ．飞船在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅱ上B 处的加速度D ．飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的周期之比T Ⅰ∶T Ⅲ＝4∶1解析：根据G Mm （4R ）2＝m v 214R ，得飞船在轨道Ⅰ上的运行速率v 1＝GM 4R ，又GM ＝g 0R 2，解得v 1＝g 0R 4＝12g 0R ，故A 正确；根据G Mm r 2＝m v 2r ，解得v ＝ GMr ，飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上的速率关系为v Ⅲ＞v Ⅰ，飞船在轨道Ⅱ上的B 处减速进入轨道Ⅲ，则飞船在轨道Ⅰ上的运行速率小于在轨道Ⅱ上B 处的速率，故B 正确；根据牛顿第二定律，得a ＝G Mm r 2m ＝GM r 2，飞船在轨道Ⅰ上的加速度小于在轨道Ⅱ上B 处的加速度，故C 错误；根据G Mm r 2＝mr 4π2T 2，得T ＝4π2r 3GM ，飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的轨道半径之比为4∶1，则周期之比为8∶1，故D 错误．答案：AB14．将一物体从地面以一定的初速度竖直上抛，从抛出到落回原地的过程中，空气阻力恒定．以地面为零势能面，则下列反映物体的机械能E 、动能E k 、重力势能E p 及克服阻力所做的功W 随距地面高度h 变化的四个图象中，可能正确的是( )解析：物体运动过程中受重力和阻力，除重力外其余力做的功等于机械能的变化量，上升过程和下降过程中物体一直克服阻力做功，故机械能不断减小，但落回原地时有速度，机械能不可能为零，故A错误；物体运动过程中受重力和阻力，合力做功等于动能的变化量，上升过程动能不断减小，表达式为－(mg＋f)h＝E k－E k0，下降过程动能不断增大，表达式为(mg－f)(H－h)＝E k，故B正确；重力做功等于重力势能的减少量，以地面为零势能面，故E p＝mgh，故C正确；上升过程中克服阻力所做的功W＝fh，下降过程中克服阻力做的功为W＝f(H－h)＝fH－fh，故D正确．答案：BCD三、非选择题(本题共4小题，共46分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时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) 15．(8分)在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置．先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸．将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口的方向平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；将木板再向远离槽口的方向平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x＝10.00 cm.A、B间距离y1＝5.02 cm，B、C间距离y2＝14.82 cm(g＝9.80 m/s2).(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？______________________________________________________.(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0＝________________(用题中所给字母表示)．(3)小球初速度的值为v0＝________ m/s.解析：(1)每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球，是为了使小球离开斜槽末端时有相同的初速度．(2)根据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动，则小球从A到B和从B到C运动时间相等，设为T；竖直方向由匀变速直线运动推论有y2－y1＝gT2，且v0T＝x.解以上两式得：v0＝xgy2－y1.(3)代入数据解得v0＝1.00 m/s.答案：(1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同(2)xgy2－y1(3)1.0016．(8分)如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合，转台以一定角速度ω匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为45°.已知重力加速度大小为g，小物块与陶罐之间的最大静摩擦力大小为f＝24mg.(1)若小物块受到的摩擦力恰好为零，求此时的角速度ω0；(2)若小物块一直相对陶罐静止，求陶罐旋转的角速度的最大值和最小值．解析：(1)当小物块受到的摩擦力为零，支持力和重力的合力提供向心力，有mg tan θ＝mω20R sin θ，解得ω0＝2g R.(2)当ω＞ω0时，重力和支持力的合力不够提供向心力，当角速度最大时，摩擦力方向沿罐壁切线向下时摩擦力达到最大值，设此时最大角速度为ω1，由牛顿第二定律，得f cos θ＋F N sin θ＝mω21R sin θ，f sin θ＋mg＝F N cos θ，联立以上三式，解得ω1＝32g 2R.当ω＜ω0时，重力和支持力的合力大于所需向心力，摩擦力方向沿罐壁切线向上，当角速度最小时，摩擦力向上达到最大值，设此最小角速度为ω2，由牛顿第二定律，得F N sin θ－f cos θ＝mω22R sin θ，mg＝F N cos θ＋f sin θ，联立解得ω2＝2g 2R.答案：(1) 2gR(2)32g2R2g2R17．(14分)我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．如图所示，质量m＝60 kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a＝3.6 m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度v B＝24 m/s，A与B的竖直高度差H＝48 m．为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧．助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h＝5 m，运动员在B、C间运动时阻力做功W ＝－1 530 J，取g＝10 m/s2.(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力F f的大小；(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大．解析：(1)运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动，设AB的长度为x，则有v2B＝2ax，①由牛顿第二定律，有mg Hx－F f＝ma，②联立①②式，代入数据，解得F f ＝144 N ．③(2)设运动员到达C 点时的速度为v C ，在由B 到达C 的过程中，由动能定理，有mgh ＋W ＝12m v 2C －12m v 2B ，④设运动员在C 点所受的支持力为F N ，由牛顿第二定律，有F N －mg ＝m v 2C R ，⑤由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，联立④⑤式，代入数据解得R ＝12.5 m.答案：(1)144 N (2)12.5 m18．(16分)如图所示，一轻质弹簧左端固定在足够长的水平轨道左侧，水平轨道的PQ 段粗糙，调节其初始长度为l 0＝1.5 m ，水平轨道右侧连接半径为R ＝0.4 m 的竖直圆形光滑轨道，可视为质点的滑块将弹簧压缩至A 点后由静止释放，经过水平轨道PQ 后，恰好能通过圆形轨道的最高点B .已知滑块质量m ＝1 kg ，与PQ 段间的动摩擦因数μ＝0.4，轨道其他部分摩擦不计．g 取10 m/s 2，求：(1)弹簧压缩至A 点时弹簧的弹性势能E p ；(2)若每次均从A 点由静止释放滑块，同时调节PQ 段的长度，为使滑块在进入圆形轨道后能够不脱离轨道而运动，PQ 段的长度l 应满足什么条件？解析：(1)设滑块冲上圆形轨道最高点B 时速度为v ，由能量守恒定律，得E p ＝12m v 2＋2mgR ＋μmgl 0，①滑块在B 点时，重力提供向心力，由牛顿第二定律，得mg ＝m v 2R ，②联立①②式并代入数据，解得E p ＝16 J.(2)若要使滑块不脱离轨道，分两种情况讨论：①滑块能够通过B 点而不脱离轨道，则应满足l ≤1.5 m ，③②滑块能够到达圆形轨道，则应满足E p ≥μmgl ，解得l ≤4 m ，④。

模块综合试卷(二)(时间：90分钟总分为：100分)一、选择题(此题共12小题，每一小题4分，共48分.1～7为单项选择题，8～12为多项选择题)1.火箭发射回收是航天技术的一大进步，如图1所示，火箭在返回地面前的某段运动可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上，不计火箭质量的变化，如此( )图1A.火箭在匀速下降过程中，机械能守恒B.火箭在减速下降过程中，携带的检测仪器处于失重状态C.火箭在减速下降过程中合力做功等于火箭机械能的变化D.火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力答案 D解析匀速下降阶段，火箭所受的阻力等于重力，除了重力做功外，还有阻力做功，所以机械能不守恒，选项A错误；在减速阶段，加速度向上，所以处于超重状态，选项B错误；火箭着地时，地面对火箭的作用力大于火箭的重力，选项D正确；合外力做功等于动能改变量，所以C项错误.2.在“G20〞峰会“最忆是杭州〞的文艺演出中，芭蕾舞演员保持如图2所示姿势原地旋转，此时手臂上A、B两点角速度大小分别为ωA、ωB，线速度大小分别为v A、v B，如此( )图2A.ωA＜ωBB.ωA＞ωBC.v A＜v BD.v A＞v B答案 D解析 两点周期一样，角速度一样，由v ＝ωr 知，v A ＞v B ，故D 正确，A 、B 、C 错误.3.一水平固定的水管，水从管口以不变的速度源源不断地喷出.水管距地面高h ＝1.8m ，水落地的位置到管口的水平距离x ＝1.2m ，不计空气与摩擦阻力，水从管口喷出的初速度大小是(g 取10m/s 2)( )A.1.2m/sB.2.0 m/sC.3.0m/sD.4.0 m/s答案 B解析 水平喷出的水做平抛运动，根据平抛运动规律h ＝12gt 2可知，水在空中运动的时间为t ＝2h g＝2×1.810 s ＝0.6 s ，根据x ＝v 0t 可知，水从管口喷出的初速度为v 0＝x t ＝1.20.6 m/s ＝2 m/s ，选项B 正确.4.(2017·全国卷Ⅲ)2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行.与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的( )A.周期变大B.速率变大C.动能变大D.向心加速度变大答案 C解析 根据组合体受到的万有引力提供向心力可得，GMm r 2＝m 4π2T 2r ＝m v 2r＝ma ，解得T ＝4π2r3GM ，v ＝GM r ，a ＝GM r2，由于轨道半径不变，所以周期、速率、向心加速度均不变，选项A 、B 、D 错误；组合体比天宫二号的质量大，动能E k ＝12mv 2变大，选项C 正确. 5.如图3所示，设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动，金星自身的半径是火星的n 倍，质量为火星的k 倍.不考虑行星自转的影响，如此( )图3A.金星外表的重力加速度是火星的k n倍 B.金星的“第一宇宙速度〞是火星的k n倍 C.金星绕太阳运动的加速度比火星小D.金星绕太阳运动的周期比火星大答案 B 解析 根据g ＝GM R 2可知，g 金g 火＝M 金M 火·R 2火R 2金＝k n 2，选项A 错误；根据v ＝GM R 可知，v 金v 火＝k n，选项B 正确；根据a ＝GM 0r 2可知，轨道半径越大，加速度越小，选项C 错误；由r 3T2＝C 可知，轨道半径越大，周期越长，选项D 错误.6.(2018·湖南师大附中高一下学期期末)“神舟六号〞载人飞船顺利发射升空后，经过115小时32分的太空飞行，在离地面约为430km 的圆轨道上运行了77圈，运动中需要屡次“轨道维持〞.所谓“轨道维持〞就是通过控制飞船上发动机的点火时间、推力的大小和推力的方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定飞行，如果不进展“轨道维持〞，由于飞船受到轨道上稀薄空气的影响，轨道高度会逐渐降低，在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能的变化情况是( )A.动能、重力势能和机械能逐渐减小B.重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能不变C.重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能不变D.重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小答案 D解析 如果不进展“轨道维持〞，由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力，需要抑制摩擦阻力做功，所以机械能逐渐减小，轨道高度会逐渐降低，重力势能逐渐减小，轨道半径逐渐减小，根据G Mm r 2＝m v 2r ，可得E k ＝GMm 2r，动能逐渐增大，所以正确选项为D. 7.(2019·全国卷Ⅲ)从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用.距地面高度h 在3m 以内时，物体上升、下落过程中动能E k 随h 的变化如图4所示.重力加速度取10m/s 2.该物体的质量为( )图4A.2kgB.1.5kgC.1kgD.0.5kg答案 C解析 设物体的质量为m ，如此物体在上升过程中，受到竖直向下的重力mg 和竖直向下的恒定外力F ，当Δh ＝3m 时，由动能定理结合题图可得－(mg ＋F )×Δh ＝(36－72) J ；物体在下落过程中，受到竖直向下的重力mg 和竖直向上的恒定外力F ，当Δh ＝3m 时，再由动能定理结合题图可得(mg －F )×Δh ＝(48－24) J ，联立解得m ＝1kg 、F ＝2N ，选项C 正确，A 、B 、D 均错误.8.“跳一跳〞小游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到旁边平台上.如图5所示的抛物线为棋子在某次跳跃过程中的运动轨迹，其最高点离平台的高度为h ，水平速度为v ；假设质量为m 的棋子在运动过程中可视为质点，只受重力作用，重力加速度为g ，如此( )图5A.棋子从最高点落到平台上所需时间t ＝2h gB.假设棋子在最高点的速度v 变大，如此其落到平台上的时间变长C.棋子从最高点落到平台的过程中，重力势能减少mghD.棋子落到平台上的速度大小为2gh答案 AC解析 由h ＝12gt 2得：t ＝2h g，A 项正确；下落时间与棋子在最高点的速度v 无关，B 项错误；棋子从最高点落到平台的过程中，重力做功为mgh ，重力势能减少mgh ，C 项正确；由机械能守恒定律：12mv ′2＝12mv 2＋mgh ，得：v ′＝v 2＋2gh ，D 项错误.9.(2018·岷县一中高一下学期期末)如图6所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，其下端挂一物体，物体在A点处于平衡状态.现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到B点，第二次将物体先拉到C点，再回到B点，如此这两次过程中( )图6A.重力势能改变量不相等B.弹簧的弹性势能改变量相等C.摩擦力对物体做的功相等D.斜面弹力对物体做功相等答案BD解析第一次直接将物体拉到B点，第二次将物体先拉到C点，再回到B点，两次初、末位置一样，路径不同，根据重力做功的特点只跟初、末位置有关，跟路径无关，所以两次重力做功相等，根据重力做功与重力势能变化的关系得两次重力势能改变量相等，故A错误；由于两次初、末位置一样，即两次对应的弹簧的形变量一样，所以两次弹簧的弹性势能改变量相等，故B正确；根据功的定义式得：摩擦力做功和路程有关.两次初、末位置一样，路径不同，所以两次摩擦力对物体做的功不相等，故C错误；斜面的弹力与物体位移方向垂直，如此弹力对物体不做功，即两次斜面弹力对物体做功相等，故D正确.10.(2018·全国卷Ⅰ)2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波.根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈.将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星( )A.质量之积B.质量之和C.速率之和D.各自的自转角速度答案BC解析两颗中子星运动到某位置的示意图如下列图每秒转动12圈，角速度，中子星运动时，由万有引力提供向心力得Gm 1m 2l2＝m 1ω2r 1① Gm 1m 2l2＝m 2ω2r 2② l ＝r 1＋r 2③由①②③式得G (m 1＋m 2)l 2＝ω2l ，所以m 1＋m 2＝ω2l 3G， 质量之和可以估算.由线速度与角速度的关系v ＝ωr 得v 1＝ωr 1④ v 2＝ωr 2⑤由③④⑤式得v 1＋v 2＝ω(r 1＋r 2)＝ωl ，速率之和可以估算.质量之积和各自自转的角速度无法求解.11.汽车在平直公路上以速度v 0匀速行驶，发动机功率为P ，牵引力为F 0，t 1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t 2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变).在如下选项中能正确反映汽车牵引力F 、汽车速度v 在这个过程中随时间t 的变化规律的是( )答案 AD解析 开始时汽车做匀速运动，如此F 0＝F f .由P ＝Fv 可判断，P ＝F 0v 0，v 0＝P F 0＝PF f，当汽车功率减小一半，即P ′＝P 2时，其牵引力为F ′＝P ′v 0＝F 02＜F f ，汽车开始做加速度不断减小的减速运动，F 1＝P ′v ＝P 2v ，加速度大小为a ＝F f －F 1m ＝F f m －P 2mv，由此可见，随着汽车速度v 减小，其加速度a 也减小，最终以v ＝v 02做匀速直线运动，故A 正确；同理，可判断出汽车的牵引力由F ′＝F 02最终增加到F 0，所以D 正确. 12.