高一物理必修2模块综合评价检测试题

模块综合试卷（时间：90 分钟满分：100 分）一、选择题（1～8为单项选择题，9～16为多项选择题.每小题3分，共48 分）1. 如图1所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P 匀速传送至高处，在此过程中，下述说法正确的是（）A. 摩擦力对物体做正功B. 支持力对物体做正功C. 重力对物体做正功D. 合外力对物体做正功答案A解析摩擦力方向平行皮带向上，与物体运动方向相同，故摩擦力做正功，终垂直于速度方向，不做功，B 错；重力对物体做负功，C 错；合外力为零，做功为零，D错.2. 如图2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（D 点是曲线的拐点）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（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答案A解析因为质点做匀变速运动，所以加速度恒定，C项错误.在D点时加速度与速度垂直，故A 对；支持力始A.质点经过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 点的大图1C 点的速率比知加速度方向向上， 合力方向也向上，所以质点从 A到 D 的过程中， 合力方向与速度方向夹 v C >v D ，A 项正确， B 项错误 .从 B 至 E 的过程中，加 速度方向与速度方向夹角一直减小， D 项错误 .3.（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答案 D2解析 同步卫星只能位于赤道正上方， A 项错误；由 GM r 2m ＝m r v 知，卫星的轨道半径越大，B 项错误；同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度， 发射到越高的轨道克服引力做功越多，故发射到近地圆轨道所需能量较少，D 项正确 .4.（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”，如图 3 所示 .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 （ ）答案 A解析 嫦娥四号探测器环绕月球做匀速圆周运动时，万有引力提供其做匀速圆周运动的向心GMm 2 v 24π2GM GM4π2r 3GM力，有 r 2 ＝ m ω2r ＝m r ＝ m T 2 r ＝ ma ，解得 ω＝ r 3 、v ＝ r 、T ＝ GM、a ＝ r 2 ， 则嫦娥四号探测器的动能为 E k ＝12mv 2＝GM 2r m ，由以上可知 A 正确，B 、C 、D 错误.角大于 90 °，合力做负功，动能减小， 卫星做匀速圆周运动的线速度越小， 因此入轨后的速度小于第一宇宙速度 （近地卫星的速度 ），C 项错误；将卫星 C.角速度为Gmr 3B.动能为 GMm2RD.向心加速度为GMR 2A.周期为 图35. （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 二号单独运行时相比，组合体运行的 （ ）A.周期变大 C.动能变大答案 C由于轨道半径不变，所以周期、速率、向心加速度均不变，1选项 A 、B 、D 错误；组合体比天宫二号的质量大，动能E k ＝2mv 2变大，选项 C 正确.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 430 km 的圆轨道上运行了 77 圈，运动中需要多次“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和推力的大小和方向， 使飞船能保持在预定轨道上稳定飞行，如果不进行“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 如果不进行 “ 轨道维持 ”，由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力，需要克服摩擦阻 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2小，根据 G M r m 2 ＝m v r ，可得 E k ＝ GM 2r m ，动能逐渐增大，所以正确选项为 D.7.如图 4所示是半径为 r 的竖直光滑圆形轨道，将一玩具小车放到与轨道圆心 O 处于同一水 平面的 A 点，并给小车一竖直向下的初速度，使小车沿轨道内侧做圆周运动，重力加速度为（可视为圆轨道 ）运行 .与天宫B.速率变大 D.向心加速度变大解析 根据组合体受到的万有引力提供向心力可得，GMmr 24π2 m T 2 r＝m v r ＝ ma ，解得 T ＝g.要使小车不脱离轨道，则在 A 处使小车获得竖直向下的最小初速度应为 ()图4B. 5grD. 2gr解析小车恰好不脱离轨道的条件是在最高点满足mg＝m v r .小车沿轨道内侧做圆周运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒.设小车在A 处获得的最小初速度为v A，选A 点所在水11平面为零势能参考面，由机械能守恒定律得2mv A2＝mgr＋2mv2，解得v A＝3gr ，故选项C正确.8. （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3 m 以内时，物体上升、下E k随h 的变化如图5 所示.重力加速度取10 m/s2.该物体的质量为A. 2 kgB.1.5 kgC.1 kgD.0.5 kg答案C解析设物体的质量为m，则物体在上升过程中，受到竖直向下的重力mg 和竖直向下的恒定外力F，当Δh＝3 m 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＝3 m 时，再由动能定理结合题图可得（mg－F）×Δh＝（48－24） J，联立解得m＝1 kg、F＝2 N，选项C 正确，A 、B、D 均错误.9. （2019 江·苏卷）如图6 所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动.座舱的质量为m，运动的半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱（）A. 7grC. 3gr 答案 C落过程中动能图5图6B. 线速度的大小为 ωRC. 受摩天轮作用力的大小始终为 mgD.所受合力的大小始终为 m ω2R 答案 BD2πT ＝ π、线速度大小 v ＝ ωR 、受到的 ω合力大小 F ＝ m ω2R ，选项 B 、 D 正确， A 错误；座舱的重力为 mg ，座舱做匀速圆周运动受 到的合力大小不变， 方向时刻变化， 故座舱受到摩天轮的作用力大小不可能始终为 mg ，选项C 错误 . 10.（2018 简·阳市高一下学期期末 ）竖直平面内有两个半径不同的半圆形光滑轨道，如图 7 所示，A 、M 、B 三点位于同一水平面上， A 、 B 处同时无初速度释放，则 （A. 通过 C 、D 时，两球的线速度大小相等B. 通过 C 、 D 时，两球的角速度大小相等C. 通过 C 、 D 时，两球的机械能相等D.通过 C 、D 时，两球对轨道的压力相等 答案 CD1解析 对任意一球研究，设半圆轨道的半径为 r ，根据机械能守恒定律得： mgr ＝ 12mv 2，得： v ＝ 2gr ，由于 r 不同，则 v 不等，故 A 错误；由 v ＝r ω得：度大小不等， 故 B 错误； 两球的初始位置机械能相等， 下滑过程机械能都守恒， 所以通过 C 、与半径无关， 根据牛顿第二定律得： F N －mg ＝ma n ，得轨道对小球的支持力大小为 F N ＝ 3mg ， 由牛顿第三定律知球对轨道的压力为F N ′＝ 3mg ，与半径无关，则通过 C 、D 时，两球对轨 道的压力相等，故 D 正确.所以 C 、D 正确， A 、B 错误.11. （2019 江·苏卷 ）如图 8 所示， 轻质弹簧的左端固定， 并处于自然状态 .小物块的质量为 m ，从A.运动周期为2πR解析 座舱做匀速圆周运动，合力提供向心力，知周期C 、D 分别为两轨道的最低点，将两个相同的小球分别从D 时两球的机械能相等，故 C 正确；通过圆轨道最低点时小球的向心加速度为a n ＝r ＝ 2g ， vω＝rA 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A 点恰好静止.物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度.在上述过程中()A. 弹簧的最大弹力为μ mgB. 物块克服摩擦力做的功为2μ mgsC. 弹簧的最大弹性势能为μ mgsD. 物块在A 点的初速度为2μgs答案BC解析小物块处于最左端时，弹簧的压缩量最大，然后小物块先向右加速运动再减速运动，可知弹簧的最大弹力大于滑动摩擦力μ m，g选项A 错误；物块从开始运动至最后回到A 点过程，路程为2s，可得物块克服摩擦力做功为2μ mg，s选项B 正确；物块从最左侧运动至A 点过程，由能量守恒定律可知E pm＝μ mg，s选项C 正确；设物块在A 点的初速度为v0，整个过1程应用动能定理有－2μ mg＝s0－2mv02，解得v0＝2 μ g，s 选项D 错误.12. “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9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；若质量为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，则( )B. 若棋子在最高点的速度v 变大，则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ACA.棋子从最高点落到平台上所需时间解析由h＝12gt 2得：t＝，A 项正确；下落时间与棋子在最高点的速度v无关， B 项错1 误；棋子从最高点落到平台的过程中，重力势能减少mgh，C 项正确；由机械能守恒定律：2 mv′ 2＝21mv 2＋mgh，得：v′＝v2＋2gh，D 项错误.13. 北斗导航卫星的发射需要经过几次变轨，例如某次变轨，先将卫星发射至近地圆轨道1 上，然后在P 处变轨到椭圆轨道2 上，最后由轨道2在Q 处变轨进入圆轨道3，轨道1、2 相切于P 点，轨道2、3 相切于Q 点，如图10 所示.忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是( )A. 重力势能改变量不相等A.该卫星从轨道B.该卫星从轨道C.该卫星在轨道1 变轨到轨道2 需要在P 处减速1 到轨道2 再到轨道3，机械能逐渐减小3 的动能小于在轨道 1 的动能D.该卫星稳定运行时，在轨道 3 上经过Q 点的加速度等于在轨道 2 上Q 点的加速度答案CD解析该卫星从轨道 1 变轨到轨道2需要在P 处加速，选项 A 错误；该卫星从轨道1到轨道2 需要点火加速，则机械能增加；从轨道 2 再到轨道3 ，又需要点火加速，机械能增加；故该卫星从轨道 1 到轨道 2 再到轨道3，机械能逐渐增加，选项B 错误；根据v＝G r M可知，该卫星在轨道 3 的速度小于在轨道 1 的速度，则卫星在轨道 3 的动能小于在轨道 1 的动能，选项 C 正确；根据a＝G r M2 可知，该卫星稳定运行时，在轨道 3 上经过Q 点的加速度等于在轨道2上Q点的加速度，选项 D 正确；故选C、D.14.