模塊綜合檢測 （二）

模塊綜合檢測（二）(時間：75分鐘，滿分：100分)一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分，每小題只有一個選項符合題意)1．蹲在樹枝上的一只松鼠看到一個獵人正在用槍水平對準(zhǔn)它，就在子彈出槍口時，松鼠開始逃跑，下述各種運(yùn)動方式中，松鼠能逃脫被擊中厄運(yùn)的是(設(shè)樹枝足夠高)()A．自由落下 B．迎著槍口，水平跳離樹枝C．豎直上跳 D．背著槍口，水平跳離樹枝解析：選C因為子彈做平拋運(yùn)動，其豎直方向做自由落體運(yùn)動，所以松鼠只有豎直上跳才不會被擊中，故選C。2.如圖所示，輕桿的一端拴一小球，另一端與豎直桿鉸接。當(dāng)豎直桿以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，輕桿與豎直桿之間的張角為θ。下列圖像中能正確表示角速度ω與張角θ關(guān)系的是()解析：選D小球受到重力mg和輕桿的拉力T的共同作用，將拉力進(jìn)行分解，由圓周運(yùn)動規(guī)律可知小球在水平方向上，有Tsinθ＝mω2lsinθ，式中l(wèi)為輕桿的長度；在豎直方向上，有Tcosθ＝mg，聯(lián)立解得ω＝eq\r(\f(g,lcosθ))。根據(jù)函數(shù)關(guān)系可知選項D正確，A、B、C錯誤。3．如果引力常量G已知，不考慮星球的自轉(zhuǎn)，則下列關(guān)于火星探測的說法正確的是()A．火星探測器貼近火星表面做勻速圓周運(yùn)動時，速度大小為第二宇宙速度B．若火星半徑約為地球半徑的一半，質(zhì)量約為地球質(zhì)量的十分之一，則火星表面的重力加速度一定大于地球表面的重力加速度C．火星探測器貼近火星表面做勻速圓周運(yùn)動時，如果測得探測器的運(yùn)行周期與火星半徑，則可以計算火星質(zhì)量D．火星探測器沿不同的圓軌道繞火星運(yùn)動時，軌道半徑越大繞行周期越小解析：選C火星探測器貼近火星表面做勻速圓周運(yùn)動時，速度大小為第一宇宙速度，A錯誤；由星球表面物體重力等于萬有引力，可得eq\f(GMm,R2)＝mg，所以重力加速度g＝eq\f(GM,R2)，故g火＝eq\f(GM火,R火2)＝eq\f(\f(1,10)GM地,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)R地))2)＝eq\f(2,5)g地，故火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，B錯誤；根據(jù)萬有引力提供向心力可得eq\f(GMm,R2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2R，所以火星質(zhì)量M＝eq\f(4π2R3,GT2)，C正確；由萬有引力提供向心力可得eq\f(GMm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r，所以周期T＝eq\r(\f(4π2r3,GM))，故軌道半徑越大繞行周期越大，D錯誤。4.如圖所示，傾角為θ＝30°的光滑斜面固定在水平地面上，一物塊在沿斜面向上的恒定外力F作用下，由靜止開始從斜面的底端向上做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)時間t物塊運(yùn)動至斜面B點(圖中未標(biāo)出)，外力F做的功為W，此后撤去外力F，再經(jīng)過eq\f(1,3)t時間后物塊速度為0，則撤去外力F時物塊的動能為()A.eq\f(1,6)W B.eq\f(1,4)WC.eq\f(1,3)W D.eq\f(2,3)W解析：選B由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律知，物塊加速過程有v1＝a1t，減速過程有v1＝a2·eq\f(t,3)，解得a2＝3a1，由牛頓第二定律知，物塊加速過程有F－mgsinθ＝ma1，減速過程有mgsinθ＝ma2，解得F＝eq\f(4,3)mgsinθ，設(shè)經(jīng)時間t物塊在斜面上運(yùn)動的位移為x1，撤去外力F前，外力做功為W＝Fx1＝eq\f(4,3)mgsinθ·x1＝eq\f(2,3)mgx1，對該過程由動能定理有W－mgx1·sinθ＝Ek，即Ek＝eq\f(2,3)mgx1－eq\f(1,2)mgx1＝eq\f(1,6)mgx1＝eq\f(1,4)W，故A、C、D錯誤，B正確。5.如圖所示，卷揚(yáng)機(jī)的繩索通過定滑輪用力F拉位于粗糙面上的木箱，使之沿斜面加速向上移動。在移動過程中，下列說法正確的是()A．F對木箱做的功等于木箱增加的動能與木箱克服摩擦力做的功之和B．F對木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C．木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力勢能D．