(2019·全国卷Ⅱ)如图7(a)，在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离.某运动员先后两次从同一跳台起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v 表示他在竖直方向的速度，其v －t 图像如图(b)所示，t 1和t 2是他落在倾斜雪道上的时刻.如此( )图7A.第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小B.第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大C.第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大D.竖直方向速度大小为v 1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大答案 BD解析 根据v －t 图线与t 轴所围图形的面积表示位移，可知第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的大，选项A 错误；从起跳到落到雪道上，第一次速度变化大，时间短，由a ＝Δv Δt可知，第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的小，选项C 错误；第二次滑翔过程中在竖直方向的位移比第一次的大，又运动员每次滑翔过程中竖直位移与水平位移的比值一样(等于倾斜雪道与水平面夹角的正切值)，故第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大，选项B 正确；竖直方向上的速度大小为v 1时，根据v －t 图线的斜率表示加速度可知，第二次滑翔过程中在竖直方向上的加速度比第一次的小，由牛顿第二定律有mg －F f ＝ma ，可知第二次滑翔过程中在竖直方向上所受阻力比第一次的大，选项D 正确.二、实验题(此题共12分)13.(12分)(2019·卷改编)用如图8所示装置研究平抛运动.将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上.钢球沿斜槽轨道PQ 滑下后从Q 点飞出，落在水平挡板MN 上.由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点.移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点.图8(1)如下实验条件必须满足的有________.A.斜槽轨道光滑B.斜槽轨道末段水平C.挡板高度等间距变化D.每次从斜槽上一样的位置无初速度释放钢球(2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系.a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________(选填“最上端〞“最下端〞或者“球心〞)对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时________(选填“需要〞或者“不需要〞)y轴与重垂线平行.b.假设遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图9所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，如此y1y2________13(选填“大于〞“等于〞或“小于〞).可求得钢球平抛的初速度大小为________(当地重力加速度为g，结果用上述字母表示).图9(3)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是________.A.从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹(4)伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样.这实际上揭示了平抛物体________.A.在水平方向上做匀速直线运动B.在竖直方向上做自由落体运动C.在下落过程中机械能守恒答案(1)BD(2分) (2)a.球心(1分) 需要(1分) b.大于(2分) xgy2－y1(2分)(3)AB(2分) (4)B(2分)解析(1)因为本实验是研究平抛运动，只需要每次实验都能保证钢球做一样的平抛运动，即每次实验都要保证钢球从同一高度无初速度释放并水平抛出，没必要要求斜槽轨道光滑，因此A错误，B、D正确；挡板高度可以不等间距变化，故C错误.(2)a.因为钢球做平抛运动的轨迹是其球心的轨迹，故将钢球静置于Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为坐标原点(平抛运动的起始点)；在确定y轴时需要y轴与重垂线平行.b.由于平抛的竖直分运动是自由落体，故相邻相等时间内竖直方向上位移之比为1∶3∶5…，故两相邻相等时间内竖直方向上的位移之比越来越大.因此y1y2＞13；由y2－y1＝gT2，x＝v0T，联立解得v0＝xgy2－y1.(3)将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定速度水平抛出，由于铅笔受摩擦力作用，且不一定能保证铅笔水平，铅笔将不能始终保持垂直白纸板运动，铅笔将发生倾斜，故不会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹，故C不可行，A、B可行.(4)从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，可认为做平抛运动，因此不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样，这实际上揭示了平抛物体在竖直方向上做自由落体运动，应当选项B正确.三、计算题(此题共4小题，共40分)14.(8分)(2018·天门、仙桃、潜江市高一下学期期末联考)如图10，一足够长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质定滑轮，绳两端各系一小球A和B.A球静置于地面；B球用手托住，离地高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放B后，在B触地的瞬间，B球的速度大小为gh(g为重力加速度，不计空气阻力)，求：图10 (1)B 球与A 球质量的比值M m ；(2)运动过程中(B 触地前)A 、B 的加速度大小各是多少？答案 (1)3 (2)g 2g 2解析 (1)对A 、B 组成的系统，机械能守恒，如此(M －m )gh ＝12(M ＋m )v 2(2分) 解得：M m ＝3(2分)(2)对B 分析，根据运动学公式可知2a B h ＝v 2(1分)解得运动过程中B 的加速度大小为a B ＝g 2(1分) 对A 分析，根据运动学公式可知2a A h ＝v 2(1分)解得运动过程中A 的加速度大小为a A ＝g 2.(1分) 15.(10分)(2018·商丘市高一下学期期末九校联考)光滑水平面AB 与竖直面内的圆形轨道在B 点相切，轨道半径R ＝0.5m ，一个质量m ＝2kg 的小球在A 处压缩一轻质弹簧，弹簧与小球不拴接.用手挡住小球不动，此时弹簧弹性势能E p ＝36J ，如图11所示.放手后小球向右运动脱离弹簧，沿圆形轨道向上运动恰能通过最高点C ，不计空气阻力，g 取10m/s 2.求：图11(1)小球脱离弹簧时的速度大小；(2)小球从B 到C 抑制阻力做的功；(3)小球离开C 点后落回水平面的位置到B 点的距离x .答案 (1)6m/s (2)11J (3)1m解析 (1)设小球脱离弹簧时的速度大小为v 1，根据机械能守恒定律E p ＝12mv 12(2分) 解得v 1＝2E p m＝6m/s(1分)(2)由动能定理得－mg ·2R －W f ＝12mv 22－12mv 12(2分) 小球恰能通过最高点C ，故mg ＝m v 22R(1分) 联立解得W f ＝11J(1分)(3)小球离开C 点后做平抛运动2R ＝12gt 2(1分) x ＝v 2t (1分)解得x ＝1m.(1分)16.(10分)如图12所示，轨道ABCD 平滑连接，其中AB 为光滑的曲面，BC 为粗糙水平面，CD 为半径为r 的内壁光滑的四分之一圆管，管口D 正下方直立一根劲度系数为k 的轻弹簧，弹簧下端固定，上端恰好与D 端齐平.质量为m 的小球在曲面AB 上距BC 高为3r 处由静止下滑，进入管口C 端时与圆管恰好无压力作用，通过CD 后压缩弹簧，压缩过程中小球速度最大时弹簧弹性势能为E p .小球与水平面BC 间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，求：图12(1)水平面BC 的长度s ；(2)小球向下压缩弹簧过程中的最大动能E km .答案 (1)5r 2μ (2)32mgr ＋m 2g 2k－E p 解析 (1)由小球在C 点对轨道没有压力， 有mg ＝m v 2C r(1分) 小球从出发点运动到C 点的过程中，由动能定理得3mgr －μmg ·s ＝12mv C 2(2分) 解得s ＝5r 2μ.(1分) (2)小球速度最大时，加速度为0，设此时弹簧压缩量为x .由kx ＝mg ，(1分)得x ＝mg k(1分)由C 点到速度最大时，小球和弹簧组成的系统机械能守恒设速度最大时的位置为零势能面，有12mv C 2＋mg (r ＋x )＝E km ＋E p (2分) 解得E km ＝32mgr ＋m 2g 2k－E p .(2分) 17.(12分)(2018·黄冈市检测)某学校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛.比赛路径如图13所示，赛车从起点A 出发，沿水平直线轨道运动L 后，由B 点进入半径为R 的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C 点，并能越过壕沟.赛车质量m ＝0.1 kg ，通电后以额定功率P ＝1.5W 工作，进入竖直轨道前受到的阻力恒为0.3N ，随后在运动中受到的阻力均可不计.图中L ＝10.00m ，R ＝0.32m ，h ＝1.25m ，s ＝1.50m.问：要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？(取g ＝10m/s 2)图13答案 2.5s解析 赛车通过圆轨道最高点的最小速度为v 1′，根据牛顿第二定律得，mg ＝m v 1′2R，得v 1′＝gR (2分)根据动能定理得，由B 点至圆轨道最高点有－mg ·2R ＝12mv 1′2－12mv 12(2分) 解得v 1＝4 m/s(1分)为保证赛车通过最高点，到达B 点的速度至少为v 1＝4 m/s(1分)根据h ＝12gt 2得，t ＝2h g＝0.5 s(1分) 如此平抛运动的初速度v 2＝s t＝3 m/s(1分)为保证赛车能越过壕沟，如此到达B 点的速度至少为v 2＝3 m/s(1分)因此赛车到达B 点的速度至少为v ＝v 1＝4 m/s(1分)从A 到B 对赛车由动能定理得Pt －F f L ＝12mv 2(1分) 解得t ≈2.5 s .(1分)。

高中物理必修二（全册）必修二模块综合测试题(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分)1.如图所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间t到达地面时，速度与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g.下列说法正确的是()A．若小球初速度增大，则θ减小B．小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为θ2C．若小球初速度增大，则平抛运动的时间变长D．小球水平抛出时的初速度大小为gt tan θ2．关于摩擦力做功，以下说法正确的是()A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，所以一定做负功B．静摩擦力虽然阻碍物体间的相对运动趋势，但不做功C．静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功D．一对相互作用力，若作用力做正功，则反作用力一定做负功3．变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度．如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则()A．该车可变换两种不同挡位B．该车可变换五种不同挡位C．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4D．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝4∶14．已知靠近地面运转的人造卫星，每天转n圈，如果发射一颗同步卫星，它离地面的高度与地球半径的比值为()A．n B．n2C.n3－1D.3n2－15．在平直轨道上，匀加速向右行驶的封闭车厢中，悬挂着一个带有滴管的盛油容器，如图所示．当滴管依次滴下三滴油时(设三滴油都落在车厢底板上)，下列说法中正确的是()A．这三滴油依次落在OA之间，且后一滴比前一滴离O点远B．这三滴油依次落在OA之间，且后一滴比前一滴离O点近C．这三滴油依次落在OA间同一位置上D．这三滴油依次落在O点上6.一箱土豆在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的土豆质量为m，它到转轴的距离为R，则其他土豆对该土豆的作用力为()A．mg B．mω2RC.m2g2＋m2ω4R2D.m2g2－m2ω4R27．如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C为水平的，其距离d＝0.50 m盆边缘的高度为h ＝0.30 m．在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的地点到B的距离为()A．0.50 m B．0.25 mC ．0.10 mD ．08.如图所示，质量为m 的物体(可视为质点)以某一速度从A 点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为34g ，此物体在斜面上上升的最大高度为h ，则在这个过程中物体( )A ．重力势能增加了34mghB ．动能损失了12mgh C ．动能损失了mgh D ．动能损失了32mgh9．双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动．研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T ，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k 倍，两星之间的距离变为原来的n 倍，则此时圆周运动的周期为( ) A.n 3k 2T B.n 3k T C.n 2k T D.nk T10．以相同的动能从同一点水平抛出两个物体a 和b ，落地点的水平位移为s 1和s 2，自抛出到落地的过程中，重力做的功分别为W 1、W 2，落地瞬间重力的即时功率为P 1和P 2( )A ．若s 1＜s 2，则W 1＞W 2，P 1＞P 2B ．若s 1＜s 2，则W 1＞W 2，P 1＜P 2C ．若s 1＝s 2，则W 1＞W 2，P 1＞P 2D ．若s 1＝s 2，则W 1＜W 2，P 1＜P 2二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分)11.如图所示，轻杆长为3L ，在杆的A 、B 两端分别固定质量均为m 的球A 和球B ，杆上距球A 为L 处的点O 装在光滑水平转动轴上，杆和球在竖直面内做匀速圆周运动，且杆对球A、B的最大约束力相同，则()A．B球在最低点较A球在最低点更易脱离轨道B．若B球在最低点与杆间的作用力为3mg，则A球在最高点受杆的拉力C．若某一周A球在最高点和B球在最高点受杆的力大小相等，则A球受杆的支持力，B球受杆的拉力D．若每一周做匀速圆周运动的角速度都增大，则同一周B球在最高点受杆的力一定大于A球在最高点受杆的力12.如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO1在水平面内转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力)，物块B到OO1轴的距离为物块A到OO1轴的距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是()A．A受到的静摩擦力一直增大B．B受到的静摩擦力先增大，后保持不变C．A受到的静摩擦力先增大后减小D．A受到的合外力一直在增大13．如图为过山车以及轨道简化模型，以下判断正确的是()A．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于gRC．过山车在圆轨道最低点时乘客处于超重状态D．过山车在斜面h＝2R高处由静止滑下能通过圆轨道最高点14．(课标全国Ⅰ卷)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面 4 m 高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止)；最后关闭发动机，探测器自由下落．已知探测器的质量约为1.3×103 kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s2，则此探测器() A．在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9 m/sB．悬停时受到的反冲作用力约为2×103 NC．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒D．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运动的线速度三、非选择题(本题共4小题，共46分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时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) 15．(8分)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验．