(2018 岷·县一中高一下学期期末)如图11 所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，其下端挂物体，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，则这两次过程中图10图11B. 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，则弹力对物体不做功，即两次斜面弹力对物体做功相等，故 D 正确.故选B 、D.15. (2019 全·国卷Ⅱ )如图12(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图象如图(b)所示，t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻.则( )图12A. 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v1 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 图线与横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Δva＝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相同（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v1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.16. 如图13 甲所示，0.1 kg 的小球从最低点A 冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4 m 的半圆形轨道，此后小球速度的平方与其距离水平地面的高度的关系图象如图乙所示.已知小球恰能到达最高点C，轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计.g取10 m/s2，B为AC轨道中点.下列说法正确的是（）A. 图乙中x＝4B.小球从B到C损失了0.125 J的机械能C. 小球从A 到C 合外力对其做的功为－1.05 JD. 小球从C 抛出后，落地点到A 的距离为0.8 m答案ACDv C2解析当h＝0.8 m 时小球在C 点，由于小球恰能到达最高点C，故mg＝m v r C，所以v C2＝gr ＝10×0.4 m2·s－2＝4 m2·s－2，故选项A 正确；由已知条件无法计算出小球从B到C损失的机111械能，故选项B 错误；小球从A 到C，由动能定理可知W 合＝2mv C2－2mv A2＝2× 0.1×4 J－112，落地点到A 的2×0.1×25 J＝－1.05 J，故选项C 正确；小球离开C点后做平抛运动，故2r＝2gt距离x1＝v C t ，解得x1＝0.8 m，故选项D 正确.二、实验题（本题共2 小题，共12分）17. （6 分）如图14 所示是一种简易的圆周运动向心力演示仪，图中A、B 为两个穿在水平滑杆上并通过棉线与转轴相连的重锤.试结合下列演示现象，分析影响向心力的因素.图14(1) 使线长L A＝L B，质量m A> m B，加速转动横杆.现象：连接A 的棉线先断.表明：在半径和角速度一定的条件下，圆周运动所需向心力随 ____________ 的增大而增大.(2) 使质量m A＝m B，线长L A> L B，加速转动横杆.现象：连接A 的棉线先断. 表明：在物体质量和角速度一定的条件下，圆周运动所需向心力随___________________________________________________________________________________ 的增大而增大. (3) 对任一次断线过程进行考察.现象：并不是横杆一开始转动就断线，而是加速了一段时间之后线才断的. 表明：在物体质量和半径一定的条件下，圆周运动所需向心力随 ____________________________________ 的增大而增大.答案(1)物体质量(2 分) (2)转动半径(2 分)(3)转动角速度(2 分)解析(1) 转动半径和角速度相同，根据F＝mω2r，物体质量越大，向心力越大；(2)质量和角速度相同，根据F＝mω2r ，转动半径越大，向心力越大；(3)质量和转动半径一定，角速度增加到一定程度后线才断，说明向心力随转动角速度的增大而增大.18. (6分)(2018 成·都石室中学高一下学期期末)某同学用如图15 甲所示的装置“验证机械能守恒定律”，他将两物块A 和B 用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B 下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量m A＝300 g，m B＝100 g，A 从高处由静止开始下落，B 拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0 是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器计时周期为T＝0.02 s，则：图15v2（2）用v 表示物块A 的速度，h 表示物块A 下落的高度.若某同学作出的v2－h 图象如图丙所示，m/s34（结果保留三位有效数字）.答案（1）1.15（1 分） 1.18（1 分）在误差允许范围内，A、B 组成的系统机械能守恒（2 分）（2）9.70（2 分）解析（1）根据某段时间内平均速度等于中间时刻的瞬时速度，计数点5 的瞬时速度v5＝×x4621.60＋26.40 × 10－2图16（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 的加速度各多大？答案（1）3 ∶1 （2）g2g2解析（1）对A、B组成的系统，机械能守恒，则12（M－m）gh＝2（M＋m）v2（2 分）M3解得：m＝1（2 分）（2）对B 分析，根据运动学公式可知2a B h＝v2（1 分）解得a B＝2（1 分）对A 分析，根据运动学公式可知2a A h＝v2（1 分）解得aA＝2.（1 分）19. （8 分）（2018 湖·北天门、仙桃、潜江高一下学期期末联考）如图16，一很长的、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（1）在打点0～ 5 过程中系统动能的增加量ΔE k＝_______ J，由此得出的结论是三位有效数字）J，系统势能的减小量ΔE p ＝；（重力加速度g＝9.8 m/s* 1 2，结果均保留则可求出当地的重力加速度g＝1 2 1 ΔE k＝2（m A＋m B）v5＝20.220. （8分）（2018 齐·齐哈尔市高一下学期期末）如图17所示，一个质量m＝4 kg的物块以v＝2 m/s 的水平速度滑到一静止的平板车上，已知平板车质量M＝16 kg，物块与平板车之间的动摩擦因数μ＝0.1，其他摩擦不计（取g＝10 m/s2），求：图17（1）当物块与平板车相对静止时，物块的速度大小及滑行时间；（2）要使物块不能从平板车右端滑落，平板车至少多长.答案（1）0.4 m/s 1.6 s （2）1.6 m解析（1）对物块，由牛顿第二定律：μmg＝ma1（1 分）v′＝v－a1t（1 分）对车，由牛顿第二定律：μ m＝g Ma2（1 分）v′＝a2t（1 分）解得：v′＝0.4 m/s，t＝1.6 s（1 分）12 12（2）由功能关系：μ mgL＝2mv 2－2（m＋M）v′ 2（2 分）解得L＝1.6 m（1 分）21. （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＝0.5 m，一个质量m＝2 kg 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＝36 J，如图18 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10 m/s2.求：（1）小球脱离弹簧时的速度大小；（2）小球从B到C 克服阻力做的功；（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）6 m/s （2）11 J （3）1 m1解析（1）根据机械能守恒定律E p＝21mv12（2 分）解得v1＝2m Ep＝6 m/s（1 分）11（2）由动能定理得－mg·2R－W f＝2mv22－2mv12（2 分）2v2小球恰能通过最高点，故mg＝m 2（1 分）R联立解得W f＝11 J（1 分）（3）球离开C 点后做平抛运动122R＝2gt2（1 分）x＝v2t（1 分）解得x＝1 m（1 分）22. （14 分）（2018 湖·南五市十校高一下学期期末）如图19 甲所示，倾角为θ＝37°的传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量m＝2 kg 的小物体轻轻放在传送带的A 端，物体相对地面的速度随时间变化的关系图象如图乙所示， 2 s末物体到达B端，取沿传送带向下为正方向，不计空气阻力，g＝10 m/s2，sin 37 ＝° 0.6，cos 37 °＝0.8，求：(1)小物体在传送带A、B两端间运动的平均速度v 的大小；(2)物体与传送带间的动摩擦因数μ；(3)2 s 内物体机械能的减少量ΔE.答案(1)8 m/s (2)0.5 (3)48 J解析(1)设传送带A、B间的距离L，即为v－t图线与t 轴所围的面积大小，所以：L＝v21t1 v1＋v2＋2 t2(2 分)代入数值得：L＝16 m(1 分)L 16由平均速度的定义得：v＝t＝2 m/s＝8 m/ s；(2 分)(2)0～1 s 内物体的加速度为：v1 10 2 2a1＝＝m /s 2＝10 m/ s2(2 分) t1 1根据牛顿第二定律得：mgsin θ＋μ mcgos θ＝ma1 (2 分)解得：μ＝0.5.(1 分)(3) 0～2 s内物体下降的高度：h＝Lsin 37 ＝°16×0.6 m＝9.6 m(2 分)物体机械能的变化量：11ΔE＝2mv22－mgh＝2×2×122 J－2×10×9.6 J＝－48 J(2分)负号表示机械能减少m/s＝2.4 m/ s，则系统动能的增加量：×0.4×2.42 J≈1.15 J，系统重力势能的减小量ΔE p＝（m A－m B）gh＝0.2×9.8×（38.40＋21.60）×10－2 J≈1.18 J.在误差允许的范围内，A、B 组成的系统机械能守恒.（2）根据机械能守恒定律得：12（m A－m B）gh＝2（m A＋m B）v1m A－m B得12v2＝gh2m A＋m Bm A－m B 5.82故斜率k＝g＝1.20m A＋m B1.20代入数据得：g＝9.70 m/s2.三、计算题（本题共4 小题，共40 分.要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）小为gh（g 为重力加速度，不计空气阻力），求：。