F對木箱做的功小于木箱增加的動能與木箱克服摩擦力所做的功之和解析：選C據(jù)題意，由于木箱在拉力作用下加速上升，對木箱受力分析，木箱受到重力、支持力、拉力和摩擦力，據(jù)動能定理有WF－WG－Wf＝ΔEk，整理得WF＝WG＋Wf＋ΔEk，則A、B、D錯誤；由于重力做功與重力勢能變化量相對應(yīng)，則C正確。6.當(dāng)前我國“高鐵”事業(yè)發(fā)展迅猛。假設(shè)一輛高速列車在機(jī)車牽引力和恒定阻力作用下，在水平軌道上由靜止開始啟動，其vt圖像如圖所示，已知在0～t1時間內(nèi)為過原點的傾斜直線，t1時刻達(dá)到額定功率P，此后保持功率P不變，在t3時刻恰好達(dá)到最大速度，以后勻速運(yùn)動。下述判斷正確的是()A．從0至t3時間內(nèi)，列車一直做變加速直線運(yùn)動B．在0至t3時間內(nèi)，機(jī)車的牽引力一直不斷減小C．從0至t3時間內(nèi)，列車的動能一直增加D．t1～t2時間內(nèi)汽車牽引力做功為eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12解析：選C由題意可知，在0～t1時間內(nèi)v－t圖像為過原點的傾斜直線，列車做勻加速直線運(yùn)動，加速度大小不變，由F＝ma可知，列車所受合力大小不變，阻力恒定，則牽引力不變，故A、B錯誤；由題圖像可知，從0至t3時間內(nèi)，列車的速度不斷增加，則動能一直增加，故C正確；由動能定理可知Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t2－t1))－Wf＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12，則t1～t2時間內(nèi)汽車牽引力做功為Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t2－t1))＝eq\f(1,2)mv22－eq\f(1,2)mv12＋Wf，故D錯誤。7．達(dá)·芬奇的手稿中描述了這樣一個實驗：一個罐子在空中沿水平直線向右做勻加速運(yùn)動，沿途連續(xù)漏出沙子。若不計空氣阻力，則下列圖中能反映空中沙子排列的幾何圖形是()解析：選D罐子在空中水平向右做勻加速運(yùn)動，以罐子為參考系，漏出的沙子在水平方向向左做勻加速運(yùn)動，在豎直方向向下做勻加速運(yùn)動，合加速度指向左下方，故沙子向左下方做勻加速直線運(yùn)動。二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分，每小題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)8．如圖所示，斜面AB固定在水平地面上，斜面的傾角α＝37°、長度為1m。在頂點水平向左拋出一個小球，取重力加速度大小g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不計空氣阻力，經(jīng)過一段時間后，小球落在水平地面上或者斜面上，對于這一過程，下列說法正確的是()A．若小球的初速度為3m/s，則小球落在水平地面上B．若小球落在水平地面上，則小球在空中運(yùn)動的時間為0.4sC．若小球落在斜面上，則初速度越大，落點處的速度方向與水平方向的夾角越大D．只要小球落在斜面上，落點處的速度方向與水平方向的夾角就都相同解析：選AD若恰好落到B點，則Lsin37°＝eq\f(1,2)gt2，Lcos37°＝v0t，可得t＝eq\f(\r(3),5)s，v0＝eq\f(4\r(3),3)m/s≈2.3m/s，由于v>v0，因此小球落在水平地面上，A正確；若小球落在水平地面上，則小球在空中運(yùn)動的時間為eq\f(\r(3),5)s，B錯誤；若落到斜面上，位移關(guān)系為tanα＝eq\f(\f(1,2)gt2,vt)＝eq\f(gt,2v)，設(shè)落到斜面上，速度與水平方向夾角為θ，則tanθ＝eq\f(gt,v)＝2tanα，因此，只要小球落在斜面上，落點處的速度方向與水平方向的夾角都相同，C錯誤，D正確。9.如圖所示，在光滑水平板的中央有一光滑的小孔，一根不可伸長的輕繩穿過小孔。繩的兩端分別拴有一小球C和一質(zhì)量為m的物體B，在物體B的下端還懸掛有一質(zhì)量為3m的物體A。使小球C在水平板上以小孔為圓心做勻速圓周運(yùn)動，系統(tǒng)穩(wěn)定時，圓周運(yùn)動的半徑為R?，F(xiàn)剪斷A與B之間的繩子，系統(tǒng)穩(wěn)定后(B未與板接觸)，小球以2R的半徑在水平板上做勻速圓周運(yùn)動，則下列說法正確的是()A．剪斷A、B間的繩子后，B和C組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．剪斷A、B間的繩子后，小球C的機(jī)械能不變C．剪斷A、B間的繩子后，繩子對小球C做的功為mgRD．