图甲(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________．A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量与势能变化量C．速度变化量与高度变化量(2)(多选)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________．A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为h A、h B、h C.已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔE p＝__________，动能变化量ΔE k＝________．图乙(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________．A．利用公式v＝gt计算重物速度B．利用公式v＝2gh计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确．16．(8分)如图所示，在固定光滑水平板上有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量m＝1 kg的小球A，另一端连接质量M＝4 kg的物体B.当A球沿半径r＝0.1 m的圆周做匀速圆周运动时，要使物体B不离开地面，A 球做圆周运动的角速度有何限制(g取10 m/s2)?17．(14分)据报道，人们最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍．已知一个在地球表面质量为50 kg的人在这个行星表面的重量约为800 N，地球表面处的重力加速度为10 m/s2.求：(1)该行星的半径与地球的半径之比；(2)若在该行星上距行星表面2 m高处，以10 m/s的水平初速度抛出一只小球(不计任何阻力)，则小球的水平射程是多大．18．(16分)如图所示，一长度L AB＝4.98 m、倾角θ＝30°的光滑斜面AB和一固定粗糙水平台BC平滑连接，水平台长度L BC＝0.4 m，离地面高度H＝1.4 m，在C处有一挡板，小物块与挡板碰撞后以原速率反弹，下方有一半球体与水平台相切，整个轨道处于竖直平面内．在斜面顶端A处由静止释放质量为m＝2 kg 的小物块(可视为质点)，忽略空气阻力，小物块与BC间的动摩擦因数μ＝0.1，g 取10 m/s2.求：(1)小物块第一次与挡板碰撞前的速度大小；(2)小物块经过B点多少次停下来，在BC上运动的总路程为多少；(3)某一次小物块与挡板碰撞反弹后拿走挡板，最后小物块落在D点，已知半球体半径r＝0.75 m，OD与水平面夹角为α＝53°，求小物块与挡板第几次碰撞后拿走挡板(sin 53°＝45，cos 53°＝35)?高中物理必修二（全册）必修二模块综合测试题参考答案一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分)1.如图所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间t到达地面时，速度与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g.下列说法正确的是()A．若小球初速度增大，则θ减小B．小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为θ2C．若小球初速度增大，则平抛运动的时间变长D．小球水平抛出时的初速度大小为gt tan θ解析：小球落地时竖直方向上的速度v y＝gt，因为落地时速度方向与水平方向的夹角为θ，则tan θ＝gtv0，可知若小球初速度增大，则θ减小，故A正确；小球落地时位移方向与水平方向夹角的正切值tan α＝yx＝12gt2v0t＝gt2v0，tan θ＝2tanα，但α≠θ2，故B错误；平抛运动的落地时间由高度决定，与初速度无关，故C错误；速度方向与水平方向夹角的正切值tan θ＝v yv0＝gtv0，小球的初速度v0＝gttan θ，故D错误．答案：A2．关于摩擦力做功，以下说法正确的是()A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，所以一定做负功B．静摩擦力虽然阻碍物体间的相对运动趋势，但不做功C．静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功D．一对相互作用力，若作用力做正功，则反作用力一定做负功解析：摩擦力可以是动力，故摩擦力可做正功；一对相互作用力，可以都做正功，也可以都做负功；静摩擦力可以做功，也可以不做功，故选项A 、B 、D 错误，C 正确．答案：C3．变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度．如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A 轮有48齿，B 轮有42齿，C 轮有18齿，D 轮有12齿，则( )A ．该车可变换两种不同挡位B ．该车可变换五种不同挡位C ．当A 轮与D 轮组合时，两轮的角速度之比ωA ∶ωD ＝1∶4D ．当A 轮与D 轮组合时，两轮的角速度之比ωA ∶ωD ＝4∶1解析：由题意知，A 轮通过链条分别与C 、D 连接，自行车可有两种速度，B 轮分别与C 、D 连接，又可有两种速度，所以该车可变换四种挡位；当A 与D 组合时，两轮边缘线速度大小相等，A 转一圈，D 转4圈，即ωA ωD ＝14，选项C 对． 答案：C4．已知靠近地面运转的人造卫星，每天转n 圈，如果发射一颗同步卫星，它离地面的高度与地球半径的比值为( )A ．nB ．n 2 C.n 3－1 D.3n 2－1 解析：设同步卫星离地面的高度为h ，地球半径为R .近地卫星的周期为T 1＝24 h n ，同步卫星的周期为T 2＝24 h ，则T 1∶T 2＝1∶n ，对于近地卫星有G Mm R 2＝m 4π2T 21R ， 对于同步卫星有G Mm ′（R ＋h ）2＝m ′4π2T 22(R ＋h )， 联立解得h ＝(3n 2－1)R ，故D 正确．答案：D5．在平直轨道上，匀加速向右行驶的封闭车厢中，悬挂着一个带有滴管的盛油容器，如图所示．当滴管依次滴下三滴油时(设三滴油都落在车厢底板上)，下列说法中正确的是()A．这三滴油依次落在OA之间，且后一滴比前一滴离O点远B．这三滴油依次落在OA之间，且后一滴比前一滴离O点近C．这三滴油依次落在OA间同一位置上D．这三滴油依次落在O点上解析：油滴下落的过程中，在竖直方向上做自由落体运动，根据自由落体运动的规律可得，油滴运动的时间是相同的，在水平方向上，油滴离开车之后做匀速直线运动，但此时车做匀加速直线运动，油滴相对于车厢在水平方向上的位移就是车在水平方向上多走的位移，即Δx＝12at2，由于时间和加速度都是确定不变的，所以三滴油会落在同一点，即落在OA间同一位置上，故C正确．答案：C6.一箱土豆在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的土豆质量为m，它到转轴的距离为R，则其他土豆对该土豆的作用力为()A．mg B．mω2RC.m2g2＋m2ω4R2D.m2g2－m2ω4R2解析：设其他土豆对该土豆的作用力为F，则该土豆受到重力mg和F作用．由于该土豆做匀速圆周运动，所以这两个力的合力提供该土豆做匀速圆周运动的向心力，如图所示．根据直角三角形的关系得F＝（mg）2＋F2向，而F向＝mω2R，所以F＝m2g2＋m2ω4R2，C正确．答案：C7．如图所示，ABCD 是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC 的连接处都是一段与BC 相切的圆弧，B 、C 为水平的，其距离d ＝0.50 m 盆边缘的高度为h ＝0.30 m ．在A 处放一个质量为m 的小物块并让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC 面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的地点到B 的距离为( )A ．0.50 mB ．0.25 mC ．0.10 mD ．0解析：设小物块在BC 面上运动的总路程为s .物块在BC 面上所受的滑动摩擦力大小始终为f ＝μmg ，对小物块从开始运动到停止运动的整个过程进行研究，由动能定理得mgh －μmgs ＝0，得到s ＝h μ＝0.30.1 m ＝3 m ，d ＝0.50 m ，则s ＝6d ，所以小物块在BC 面上来回运动共6次，最后停在B 点．故选D.答案：D8.如图所示，质量为m 的物体(可视为质点)以某一速度从A 点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为34g ，此物体在斜面上上升的最大高度为h ，则在这个过程中物体( )A ．重力势能增加了34mghB ．动能损失了12mghC．动能损失了mghD．动能损失了32mgh解析：重力做功W G＝－mgh，故重力势能增加了mgh，A错．物体所受合力F＝ma＝34mg，合力做功W合＝－Fhsin 30°＝－34mg×2h＝－32mgh，由动能定理知，动能损失了32mgh，B、C错，D正确．答案：D9．双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动．研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为()A.n3k2T B.n3k TC.n2k T D.nk T解析：设两颗星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，根据万有引力提供向心力可得：Gm1·m2（r1＋r2）2＝m1r14π2T2，Gm1·m2（r1＋r2）2＝m2r24π2T2，联立解得：m1＋m2＝4π2（r1＋r2）3GT2，即T 2＝4π2（r1＋r2）3G（m1＋m2），因此，当两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍时，两星圆周运动的周期为T′＝n3k T，选项B正确，其他选项均错．答案：B10．以相同的动能从同一点水平抛出两个物体a和b，落地点的水平位移为s1和s2，自抛出到落地的过程中，重力做的功分别为W1、W2，落地瞬间重力的即时功率为P1和P2()A．若s1＜s2，则W1＞W2，P1＞P2B．若s1＜s2，则W1＞W2，P1＜P2C．若s1＝s2，则W1＞W2，P1＞P2D．若s1＝s2，则W1＜W2，P1＜P2解析：若s1＜s2，由于高度决定了平抛运动的时间，所以两个物体运动时间相等．由x＝v0t知：水平抛出两个物体的初速度关系为v1＜v2.由于以相同的动能从同一点水平抛出，所以两个物体的质量关系是m2＜m1.自抛出到落地的过程中，重力做的功W＝mgh，所以W1＞W2，平抛运动竖直方向做自由落体运动，所以落地瞬间两个物体的竖直方向速度v y相等，根据瞬时功率P＝F v cos α，落地瞬间重力的即时功率P＝mg v y.由于m2＜m1，所以P1＞P2，故A正确，B错误．以相同的动能从同一点水平抛出两个物体a和b，由于高度决定时间，所以两个物体运动时间相等．若s1＝s2，平抛运动水平方向做匀速直线运动，所以水平抛出两个物体的初速度相等．由于以相同的动能从同一点水平抛出，所以两个物体的质量相等．所以自抛出到落地的过程中，重力做的功相等，即W1＝W2.落地瞬间重力的即时功率相等，即P1＝P2，则C、D错误．故选A.答案：A二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分)11.如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A 和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑水平转动轴上，杆和球在竖直面内做匀速圆周运动，且杆对球A、B的最大约束力相同，则()A．B球在最低点较A球在最低点更易脱离轨道B．若B球在最低点与杆间的作用力为3mg，则A球在最高点受杆的拉力C．若某一周A球在最高点和B球在最高点受杆的力大小相等，则A球受杆的支持力，B球受杆的拉力D．若每一周做匀速圆周运动的角速度都增大，则同一周B球在最高点受杆的力一定大于A球在最高点受杆的力解析：两球的角速度相同，由向心力公式F n＝mω2r可知，由于B的运动半径较大，所需要的向心力较大，而由题意，两球的重力相等，杆对两球的最大拉力相等，所以在最低点B球更容易做离心运动，更容易脱离轨道，故A正确．若B球在最低点与杆间的作用力为3mg，设B球的速度为v B.则根据牛顿第二定律，得N B－mg＝m v2B2L，且N B＝3mg，得v B＝2gL，由v＝ωr，ω相等，A的半径是B的一半，则得此时A的速度为v A＝12v B＝gL.对A球，设杆的作用力大小为N A，方向向下，则有mg＋N A＝m v2AL，解得N A＝0，说明杆对A球没有作用力，故B错误．若某一周A球在最高点和B球在最高点受杆的力大小相等，设为F，假设在最高点杆对A、B球产生的都是支持力，对B球有mg－F＝mω2·2L；对A球有mg－F＝mω2L；很显然上述两个方程不可能同时成立，说明假设不成立，则知两球所受的杆的作用力不可能同时是支持力．对B球，若杆对B球产生的是拉力，有mg＋F＝mω2·2L；对A球，若杆对A球产生的是拉力，有F＋mg＝mω2L；两个方程不可能同时成立，所以两球不可能同时受杆的拉力．对B球，若杆对B球产生的是拉力，有mg＋F＝mω2·2L；对A球，若杆对A球产生的是支持力，有mg－F＝mω2L；两个方程能同时成立，所以可能A球受杆的支持力、B球受杆的拉力．对B 球，若杆对B球产生的是支持力，有mg－F＝mω2·2L；对A球，若杆对A球产生的是拉力，有F＋mg＝mω2L；两个方程不能同时成立，所以不可能A球受杆的拉力，而B球受杆的支持力．综上，A球在最高点和B球在最高点受杆的力大小相等时，A球受杆的支持力、B球受杆的拉力，故C正确．当两球在最高点所受的杆的作用力都是支持力时，则对B球，有mg－F B＝mω2·2L，得F B＝mg－2mω2L；对A球，若杆对A球产生的是支持力，有mg－F A＝mω2L，得F A＝mg－mω2L，可得F A＞F B，故D错误．答案：AC12.如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO1在水平面内转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力)，物块B到OO1轴的距离为物块A到OO1轴的距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是()A．A受到的静摩擦力一直增大B．B受到的静摩擦力先增大，后保持不变C．A受到的静摩擦力先增大后减小D．A受到的合外力一直在增大解析：在转动过程中，两物块做圆周运动都需要向心力来维持，一开始是静摩擦力作为向心力，当摩擦力不足以提供所需向心力时，绳子中就会产生拉力，当这两个力的合力都不足以提供向心力时，物块将会与CD杆发生相对滑动．根据向心力公式F向＝mv2R＝mω2R，可知在发生相对滑动前物块的运动半径是不变的，质量也不变，随着速度的增大，向心力增大，而向心力大小等于物块所受的合力，故D正确．由于A的运动半径比B的小，A、B的角速度相同，知当角速度逐渐增大时，B物块先达到最大静摩擦力；角速度继续增大，B物块靠绳子的拉力和最大静摩擦力提供向心力；角速度增大，拉力增大，则A物块所受的摩擦力减小，当拉力增大到一定程度，A物块所受的摩擦力减小到零后反向，角速度增大，A物块所受的摩擦力反向增大．所以A所受的摩擦力先增大后减小，再增大；B 物块所受的静摩擦力一直增大，达到最大静摩擦力后不变，故A 、C 错误，B 正确．答案：BD13．如图为过山车以及轨道简化模型，以下判断正确的是( )A ．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B ．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于gRC ．过山车在圆轨道最低点时乘客处于超重状态D ．过山车在斜面h ＝2R 高处由静止滑下能通过圆轨道最高点解析：过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，机械能守恒，动能和重力势能相互转化，速度大小变化，不是匀速圆周运动，故A 错误；在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当压力为零时，速度最小，则mg ＝m v 2R ，解得：v ＝gR ，故B 正确；在最低点时，重力和轨道对车的压力提供向心力，加速度向上，乘客处于超重状态，故C 正确；过山车在斜面h ＝2R 高处由静止滑下到最高点的过程中，根据动能定理得：12m v ′2＝mg (h －2R )＝0.解得；v ′＝0，所以不能通过最高点，故D 错误．故选B 、C.答案：BC14．(2015·课标全国Ⅰ卷)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4 m 高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止)；最后关闭发动机，探测器自由下落．已知探测器的质量约为1.3×103 kg ，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s 2，则此探测器( )A ．在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9 m/sB ．悬停时受到的反冲作用力约为2×103 NC ．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒D ．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运动的线速度解析：在地球表面附近有G M 地m R 2地＝mg 地，在月球表面附近有G M 月m R 2月＝mg 月，可得g 月＝1.656 m/s 2，所以探测器落地的速度为v ＝2g 月h ＝3.64 m/s ，故A 错误；探测器悬停时受到的反冲作用力为F ＝mg 月≈2×103 N ，B 正确；探测器由于在着陆过程中开动了发动机，因此机械能不守恒，C 错误；在靠近星球的轨道上有G Mm R 2＝mg ＝m v 2R ，即有v ＝gR ，可知在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度，故选项D 正确．答案：BD三、非选择题(本题共4小题，共46分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时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)15．(8分)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验．图甲(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________．A ．动能变化量与势能变化量B ．速度变化量与势能变化量C ．速度变化量与高度变化量(2)(多选)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________．A ．交流电源B ．刻度尺C ．天平(含砝码)(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A 、B 、C ，测得它们到起始点O 的距离分别为h A 、h B 、。