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。

高一物理必修第二册综合测试卷一、单项选择题1．关于曲线运动，下列说法正确的是（）A．物体做曲线运动时，其位移大小可能等于路程B．曲线运动一定是变速运动，变速运动一定是曲线运动C．做曲线运动的物体所受的合外力不可能是恒力D．做曲线运动的物体所受的合外力方向与速度方向不可能在同一直线上2．北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统，2020年建成后实现了全球服务，该系统包括5颗地球同步卫星和30颗一般轨道卫星，关于其中的地球同步卫星，下列说法正确的是（）A．它运行的周期为12小时 B．它一定在赤道上空运行C．它运行的线速度大于第一宇宙速度 D．它可以定点在北京上方3．一小型无人机在高空中飞行，将其运动沿水平方向和竖直方向分解，水平位移x随时间t变化的图像如图甲所示，竖直方向的速度vy随时间t变化的图像如图乙所示。

关于无人机的运动，下列说法正确的是（）A．0～2s内做匀加速直线运动B．t=2s时速度大小为5m/sC．2s～4s内加速度大小为1m/s2D．0～4s内位移大小为10m4．质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v/6时，汽车的瞬时加速度的大小为（）A．2PmvB．3PmvC．4PmvD．5Pmv5．长为L的细绳上端固定，下端拴一个质量为m的小球，让小球在水平面内做匀速圆周运动，小球角速度大小为ω，此时绳子与竖直方向的夹角为α，若不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．若只增加绳长L，则α减小B．若只增加小球质量，则α减小C．保持L不变，ω增大时，小球的向心力不一定增大D．保持L不变，ω增大时，线速度v一定增大6．如图所示，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC是以O为圆心的一段圆弧，位于竖直平面内。

现有一小球从水平桌面的边缘P点向右水平飞出，该小球恰好能从A点沿圆弧的切线方向进入轨道。

高一物理必修2模块综合评价检测试题江苏省淮安市淮安中学一、本题共12小题；每小题3分,共36分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个正确选项，有的小题有多个正确选项。

全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分。

1． 从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球，一个竖直上抛，一个竖直下抛，另一个平抛，则它们从抛出到落地① 运行的时间相等 ②加速度相同 ③落地时的速度相同 ④落地时的动能相等 以上说法正确的是 ( )A ．①③B ．②③C ．①④D ．②④2． 半径为R 的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一小物体m ，如图4—1所示,今给小物体一个水平初速度， 则物体将 ( ) A ．沿球面滑至m 点B ．先沿球面滑至某点N 再离开球面做斜下抛运动C ．按半径大于R 的新圆弧轨道运动D ．立即离开半球面作平抛运动3．如图4—2所示，在研究平抛运动时，小球A 沿轨道滑下。

离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S ，被电 磁铁吸住的小球B 同时自由下落。

改变整个装置的高度 H 做同样的实验，发现位于同一高度的A 、B 两球总是同 时落地，该实验一现象说明了A 球在离开轨道后 ( ) A ．水平方向的分运动是匀速直线运动 B ．水平方向的分运动是匀加速直线运动 C ．竖直方向的分运动是自由落体运动 D ．竖直方向的分运动是匀速直线运动4． 如图4—3所示，图中α、b 、c 、d 四条圆轨道的圆心均在地球的自转轴上，均绕地球做匀速圆周运动的卫星中，下 列判断图中卫星可能的轨道正确说法是 ( )A ． 只要轨道的圆心均在地球自转轴上都是可能的轨道,图 中轨道α、b 、c 、d 都是可能的轨道B ． 只有轨道的圆心在地球的球心上,这些轨道才是可能的 轨道，图中轨道α、b 、c 、均可能C ． 只有轨道平面与地球赤道平面重合的卫星轨道才是可能的轨道，图中只有α轨道是可能的D ． 只有轨道圆心在球心，且不与赤道平面重合的轨道，即图中轨道b 、c 才是可能的5． 2001年10月22日,欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞,命名为MCG6-30-15由于黑洞的强大引力，周围物质大量掉入黑洞，假定银河系中心仅此一个黑洞。