剪斷A、B間繩子前，小球C的動能為2mgR解析：選AD剪斷A、B間的繩子后，對B和C組成的系統(tǒng)，只有B的重力對系統(tǒng)做功，所以B和C組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故A正確；剪斷A、B間的繩子后，在C的運(yùn)動半徑增大的過程中，繩子的拉力對C做負(fù)功，C的機(jī)械能減小，故B錯誤；剪斷A、B間的繩子前，根據(jù)牛頓第二定律得3mg＋mg＝mCeq\f(vC2,R)，C的動能EkC＝eq\f(1,2)mvC2，聯(lián)立解得EkC＝2mgR，剪斷A、B間的繩子后，根據(jù)牛頓第二定律得mg＝mCeq\f(vC′2,2R)，C的動能EkC′＝eq\f(1,2)mvC′2，聯(lián)立解得EkC′＝mgR，則繩子對小球C做的功為－mgR，故C錯誤，D正確。10．“亞洲一號”地球靜止軌道通信衛(wèi)星的質(zhì)量是1.25t，下列有關(guān)它的說法正確的是()A．若將它的質(zhì)量增加為2.5t，其運(yùn)動軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?倍B．它的運(yùn)行速度小于7.9km/sC．它可以通過北京的正上方，所以我國能利用其進(jìn)行電視轉(zhuǎn)播D．它的周期是24h，其軌道平面與赤道平面重合且距地面高度一定解析：選BD靜止衛(wèi)星周期一定為24h，根據(jù)萬有引力提供向心力得Geq\f(Mm,R＋h2)＝meq\f(4π2,T2)(R＋h)，解得T＝eq\r(\f(4π2R＋h3,GM))。因周期一定，則距地面高度一定，半徑一樣，所以各國發(fā)射的這種衛(wèi)星軌道半徑都一樣，與質(zhì)量無關(guān)，故A錯誤，D正確；第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運(yùn)動的環(huán)繞速度。而靜止衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)，解得v＝eq\r(\f(GM,r))，可知靜止衛(wèi)星運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度，故B正確；它若在除赤道所在平面外的任意點，假設(shè)實現(xiàn)了相對地面靜止，那它的運(yùn)動軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個平面上，這是不可能的，所以靜止衛(wèi)星不可能通過北京的正上空，故C錯誤。三、非選擇題(本題共5小題，共54分)11.(7分)圖甲是“研究平拋物體運(yùn)動”的實驗裝置圖，在白紙上描繪出小鋼球平拋運(yùn)動的軌跡，然后研究平拋運(yùn)動的規(guī)律。(1)該實驗中，在取下白紙前，應(yīng)確定坐標(biāo)軸原點O，并建立直角坐標(biāo)系，下列圖像坐標(biāo)原點和坐標(biāo)系的選擇正確的是________。(2)某同學(xué)在實驗過程中，記錄了小球平拋運(yùn)動軌跡的一部分，如圖乙所示，x軸沿水平方向，y軸沿豎直方向，取重力加速度大小g＝10m/s2，由圖中所給的數(shù)據(jù)可判斷出圖中坐標(biāo)原點O________(填“是”或“不是”)拋出點。(3)實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，測出的小鋼球做平拋運(yùn)動的初速度跟實際值相比有較大的誤差，可能的原因是________。A．斜槽軌道末端水平段過長B．沒有平衡斜槽軌道的摩擦力C．小球沒有每次都從斜槽同一高度靜止釋放解析：(1)坐標(biāo)原點為小球在斜槽末端時，小球球心在木板上的投影，故C正確，A、B錯誤。(2)由平拋運(yùn)動的水平位移可知，OA段和AB段時間相等，若O為拋出點，則OA段和AB段的豎直位移之比為1∶3，而實際豎直位移之比不是1∶3，可知O點不是拋出點。(3)斜槽軌道末端水平段過長，不會造成平拋運(yùn)動的初速度跟實際值相比有較大的誤差。只要保證末端水平，每次從同一位移由靜止滑下即可，故A錯誤；該實驗不需要平衡斜槽軌道的摩擦力，故B錯誤；小球沒有每次都從斜槽同一高度靜止釋放，會造成平拋運(yùn)動的初速度跟實際值相比有較大的誤差，故C正確。答案：(1)C(2)不是(3)C12．(9分)某同學(xué)利用重物自由下落來“驗證機(jī)械能守恒定律”，實驗裝置如圖甲所示。(1)請指出實驗裝置中存在的明顯錯誤：______________________________________。(2)進(jìn)行實驗時，為保證重物下落時初速度為零，應(yīng)________(填“A”或“B”)。A．先接通電源，再釋放紙帶B．先釋放紙帶，再接通電源(3)根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上連續(xù)打出的1、2、3、4、……多個點如圖乙所示(圖中只顯示了一部分點)。