高一物理必修（2）综合测试题二姓名分数一、单项选择题（每小题只有一个正确的选项，请将选择答案的代号填在下列表题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案1、做匀速圆周运动的物体，在运动过程中保持不变的物理量是A．动能B．速度C．加速度D．机械能2、改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生改变，在下列几种情况下，汽车的动能是原来的4倍的是A．质量不变，速度增大到原来2倍B．速度不变，质量增大到原来2倍C．质量减半，速度增大到原来4倍D．速度减半，质量增大到原来4倍3、我国发射的风云一号气象卫星是极地卫星，卫星飞过两极上空，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为12h。

我国发射的风云二号气象卫星是地球同步卫星，周期是24h。

与风云二号相比较，风云一号A．距地面较近B．角速度较小C．线速度较小D．周期较大4、汽车对地面的压力过小是不安全的，所以，汽车以相同的车速过拱形桥时，以下说法正确的是A．桥半径越大越好B．桥半径越小越好C．桥半径大小都一样D．以上都不对5、将行星绕恒星运动的轨道当做成圆形，那么它运行的轨道半径R的三次方与周期T的平方之比为一常数k，即k=R3/T2 ，则常数k的大小A．只与行星的质量有关B．只与恒星的质量有关C．与恒星的质量及行星的质量均没有关系D．与恒星的质量及行星的质量都有关系6、如图所示，桌面离地高度为h，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，若以桌面为参考平面，则小球落地时的重力势能及整个过程中小球势能的变化为A．mgh，减少mg（H一h) B．mgh，增加mg(H+h)C．一mgh，增加mg( H一h) D．一mgh，减少mg(H+h)7、人造卫星离地面距离等于地球半径R，卫星以速度v沿圆轨道运动，设地面的重力加速度为g，则有A．v =4gR B．v =2gR C．v =gR D．v=gR/28、如下左图所示的皮带传动装置正在工作中，大轮半径是小轮半径的2倍，皮带与轮之间不打滑，A、B分别是主动轮和从动轮边缘上的两点，则A、B两点的角速度、线速度之比分别是（）A．1:2；1:1 B．1:2；2:1 C．2:1；1:1 D．1:1；2:19、如上中图所示，用细线吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做圆锥摆运动，关于小球受力，正确的是A．受重力、拉力、向心力B．受重力、拉力C．受重力D．以上说法都不正确10、北约在对南联盟进行轰炸时，大量使用贫铀炸弹，贫铀比重约为钢的2.5倍，设贫铀炸弹与常规炸弹射行速度之比约为2：1，它们在穿甲过程中所受阻力相同，则形状相同的贫铀炸弹与常规炸弹的最大穿甲深度之比约为A．2:1 B．1:1 C．10:1 D．5:2二、多项选择题（每小题至少有两个正确的选项，请将选择答案的代号填在括号内，每小题4分，共12分，全选对的得4分，选不全的得2分）11、如下左图所示，篮球绕中心线OO′以ω角速度转动，则（）A．A、B两点的角速度相等B．A、B两点线速度大小相等C．A、B两点的周期相等D．A、B两点向心加速度大小相等12、如下中图所示，将质量m=2kg的一个小钢球(可看成质点)从离地面H=2m高处由静止开始释放，落人泥潭并陷入泥中h=5cm深处，不计空气阻力(g取10m/s2)，则下列说法正确的是（）A．整个过程中重力做功为40 J B．整个过程中重力做功为41 JC．泥对小钢球的平均阻力为800 N D．泥对小钢球的平均阻力为820 N13、如上右图所示，小球自a点由静止自由下落到b点时，与弹簧接触，至c 点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a－b－c的运动过程中，下列说法正确的是（）A．系统的机械能守恒B．系统的机械能不守恒C．小球在b点时动能最大D．小球在c点时系统的弹性势能最大A B三、填空与实验题（每空2分，共24分）14、一物体在水平面内沿半径R=20cm的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度v=0.2m/s，那么，它的向心加速度为______m/s2，它的角速度为_______rad/s，它的周期为______s。

2019年(人教版)高中物理必修二：模块综合检测卷(含答案)物理·必修2（人教版）模块综合检测卷(考试时间：90分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共10小题，每题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．发现万有引力定律的科学家是()A．开普勒 B．牛顿C．卡文迪许 D．爱因斯坦答案：B2．经典力学适用于解决( )A．宏观高速问题 B．微观低速问题C．宏观低速问题 D．微观高速问题答案：C3．关于向心加速度的物理意义，下列说法中正确的是( )A．描述线速度的大小变化的快慢B．描述线速度的方向变化的快慢C．描述角速度变化的快慢D．描述向心力变化的快慢答案：B4．当质点做匀速圆周运动时，如果外界提供的合力小于质点需要的向心力了，则( )A．质点一定在圆周轨道上运动B．质点一定向心运动，离圆心越来越近C．质点一定做匀速直线运动D．质点一定离心运动，离圆心越来越远答案：D5．忽略空气阻力，下列几种运动中满足机械能守恒的是( )A．物体沿斜面匀速下滑 B．物体自由下落的运动C．电梯匀速下降 D．子弹射穿木块的运动答案：B6．人造地球卫星中的物体处于失重状态是指物体( )A．不受地球引力作用B．受到的合力为零C．对支持物没有压力D．不受地球引力，也不受卫星对它的引力答案：C7．物体做竖直上抛运动时，下列说法中正确的是( )A．将物体以一定初速度竖直向上抛出，且不计空气阻力，则其运动为竖直上抛运动B．做竖直上抛运动的物体，其加速度与物体重力有关，重力越大的物体，加速度越小C．竖直上抛运动的物体达到最高点时速度为零，加速度为零，处于平衡状态D．竖直上抛运动过程中，其速度和加速度的方向都可改变答案：A8．已知地球的第一宇宙速度为7.9 km/s，第二宇宙速度为11.2 km/s, 则沿圆轨道绕地球运行的人造卫星的运动速度( )A．只需满足大于7.9 km/sC．大于等于7.9 km/s，而小于11.2 km/sD．一定等于7.9 km/s答案：B9．如图甲、乙、丙三种情形表示某物体在恒力F作用下在水平面上发生一段大小相同的位移，则力对物体做功相同的是( )A．甲和乙 B．甲、乙、丙 C．乙和丙 D．甲和丙答案：D10．如图所示，物体P以一定的初速度沿光滑水平面向右运动，与一个右端固定的轻质弹簧相撞，并被弹簧反向弹回．若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律，那么在P与弹簧发生相互作用的整个过程中( )A．P做匀变速直线运动B．P的加速度大小不变，但方向改变一次C．P的加速度大小不断改变，当加速度数值最大时，速度最小D．有一段过程，P的加速度逐渐增大，速度也逐渐增大答案：C二、双项选择题(本题共6小题，每题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中有两个选项正确，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分．)11．关于质点做匀速圆周运动，下列说法中正确的是( )A．质点的速度不变 B．质点的周期不变C．质点的角速度不变 D．质点的向心加速度不变答案：BC12．对下列四幅图的描述正确的是( )A．图A可能是匀速圆周运动的速度大小与时间变化的关系图象B．图B可能是竖直上抛运动的上升阶段速度随时间变化的关系图象C．图C可能是平抛运动的竖直方向加速度随时间变化的关系图象D．图D可能是匀速圆周运动的向心力大小随时间变化的关系图象答案：BD13．关于同步地球卫星，下列说法中正确的是( )A．同步地球卫星可以在北京上空B．同步地球卫星到地心的距离为一定的C．同步地球卫星的周期等于地球的自转周期D．同步地球卫星的线速度不变答案：BC14．三颗人造地球卫星A、B、C在地球的大气层外沿如图所示的轨道做匀速圆周运动，已知m A＝m B>m C，则三个卫星( )A．线速度大小的关系是v A>v B＝v CB．周期关系是T A<T B＝T CC．向心力大小的关系是F A>F B＝F CD．向心加速度大小的关系是a A>a B>a C答案：AB15.如右图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下．不计空气阻力，则在重物由A点摆向最低点B的过程中( ) A．弹簧与重物的总机械能守恒 B．弹簧的弹性势能增加C．重物的机械能不变 D．重物的机械能增加答案：AB三、非选择题(本大题3小题，共40分．按题目要求作答．解答题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．(11分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为9.80 m/s2，测得所用重物的质量为1.00 kg.若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02 s)，那么：(1)纸带的______端与重物相连；(2)打点计时器打下计数点B时，物体的速度v B＝________；(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔE p＝________，此过程中物体动能的增加量ΔE k＝________(取g＝9.8 m/s2)；(4)通过计算，数值上ΔE p____ΔE k(填“＞”“＝”或“＜”)，这是因为________________________________________________________________________；(5)实验的结论是______________________________________________________．解析：(1)重物在开始下落时速度较慢，在纸带上打的点较密，越往后，物体下落得越快，纸带上的点越稀．所以，纸带上靠近重物的一端的点较密，因此纸带的左端与重物相连．(2)v B ＝OC －OA2T＝0.98 m/s.(3)ΔE p ＝mg×OB ＝0.49 J ，ΔE k ＝12mv B 2＝0.48 J.(4)ΔE p ＞ΔE k ，这是因为实验中有阻力． (5)在实验误差允许范围内，机械能守恒．答案：(1)左 (2)0.98 m/s (3)0.49 J 0.48 J (4)＞ 这是因为实验中有阻力 (5)在实验误差允许范围内，机械能守恒17.(4分)如图所示，将轻弹簧放在光滑的水平轨道上，一端与轨道的A 端固定在一起，另一端正好在轨道的B 端处，轨道固定在水平桌面的边缘上，桌边悬一重锤．利用该装置可以找出弹簧压缩时具有的弹性势能与压缩量之间的关系．(1)为完成实验，还需下列那些器材_ _______．A ．秒表B ．刻度尺C ．白纸D ．复写纸E ．小球F ．天平(2)某同学在上述探究弹簧弹性势能与弹簧压缩量的关系的实验中，得到弹簧压缩量x 和对应的小球离开桌面后的水平位移s的一些数据如下表，则由此可以得到的实验结论是________________________________________________________________________.实验次序 1 2 3 4 x/cm 2.00 3.00 4.00 5.00 s/cm10.2015.1420.1025.30答案：(1)BCDE (2)弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的平方成正比18.(8分)如图一辆质量为500 kg的汽车静止在一座半径为50 m的圆弧形拱桥顶部．(取g＝10 m/s2)(1)此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？(2)如果汽车以6 m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？(3)汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零？解析：(1)汽车受重力G和拱桥的支持力F，二力平衡，故F＝G＝5 000 N根据牛顿第三定律，汽车对拱桥的压力为5 000 N.(2)汽车受重力G和拱桥的支持力F，根据牛顿第二定律有G－F＝m v2r故F＝G－mv2r＝4 000 N根据牛顿第三定律，汽车对拱桥的压力为4 000 N.(3)汽车只受重力GG＝m v2 rv＝gr＝10 5 m/s.答案：见解析19．(8分)要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道，然后驶入一段半圆形的弯道，但在弯道上行驶时车速不能太快，以免因离心作用而偏出车道．求摩托车在直道上行驶所用的最短时间．有关数据见表格．某同学是这样解的：要使摩托车所用时间最短，应先由静止加速到最大速度 v1＝40 m/s，然后再减速到v2＝20 m/s，t1＝v1a1；t2＝（v1－v2）a2；t＝t1＋t2.你认为这位同学的解法是否合理？若合理，请完成计算；若不合理，请说明理由，并用你自己的方法算出正确结果．启动加速度a1 4 m/s2制动加速度a28 m/s2直道最大速度v140 m/s弯道最大速度v220 m/s直道长度s 218 m解析：①不合理②理由：因为按这位同学的解法可得t 1＝v 1a 1＝10s ，t 2＝（v 1－v 2）a 2＝2.5s总位移x ＝v 12t 1＋v 1＋v 22t 2＝275m>s.③由上可知摩托车不能达到最大速度v 2，设满足条件的最大速度为v ，则v 22a 1＋v 2－v 222a 2＝218.解得v ＝36m/s ，这样加速时间t 1＝v a 1＝9 s ，减速时间t 2＝（v 1－v 2）a 2＝2 s ，因此所用的最短时间t ＝t 1＋t 2＝11 s.答案：见解析20．(9分)如下图所示，质量m ＝60 kg 的高山滑雪运动员，从A 点由静止开始沿雪道滑下，从B 点水平飞出后又落在与水平面成倾角θ＝37°的斜坡上C 点．已知AB 两点间的高度差为h ＝25 m ，B 、C 两点间的距离为s ＝75 m ，(g 取10 m/s 2，cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6)，求：(1)运动员从B 点飞出时的速度v B 的大小． (2)运动员从A 到B 过程中克服摩擦力所做的功．解析：(1)设由B 到C 平抛运动的时间为t 竖直方向： h BC ＝ssin 37° h BC ＝12gt 2水平方向： scos 37°＝v B t 代入数据，解得： v B ＝20 m/s.(2)A 到B 过程由动能定理有 mgh AB ＋W f ＝12mv B 2－0代入数据，解得W f ＝－3 000 J所以运动员克服摩擦力所做的功为3 000 J. 答案：见解析。

必修二综合测试卷一、选择题（本大题共10个小题，每小题一个或者一个以上正确答案，请将正确答案的序号选出并填写在对应题号下的空格中，每小题5分，共50分）1、一船在静水中的速度为6 m/s,要横渡流速为8 m/s的河,下列说法正确的是()A.这船不能渡过此河B.船能行驶到正对岸C.若河宽60 m,过河的最少时间为10 sD.若河宽60 m,过河的最少时间为7.5 s2、有一种叫做“蹦极跳”的运动,如图所示,质量为m的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软橡皮绳,从高处由静止开始下落1.5L时到达最低点,若在下落过程中不计空气阻力,则以下说法正确的是()A.速度先增大后减小B.加速度先减小后增大C.动能增加了mgLD.重力势能减小了mgL3、在光滑水平面上,用绳子系一小球,做半径为R的匀速圆周运动,若绳的拉力为F,在小球经圆周的过程中,F所做的功为()A.0B.C.RFD.RF4、质点所受的力F随时间变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上,已知t=0时质点的速度为零,在图示的t1、t2、t3和t4时刻中,哪一时刻质点的动能最大()A.t1B.t2C.t3D.t45、某质点在光滑水平面上做匀速直线运动,现对它施加一个大小不变、方向改变的水平力,则下列说法正确的是()A.质点可能做匀加速直线运动B.质点可能做匀减速直线运动C.质点可能做匀速圆周运动D.质点可能做匀变速曲线运动6、如图所示,在水平放置的半径为R的圆柱体的正上方的P点将一个小球以水平速度v0沿垂直于圆柱体的轴线方向抛出,小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线飞过,测得O、Q连线与竖直方向的夹角为θ,那么小球完成这段飞行的时间是()A. B. C. D.7、如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒,其轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动。

有一个质量为m的小球A紧贴着筒内壁在水平面内做匀速圆周运动,筒口半径和筒高分别为R和H,小球A所在的高度为筒高的一半。