模块综合测评(时间:90分钟,满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分)1.物体做曲线运动时,其加速度( )A.一定不等于零B.可能不变C.一定改变D.一定不变解析:物体做曲线运动的条件是其合力方向与速度方向不在一条直线上,故合力肯定不为零,其加速度必定不为零,A对.合力可能是恒力,也可能是变力,B对,C、D错.答案:AB2.下列说法属于狭义相对论基本假设的是:在不同的惯性系中( )A.真空中光速不变B.时间间隔具有相对性C.物体的质量不变D.物体的能量与质量成正比解析:由爱因斯坦狭义相对论基本假设可知选项A正确.答案:A3.如图所示为A、B两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图像,其中A为双曲线的一个分支,由图可知( )A.A物体运动的线速度大小不变B.A物体运动的角速度大小不变C.B物体运动的角速度大小不变D.B物体运动的线速度大小不变解析:因为A为双曲线的一个分支,说明a与r成反比,由a=可知,A物体的线速度大小不变,故A对,B错;而OB为过原点的直线,说明a与r成正比,由a=rω2可知B物体的角速度不变,故C对,D错.答案:AC4.如图所示,在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落.改变整个装置的高度做同样的实验,发现位于同一高度H的A、B两球总是同时落地或者在空中相碰.该实验现象说明了A球在离开轨道后( )A.水平方向的分运动是匀速直线运动B.水平方向的分运动是匀加速直线运动C.竖直方向的分运动是自由落体运动D.竖直方向的分运动是匀速直线运动解析:由题干知,A做平抛运动,B自由下落的过程中,A、B两球竖直方向运动情况完全相同,即A 离开轨道后在竖直方向的分运动是自由落体运动.答案:C5.两颗人造地球卫星,都在圆形轨道上运行,它们的质量相等,轨道半径之比=2,则它们的动能之比等于( )A.2B.C. D.4解析:由,E k=mv2得:E k=,所以.答案:C6.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动一周所用的时间为1200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( )A.恒星质量与太阳质量之比B.恒星密度与太阳密度之比C.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解析:由G=m()2r,得M=.由分别的运行时间比和距离比可求出恒星质量和太阳质量之比,再由v=可求出各自的运行速度之比.A、D正确.答案:AD7.质量为m的木块静止在光滑的水平面上,从t=0开始,将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上,在t=t1时刻F的功率是( )A. B.C. D.解析:由a=,v=at,P=Fv可得,t1时刻力F的功率P=.答案:C8.如图所示,甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河,河宽为H,河水的流速为u,划船速度均为v,出发时两船相距H,甲、乙船头均与岸边成60°角,且乙船恰好能垂直到达对岸的A点,则下列判断正确的是( )A.甲、乙两船到达对岸的时间不同B.v=2uC.两船可能在未到达对岸之前相遇D.甲船也在A点靠岸解析:甲、乙两船划船的速度大小相等,又因为α=60°,所以两船垂直于河岸的分速度大小也相等,故渡河时间相等,A选项不正确.乙船能垂直渡河,其合速度应与岸边垂直,如图所示,则v=2u,B选项正确.由于v=2u,且α=60°,所以甲沿垂直于河岸的分速度v⊥=v=u,而甲沿河岸的速度为u+×2u=2u,它在垂直河岸方向的位移为H,所以甲沿河岸的位移为H,所以甲也在A 点靠岸,所以C选项不正确,D选项正确.答案:BD9.如图所示,将完全相同的两小球A、B用长L=0.8m的细绳,悬于以v=2m/s向左匀速运动的物理实验小车顶部,两球与小车前后壁接触.由于某种原因,小车突然停止,此时悬线中张力之比T B∶T A为(g取10 m/s2)( )A.1∶3B.2∶5C.2∶3D.3∶2解析:小车突然停止时,A球静止,B球由于惯性还要向左摆动,对A球有T A=mg对B球有T B-mg=m联立解得答案:D10.如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图.图中①和②为楔块,③和④为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦.在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )A.缓冲器的机械能守恒B.摩擦力做功消耗机械能C.垫板的动能全部转化为内能D.弹簧的弹性势能全部转化为动能解析:在弹簧压缩过程中,摩擦力做功,缓冲器的机械能不守恒,A项错误,B项正确;根据能量守恒可知,垫板的动能转化为弹簧的弹性势能以及克服摩擦力做功产生的内能,C、D两项错误.答案:B二、填空题(本题共2小题,共14分)11.(6分)做物体平抛运动的实验时,只画出了如图所示的一部分曲线,在曲线上取A、B、C三点,测得它们的水平距离均为Δx=0.2m,竖直距离h1=0.1m,h2=0.2 m,试由图示求出平抛物体的初速度v0=m/s.(g取10m/s2)解析:竖直方向上h2-h1=gt2,则t=s=0.1s水平方向上Δx=v0t,故v0= m/s=2m/s.答案:212.(8分)验证机械能守恒定律的实验步骤安排如下:A.把打点计时器固定在铁架台上,并用导线将打点计时器接在低压交流电源上B.将连有重物的纸带穿过限位孔,用手提着纸带,让手尽量靠近打点计时器C.松开纸带,接通电源D.更换纸带,重复几次,选点迹清晰的纸带进行测量E.用天平测量重物的质量m在上述实验步骤中错误的是和,可有可无的是.解析:B步骤中应让重物尽量靠近打点计时器,而不是手靠近;C步骤中应先接通电源,后释放纸带;E步骤可有可无,不称量重物的质量也可验证机械能守恒定律.答案:B C E三、解答题(本题共3小题,共36分)13.(12分)水平抛出的一个石子,经过0.4s落到地面,落地时的速度方向跟水平方向的夹角是53°,(g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:(1)石子的抛出点距地面的高度;(2)石子抛出时的水平初速度;(3)石子落地点和抛出点的水平距离.解析:(1)由h=gt2,得h=×10×0.42m=0.8m(2)因v y=gt=10×0.4m/s=4m/s而v0=v y cot53°=4×m/s=3m/s(3)x=v0t=3×0.4m=1.2m答案:(1)0.8m (2)3m/s (3)1. 2m14.(12分)嫦娥一号卫星星箭分离,卫星进入绕地球轨道.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.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:嫦娥一号在完成第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.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=mg月卫星在极月圆轨道有G=m()2(R+h)解得g月=答案:(1)加速(2)g月=15.(12分)如图所示,质量M=20kg的物体从光滑曲面上高度H=0.8m处释放,到达底端时进入水平传送带,传送带由一电动机驱动着匀速向左转动,速率为3m/s.已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.1.(g取10m/s2)若两皮带轮之间的距离是6m,物体冲上传送带后就移走光滑曲面,物体将从哪一边离开传送带?解析:设物体到达曲面底端时的速度为v,由机械能守恒得MgH=Mv2得v=4m/s若皮带足够长,M在皮带上前进s距离时速度为零,由动能定理得-μMgs=0-Mv2由以上两式求得s==8ms=8m>6m,故物体从右侧离开.答案:物体从皮带右侧离开.。

高一物理必修2模块综合评价检测试题1．关于物体的机械能是否守恒，以下说法中正确的是：（）A. 一个物体所受合外力为0，它的机械能一定守恒B. 一个物体做匀速直线运动，它的机械能一定守恒C. 一个物体所受的合外力不为0，它的机械能可能守恒D. 一个物体所受的合外力对它不做功，它的机械能可能守恒2．下列说法中正确的是：（）A.力对物体做功多,说明物体的位移一定大B.静摩擦力总是做正功,滑动摩擦力总是做负功C.作用力做功,反作用力也一定做功D.一对平衡力所做的功的代数和总为零3．从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球，一个竖直上抛，一个竖直下抛，另一个平抛，则它们从抛出到落地①运行的时间相等②加速度相同③落地时的速度相同④落地时的动能相等以上说法正确的是：（）A．①③B．②③ C．①④ D．②④4．执行救灾任务的飞机逆风水平匀速直线飞行，相隔0.5s先后释放形状和质量完全相同的两箱救灾物资1和2。

假设风力保持不变，这两箱物资在空中下落时，地上的人沿着飞机飞行的方向看：（）A．1号箱在2号箱的正下方 B．两箱的水平距离保持不变C．两箱的水平距离越来越大 D．两箱的水平距离越来越小5. 测定运动员体能的一种装置如图所示，运动员的质量为m1，绳检在腰间沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮摩擦和质量），绳的另一端悬吊的重物质量为m2，人用力向右蹬传送带而人的重心不动，传送带以速度v运动，则（）A．人对传送带不做功B．人对传送带做负功C．人对传送带做功的功率为m2g v D．人对传送带做功的功率为(m1+m2)g v6．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．．．．7. 从空中某处平抛一个物体，不计空气阻力，物体落地时末速度与水平方向的夹角为θ。

取地面物体的重力势能为0，则物体抛出时其动能与重力势能之比为：（）A. sin2θB. cos2θC. tan2θD. cot2θ8．组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率。