已測出1、2、3、4到打出的第一個點O的距離分別為h1、h2、h3、h4，打點計時器的打點周期為T。若代入所測數(shù)據(jù)能滿足表達(dá)式gh3＝________，則可驗證重物下落過程機(jī)械能守恒(用題目中已測出的物理量表示)。(4)這位同學(xué)還利用圖像法進(jìn)行分析，以O(shè)點為起始點，測出各點下落距離h時的速度v，以eq\f(v2,2)為縱坐標(biāo)、h為橫坐標(biāo)畫出eq\f(v2,2)－h(huán)圖像，應(yīng)是下圖中的________。解析：(1)從圖甲中的實驗裝置中發(fā)現(xiàn)，打點計時接在了“直流電源”上，打點計時器的工作電源是“交流電源”。因此，明顯的錯誤是打點計時器不能接在“直流電源”上。(2)為了使紙帶上打下的第1個點是速度為零的初始點，應(yīng)該先接通電源，讓打點計時器正常工作后，再釋放紙帶。若先釋放紙帶，再接通電源，當(dāng)打點計時器打點時，紙帶已經(jīng)下落，打下的第1個點的速度不為零，故A正確。(3)根據(jù)實驗原理mgh＝eq\f(1,2)mv2，可知只要驗證ghn＝eq\f(1,2)vn2，即可驗證機(jī)械能守恒定律。因此需求解v3，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律關(guān)系式可得v3＝eq\f(h4－h(huán)2,2T)，則有eq\f(1,2)v32＝eq\f(h4－h(huán)22,8T2)，故只要在誤差允許的范圍內(nèi)驗證gh3＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h4－h(huán)2))2,8T2)成立，就可驗證重物下落過程中機(jī)械能守恒。(4)根據(jù)mgh＝eq\f(1,2)mv2，可得eq\f(1,2)v2＝gh，eq\f(1,2)v2與h成正比例關(guān)系，圖線是一條過原點的傾斜直線，故選C。答案：(1)打點計時器不能接在“直流電源”上(2)A(3)eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h4－h(huán)2))2,8T2)(4)C13．(11分)如圖甲所示，質(zhì)量m＝1kg的物塊從傾角為θ＝37°的固定斜面底端A開始以某一速度沿斜面向上滑行，經(jīng)過1s時間恰好滑到斜面頂端B，之后飛出斜面，最后落在與A點處于同一水平面上的C點，不計空氣阻力。物塊在斜面上運(yùn)動的速度變化規(guī)律如圖乙所示。取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度大小為g＝10m/s2。求：(1)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；(2)物塊落到C點時的動能EkC。解析：(1)由題圖乙得物塊在斜面上的加速度大小a＝eq\f(20,2)m/s2＝10m/s2根據(jù)牛頓第二定律有mgsinθ＋μmgcosθ＝ma解得μ＝0.5。(2)由題圖乙得物塊的初速度vA＝20m/s物塊滑到斜面頂端B時的速度vB＝vA－a×1s＝10m/s斜面長度s＝eq\f(vA＋vB,2)×1s＝15m物塊離開B運(yùn)動到C的過程，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有EkC＝eq\f(1,2)mvB2＋mgssinθ解得EkC＝140J。答案：(1)0.5(2)140J14．(12分)如圖所示，豎直平面內(nèi)的eq\f(3,4)圓弧形光滑軌道半徑為R，A端與圓心O等高，AD為與水平方向成45°角的斜面，B端在O的正上方，一個質(zhì)量為m的小球在A點正上方某處由靜止開始釋放，自由下落至A點后進(jìn)入圓弧軌道并能沿圓弧軌道到達(dá)B點，且到達(dá)B處時小球?qū)A弧軌道頂端的壓力大小為mg。求：(1)小球到B點時的速度大??；(2)小球從B點運(yùn)動到C點所用的時間；(3)小球落到斜面上C點時的速度大小。解析：(1)到達(dá)B處時小球?qū)A弧軌道頂端的壓力大小為FN＝mg在B點由重力和軌道的支持力提供向心力，則有mg＋FN＝meq\f(v2,R)解得v＝eq\r(2gR)。(2)小球離開B點后做平拋運(yùn)動，小球落到C點時，根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律得tan45°＝eq\f(y,x)＝eq\f(\f(1,2)gt2,vt)＝eq\f(gt,2v)解得t＝2eq\r(\f(2R,g))。(3)小球落在斜面上C點時豎直分速度為vy＝gt＝2eq\r(2gR)小球落到C點的速度大小vC＝eq\r(v2＋vy2)＝eq\r(10gR)。答案：(1)eq\r(2gR)(2)2eq\r(\f(2R,g))(3)eq\r(10gR)15．(15分)如圖所示，粗糙的斜面AB下端與光滑的圓弧軌道BCD相切于B，整個裝置豎直放置，C是最低點，圓心角∠BOC＝37°，D與圓心O等