高中物理必修2模块综合练习题(限时：90分钟总分：100分)一、选择题 每小题 分，共 分．某物体在一足够大的光滑水平面上向西运动，当它受到一个向南的恒定外力作用时，物体的运动将是．直线运动且是匀变速直线运动．曲线运动但加速度方向不变、大小不变，是匀变速曲线运动．曲线运动但加速度方向改变、大小不变，是非匀速曲线运动．曲线运动但加速度方向和大小均改变，是非匀变速曲线运动．某物体的运动由水平方向和竖直方向两个分运动合成，已知水平方向的运动加速度为 ，竖直方向的加速度为 ，则该物体实际运动的加速度大小为． ．． ．在 ～ 之间，具体大小不确定．某人以一定的速率乘小船垂直河岸向对岸划去，在平时水流缓慢时，渡河所用时间为 分钟，某次由于降雨，河里的水流速度加快，若这个人仍以这一速率垂直渡河，则这次渡河的时间．比 分钟时间长 ．比 分钟的时间短．时间仍等于 分钟 ．由于水速不清，故时间不能确定．质量为 的物体随水平传送带一起匀速运动， 为传送带的终端皮带轮．如图 所示，皮带轮半径为 ，要使物体通过终端时能水平抛出，皮带轮的转速至少为图．如图 所示，质量为 的小球固定在长为 的细轻杆的一端，绕细杆的另一端 在竖直平面内做圆周运动．球转到最高点 时，线速度的大小为，此时图．杆受到 的拉力 ．杆受到 的压力．杆受到 的拉力 ．杆受到 的压力． 山东卷 甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道．以下判断正确的是．甲的周期大于乙的周期 ．乙的速度大于第一宇宙速度．甲的加速度小于乙的加速度 ．甲在运行时能经过北极的正上方．木星至少有 颗卫星， 年 月 日伽利略用望远镜发现了其中的 颗．这 颗卫星被命名为木卫 、木卫 、木卫 和木卫 他的这个发现对于打破 地心说 提供了重要的依据．若将木卫 、木卫 绕木星的运动看做匀速圆周运动，已知木卫 的轨道半径大于木卫 的轨道半径，则它们绕木星运行时．木卫 的周期大于木卫 的周期．木卫 的线速度大于木卫 的线速度．木卫 的角速度大于木卫 的角速度．木卫 的向心加速度大于木卫 的向心加速度．星球上的物体在星球表面附近绕星球做匀速圆周运动所必须具备的速度 叫做第一宇宙速度，物体脱离星球引力所需要的最小速度 叫做第二宇宙速度， 与 的关系是 ＝ 已知某星球的半径为 ，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度 的 若不计其他星球的影响，则该星球的第一宇宙速度 和第二宇宙速度 分别是． ．． ．．中国人自己制造的第一颗直播通信卫星 鑫诺二号 在西昌卫星发射中心发射成功，定点于东经 度的上空 拉萨和唐古拉山口即在东经 度附近 ， 鑫诺二号 载有 个大功率转发器，如果正常工作，可同时支持 余套标准清晰度的电视节目，它将给中国带来 亿元人民币的国际市场和几万人的就业机会，它还承担着 村村通 的使命，即满足中国偏远山区民众能看上电视的愿望．关于 鑫诺二号 通信卫星的说法正确的是．它一定定点在赤道上空．它可以定点在拉萨或唐古拉山口附近的上空．它绕地球运转，有可能经过北京的上空．与 神舟六号 载人飞船相比， 鑫诺二号 的轨道半径大，环绕速度小．有一宇宙飞船到了某行星上 该行星没有自转运动 ，以速度 接近行星赤道表面匀速飞行，测出运动的周期为 ，已知万有引力常量为 ，则可得．该行星的半径为 ．该行星的平均密度为．无法测出该行星的质量 ．该行星表面的重力加速度为二、填空题 每题 分，共 分．在 探究平抛运动的运动规律 的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：．让小球多次从 位置上滚下，在一张印有小方格的纸上记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如图 中的 、 、 、 所示．．按图安装好器材，注意斜槽末端 ，记下平抛初位置 点和过 点的竖直线． ．取下白纸以 为原点，以竖直线为 轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线画出小球做平抛运动的轨迹．图 图完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．上述实验步骤的合理顺序是 ．已知图 中小方格的边长 ＝ ，则小球平抛的初速度为 ＝ ，小球在 点的速率为 取 ＝ ．小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度．他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度．经过骑行，他得到如下的数据：在时间 内踏脚板转动的圈数为 ，那么脚踏板转动的角速度 ＝ ；要推算自行车的骑行速度，还需要测量的物理量有 ；自行车骑行速度的计算公式 ＝图．我国在 年 月 日成功发射了第一颗试验地球同步通信卫星， 年 月 日又成功发射了一颗地球同步通信卫星，它们进入预定轨道后，这两颗人造卫星的运行周期之比 ∶ ＝ ，轨道半径之比 ∶ ＝ ，绕地球公转的角速度之比 ∶ ＝． 年 月 日，美国宇航员阿姆斯特朗在月球上烙下了人类第一只脚印，迈出了人类征服月球的一大步．在月球上，如果阿姆斯特朗和同伴奥尔德林用弹簧秤称量出质量为 的仪器的重力为 ；而另一位宇航员科林斯驾驶指令舱，在月球表面附近飞行一周，记下时间为 ，根据这些数据写出月球质量的表达式 ．三、计算题 每题 分，共 分． 分 水平抛出的一个石子，经过 落到地面，落地时的速度方向跟水平方向的夹角是 ， 取 ， ＝ ， ＝ 求：石子的抛出点距地面的高度；石子抛出的水平初速度；石子的落地点与抛出点的水平距离．． 分 如图 所示，一过山车在半径为 的轨道内运动，过山车的质量为 ，里面人的质量为 ，运动过程中人与过山车始终保持相对静止．求：当过山车以多大的速度经过最高点时，人对座椅的压力大小刚好等于人的重力？此时过山车对轨道的压力为多大？当过山车以 的速度经过最低点时，人对座椅的压力为多大？图分 如图 所示，在倾角为 ＝ 的光滑斜面顶点处固定一原长 ＝ 的轻弹簧，弹簧另一端与放在光滑斜面体上质量 ＝ 的物体 相连后，弹簧长度变为 ＝ ．当斜面连同物体 一起绕竖直轴 转动时，求：图转速 ＝ 时弹簧的长度是多少？转速为多少时，物体 对斜面无压力？ 取． 分天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞 人马座 的质量与太阳质量的倍数关系．研究发现，有一星体 绕人马座 做椭圆运动，其轨道半长轴为 天文单位 地球公转轨道的半径为一个天文单位 ，人马座 就处在该椭圆的一个焦点上．观测得到 星的运行周期为 年．若将 星的运行轨道视为半径 ＝ 天文单位的圆轨道，试估算人马座 的质量 是太阳质量 的多少倍 结果保留一位有效数字 ；黑洞的第二宇宙速度极大，处于黑洞表面的粒子即使以光速运动，其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚．由于引力的作用，黑洞表面处质量为 的粒子具有的势能为 ＝ 设粒子在离黑洞无限远处的势能为零 ，式中 、 分别表示黑洞的质量和半径．已知引力常量 ＝ － ，光速 ＝ ，太阳质量 ＝ ，太阳半径 ＝ ，不考虑相对论效应，利用上问结果，在经典力学范围内求人马座 的半径 与太阳半径 之比应小于多少 结果按四舍五入保留整数 ．人教版高中物理必修 模块综合测试卷参考答案 解析：由于物体后来受到的是一个向南的恒力作用，因而物体将做匀变速运动，又由于物体所受的这个力向南，与物体原来的运动方向不在一直线上，因而物体一定做曲线运动，一定要注意加速度是由物体所受的外力和质量决定的，且加速度方向总和合外力方向一致．答案：解析：有的人可能会错选 ，造成错误的主要原因是对两个分运动的确定性没有把握好，因为两个分运动一个水平方向另一个竖直方向，大小也都确定了，当然合运动也是一个定值，而不是一个范围，由平行四边形定则很容易可以求出合运动的加速度 ＝ 若两个分运动是确定的，则合运动就一定是确定的，因而做题前，一定要看清题目，避免画蛇添足．答案：解析：造成错解的主要原因是对运动的独立性没有理解透彻，认为水流加快时，船的速度增大，渡河时间减少，而实际上，船的速度增大了，但是船的位移也增大了，而船在垂直河岸的分速度大小并没有改变，河的宽度是一定的，由于渡河时间等于垂直河岸的位移与垂直河岸的渡河速度即小船速度的比值，而以上两个量都不变，故时间不变，仍为 分钟．答案：解析：如果物体的速度为 ，则在圆周最高点，即对轨道无压力，物体做平抛运动．答案：解析：假设球受杆的拉力，则，负号说明球受杆的力应向上，故杆受球的压力大小为答案：解析：本题考查万有引力与航天中的卫星问题，意在考查考生对天体运动规律、第一宇宙速度的理解和同步卫星的认识．对同一个中心天体而言，根据开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，周期就越长， 正确．第一宇宙速度是环绕地球运行的最大线速度， 错．由可得轨道的半径大的天体加速度小， 正确．同步卫星只能在赤道的正上空，不可能经过北极的正上方， 错．答案：解析：木卫 和木卫 做匀速圆周运动所需要的向心力由万有引力提供，即解得，，；由题设条件知 ，所以 ， ， ， ，选项 正确．答案：解析：对于贴着星球表面的卫星，解得：，又由，可求出答案：解析：“鑫诺二号”通讯卫星是同步卫星，必位于赤道上空， 正确．由地理知识，拉萨、唐古拉山、北京均不在赤道， 、 错误．同步卫星 ＝ ，大于“神舟六号”飞船的周期，根据，，知 大， 大，则 小， 正确．答案：解析：由可得：， 正确；又可得：， 错误；由，得：， 正确，又，得：， 正确．答案：解析：由表格可以看出， 、 、 、 四点水平方向之间的距离都是 个方格边长，所以它们相邻两点之间的时间间隔相等，根据 － ＝ 得 ＝ ＝ ＝ ＝ ＝平抛运动的初速度等于水平方向匀速运动的速度，即，点的竖直分速度 ＝＝ ， 故 点的速率 ＝＝答案： 同一 ．切线水平解析：依据角速度的定义式 ＝，得 ＝；要求自行车的骑行速度，还要知道牙盘的齿轮数 半径 、飞轮的齿轮数 半径 、自行车后轮的半径 ；由 ＝ ＝ ＝ ，又齿轮数与轮子的半径成正比，则有 ＝ ，且 ＝ 后， ＝ 后 ，联立以上各式解得 ＝ ＝ 或 ＝ ＝答案： 牙盘的齿轮数 、飞轮的齿轮数 、自行车后轮的半径 牙盘的半径 、飞轮的半径 、自行车后轮的半径 或．解析：所有同步卫星除与质量有关的物理量不同外，其他所有物理量的大小都是相同的． 答案： ∶ ∶ ∶解析：在月球表面质量为 的物体重力近似等于万有引力．设月球的半径为 ，则由 ＝，得 ＝ ①；设指令舱的质量为 ′，指令舱靠近月球表面飞行，其轨道半径约等于月球半径，做圆周运动的向心力等于万有引力，则有 ②，则由①②式得答案： 解析： 由得 ＝ 解得 ＝＝ ＝答案：解析： 在最高点时，人的重力和座椅对人的压力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律， ＝ ，解得 ＝将过山车和人作为一个整体，向心力由整体的总重力和轨道的压力的合力提供，设此时轨道对整体的压力为 ，根据牛顿第二定律，解得 ＝ ＋根据牛顿第三定律，过山车对轨道的压力为 ＋ ，方向向上．在最低点时，以人为研究对象 ′－ ＝，解得 ′＝ 根据牛顿第三定律可知，人对座椅的压力为 ，方向向下．答案： ＋解析：图物体在斜面上受到三个力作用： 、 和 ，如图 所示．设弹簧劲度系数为 ，物体放在斜面上平衡时 ＝ ，由胡克定律得 ＝ － ，所以 － ＝ ， ＝ － ＝设斜面体和物体 以 ＝ ＝ 转动时弹簧的长度为 ，此时，物体所受的力在竖直方向上平衡，即 ＋ － ＝ ，在水平方向上合力为向心力，即 － － ＝ ，由以上两式解得 ＝设转速为 ′时，物体对斜面无压力，此时弹簧的长度为 由 － ＝ ， － ＝ ′ ，得 ＝＋ ＝ ，所以 ′＝≈ ＝绿色圃中小学教育网答案：解析： 星绕人马座 做圆周运动的向心力由人马座 对 星的万有引力提供，设 星的质量为 ，角速度为 ，周期为 ，则，，设地球质量为 ，公转轨道半径为 ，周期为 ，则，综合上述三式得 式中＝ 年， ＝ 天文单位，代入数据可得引力对粒子作用不到的地方即为无限远，此时粒子的势能为零．“处于黑洞表面的粒子即使以光速运动，其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚”，说明了黑洞表面处以光速运动的粒子在远离黑洞的过程中克服引力做功，粒子在到达无限远之前，其动能便减小为零，此时势能仍为负值，则其能量总和小于零．根据能量守恒定律，粒子在黑洞表面处的能量也小于零，则有，依题意可知 ＝ ， ＝ ，可得，代入数据得 ×答案： ×。

本册综合能力检测(B)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题 共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1.2010年广州亚运会上，刘翔重归赛场，以打破亚运记录的方式夺得110米跨栏的冠军．他采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心．如图所示，假设质量为m 的运动员，在起跑时前进的距离s 内，重心上升高度为h ，获得的速度为v ，阻力做功为W 阻，则在此过程中( )A ．运动员的机械能增加了12m v 2B ．运动员机械能增加了12m v 2＋mghC ．运动员的重力做功为W 重＝mghD ．运动员自身做功 W 人＝12m v 2＋mgh ＋W 阻答案：B2．如图a 、b 所示，是一辆质量m ＝6×103kg 的公共汽车在t ＝0和t ＝4s 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c 是车内横杆上悬挂的拉手环(相对汽车静止)经放大后的图象，测得θ＝15°.根据题中提供的信息，可以估算出的物理量有( )A ．汽车的长度B ．4s 末汽车的速度C ．4s 内汽车牵引力所做的功D ．4s 末汽车牵引力的功 答案：AB解析：根据拉手环的偏向角可求出汽车的加速度，由加速度可求出汽车4s 末的速度及0～4s 的位移．3．(2011·临沂模拟)有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近的近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有()A．a的向心加速度等于重力加速度gB．b在相同时间内转过的弧长最长C．c在4小时内转过的圆心角是π/6D．d的运动周期有可能是20小时答案：B4．如图所示，螺旋形光滑轨道竖直放置，P、Q为对应的轨道最高点，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，且能过轨道最高点P，则下列说法中正确的是()A．轨道对小球做正功，小球的线速度v P>v QB．轨道对小球不做功，小球的角速度ωP<ωQC．小球的向心加速度a P>a QD．轨道对小球的压力F P>F Q答案：B解析：轨道对小球不做功，由机械能守恒定律得v Q>v P，轨道半径越小角速度越大，向心加速度越大，对轨道的压力越大，所以只有B选项正确．5．(2011·黄岗中学高一检测)质量为m的汽车，以恒定功率P从静止开始沿平直公路行驶，经时间t行驶距离为s时速度达到最大值v m，已知所受阻力恒为f，则此过程中发动机所做的功为()A．Pt B.12m v m2＋fsC．f v m t D．Pt/2v m2答案：ABC6．(2011·唐山一中高一检测)2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有()A ．在轨道Ⅱ上经过A 的速度小于经过B 的速度B ．在轨道Ⅱ上经过A 的重力势能等于在轨道Ⅰ上经过A 的重力势能(以地面为参考平面)C ．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D ．在轨道Ⅱ上经过A 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A 的加速度 答案：ABC解析：由开普勒第二定律知A 正确；因A 离地面的高度一定，所以B 对，D 错；在轨道Ⅱ上的周期小于轨道Ⅰ上的周期C 对．7．如图所示，M 为固定在桌面上的异形木块，abcd 为34圆周的光滑轨道，a 为轨道最高点，de 面水平且与圆心等高．今将质量为m 的小球在d 点的正上方高为h 处由静止释放，使其自由下落到d 处后，又切入圆轨道运动，则下列说法正确的是( )A ．在h 一定的条件下，释放后小球的运动情况与球的质量有关B ．只要改变h 的大小，就能使小球在通过a 点之后既可能落回轨道之内，又可能落到de 面上C ．无论怎样改变h 的大小，都不可能使小球在通过a 点之后，又落回轨道之内D ．要使小球飞出de 面之外(即落在e 的右边)是可能的 答案：CD解析：只要小球能通过轨道的最高点a ，即有v a ≥gR ，小球能否落回轨道之内，取决于小球离开a 点后做平抛运动的水平射程x ，由平抛运动公式x ＝v a t 及R ＝12gt 2得x ≥2R ，由此可知，小球通过a 点之后，不可能落回轨道之内，但可能飞出de 面之外．8．(陕西师大附中高一检测)在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人．假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为v 1，摩托艇在静水中的航速为v 2，战士救人的地点A 离岸边最近处O 的距离为d .如战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离O 点的距离为( )A.d v 2v 22－v 12B ．0C.d v 1v 2D.d v 2v 1答案：C解析：依题意画出物理情景示意图，若要在最短时间内靠岸，则必须要求摩托艇相对于水的速度v 2的方向垂直于河岸，由于同时参与水的运动，摩托艇将相对河岸沿合速度v 的方向运动，在B 点登陆．由图示几何关系可以看出，速度三角形与位移三角形相似，故有v 1v 2＝sd ，s ＝v 1v 2d .可见该题的正确选项为C.9．如图所示，传送带以1m/s 的速度水平匀速运动，砂斗以20kg/s 的流量向传送带上装砂子，为了保持传递速率不变，驱动传送带的电动机因此应增加功率( )A ．10WB ．20WC ．30WD ．40W答案：B解析：每秒钟流到传送带的砂子获得的动能为ΔE k ＝12m v 2，砂子达到速度v 之前，相对传送带向后滑动，每秒转化为内能的机械能为：Q ＝F f s 相对，而s 相对＝v t 相2－v 0相22a 相＝0－v 22(－μg )＝v22μgQ ＝F f s 相对＝μmg ·v 22μg ＝12m v 2因此，电动机必须增加的功率为： ΔP ＝(ΔE k ＋Q )Δt ＝m v 2Δt＝20W ，∴应选B.10．(2011·潍坊检测)如图所示，高为h ＝1.25m 的平台上覆盖一层薄冰，现有一质量为60kg 的滑雪爱好者以一定的初速度v 向平台边缘滑去，着地时速度的方向与水平地面的夹角为45°(取重力加速度g ＝10m/s 2)．由此可知下列各项中错误是( )A ．滑雪者离开平台边缘时的速度大小是5.0m/sB ．滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是2.5mC．滑雪者在空中运动的时间为0.5sD．着地时滑雪者重力做功的瞬时功率是300W答案：D解析：着地时速度的方向与水平地面的夹角为45°，故v0＝v y＝2gh＝2×10×1.25m/s＝5.0m/s，A正确；x＝v0t＝v02hg＝5×2×1.2510m＝2.5m，B正确；t＝2hg＝2×1.2510s＝0.5s，C正确；着地时滑雪者重力做功的瞬时功率P＝mg v y＝60×10×5W＝3000W，D错误．第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(本题共3小题；每小题6分，共18分．将正确答案填在题中的横线上)11．