必修二模块综合测评一、选择题(共8小题，共48分，在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得零分)1.自行车的大齿轮、小齿轮、后轮是相互关联的三个转动部分(如图)，行驶时( )A. 大齿轮边缘点比小齿轮边缘点的线速度大B. 后轮边缘点比小齿轮边缘点的角速度大C. 大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度与它们的半径成正比D. 后轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度与它们的半径成正比【答案】D【解析】【详解】大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的线速度相等，A错；后轮与小齿轮的角速度相等，B错；根据a n＝知大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度与它们的半径成反比，C错误；根据a n＝ω2r知后轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度与它们的半径成正比，D正确．故选D.【点睛】本题考查圆周运动的规律的应用，知道同缘转动线速度相等，同轴转动角速度相同；同时考查了灵活选择物理规律的能力．对于圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式．2.“嫦娥一号”绕月卫星成功发射之后，我国又成功发射了“嫦娥二号”，其飞行高度距月球表面100 km，所探测到的有关月球的数据比飞行高度为200 km的“嫦娥一号”更加详实．若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示，则有( )【导学号：22852129】A. “嫦娥二号”线速度比“嫦娥一号”小B. “嫦娥二号”周期比“嫦娥一号”小C. “嫦娥二号”角速度比“嫦娥一号”小D. “嫦娥二号”加速度比“嫦娥一号”小【答案】B【解析】根据万有引力提供向心力，得，，．可知r越大，向心加速度越小，线速度越小，角速度越小，周期越大．而“嫦娥一号”轨道半径比“嫦娥二号”大，故ACD错误，B正确．答案选B.3.有一水平恒力F先后两次作用在同一物体上，使物体由静止开始沿水平面前进s，第一次是沿光滑水平面运动，第二次是沿粗糙水平面运动，设第一次力对物体做的功为W1，平均功率为P1；第二次力对物体做的功为W2，平均功率为P2，则有( )A. W1＝W2，P1＝P2B. W1＝W2，P1＞P2C. W1＜W2，P1＝P2D. W1＜W2，P1＜P2【答案】B【解析】【详解】由W＝Fs知道，两种情况下的力F和位移s均相等，则W1＝W2；根据牛顿第二定律可知，因为a1＞a2由s＝at2知t1＜t2，由P＝知P1＞P2，故B项正确．【点睛】本题就是对功的公式和功率公式的直接考查，在计算功率时要注意，求平均功率的大小，要注意公式的选择．4.如图，一个电影替身演员准备跑过一个屋顶，然后水平跳跃并离开屋顶，在下一个建筑物的屋顶上着地。

模块综合测评(用时：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的四个选项中，1～5小题只有一项符合题目要求，6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．下列关于力和运动的说法中，正确的是( )A．物体在变力作用下不可能做直线运动B．物体做曲线运动，其所受的外力不可能是恒力C．不管外力是恒力还是变力，物体都有可能做直线运动D．不管外力是恒力还是变力，物体都有可能做匀速圆周运动【解析】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，若受到的变力和速度方向相同，则做直线运动，A错误；平抛运动是曲线运动，过程中受到的合力恒定，等于重力大小，B错误；匀速圆周运动过程中，物体受到的加速度时时刻刻指向圆心，根据牛顿第二定律可知受到的合力时时刻刻指向圆心，为变力，D错误．【答案】 C2．在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小( )A．等于7.9 km/sB．介于7.9 km/s和11.2 km/s之间C．小于7.9 km/sD．介于7.9 km/s和16.7 km/s之间【解析】卫星在圆形轨道上运动的速度v＝G Mr.由于r＞R，所以v＜G MR＝7.9 km/s，C正确．【答案】 C3．韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J．韩晓鹏在此过程中( )A．动能增加了1 900 JB．动能增加了2 000 JC．重力势能减小了1 900 JD．重力势能减小了2 000 J【解析】根据动能定理得韩晓鹏动能的变化ΔE＝W G＋W f＝1 900 J－100 J＝1 800 J>0，故其动能增加了1 800 J，选项A、B错误；根据重力做功与重力势能变化的关系W G＝－ΔE p，所以ΔE p＝－W G＝－1 900 J<0，故韩晓鹏的重力势能减小了1 900 J，选项C正确，。

物理模块必修2综合检测（含详解答案）限时：90分钟总分：100分一、选择题(每小题4分，共40分)1．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()A．直线运动且是匀变速直线运动B．曲线运动但加速度方向不变、大小不变，是匀变速曲线运动C．曲线运动但加速度方向改变、大小不变，是非匀速曲线运动D．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2．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4m/s2，竖直方向的加速度为3m/s2，则该物体实际运动的加速度大小为()A．7m/s2B．1m/s2C．5m/s2D．在1～7m/s2之间，具体大小不确定3．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2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() A．比2分钟时间长B．比2分钟的时间短C．时间仍等于2分钟D．由于水速不清，故时间不能确定4．质量为m的物体随水平传送带一起匀速运动，A为传送带的终端皮带轮．如图1所示，皮带轮半径为r ，要使物体通过终端时能水平抛出，皮带轮的转速至少为( )图1A.12πg r B.gr C.gr D.gr 2π5．如图2所示，质量为m 的小球固定在长为l 的细轻杆的一端，绕细杆的另一端O 在竖直平面内做圆周运动．球转到最高点A 时，线速度的大小为gl /2，此时( )图2A ．杆受到mg /2的拉力B ．杆受到mg /2的压力C．杆受到3mg/2的拉力D．杆受到3mg/2的压力6．(2011·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()A．甲的周期大于乙的周期B．乙的速度大于第一宇宙速度C．甲的加速度小于乙的加速度D．甲在运行时能经过北极的正上方7．木星至少有16颗卫星，1610年1月7日伽利略用望远镜发现了其中的4颗．这4颗卫星被命名为木卫1、木卫2、木卫3和木卫4.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1、木卫2绕木星的运动看做匀速圆周运动，已知木卫2的轨道半径大于木卫1的轨道半径，则它们绕木星运行时()A．木卫2的周期大于木卫1的周期B．木卫2的线速度大于木卫1的线速度C．木卫2的角速度大于木卫1的角速度D．木卫2的向心加速度大于木卫1的向心加速度8．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v1叫做第一宇宙速度，物体脱离星球引力所需要的最小速度v2叫做第二宇宙速度，v2与v1的关系是v2＝2v1.已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的1/6.若不计其他星球的影响，则该星球的第一宇宙速度v1和第二宇宙速度v2分别是()A．v1＝gr，v2＝2grB．v1＝gr6，v2＝gr3C．v1＝gr6，v2＝gr3D．v1＝gr，v2＝gr 39．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92.2度的上空(拉萨和唐古拉山口即在东经92.2.度附近)，“鑫诺二号”载有22个大功率转发器，如果正常工作，可同时支持200余套标准清晰度的电视节目，它将给中国带来1 000亿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()A．它一定定点在赤道上空B．它可以定点在拉萨或唐古拉山口附近的上空C．它绕地球运转，有可能经过北京的上空D．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10．有一宇宙飞船到了某行星上(该行星没有自转运动)，以速度v接近行星赤道表面匀速飞行，测出运动的周期为T，已知万有引力常量为G，则可得()A．该行星的半径为v T 2πB．该行星的平均密度为3πGT2C．无法测出该行星的质量D．该行星表面的重力加速度为2πv T二、填空题(每题5分，共20分)11．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：A．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3中的a、b、c、d所示．B．按图安装好器材，注意斜槽末端________，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．C．取下白纸以O为原点，以竖直线为y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3图4(1)完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．(2)上述实验步骤的合理顺序是________．(3)已知图3中小方格的边长L＝2.5 cm，则小球平抛的初速度为v0＝________m/s，小球在b点的速率为________m/s.(取g＝10m/s2) 12．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t内踏脚板转动的圈数为N，那么脚踏板转动的角速度ω＝________；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v＝________.图513．我国在1984年4月8日成功发射了第一颗试验地球同步通信卫星，1986年2月1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T1∶T2＝________，轨道半径之比R1∶R2＝________，绕地球公转的角速度之比ω1∶ω2＝________.14．1969年7月21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m的仪器的重力为F；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T，根据这些数据写出月球质量的表达式________．三、计算题(每题10分，共40分)15．(10分)水平抛出的一个石子，经过0.4 s落到地面，落地时的速度方向跟水平方向的夹角是53°，(g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)求：(1)石子的抛出点距地面的高度；(2)石子抛出的水平初速度；(3)石子的落地点与抛出点的水平距离．16．(10分)如图6所示，一过山车在半径为R的轨道内运动，过山车的质量为M，里面人的质量为m，运动过程中人与过山车始终保持相对静止．求：(1)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？(2)当过山车以6gR的速度经过最低点时，人对座椅的压力为多大？图617. (10分)如图7所示，在倾角为α＝30°的光滑斜面顶点处固定一原长l0＝0.2m的轻弹簧，弹簧另一端与放在光滑斜面体上质量m ＝2kg的物体C相连后，弹簧长度变为l1＝0.25m．当斜面连同物体C 一起绕竖直轴AB 转动时，求：图7(1)转速n ＝60 r/min 时弹簧的长度是多少？(2)转速为多少时，物体C 对斜面无压力？(g 取10m/s 2)18．(10分)2008年12月，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A *”的质量与太阳质量的倍数关系．研究发现，有一星体S2绕人马座A *做椭圆运动，其轨道半长轴为9.50×102天文单位(地球公转轨道的半径为一个天文单位)，人马座A *就处在该椭圆的一个焦点上．观测得到S2星的运行周期为15.2年．(1)若将S2星的运行轨道视为半径r ＝9.50×102天文单位的圆轨道，试估算人马座A *的质量M A 是太阳质量M S 的多少倍(结果保留一位有效数字)；(2)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m 的粒子具有的势能为E p ＝－G Mm R (设粒子在离黑洞无限远处的势能为零)，式中M、R分别表示黑洞的质量和半径．已知引力常量G＝6.7×10－11N·m2/kg2，光速c＝3.0×108m/s，太阳质量M S＝2.0×1030kg，太阳半径R S＝7.0×108m，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A*的半径R A与太阳半径R S之比应小于多少(结果按四舍五入保留整数)．答案与解析1.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：B2.解析：有的人可能会错选D，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a＝5m/s2.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：C3.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第 10 页 共 15 页 金太阳新课标资源网没有改变，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2分钟．答案：C4.解析：如果物体的速度为gr ，则在圆周最高点mg －F N ＝m v 2r ，F N ＝0，即对轨道无压力，物体做平抛运动．答案：C5.解析：假设球受杆的拉力，则T ＋mg ＝m v 2l ，T ＝－mg 2，负号说明球受杆的力应向上，故杆受球的压力大小为mg 2. 答案：B6.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，A 正确．第一宇宙速度是环绕地球运行的最大线速度，B错．由G Mm r 2＝ma 可得轨道的半径大的天体加速度小，C 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，D 错．答案：AC7.解析：木卫1和木卫2做匀速圆周运动所需要的向心力由万有引力提供，即G Mm r 2＝ma ＝m v 2r ＝mω2r ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r ，解得a ＝G M r 2，v ＝ G M r ，ω＝ G M r 3，T ＝ 4π2r 3GM ；由题设条件知r 2>r 1，所以a 1>a 2，v 1>v 2，ω1>ω2，T 1<T 2，选项A 正确．金太阳新课标资源网答案：A8.解析：对于贴着星球表面的卫星mg ′＝m v 21r ，解得：v 1＝g ′r ＝gr6，又由v 2＝2v 1，可求出v 2＝ gr 3. 答案：B9.解析：“鑫诺二号”通讯卫星是同步卫星，必位于赤道上空，A 正确．由地理知识，拉萨、唐古拉山、北京均不在赤道，B 、C 错误．同步卫星T ＝24 h ，大于“神舟六号”飞船的周期，根据GMmr 2＝m 4π2T 2r ，T ＝4π2r 3GM ，知T 大，r 大，v ＝ GMr ，则v 小，D 正确．答案：AD10.解析：由T ＝2πR v 可得：R ＝v T 2π，A 正确；又GMmR 2＝m v 2R 可得：M ＝v 3T 2πG ，C 错误；由M ＝43πR 3·ρ，得：ρ＝3πGT 2，B 正确，又GMmR 2＝mg ，得：g ＝2πvT ，D 正确．答案：ABD11.解析：由表格可以看出，a 、b 、c 、d 四点水平方向之间的距离都是2个方格边长，所以它们相邻两点之间的时间间隔相等，根据Δy bc －Δy ab ＝gt 2得t ＝ Δy bc －Δy abg ＝ 2l －lg ＝l g ＝2.5×10－210s ＝0.05 s. 平抛运动的初速度等于水平方向匀速运动的速度，即 v 0＝x t ＝2l t ＝2×2.5×10－20.05m/s ＝1.0m/s ，金太阳新课标资源网b 点的竖直分速度v by ＝3l 2t ＝3×2.5×10－22×0.05m/s ＝0.75m/s ，故b 点的速率v b ＝v 20＋v 2y ＝1.25m/s.答案：(1)A.同一 B ．切线水平 (2)BAC (3)1.0 1.25 12.解析：依据角速度的定义式ω＝θt ，得ω＝2N πt ；要求自行车的骑行速度，还要知道牙盘的齿轮数m (半径r 1)、飞轮的齿轮数n (半径r 2)、自行车后轮的半径R ；由v 1＝ωr 1＝v 2＝ω2r 2，又齿轮数与轮子的半径成正比，则有ωm ＝ω2n ，且ω2＝ω后，v ＝ω后R ，联立以上各式解得v ＝m n ωR ＝2πmNnt R 或v ＝r 1r 2ωR ＝2πNr 1tr 2R .答案：2πNt 牙盘的齿轮数m 、飞轮的齿轮数n 、自行车后轮的半径R (牙盘的半径r 1、飞轮的半径r 2、自行车后轮的半径R )mn ωR 或2πmNnt R (2πNr 1r 2t R 或r 1r 2ωR )．13.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：1∶1 1∶1 1∶114.解析：在月球表面质量为m 的物体重力近似等于万有引力．设月球的半径为R ，则由F ＝GMmR2，得R ＝GMmF ①；设指令舱的质量为m ′，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GMm ′R 2＝m ′⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2R ②，则由①②式得M ＝T 4F 316π4Gm 3.金太阳新课标资源网答案：T 4F 316π4Gm 315.解析：(1)由h ＝12gt 2得h ＝0.8m.(2)tan53°＝v y v 0＝gtv 0解得v 0＝3m/s.(3)x ＝v 0t ＝1.2m.答案：(1)0.8m (2)3m/s (3)1.2m16.解析：(1)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F N ＋mg ＝m v 21R ，F N ＝mg ， 解得v 1＝2gR .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F ，根据牛顿第二定律F＋(M ＋m )g ＝(M ＋m )v 21R ，解得F ＝(M ＋m )g .根据牛顿第三定律，过山车对轨道的压力为(M ＋m )g ，方向向上． (2)在最低点时，以人为研究对象 F ′－mg ＝m v ′2R ，解得F ′＝7mg .根据牛顿第三定律可知，人对座椅的压力为7mg ，方向向下． 答案：(1)2gR (M ＋m )g (2)7mg 17.解析：金太阳新课标资源网图8物体在斜面上受到三个力作用：mg 、F N 和F ，如图1所示．设弹簧劲度系数为k ，物体放在斜面上平衡时F ＝mg sin30°，由胡克定律得F ＝k (l 1－l 0)，所以k (l 1－l 0)＝mg sin30°，k ＝mg sin30°/(l 1－l 0)＝200N/m.(1)设斜面体和物体C 以n ＝60 r/min ＝1 Hz 转动时弹簧的长度为l 2，此时，物体所受的力在竖直方向上平衡，即F N cos30°＋k (l 2－l 0)sin30°＝mg ，在水平方向上合力为向心力，即k (l 2－l 0)cos30°－F N sin30°＝4π2n 2ml 2cos30°，由以上两式解得L 2＝0.36m.(2)设转速为n ′时，物体对斜面无压力，此时弹簧的长度为l 3.由k (l 3－l 0)sin30°＝mg ，k (l 3－l 0)cos30°＝4π2n ′2ml 3cos30°，得l 3＝mgk sin30°＋l 0＝0.4m ，所以n ′＝k (l 3－l 0)4π2ml 3≈1.125 r/s ＝67.5 r/min.答案：(1)0.36m (2)67.5 r/min18.解析：(1)S2星绕人马座A *做圆周运动的向心力由人马座A *对S2星的万有引力提供，设S2星的质量为m S2，角速度为ω，周期为T ，则G M A m S2r2＝m S2ω2r ，金太阳新课标资源网ω＝2πT ，设地球质量为m E ，公转轨道半径为r E ，周期为T E ，则 G M S m E r 2E ＝m E (2πT E)2r E ，综合上述三式得M A M S ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫r r E 3⎝ ⎛⎭⎪⎫T E T 2.式中T E ＝1年， r E ＝1天文单位， 代入数据可得M AM S≈4×106. (2)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12mc 2－G MmR <0，依题意可知R ＝R A ，M ＝M A ， 可得R A <2GM Ac2，代入数据得R A <1.2×1010m. R AR S<17. 答案：(1)4×106R AR S<17。