(2011·临沂模拟)某同学利用图示装置探究外力做功与物体动能的关系．在水平光滑的桌面上固定竖直的挡板可以安装多个相同的水平弹簧，如果让小车压缩弹簧，释放小车后，弹簧的弹力对小车做功，可使小车的动能增加．已知弹簧刚恢复原长时，小车即到达最大速度，此处放置的电脑测速仪可以迅速测出小车的速度．现有5条完全相同的弹簧(图中只画出两条)可以完成实验．第一次在小车和竖直挡板之间放一条弹簧，推动小车压缩弹簧Δx后，由静止迅速释放小车，测出小车的速度为v1；第二次放两条弹簧，也压缩Δx后，由静止释放小车，测出小车的速度为v2；……现已测得四组数据，其中还欠缺一组数据，如下表所示：(1)(2)由W－v2图象可知，W与v2的关系是________．(3)请你根据已探知的规律，由图象对应的值将v4及v42分别填入表中对应的空白处，并将其写在答题纸的对应横线上．答案：(1)图象如图(2)W与v2成正比(3)0.4000.16012．(7分)(河南郑州外国语学校年高一下学期月考)有甲、乙、丙三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：(1)甲同学采用如图(1)所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明______________________________．(2)乙同学采用如图(2)所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应是___________________．仅仅改变弧形轨道M距水平板的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明____________________________________．(3)丙同学采用频闪照相法．图(3)为小球做平抛运动时所拍摄的闪光照片的一部分，图中小方格的边长为5cm，已知闪光频率是10Hz，那么小球的初速度大小为________m/s，小球在位置B时的瞬时速度大小为________m/s，由A到C小球速度变化量的大小为________m/s，方向________．若以A点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向建立平面直角坐标系，则小球初始位置的坐标为(________cm，________cm)．(g＝10m/s2) 答案：(1)平抛运动的竖直分运动是自由落体运动(2)PQ两球将相碰；平抛运动的水平分运动是匀速直线运动(3)1.5 2.52竖直向下－15－513．(2010·三明高一检测)如图(a)中，悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．在地面上放上白纸，上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，会在下面白纸上留下痕迹．用重垂线确定出A 、B 点的投影点N 、M .重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放)球的落点痕迹如图(b)所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M 点对齐．用米尺量出AN 的高度h 1、BM 的高度h 2，算出A 、B 两点的竖直距离，再量出M 、C 之间的距离x ，即可验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g ，小球的质量为m .(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为________cm. (2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v 0＝________.(3)用测出的物理量表示出小球从A 到B 过程中，重力势能的减少量ΔE p ＝________，动能的增加量ΔE k ＝________.答案：(1)65.0 (2)xg 2h 2 (3)mg (h 1－h 2) mgx 24h 2三、论述·计算题(本题共4小题；共42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．)14．(9分)某滑板爱好者在离地h ＝1.8m 高的平台上滑行，水平离开A 点后落在水平地面的B 点，其水平位移S 1＝3m ，着地时由于存在能量损失，着地后速度变为v ＝4m/s ，并以此为初速度沿水平地面滑行S 2＝8m 后停止，已知人与滑板的总质量m ＝60kg.求(1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小；(2)人与滑板离开平台时的水平初速度．(空气阻力忽略不计，g ＝10m/s 2)答案：60N 5m/s解析：(1)设滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力为f ，根据动能定理有－fS 2＝0－12m v 2由上式解得f ＝m v 22S 2＝60×422×8N ＝60N(2)人和滑板一起在空中做平抛运动，设初速为v 0，飞行时间为t ，根据平抛运动规律有t ＝2h g v 0＝S1t 由上两式解得 v 0＝s 12h g ＝32×1.810m/s ＝5m/s.15．(10分)(2010·烟台模拟)在半径R ＝5000km 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 ＝0.2kg 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．答案：(1)0.2m (2)5×103m/s解析：(1)小球过C 点时满足F ＋mg ＝m v 02r ①又根据mg (H －2r )＝12m v 02②由①②得：F ＝2mgrH －5mg ③ 由图可知：H 1＝0.5m 时F 1＝0；代入③可得r ＝0.2m H 2＝1.0m 时F 2＝5N ；代入③可得g ＝5m/s 2(2)据m v2R＝mg可得v ＝Rg ＝5×103m/s16．(10分)(2011·潍坊模拟)水上滑梯可简化成如图所示的模型，斜槽AB 和光滑圆弧槽BC 平滑连接．斜槽AB 的竖直高度差H ＝0.6m ，倾角θ＝37°；圆弧槽BC 的半径R ＝3.0m ，末端C 点的切线水平；C 点与水面的距离h ＝0.80m.人与AB 间的动摩擦因数μ＝0.2，取重力加速度g ＝10m/s 2，cos37°＝0.8，sin37°＝0.6.一个质量m ＝30kg 的小朋友从滑梯顶端A 点无初速度地自由滑下，不计空气阻力，求：(1)小朋友沿斜槽AB 下滑时加速度a 的大小．(2)小朋友滑到C 点时速度v 的大小及滑到C 点时受到的槽面的支持力F C 的大小． (3)在从C 点滑出至落到水面的过程中，小朋友在水平方向的位移x 的大小． 答案：(1)4.4m/s 2 (2)1300N (3)4m解析：(1)小朋友沿AB 下滑时，受力情况如图所示，根据牛顿第二定律得：mg sin θ－F f ＝ma ① 又F f ＝μF N ② F N ＝mg cos θ③联立①、②、③式解得：a ＝4.4m/s 2.④(2)小朋友从A 滑到C 的过程中，根据动能定理得： mgH －F f ·H sin θ＋mgR (1－cos θ)＝12m v 2－0⑤联立②、③、⑤式解得：v ＝10m/s ⑥ 根据牛顿第二定律有：F C －mg ＝m v 2R ⑦联立⑥、⑦式解得：F C ＝1300N.⑧(3)在从C 点滑出至落到水面的过程中，小朋友做平抛运动，设此过程经历的时间为t ，则：h ＝12gt 2⑨x ＝v t ⑩联立⑥、⑨、⑩式解得：x ＝4m ⑪17．(11分)(2011·济南检测)如图所示，在游乐节目中，一质量为m ＝60kg 的选手以v 0＝7m/s 的水平速度抓住竖直绳下端的抓手开始摆动，当绳摆到与竖直方向夹角θ＝37°时，选手放开抓手，松手后的上升过程中选手水平速度保持不变，运动到水平传送带左端A 时速度刚好水平，并在传送带上滑行，传送带以v ＝2m/s匀速向右运动．已知绳子的悬挂点到抓手的距离为L ＝6m ，传送带两端点A 、B 间的距离s ＝7m ，选手与传送带的动摩擦因数为μ＝0.2，若把选手看成质点，且不考虑空气阻力和绳的质量．(g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)求：(1)选手放开抓手时的速度大小；(2)选手在传送带上从A 运动到B 的时间； (3)选手在传送带上克服摩擦力做的功． 答案：(1)5m/s (2)3s (3)360J解析：(1)设选手放开抓手时的速度为v 1，则 －mg (L －L cos θ)＝12m v 12－12m v 02代入数据得：v 1＝5m/s(2)设选手放开抓手时的水平速度为v 2 v 2＝v 1cos θ①选手在传送带上减速过程中 a ＝－μg ② v ＝v 2＋at 1③ x 1＝v ＋v 22t 1④ 匀速运动的时间t 2 s －x 1＝v t 2⑤选手在传送带上的运动时间 t ＝t 1＋t 2⑥联立①②③④⑤⑥得： t ＝3s(3)由动能定理得W f ＝12m v 2－12m v 22解得：W f ＝－360J 故克服摩擦力做功为360J.。

模块综合检测卷(考试时间：90分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共10小题，每题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．) 1．发现万有引力定律的科学家是( )A．开普勒 B．牛顿C．卡文迪许 D．爱因斯坦答案：B2．经典力学适用于解决( )A．宏观高速问题 B．微观低速问题C．宏观低速问题 D．微观高速问题答案：C3．关于向心加速度的物理意义，下列说法中正确的是( )A．描述线速度的大小变化的快慢B．描述线速度的方向变化的快慢C．描述角速度变化的快慢D．描述向心力变化的快慢答案：B4．当质点做匀速圆周运动时，如果外界提供的合力小于质点需要的向心力了，则( )A．质点一定在圆周轨道上运动B．质点一定向心运动，离圆心越来越近C．质点一定做匀速直线运动D．质点一定离心运动，离圆心越来越远答案：D5．忽略空气阻力，下列几种运动中满足机械能守恒的是( )A．物体沿斜面匀速下滑 B．物体自由下落的运动C．电梯匀速下降 D．子弹射穿木块的运动答案：B6．人造地球卫星中的物体处于失重状态是指物体( )A．不受地球引力作用B．受到的合力为零C．对支持物没有压力D．不受地球引力，也不受卫星对它的引力答案：C7．物体做竖直上抛运动时，下列说法中正确的是( )A．将物体以一定初速度竖直向上抛出，且不计空气阻力，则其运动为竖直上抛运动B．做竖直上抛运动的物体，其加速度与物体重力有关，重力越大的物体，加速度越小C．竖直上抛运动的物体达到最高点时速度为零，加速度为零，处于平衡状态D．竖直上抛运动过程中，其速度和加速度的方向都可改变答案：A8．已知地球的第一宇宙速度为 km/s，第二宇宙速度为 km/s, 则沿圆轨道绕地球运行的人造卫星的运动速度( )A．只需满足大于 km/sB．小于等于 km/sC．大于等于 km/s，而小于 km/sD．一定等于 km/s答案：B9．如图甲、乙、丙三种情形表示某物体在恒力F作用下在水平面上发生一段大小相同的位移，则力对物体做功相同的是( )A．甲和乙 B．甲、乙、丙 C．乙和丙 D．甲和丙答案：D10．如图所示，物体P以一定的初速度沿光滑水平面向右运动，与一个右端固定的轻质弹簧相撞，并被弹簧反向弹回．若弹簧在被压缩过程中始终遵守胡克定律，那么在P与弹簧发生相互作用的整个过程中( )A．P做匀变速直线运动B．P的加速度大小不变，但方向改变一次C．P的加速度大小不断改变，当加速度数值最大时，速度最小D．有一段过程，P的加速度逐渐增大，速度也逐渐增大答案：C二、双项选择题(本题共6小题，每题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中有两个选项正确，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分．)11．关于质点做匀速圆周运动，下列说法中正确的是( )A．质点的速度不变 B．质点的周期不变C．质点的角速度不变 D．质点的向心加速度不变答案：BC12．对下列四幅图的描述正确的是( )A．图A可能是匀速圆周运动的速度大小与时间变化的关系图象B．图B可能是竖直上抛运动的上升阶段速度随时间变化的关系图象C．图C可能是平抛运动的竖直方向加速度随时间变化的关系图象D．图D可能是匀速圆周运动的向心力大小随时间变化的关系图象答案：BD13．关于同步地球卫星，下列说法中正确的是( )A．同步地球卫星可以在北京上空B．同步地球卫星到地心的距离为一定的C．同步地球卫星的周期等于地球的自转周期D．同步地球卫星的线速度不变答案：BC14．三颗人造地球卫星A、B、C在地球的大气层外沿如图所示的轨道做匀速圆周运动，已知m A＝m B>m C，则三个卫星( )A．线速度大小的关系是v A>v B＝v CB．周期关系是T A<T B＝T CC．向心力大小的关系是F A>F B＝F CD．向心加速度大小的关系是a A>a B>a C答案：AB15.如右图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下．不计空气阻力，则在重物由A点摆向最低点B的过程中( ) A．弹簧与重物的总机械能守恒 B．弹簧的弹性势能增加C．重物的机械能不变 D．重物的机械能增加答案：AB三、非选择题(本大题3小题，共40分．按题目要求作答．解答题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．(11分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为 m/s2，测得所用重物的质量为 kg.若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为 s)，那么：(1)纸带的______端与重物相连；(2)打点计时器打下计数点B时，物体的速度v B＝________；(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔE p＝________，此过程中物体动能的增加量ΔE k＝________(取g＝ m/s2)；(4)通过计算，数值上ΔE p____ΔE k(填“＞”“＝”或“＜”)，这是因为________________________________________________________________________；(5)实验的结论是______________________________________________________．解析：(1)重物在开始下落时速度较慢，在纸带上打的点较密，越往后，物体下落得越快，纸带上的点越稀．所以，纸带上靠近重物的一端的点较密，因此纸带的左端与重物相连．(2)v B ＝OC －OA2T＝ m/s.(3)ΔE p ＝mg×OB ＝ J ，ΔE k ＝12mv B 2＝ J.(4)ΔE p ＞ΔE k ，这是因为实验中有阻力． (5)在实验误差允许范围内，机械能守恒．答案：(1)左 (2) m/s (3) J J (4)＞ 这是因为实验中有阻力 (5)在实验误差允许范围内，机械能守恒17.(4分)如图所示，将轻弹簧放在光滑的水平轨道上，一端与轨道的A 端固定在一起，另一端正好在轨道的B 端处，轨道固定在水平桌面的边缘上，桌边悬一重锤．利用该装置可以找出弹簧压缩时具有的弹性势能与压缩量之间的关系．(1)为完成实验，还需下列那些器材_ _______．A ．秒表B ．刻度尺C ．白纸D ．复写纸E ．小球F ．天平(2)某同学在上述探究弹簧弹性势能与弹簧压缩量的关系的实验中，得到弹簧压缩量x 和对应的小球离开桌面后的水平位移s的一些数据如下表，则由此可以得到的实验结论是________________________________________________________________________.实验次序 1 2 3 4 x/cm s/cm答案：(1)BCDE (2)弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的平方成正比18.(8分)如图一辆质量为500 kg的汽车静止在一座半径为50 m的圆弧形拱桥顶部．(取g＝10 m/s2)(1)此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？(2)如果汽车以6 m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？(3)汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零？解析：(1)汽车受重力G和拱桥的支持力F，二力平衡，故F＝G＝5 000 N根据牛顿第三定律，汽车对拱桥的压力为5 000 N.(2)汽车受重力G和拱桥的支持力F，根据牛顿第二定律有G－F＝m v2r故F＝G－mv2r＝4 000 N根据牛顿第三定律，汽车对拱桥的压力为4 000 N.(3)汽车只受重力GG＝m v2 rv＝gr＝10 5 m/s.答案：见解析19．(8分)要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道，然后驶入一段半圆形的弯道，但在弯道上行驶时车速不能太快，以免因离心作用而偏出车道．求摩托车在直道上行驶所用的最短时间．有关数据见表格．某同学是这样解的：要使摩托车所用时间最短，应先由静止加速到最大速度 v1＝40 m/s，然后再减速到v2＝20 m/s，t1＝v1a1；t2＝（v1－v2）a2；t＝t1＋t2.你认为这位同学的解法是否合理？若合理，请完成计算；若不合理，请说明理由，并用你自己的方法算出正确结果．启动加速度a1 4 m/s2制动加速度a 2 8 m/s 2直道最大速度v 1 40 m/s 弯道最大速度v 2 20 m/s 直道长度s218 m解析：①不合理②理由：因为按这位同学的解法可得t 1＝v 1a 1＝10s ，t 2＝（v 1－v 2）a 2＝总位移x ＝v 12t 1＋v 1＋v 22t 2＝275m>s.③由上可知摩托车不能达到最大速度v 2，设满足条件的最大速度为v ，则v 22a 1＋v 2－v 222a 2＝218.解得v ＝36 m/s ，这样加速时间t 1＝v a 1＝9 s ，减速时间t 2＝（v 1－v 2）a 2＝2 s ，因此所用的最短时间t ＝t 1＋t 2＝11 s.答案：见解析20．(9分)如下图所示，质量m ＝60 kg 的高山滑雪运动员，从A 点由静止开始沿雪道滑下，从B 点水平飞出后又落在与水平面成倾角θ＝37°的斜坡上C 点．已知AB 两点间的高度差为h ＝25 m ，B 、C 两点间的距离为s ＝75 m ，(g 取10 m/s 2，cos 37°＝，sin 37°＝，求：(1)运动员从B 点飞出时的速度v B 的大小． (2)运动员从A 到B 过程中克服摩擦力所做的功．解析：(1)设由B 到C 平抛运动的时间为t 竖直方向： h BC ＝ssin 37° h BC ＝12gt 2水平方向： scos 37°＝v B t 代入数据，解得：v B ＝20 m/s.(2)A 到B 过程由动能定理有 mgh AB ＋W f ＝12mv B 2－0代入数据，解得W f ＝－3 000 J所以运动员克服摩擦力所做的功为3 000 J. 答案：见解析。