必修二模块终结测评本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,考试时间90分钟.第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)图M-11.如图M-1所示,无人机在空中匀速上升时,不断增加的能量是()A.动能B.动能、重力势能C.重力势能、机械能D.动能、重力势能、机械能图M-22.火箭发射回收是航天技术的一大进步.如图M-2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,则()A.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图M-33.在“G20”峰会“最忆是杭州”的文艺演出中,芭蕾舞演员保持如图M-3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,则()A.ωA<ωBB.ωA>ωBC.v A<v BD.v A>v B4.质量不等但有相同初动能的两个物体在动摩擦因数相同的地面上滑行,直到停止,则()A.质量大的物体滑行距离大B.质量小的物体滑行距离大C.两个物体滑行的时间相同D.质量大的物体克服摩擦力做的功多5.(多选)某船在静水中划行的速度为3 m/s,河水的流速为5 m/s,要渡过30 m宽的河,下列说法中不正确的是()A.该船渡河的最小速度是4 m/sB.该船渡河所用的时间最少为10 sC.该船不可能沿垂直河岸的航线抵达对岸D.该船渡河所通过的位移最少为30 m6.图M-4为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知质点在B点的速度方向与加速度方向相互垂直,则下列说法中正确的是()图M-4A.在D点的速率比在C点的速率大B.在A点的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C.在A点的加速度比在D点的加速度大D.从A到D过程中,加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小7.一水平固定的水管,水从管口以不变的速度源源不断地喷出.水管距地面高h=1.8 m,水落地的位置到管口的水平距离x=1.2 m.不计空气及摩擦阻力,水从管口喷出的初速度大小是()A.1.2 m/sB.2.0 m/sC.3.0 m/sD.4.0 m/s8.(多选)如图M-5所示,A、B两水平圆盘紧靠在一块,A为主动轮,B靠摩擦随A转动而不打滑.A圆盘与B圆盘的半径之比为r A∶r B=3∶1,两圆盘和小物体甲、乙之间的动摩擦因数相同,甲距A的圆心O点为2r,乙距B的圆心O'点为r.当A缓慢转动起来且转速慢慢增大时()图M-5A.滑动前甲与乙的角速度之比ω甲∶ω乙=1∶3B.滑动前甲与乙的向心加速度之比a甲∶a乙=1∶9C.随着转速慢慢增大,甲先开始滑动D.随着转速慢慢增大,乙先开始滑动9.(多选)汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,牵引力为F0.t1时刻,司机减小了油门,使发动机功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到t2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).在图M-6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变化规律的是()图M -610.(多选)如图M -7所示,两个34圆弧轨道固定在水平地面上,半径R 相同,a 轨道由金属凹槽制成,b 轨道由金属圆管制成(圆管内径远小于半径R ),均可视为光滑轨道.在两轨道右端的正上方分别将金属小球A 和B (直径略小于圆管内径)由静止释放,小球距离地面的高度分别用h A 和h B 表示,下列说法中正确的是 ( )图M -7A .若h A =hB ≥52R ,两小球都能沿轨道运动到最高点 B .若h A =h B ≥32R ,两小球在轨道上上升的最大高度均为32RC .适当调整h A 和h B ,均可使两小球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处D .若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出,h A 的最小值为52R ,B 小球在h B >2R 的任何高度释放均可11.如图M -8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,则( )图M -8A .金星表面的重力加速度是火星的kn 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12.如图M -9所示,竖直平面内放一直角杆MON ,杆的水平部分粗糙,动摩擦因数μ=0.2,杆的竖直部分光滑.两部分分别套有质量均为1 kg 的小球A 和B ,A 、B 球间用细绳相连.初始A 、B 均处于静止状态,已知OA=3 m,OB=4 m,g 取10 m/s 2.若A 球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1 m,那么该过程中拉力F 做功为( )图M-9 A.14 J B.10 J C.6 J D.4 J请将选择题答案填入下表:题号12345678911112总分答案第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、填空和实验题(本题共2小题,每小题6分,共12分)13.某星球的自转周期为T,在它的两极处用弹簧测力计称得某物体重为F,在赤道上称得该物体重为F',引力常量为G,则该星球的平均密度ρ=.图M-1014.利用单摆验证小球平抛运动规律,设计方案如图M-10所示,在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断;MN为水平木板,已知悬线长为L,悬点到木板的距离OO'=h(h>L).(1)电热丝P必须放在悬点正下方的理由是.(2)将小球向左拉起后自由释放,最后小球落到木板上的C点,O'C=x,则小球做平抛运动的初速度v0=.(3)在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ,则小球落点与O'点的水平距离x将随之改变,经过多次实验,以x2为纵坐标、cos θ为横坐标,得到如图M-11所示的图像.当θ=60°时,x为m,在该情况下,已知悬线长L=1.0 m,则悬点到木板间的距离OO'为m.图M-11三、计算题(本题共4小题,15题8分,16、17题各10分,18题12分,共40分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)15.跳台滑雪是勇敢者的运动,它是在依附山势特别建造的跳台上进行的.运动员着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上获得高速后起跳,在空中飞行一段距离后着陆.如图M-12所示,设一位运动员由A点沿水平方向跃起,到B点着陆,测得A、B两点间的距离l=40 m,山坡倾角θ=30°,试求:(不计空气阻力,g取10 m/s2)(1)运动员起跳的速度大小和他在空中飞行的时间;(2)运动员着陆的速度大小.图M -1216.火星半径约为地球半径的12,火星质量约为地球质量的19,地球表面的重力加速度g 取10 m/s 2.(1)求火星表面的重力加速度.(结果保留两位有效数字)(2)若弹簧测力计在地球上最多可测出质量为2 kg 的物体所受的重力,则该弹簧测力计在火星上最多可测出质量为多大的物体所受的重力?17.如图M -13所示,半径为R=1.5 m 的光滑圆弧支架竖直放置,圆心角θ=60°,支架的底部CD 水平,离地面足够高,圆心O 在C 点的正上方,右侧边缘P 点固定一个光滑小轮,可视为质点的小球A 、B 系在足够长的跨过小轮的轻绳两端,两球的质量分别为m A =0.3 kg 、m B =0.1 kg .将A 球从紧靠小轮P 处由静止释放,g 取10 m/s 2.(1)求A 球运动到C 点时的速度大小;(2)若A 球运动到C 点时轻绳突然断裂,从此时开始,需经过多长时间两球重力的功率大小相等?(计算结果可用根式表示)图M -1318.如图M -14所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A 点,自然状态时其右端位于B 点.水平桌面右侧某一位置有一竖直放置、左上角有一开口的光滑圆弧轨道MNP ,其半径为R=0.5 m,∠PON=53°,MN 为其竖直直径,P 点到桌面的竖直距离是h=0.8 m .如用质量m 1=0.4 kg 的物块甲将弹簧缓慢压缩到C 点,释放后物块甲恰停止在桌面边缘D 点.现换用同种材料制成的质量为m 2=0.2 kg 的物块乙将弹簧缓慢压缩到C 点,释放后物块乙能飞离桌面并恰好由P 点沿切线滑入光滑圆弧轨道MNP .(g 取10 m/s 2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)(1)求物体乙运动到M 点时受到轨道的压力大小; (2)求弹簧右端位于C 点时的弹性势能E p ;(3)若圆弧轨道的位置以及∠PON 可任意调节,使从C 点释放又从D 点滑出的质量为m=km 1的物块丙都能由P 点沿切线滑入圆弧轨道,并且还能通过最高点M ,求k 的取值范围.图M-14模块终结测评1.C [解析] 无人机匀速上升,所以动能保持不变;因高度不断增加,所以重力势能不断增加,机械能不断增加,选项C 正确.2.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,选项C 错误.3.D [解析] A 、B 两处在人自转的过程中的运动周期一样,根据ω=2πT 可知,A 、B 两处的角速度一样,选项A 、B 错误;A 处转动的半径较大,根据v=ωr 可知,A 处的线速度较大,选项C 错误,选项D 正确.4.B [解析] 由动能定理得-μmgx=0-E k ,两个物体克服摩擦力做的功一样多,质量小的物体滑行距离大,B 正确,A 、D 错误;由E k =12mv 2得v=√2Ek m ,再由t=vμg 可知,滑行的时间与质量有关,C 错误.5.AD [解析] 由运动的合成与分解可知,该船渡河的速度范围是2 m/s <v<8 m/s;船头垂直河岸渡河时所用的时间最少,为t=303s =10 s;由于河水的流速大于船在静水中划行的速度,故该船不可能沿垂直河岸的航线抵达对岸;渡河所通过的位移的大小一定大于河宽30 m .6.A [解析] 质点做匀变速曲线运动,合外力的大小和方向均不变,加速度不变,故C 错误;由在B 点的速度与加速度相互垂直可知,合外力方向与轨迹上过B 点的切线垂直且向下,故质点由C 到D 的过程中,合外力做正功,速率增大,A 正确;质点在A 点的加速度方向与速度方向的夹角大于90°,B 错误;从A 到D 过程中,加速度方向与速度方向的夹角一直变小,D 错误.7.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0.6 s,根据x=v 0t 可知,水从管口喷出的初速度为v 0=2 m/s,选项B 正确.8. AD [解析] A 、B 两圆盘边缘上的各点线速度大小相等,有ωA ·3r=ωB ·r ,则得ωA ∶ωB =1∶3,所以小物体相对盘开始滑动前,甲与乙的角速度之比为ω甲∶ω乙=ωA ∶ωB =1∶3,A 正确;小物体相对盘开始滑动前,根据a=ω2r 得,甲与乙的向心加速度之比为 a 甲∶a 乙=(ω甲2·2r )∶(ω乙2r )=2∶9,B错误;根据μmg=mω2r ,可知ω=√μgr,则甲、乙的临界角速度之比为1∶√2,而A 、B 线速度相等,甲、乙的角速度之比为ω甲∶ω乙=1∶3,所以随转速慢慢增大,乙的静摩擦力先达到最大值,故乙先开始滑动,C 错误,D 正确.9.AD [解析] 汽车以功率P 、速度v 0匀速行驶时,牵引力与阻力平衡.当司机减小油门,使发动机功率减小为P2时,根据P=Fv 知,汽车的牵引力突然减小到原来的一半,即为12F F 0,而阻力没有变化,则汽车开始做减速运动,由于功率保持为P2 ,随着速度的减小,牵引力逐渐增大,根据牛顿第二定律知,汽车的加速度逐渐减小,做加速度减小的减速运动.当汽车再次匀速运动时,牵引力与阻力再次平衡,大小相等,由P=Fv 知,此时汽车的速度为原来的一半,A 、D 正确.10.AD [解析] 若小球A 恰好能到a 轨道的最高点,由mg=m v A 2R ,解得v A =√gR ,根据机械能守恒定律得mg (h A -2R )=12m v A 2,解得h A =52R ;若小球B恰好能到b 轨道的最高点,在最高点的速度v B =0,根据机械能守恒定律得h B =2R ,所以h A =h B ≥52R 时,两球都能到达轨道的最高点,故A 、D 正确.若h B =32R ,则B 球到达轨道上最高点时速度为0,小球B 在轨道上上升的最大高度等于32R ;若h A =32R ,则小球A 在到达最高点前离开轨道,有一定的速度,由机械能守恒定律可知,A 在轨道上上升的最大高度小于32R ,故B 错误.小球A 从最高点飞出后做平抛运动,下落R 高度时,水平位移的最小值为x A =v A √2R g =√gR ·√2Rg =√2R>R ,所以小球A 落在轨道右端口外侧,而适当调整h B ,B 可以落在轨道右端口处,所以适当调整h A 和h B ,只有B 球可以从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处,故C 错误.11.B [解析] 根据g=GMR 2可知,g 金g 火=M 金M 火·R 火2R 金2=k n 2,选项A 错误;根据v=√GM R可知,v 金v 火=√kn ,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 3T =C 可知,轨道半径越大,周期越长,选项D 错误.12.A [解析] 对A 、B 整体受力分析,受拉力F 、重力G 、支持力F N 、向左的摩擦力f 和向左的弹力F N1,如图所示,根据共点力平衡条件,竖直方向上有F N =G 1+G 2,水平方向上有F=f+F N1,其中f=μF N ,解得F N =(m 1+m 2)g=20 N,f=μF N =0.2×20 N =4 N;对整体在整个运动过程中,由动能定理得W F -fs-m 2g ·h=0,根据几何关系可知,B 上升距离h=1 m,故有W F =fs+m 2g ·h=4×1 J +1×10×1 J =14 J,故A 正确.13.3πFGT (F -F ')[解析] 在两极处有F=G MmR 2,在赤道处有G MmR 2-F'=m 4π2T 2R ,又知M=ρ·43πR 3,联立解得ρ=3πFGT 2(F -F '). 14.(1)保证小球沿水平方向被抛出 (2)x √g2(ℎ-L )(3)1.0 1.515.(1)10√3 m/s 2 s (2)10√7 m/s[解析] (1)运动员起跳后做平抛运动,设初速度为v 0,运动时间为t 水平方向有x=v 0t , 竖直方向有h=12gt 2根据几何关系有x=l cos θ=20√m,h=l sin θ=20 m 解得t=2 s,v 0=10√3 m/s .(2)运动员着陆的竖直分速度v y =gt=20 m/s运动员着陆的速度v=√v 02+v y2=10√7 m/s . 16.(1)4.4 m/s 2 (2)4.5 kg[解析] (1)对于在星球表面的物体,有 mg=G MmR 2可得g 火g 地=M 火M 地(R 地R 火)2=19×(21)2=49故g 火=49g 地=4.4 m/s 2.(2)弹簧测力计的最大弹力不变,即 m 地g 地=F=m 火g 火 则m 火=m 地g 地g 火=4.5 kg .17.(1)2 m/s (2)√340 s[解析] (1)A 、B 组成的系统机械能守恒,有12m A v A 2+12m B v B 2+m B gh B =m A gh Ah A =R-R cos 60°=R2h B =Rv B =v A cos 30°=√32v A 联立解得v A =2 m/s(2)轻绳断裂后,A 球做平抛运动,B 球做竖直上抛运动,B 球上抛初速度v B =v A cos 30°=√3 m/s 设经过时间t 两球重力的功率大小相等,则 m A gv Ay =m B gv By v Ay =gt v By =v B -gt 联立解得t=√340 s18.(1)1.6 N (2)1.8 J (3)0<k ≤914[解析] (1)设物块乙从D 点以初速度v D 做平抛运动,落到P 点时其竖直分速度为v y =√2gℎ=4 m/s 因为tan 53°=vy v D ,解得v D =3 m/s设物块乙到达P 点时速度为v P ,物块乙到达M 点时速度为v M ,有v P =√v D 2+v y2=5 m/s 从P 到M 过程,由机械能守恒定律得12m 2v M 2+m 2g (R+R cos 53°)=12m 2v P 2解得v M =3 m/s设轨道对物块乙的压力为F N ,则F N +m 2g=m 2v M2R 解得F N =1.6 N(2)设弹簧右端位于C 点时的弹性势能为E p ,物块与桌面间的动摩擦因数为μ,释放物块甲时,有E p =μm 1gs CD释放物块乙时,有E p -μm 2gs CD = 12m 2v D 2 解得E p =m 2v D 2=1.8 J(3)设质量为km 1的物块丙到M 点的最小速度为v ,有km 1g=km 1v 2R 解得v=√gR由机械能守恒定律得E p -μkm 1gs CD =12km 1v 'D 2物块丙从D 到M 过程中,由几何知识和机械能守恒定律知,能通过最高点时,满足v'D ≥√gR故E p (1-k )≥12km 1gR 可得1.8(1-k )≥k 解得0<k ≤914。