高中物理模块必修二综合测试（共100分，时间90分钟）分钟）班级：班级： 号数：号数：号数： 姓名：姓名：姓名： 成绩：成绩：成绩：（共100分，时间90分钟）分钟）一、选择题（本题共10个小题，每小题4分，共40分）分）1．(经典回放)在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为θ，设拐弯路段是半径为R 的圆弧，要使车速为v 时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零，θ应等于（应等于（ ）A.arcsin Rg v 2B.arctan Rgv 2C.21arcsin Rg v 22D.arccot Rgv 2 2．(经典回放)某品牌电动自行车的铭牌如下：某品牌电动自行车的铭牌如下： 车型：20时（车轮直径：508mm ） 电池规格：36V 12 Ah （蓄电池）（蓄电池）（蓄电池） 整车质量：40kg 额定转速：210r/min(转/分）分）外形尺寸：L 1 800mm×W 650mm×H 1 100mm 充电时间：2-8h 电机：后轮驱动、直流永磁式电机电机：后轮驱动、直流永磁式电机额定工作电压/电流：36V/5 A 根据此铭牌中的有关数据，可知该车的额定时速约为（根据此铭牌中的有关数据，可知该车的额定时速约为（ ）A.15 km/h B.18 km/h C ．20 km/h D.25 km/h 3．小轿车和吉普车的质量之比为3∶2，如果它们以相同的功率在同一平直马路上匀速行驶，设所受阻力与车重成正比，那么刹车后，它们滑行的距离之比为（ ） A.4∶9 B.9∶4 C.4∶3 D.3∶4 4．下列实例中，系统的机械能守恒的是（．下列实例中，系统的机械能守恒的是（ ） A.物体做平抛运动，不计空气阻力物体做平抛运动，不计空气阻力 B.物体沿光滑斜面向上匀速运动物体沿光滑斜面向上匀速运动C.站在静止小车上的人，从车上向后跳出站在静止小车上的人，从车上向后跳出D.弹簧将小球竖直向上弹出弹簧将小球竖直向上弹出5．1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，号小行星命名为吴健雄星，该小行星该小行星的半径为16km.若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星的速度与地球相同.已知地球半径R=6 400km ，地球表面重力加速度为g ，这个小行星表面的重力加速度为（ ）A.400g B.4001g C.20g D.201g 6．雨滴由静止开始下落，遇到水平方向吹来的风.下述说法中正确的是（下述说法中正确的是（ ） A.风速越大，雨滴下落时间越长风速越大，雨滴下落时间越长B.风速越大，雨滴着地时速度越大风速越大，雨滴着地时速度越大C.雨滴下落时间与风速无关雨滴下落时间与风速无关D.雨滴着地速度与风速无关雨滴着地速度与风速无关7．三颗人造地球卫星A 、B 、C 绕地球做匀速圆周运动，如图1所示.已知m A =m B >m C ，则（则（）图1 A.线速度的大小关系为v A >v B =v CB.周期的大小关系为T A <T B =T CC.向心力的大小关系为F A =F B <F CD.半径与周期的关系为323232CC BB AA T R T R T R ==8．(2004高考上海卷，8)滑块以速率v 1惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率变为v 2，且v 1>v 2，若滑块向上运动的位移中点为A ．取斜面底端重力势能为零，则…（ ）A.上升时机械能减小，下降时机械能增大上升时机械能减小，下降时机械能增大B.上升时机械能减小，下降时机械能也减小上升时机械能减小，下降时机械能也减小C.上升过程中动能和势能相等的位置在A 点上方点上方D.上升过程中动能和势能相等的位置在A 点下方点下方9．(2005高考全国卷，21)最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1 200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍．假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上两个数据可以求出的量有（两个数据可以求出的量有（ ） A ．恒星质量与太阳质量之比．恒星质量与太阳质量之比 B ．恒星密度与太阳密度之比．恒星密度与太阳密度之比 C ．行星质量与地球质量之比．行星质量与地球质量之比D ．行星运行速度与地球公转速度之比．行星运行速度与地球公转速度之比10．如图2所示，一光滑圆环竖直放置，AB 为其水平方向的直径，甲、乙两球以同样大小的初速度从A 处出发，沿环的内侧始终不脱离环运动到达B 点，则（点，则（）图2 A.甲先到达B B.乙先到达B C.同时到达B D.若质量相同，它们同时到达B 二、填空题（每空2分，共18分）分）11．2003年10月，我国成功发射了质量为m 的“神舟”五号载人宇宙飞船，它标志着我国载人航天技术达到了一个新的水平．该宇宙飞船在环绕地球的椭圆轨道上运行，设运行过程中它的速度最大值为v m ，当它由远地点运行到近地点的过程中，地球引力对它做的功为W ，则宇宙飞船在近地点处的速度为__________，在远地点处的速度为__________. 12．质量为m 的汽车，启动后在发动机功率P 保持不变的条件下行驶，保持不变的条件下行驶，经过一段时间后将经过一段时间后将达到以速度v 匀速行驶的状态；若行驶中受到的摩擦阻力大小保持不变，则汽车从静止开始启动后，在车速增至41v 时，汽车加速度的大小为__________. 13．小球做平抛运动的闪光照片的一部分如图3所示．图中每小格边长为1.09cm ，闪光的快慢为每秒30次．根据此图计算小球平抛运动的初速度v 0=__________和当地的重力加速度g＝__________. 图3 14．如图4所示，水平桌面上固定着斜面体A ，斜面体的斜面是曲面，由其截面图可以看出曲面下端的切面是水平的，另有小铁块B ，现提供的实验测量工具有天平、直尺，其他的实验器材可根据实验需要自选要求设计一个实验，测出小铁块B 自斜面顶端由静止下滑到底端的过程中摩擦力对小铁块B 做的功.请回答下列问题：请回答下列问题：（1）简要说明实验中要测量的物理量（要求在图上标明）____________________________；（2）简要说明实验步骤________ __________ _______ __ _；（3）写出实验结果的表达式（重力加速度g 已知）___________________. 15．一艘宇宙飞船飞到月球的表面附近，一艘宇宙飞船飞到月球的表面附近，绕月球做近表面匀速圆周运动绕月球做近表面匀速圆周运动若宇航员用一只机械表测得绕行一周所用时间为T ，则月球的平均密度的大小是___________________. 三、计算题（本题共6个小题，每小题7分，共42分）分） 16．我国台湾省的一位特技演员第一个骑摩托车飞越长城．已知他跨越的水平距离约60m ，如果起跳的水平台比着地水平台高约7.2 7.2 mm ，且有100 100 m m 的水平助跑道，则他在助跑道上乘车行驶的平均加速度是多大 17．如图5所示，半径为R 、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m 的小球A 、B 以不同的速率进入管中，A 通过最高点C 时，对管壁上部的压力为3mg,B 通过最高点C 时，对管壁下部的压力为0.75mg.求A 、B 两球落地点间的距离. 图5 18．一个质量为m 的小球拴在钢绳的一端，另一端施大小为F 1的拉力作用，在水平面上做半径为R 1的匀速圆周运动(如图6所示)．今将力的大小改为F 2，使小球仍在水平面上做匀速圆周运动，但半径变为R 2，在小球运动的半径由R 1变为R 2的过程中拉力对小球做的功多大？功多大？19．在H=20m 高的阳台上，高的阳台上，弹簧枪将质量弹簧枪将质量m=15g 的弹丸以v 0=10m/s 的速度水平射出，的速度水平射出，弹弹丸落入沙坑后，在沙坑中运动的竖直距离h=20cm.不计空气阻力，试求：不计空气阻力，试求： （1）弹簧枪对弹丸所做的功；）弹簧枪对弹丸所做的功； （2）弹丸落到沙坑时的动能；）弹丸落到沙坑时的动能；（3）弹丸克服沙坑阻力所做的功.(g 取10m/s 2) 20．侦察卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运行，它的运行轨道距地面高度为h.要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件下的情况全都拍摄下来，星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件下的情况全都拍摄下来，卫星在通过赤道卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄像机每次至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少?(设地球半径为R ，地面处的重力加速度为g ，地球自转的周期为T) 21．(2005高考广东卷，15)已知万有引力常量G ，地球半径R ，月球和地球之间的距离r ，同步卫星距地面的高度h ，月球绕地球的运转周期T 1，地球的自转周期T 2，地球表面的重力加速度g.某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M 的方法：同步卫星绕地心做圆周运动，由G 222)2(Tm hMm p =h 得M=22224GT h p . （1）请判断上面的结果是否正确，并说明理由.如不正确，请给出正确的解法和结果; （2）请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解出结果. m M ¢3pr 3()rGMp 2GMr 324p又因为m A =m B >m C ，所以F a >T b >T c ，C 错误.根据G 2r Mm =mr(T p 2)2可得：2234pGM T r =，所以它们的半径与周期的关系为：232323C C B B A A T R T R T P ==，D 错误. 答案：AB 8、解析：由题意可知，上升过程中摩擦力做负功，下降过程中摩擦力还做负功，故A 错，B 对设物体上升最大位移为s ，动、势能相等时位移为l ，速度为v 0，则在上升过程中由动能定理得(mgsinθ+F 摩）·s=21mv 12①(mgsinθ+F 摩）·l=21mv 12-21mv 32② 由动、势能相等得mglsinθ=21mv 32③联立②③得l=m g F m v 22121+摩，由①得s=m g F m v +摩2121所以l>2s，C 对，D 错．错．答案：BC 9、解析：太阳系外的行星围绕恒星做圆周运动，地球围绕太阳做圆周运动，万有引力提供行星或地球运动的向心力，根据牛顿运动定律得：G2rMm =mr(T p 2)2，再加上题中的已知条件可得恒星与太阳的质量之比，A 正确.由于不知道恒星和太阳的半径之比，由于不知道恒星和太阳的半径之比，所以无法所以无法比较恒星与太阳的密度之比，B 错误.行星质量无法求出，行星质量无法求出，也就无法比较行星质量与地球质也就无法比较行星质量与地球质量大小及它们的比值，C 错误但根据G 2r Mm =m r v 2可以比较行星运行速度与地球公转速度之比，D 正确.正确的选项为A 、D. 答案：AD 1010、、解析：圆环是光滑的，没有摩擦力的作用，在小球由A 点开始运动的过程中，只有重力对小球做功，小球的机械能守恒，甲、乙两小球在A 点的速度相同，又没有任何阻力做功，则小球在B 点的速度大小也相等，点的速度大小也相等，且与且与A 点的速度大小相等甲小球是先减速后加速，而乙小球则是先加速后减速，而乙小球则是先加速后减速，到达到达B 点的速度均相等，点的速度均相等，所以乙小球在运动的过程中的平均所以乙小球在运动的过程中的平均速度肯定要大于甲小球运动的平均速度，所以乙小球先到达，正确选项为B. 答案：B 1111、、解析：宇宙飞船在运动的过程中，只有万有引力做功，所以宇宙飞船的机械能守恒，根据机械能守恒定律可知，飞船在近地点时离地面的距离小，飞船在近地点时离地面的距离小，所以飞船的速度大所以飞船的速度大.而在远地点时，飞船离地面的高度大，势能大，动能小，速度也就小，所以宇宙飞船在运动的过程中，最大的速度就是近地点的速度，即v m ；在宇宙飞船由近地点到远地点运动的过程中，根据机械能守恒定律得：21mv m 2=W+21mv 2，则可得远地点时的速度为v=m W v m 22-答案：v m mWv m 22-1212、、解析：本题考查汽车行驶过程中的功率问题当汽车以恒定功率行驶时，当汽车以恒定功率行驶时，汽车的牵引力汽车的牵引力等于汽车所受的摩擦阻力，即F=f ，根据功率与牵引力的关系P=Fv=fv ，所以，所以f=v P ；当汽车由静止开始速度行驶至41v 时，此时的牵引力为F′，则P=F′4v ，得到，得到 F′=v P 4，根据牛顿第二定律，F′F′-f=ma -f=ma ，将上述数据代入解得a=mv P3. 答案：mv P 31313、、解析：由题图中的闪光照片可以看出，小球从A→B→C→D 的过程中，在水平方向上都是一个小格，而在竖直方向上，小球从A→B→C→D 的过程中分别是2、3、4个小格，很显然，A 点不是小球的抛出点，但做平抛运动的物体在竖直方向上做匀加速运动.满足在任何相等的时间间隔内的位移之差为一常数，根据平抛运动的规律可解出小球平抛运动的初速度和重力加速度的值.根据水平方向的匀速运动可以得到：l=v 0t ，得：v 0=3011009.12-´=t l m/s=0.327 m/s ；在竖直方向上，根据Δy=gT 2，则g=222)301(1009.1-´=D T ym/s 2=9.81 m/s 2. 答案：0.327 m/s 9.81 m/s 21414、、解析：（1）在本题中，应该考虑求小铁块在最低点的速度的大小，就应该将小铁块的运动是平抛运动分解开来，即水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，所以在实验中要测量的物理量是斜面的高度H ，桌面到地面的高度h ，O 到P 的距离s ，小铁块B 的质量m.（2）实验的步骤：①用天平测出B 的质量；②如下图所示安装实验器材，地面铺白纸、复写纸并用胶带粘牢；③用手按住斜面A ，让B 从斜面顶端由静止开始滑下，记录落地点P 1；④重复③步骤五次，找到平均落点位置P ；⑤用直尺测图中标明的H 、h 、s;⑥实验结束，整理仪器归位.（3）小铁块B 由斜面顶端运动到底端的过程中，根据动能定理可得：据动能定理可得：mgH-W F =21mv 02，所以W F =mgH-21mv 02，又s=v 0t;h=21gt 2，联立以上各式解得：，联立以上各式解得：W F =mgH-h m gs 42答案：（1）斜面的高度H ，桌面到地面的高度h ，O 到P 的距离s ，小铁块B 的质量m （2）实验的步骤见思路分析）实验的步骤见思路分析（3）W F =mgH-hm gs 42 1515、、解析：宇宙飞船绕月球做近表面匀速圆周运动时万有引力提供宇宙飞船做圆周运动的向心力，根据牛顿运动定律和向心力公式得：G2RMm =mR(T p 2)2，由此可得月球的质量为：M=2324GTR p ，根据公式ρ=VM 得：得：ρ=232323344GT R GT R V M p p p ==. 答案：23GT p1616、、解析：特技演员骑摩托车飞越长城时做平抛运动，根据平抛运动的水平方向的匀速运动和竖直方向上的自由落体运动，可以得到：x=v 0t,h=21gt 2，代入数据：，代入数据： 60=v 0t,7.2=21×10×10×t t 2，由此可解得：v 0=50 m/s.特技演员在水平跑道上做匀加速直线运动，特技演员在水平跑道上做匀加速直线运动，根据运动学公式可得：v 02=2as ，代入数据502=2×=2×a×a×a×100100，所以a=12.5 m/s2. 答案：12.5 m/s 21717、、解析：根据小球A 、B 在管的上端的受力情况，列牛顿第二定律方程进行求解.小球A在最高点C 受重力mg 、管上部对它的向下的压力3mg ，列方程得：mg+3mg=m Rv A 2,可解得：v a =gR 2；对小球B 在最高点C 处的受力情况进行分析列方程得：处的受力情况进行分析列方程得：mg-0.75mg=m R v B 2，可解得：v b =2gR .小球从C 点出去后，再做平抛运动，因为两小球所在竖直高度相同，所以运动时间相同，时间的大小可由公式2R=21gt 2，得，得t=gR2由水平方向上的匀速运动可得：由水平方向上的匀速运动可得：x a =v a t=gR 2×gR2=4R ，x b =v b t=2gR ×gR2=R ，所以A 、B 两球落地点间距离为：两球落地点间距离为：Δx=x a -x b =4R-R=3R. 答案：3R 1818、、解析：在本题中，绳的拉力作为小球做圆周运动的向心力是变力，求变力做的功应使用动能定理.设半径为R 1、R 2时小球圆周运动的线速度大小分别为v 1、v 2，由向心力公式得F 1=m2121R v ①F 2=m2222R v ②由动能定理得：W=21mv 22-21mv 12③由①②③式得：W=21(F 2R 2-F 1R 1) 答案：21(F 2R 2-F 1R 1) 1919、、解析：（1）弹簧枪对弹丸做功的过程是发生在弹簧枪将弹丸射出的过程，在此过程中根据动能定理得：根据动能定理得： W F =21mv 02=21×15×15×1010-3×102 J=0.75 J. （2）弹丸被弹出后做平抛运动，对弹丸的运动，由动能定理得：mgH=21mv 2-21mv 02，代入数据，可得落地动能为：入数据，可得落地动能为：14pp2θ=2π1④s=32)(4+p. ：32)(4+pG2)(+=m(2p)M=2)(4+p②F=G2=m(2p)M=24p方法二：在地面重力近似等于万有引力，由F=G 2RMm=mg 得M=G gR 2。

模块综合检测(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本大题共12小题，每小题4分，共48分．其中1～8题为单选，9～12题为多选，选对得4分，漏选得2分，多选、错选均不得分)1.如图所示，一木块放在圆盘上，圆盘绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴匀速转动，木块和圆盘保持相对静止，那么()A．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向沿半径背离圆盘中心B．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向沿半径指向圆盘中心C．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向与木块运动的方向相反D．因为木块与圆盘一起做匀速转动，所以它们之间没有摩擦力解析：木块做匀速圆周运动，其合力提供向心力，合力的方向一定指向圆盘中心，因为木块受到的重力和圆盘的支持力均沿竖直方向，所以水平方向上木块一定还受到圆盘对它的摩擦力，方向沿半径指向圆盘中心，选项B正确．答案：B2．(2019·北京卷)2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)．该卫星() A．入轨后可以位于北京正上方B．入轨后的速度大于第一宇宙速度C．发射速度大于第二宇宙速度D．若发射到近地圆轨道所需能量较少解析：由于卫星为同步卫星，所以入轨后一定只能与赤道在同一平面内，故A错误；由于第一宇宙速度为卫星绕地球运行的最大速度，所以卫星入轨后的速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；由于第二宇宙速度为卫星脱离地球引力的最小发射速度，所以卫星的发射速度一定小于第二宇宙速度，故C错误；将卫星发射到越高的轨道克服引力所做的功越大，所以发射到近地圆轨道所需能量较小，故D正确．答案：D3．一辆汽车匀速率通过一座拱桥，拱桥可以看成是半径为R的圆的一段圆弧，A、B是桥上等高的两点，则()A．汽车从A点运动到B点过程中，受到的合力恒定B．汽车从A点运动到B点过程中，机械能先增大后减小C．汽车从A点运动到最高点过程中，合力做功等于重力势能的增加量D．汽车从A点运动到最高点过程中，牵引力做功等于克服摩擦阻力做的功解析：汽车做竖直面内的匀速圆周运动，汽车所受的合力大小恒定，方向总是指向圆弧的圆心，方向始终变化，不是恒力，故A错误；汽车从A点到B点过程中，动能不变，重力势能先增大后减小，因此机械能先增大后减小，故B正确；从A点到最高点的过程中，动能不变，根据动能定理可知，合力做功为零，故C错误；从A点到最高点的过程中，根据功能关系，牵引力做功等于克服阻力做功与克服重力做功之和，因此牵引力做功大于克服阻力做功，故D错误．答案：B4．如图所示，一滑块从半圆形光滑轨道上端由静止开始滑下，当滑到最低点时，关于滑块动能大小和对轨道最低点的压力，下列结论正确的是()A．滑块的质量不变，轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道的压力越大B．滑块的质量不变，轨道半径越大，滑块动能越大，对轨道的压力与半径无关C．轨道半径不变，滑块的质量越大，滑块动能越大，对轨道的压力越小D．轨道半径不变，滑块的质量越大，滑块动能越大，对轨道的压力不变解析：滑块从出发到最低点，由动能定理得：mgR＝12m v2－0，解得v2＝2gR.在最低点，有E k＝12m v2＝mgR，所以质量一定，轨道半径越大，滑块在最低点的动能越大；轨道半径一定，质量越大，滑块最低点的动能越大．在最低点，由牛顿第二定律得：F N－mg＝m v2 R，解得F N＝3mg.滑块的质量越大，对轨道的压力越大，且滑块对轨道压力的大小与轨道半径无关，故B正确，A、C、D错误．答案：B5.如图所示，滑板运动员以速度v0从离地高度h处的平台末端水平飞出，落在水平地面上．忽略空气阻力，运动员和滑板可视为质点，下列表述正确的是()A．v0越大，运动员在空中运动时间越长B．v0越大，运动员落地瞬间速度越大C．运动员落地瞬间速度与高度h无关D．运动员落地位置与v0大小无关解析：运动员和滑板做平抛运动，有h＝12gt2，故运动时间与初速度无关，故A错误；根据动能定理，有mgh＝12m v2－12m v2，解得v＝v20＋2gh，故v0越大，运动员落地瞬间速度越大，故B正确，C错误；射程x＝v0t＝v02hg，初速度越大，射程越大，故D错误．答案：B6．质量为m的物体由静止开始下落，由于空气阻力影响，物体下落的加速度为45g，在物体下落高度为h的过程中，下列说法正确的是()A．物体的动能增加了45mghB．物体的机械能减少了45mghC．物体克服阻力所做的功为45mghD．物体的重力势能减少了45mgh解析：下落阶段，物体受重力和空气阻力，由动能定理W＝ΔE k，即mgh－F f h＝ΔE k，F f＝mg－45mg＝15mg，可求ΔE k＝45mgh，选项A正确；机械能减少量等于克服阻力所做的功W ＝F f h ＝15mgh ，选项B 、C 错误；重力势能的减少量等于重力做的功ΔE p ＝mgh ，选项D 错误．答案：A7.(2019·天津卷)2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的“嫦娥四号”探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”．已知月球的质量为M 、半径为R ，探测器的质量为m ，引力常量为G ，“嫦娥四号”探测器围绕月球做半径为r 的匀速圆周运动时，探测器的( )A ．周期为2π r 3GMB ．动能为 GMm 2RC ．角速度为 Gm r 3D ．向心加速度为 GM R 2 解析：由万有引力提供向心力，可得GMm r 2＝m 4π2T2r ＝mω2r ＝m v 2r ＝ma ，解得T ＝2π r 3GM ，故A 正确；解得v ＝ GM r ，由于E k ＝12m v 2＝GMm 2r ，故B 错误；解得ω＝GM r 3，故C 错误；解得a ＝GM r 2，故D 错误．答案：A8.(8分)如图所示，一小滑块(可视为质点)以某一初速度沿斜面向下滑动，最后停在水平面上．滑块与斜面间及水平面间的动摩擦因数相等，斜面与水平面平滑连接且长度不计，则该过程中，滑块的机械能与水平位移x关系的图线正确的是(取地面为零势能面)()解析：滑块在斜面上下滑时，根据功能关系得ΔE＝－μmg cos α·Δs ＝－μmgΔx，Δx是水平位移，则知Ex的斜率等于－μmg不变，图象是向下倾斜的直线；滑块在水平面上滑动时，根据功能关系得ΔE＝－μmgΔx，Δx是水平位移，则知Ex的斜率等于－μmg不变，图象是向下倾斜的直线，故A、B、C错误，D正确．答案：D9.质量为m的小球以v0的水平初速度从O点抛出后，恰好击中倾角为θ的斜面上的A点．如果A点距斜面底边(即水平地面)的高度为h，小球到达A点时的速度方向恰好与斜面垂直(不计空气阻力)，如图所示．则以下叙述，正确的是()A．可以求出小球到达A点时重力的功率B．可以求出小球由O到A过程中动能的变化C．可以求出小球从A点反弹后落至水平地面的时间D．可以求出小球抛出点O距斜面端点B的水平距离解析：由小球到达A点时的速度方向恰好与斜面垂直，可知小球的末速度方向与重力方向夹角为θ，竖直分速度为v y＝v0tan θ，可知小球到达A 点时重力的功率为P ＝mg v y ＝mg v 0tan θ，故A 项正确；小球的末速度为v ＝v 0sin θ，可知小球由O 到A 过程中动能的变化为ΔE k ＝12m v 2－12m v 20＝12m v 20⎝ ⎛⎭⎪⎫cos 2 θsin 2 θ，故B 项正确；由于不能具体得知小球从A 点反弹后的速度大小，故无法求出反弹后落至水平地面的时间，C 项错误；由几何关系知A 、B 间的水平距离为h tan θ，小球做平抛运动的时间为t ＝v y g ＝v 0g tan θ，O 、A 之间的水平距离为x ＝v 0t ＝v 20g tan θ，故O 距斜面端点B 的水平距离为h tan θ－v 20g tan θ，故D 项正确． 答案：ABD10.如图所示为过山车轨道简化模型，以下判断正确的是( )A ．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B ．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于gRC ．过山车在圆轨道最低点时乘客处于超重状态D ．过山车在斜面h ＝2R 高处由静止滑下能通过圆轨道最高点解析：过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，机械能守恒，动能和重力势能相互转化，速度大小变化，不是匀速圆周运动，故A 错误；在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当压力为零时，速度最小，则mg ＝m v 2R，解得v ＝gR ，故B 正确；在最低点时，重力和轨道对车的压力提供向心力，加速度向上，乘客处于超重状态，故C 正确；过山车在斜面h ＝2R 高处由静止滑下至最高点的过程中，根据动能定理，得mg (h －2R )＝12m v ′2＝0，解得v ′＝0，所以不能通过最高点，故D 错误．答案：BC11.2013年12月2日，我国探月探测器“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射升空，其飞行轨道示意图如图所示，从地面发射后奔向月球，在P 点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，Q 为轨道Ⅱ上的近月点．下列关于“嫦娥三号”的运动，说法正确的是( )A ．发射速度一定大于7.9 km/sB ．在轨道Ⅱ上从P 到Q 的过程中速率不断增大C ．在轨道Ⅱ上经过P 点的速度小于在轨道Ⅰ上经过P 点的速度D ．在轨道Ⅱ上经过P 点的加速度小于在轨道Ⅰ上经过P 点的加速度解析：“嫦娥三号”探测器的发射速度一定大于7.9 km/s ，A 正确；由开普勒第二定律可知，“嫦娥三号”在轨道Ⅱ上从P 到Q 的过程中速率不断增大，选项B 正确；“嫦娥三号”从轨道Ⅰ上运动到轨道Ⅱ上要减速，故在轨道Ⅱ上经过P 点时的速度小于在轨道Ⅰ上经过P 点时的速度，选项C 正确；在轨道Ⅱ上经过P 点时的加速度等于在轨道Ⅰ上经过P 点时的加速度，D 错误．答案：ABC12.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m 、套在粗糙竖直固定杆A 处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从A 处由静止开始下滑，经过B 处的速度最大，到达C 处的速度为零，AC ＝h .圆环在C 处获得一竖直向上的速度v ，恰好能回到A .弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g .则圆环 ( )A ．下滑过程中，加速度一直减小B ．下滑过程中，克服摩擦力做的功为14m v 2 C ．在C 处，弹簧的弹性势能为14m v 2－mgh D ．上滑经过B 的速度大于下滑经过B 的速度解析：圆环下落时，先加速，在B 位置时速度最大，加速度减小至0.从B 到C 圆环减速，加速度增大，方向向上，选项A 错误．圆环下滑时，设克服摩擦力做功为W f ，弹簧的最大弹性势能为ΔE p .由A 到C 的过程中，根据功能关系有mgh ＝ΔE p ＋W f ；由C 到A 的过程中，有12m v 2＋ΔE p ＝W f ＋mgh ，联立解得W f ＝14m v 2，ΔE p ＝mgh －14m v 2.选项B 正确，选项C 错误．设圆环在B 位置时，弹簧的弹性势能为ΔE ′p .根据能量守恒，A 到B 的过程有12m v 2B ＋ΔE ′p ＋W ′f ＝mgh ′；B 到A 的过程有12m v ′2B ＋ΔE ′p ＝mgh ′＋W ′f ，比较两式得v ′B >v B .选项D 正确． 答案：BD二、非选择题(本题共5小题，共52分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时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)13．(6分)如图所示是利用闪光照相研究平抛运动的示意图．小球A 由斜槽滚下，从桌边缘水平抛出，当它恰好离开桌边缘时，小球B 也同时下落，闪光频率为10 Hz 的闪光器拍摄的照片中B 球有四个像，像间距离已在图中标出，两球恰在位置4相碰．则A 球从离开桌面到和B 球碰撞时经过的时间为________s ，A 球离开桌面的速度为________m/s(g 取10 m/s 2)．解析：由h ＝12gt 2，得t ＝2h g＝0.3 s ， 故v 0＝x t＝1 m/s. 答案：0.3 114．(9分)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验．图甲(1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________．A ．动能变化量与势能变化量B ．速度变化量与势能变化量C ．速度变化量与高度变化量(2)(多选)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________．A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为h A、h B、h C.已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔE p ＝__________，动能变化量ΔE k＝________．图乙(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________．A．利用公式v＝gt计算重物速度B．利用公式v＝2gh计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法解析：(1)在重物下落过程中，若任意两点间重力势能的减少量等于动能的增加量，则重物的机械能守恒，所以A正确．(2)打点计时器需要交流电源，测量纸带上各点之间的距离需要刻度尺，本实验需要验证的等式为mgh＝12m v2，即gh＝12v2或mgh＝12m v22－12m v21，即gh＝12v22－12v21，所以不需要测量重物的质量，不需要天平．(3)从打O点到打B点的过程中，重力势能的变化量ΔE p＝－mgh B，动能的变化量ΔE k ＝12m v 2B ＝12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫h C －h A 2T 2＝m （h C －h A ）28T 2. (4)重力势能的减少量大于动能的增加量，主要原因是重物在运动过程中存在空气阻力和摩擦阻力，选项C 正确．答案：(1)A (2)AB (3)－mgh B m （h C －h A ）28T 2(4)C 15．(10分)如图所示为《快乐大冲关》节目中某个环节的示意图．参与游戏的选手会遇到一个人造山谷OAB ，OA 是高h ＝3 m 的竖直峭壁，AB 是以O 点为圆心的弧形坡，∠AOB ＝60°，B 点右侧是一段水平跑道．选手可以自O 点借助绳索降到A 点后再爬上跑道，但身体素质好的选手会选择自O 点直接跃上跑道．选手可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度g 取10 m/s 2.(1)若选手以速度v 0水平跳出后，能跳在水平跑道上，求v 0的最小值；(2)若选手以速度v 1＝4 m/s 水平跳出，求该选手在空中的运动时间．解析：(1)若选手以速度v 0水平跳出后，能跳在水平跑道上，则h sin 60°≤v 0t ，h cos 60°＝12gt 2， 解得：v 0≥3102m/s. (2)若选手以速度v 1＝4 m/s 水平跳出，因v 1＜v 0，人将落在弧形坡上，下降高度y ＝12gt 2，水平前进距离x ＝v 1t ，且x 2＋y 2＝h 2，解得t ＝0.6 s.答案：(1)3102m/s (2)0.6 s 16．(12分)我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．如图所示，质量m ＝60 kg 的运动员从长直助滑道AB 的A 处由静止开始以加速度a ＝3.6 m/s 2匀加速滑下，到达助滑道末端B 时速度v B ＝24 m/s ，A 与B 的竖直高度差H ＝48 m ．为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C 处附近是一段以O 为圆心的圆弧．助滑道末端B 与滑道最低点C 的高度差h ＝5 m ，运动员在B 、C 间运动时阻力做功W ＝－1 530 J ，g 取10 m/s 2.(1)求运动员在AB 段下滑时所受阻力F f 的大小．(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C 点所在圆弧的半径R 至少应为多大？解：(1)运动员在AB 上做初速度为零的匀加速直线运动，设AB 的长度为x ，则有v 2B ＝2ax ，由牛顿第二定律知mg H x－F f ＝ma ， 联立以上两式，代入数据解得F f ＝144 N.(2)设运动员到达C 点时的速度为v C ，在由B 到C 的过程中运用动能定理，得 mgh ＋W ＝12m v 2C －12m v 2B ， 设运动员在C 点所受支持力为F N ，由牛顿第二定律，知F N －mg ＝m v 2C R， 由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，联立以上两式，代入数据解得R ＝12.5 m.17．(15分)如图所示，一个质量为0.6 kg 的小球以某一初速度从P 点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC 的A 点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失)．已知圆弧的半径R ＝0.3 m ，θ＝60°，小球到达A 点时的速度v A ＝4 m/s.(g 取10 m/s 2)求：(1)小球做平抛运动的初速度v 0；(2)P 点与A 点的水平距离和竖直高度；(3)小球到达圆弧最高点C 时对轨道的压力．解析：(1)把小球到A 点的速度分解，如图所示，小球做平抛运动的初速度v 0等于v A 的水平分速度．由图可知v 0＝v x ＝v A cos θ＝4×cos 60°＝2 m/s.(2)由图可知，小球运动至A 点时竖直方向的分速度v y ＝v A sin θ＝4×sin 60°＝2 3 m/s.设P 点与A 点的水平距离为x ，竖直高度为h ，则v y ＝gt ，v 2y ＝2gh ，x ＝v 0t ，联立以上各式解得x ≈0.69 m ，h ＝0.6 m.(3)取A 点为重力势能的零点，由机械能守恒定律，得12m v 2A ＝12m v 2C＋mg (R ＋R cos θ)， 代入数据得v C ＝7 m/s.设小球到达圆弧最高点C 时，轨道对它的弹力为F N ，由圆周运动向心力公式得F N ＋mg ＝m v 2C R， 代入数据得F N ＝8 N.由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力大小F N ′＝F N ＝8 N ，方向竖直向上．答案：(1)2 m/s (2)0.69 m 0.6 m (3)8 N 方向垂直向上。