1、模块综合检测卷(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分.18题为单选题，915题为多选题)1关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是()A平抛运动是匀变速曲线运动B匀速圆周运动是速度不变的运动C圆周运动是匀变速曲线运动D做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的解析：选A平抛运动的加速度恒定，所以平抛运动是匀变速曲线运动，A正确；平抛运动水平方向做匀速直线运动，所以落地时速度一定有水平分量，不可能竖直向下，D错误；匀速圆周运动的速度方向时刻变化，B错误；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，也就是方向时刻变化，所以不是匀变速运动，C错误2(2019黄冈期末
2、)如图所示，P是水平面上的圆弧凹槽，从高台边B点以某速度v0水平飞出的小球，恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线方向进入轨道O是圆弧的圆心，1是OA与竖直方向的夹角，2是BA与竖直方向的夹角，则()A.2Btan 1tan 22C.2 D2解析：选B由题意知tan 1，tan 2，由以上两式得tan 1tan 22.故B项正确3宇宙飞船正在离地面高H2R地的轨道上做匀速圆周运动，R地为地球的半径，飞船内一弹簧秤下悬挂一质量为m的重物，g为地球表面处重力加速度，则弹簧秤的读数为()A0 BmgC.mg Dmg解析：选A宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时，其向心加速度等于飞船所在轨道
3、处的重力加速度，因此宇宙飞船及其内部物体均处于完全失重状态，故重物对弹簧秤的拉力为零，A正确4某同学掷出的铅球在空中运动轨迹如图所示，如果把铅球视为质点，同时忽略空气阻力作用，则铅球在空中的运动过程中，铅球的速率v、机械能E、动能Ek和重力的瞬时功率P随时间t变化的图象中可能正确的是() ABCD解析：选D铅球运动的过程中，重力先做负功，再做正功由动能定理知，动能先减小再增大，则速率v先减小后增大，故A错误；因只受重力所以机械能守恒，故B错误；动能先减小后增大，但是落地时的动能要比抛出时的动能大，故C错误；重力的瞬时功率Pmgvymggtmg2t，上升过程中竖直速度均匀减小，下降过程中竖直速度
4、均匀增大，所以D正确5.“嫦娥四号”探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面高h的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道绕月飞行，如图所示之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面高h的圆形轨道上绕月球做匀速圆周运动用T1、T2、T3分别表示卫星在椭圆轨道、和圆形轨道的周期，用a1、a2、a3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的加速度，则下面说法正确的是()AT1T2T3 BT1T2a2a3 Da1a2T2T3，A项正确，B项错误不管沿哪一轨道运动到P点，卫星所受月球的引力都相等，由牛顿第二定律得a1a2a3，故C、D项均错误6如图所示，在倾角为的斜面上A点，以水平
5、速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上B点所用的时间为()A. BC. D解析：选B设小球从抛出至落到斜面上所用时间为t，在这段时间内水平位移和竖直位移分别为xv0t，ygt2.如图所示，由几何关系知tan .所以小球的运动时间为t.7如图所示，传送带以1 m/s的速度水平匀速运动，砂斗以20 kg/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()A10 W B20 WC30 W D40 W解析：选B每秒钟流到传送带的砂子获得的动能为Ekmv2，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：QFfs相对，而s相对，QFfs相对m
6、gmv2，因此，电动机必须增加的功率为P20 W，故选项B正确8如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各连有一杂技演员(可视为质点)，甲站于地面，乙从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员乙摆至最低点时，甲刚好对地面无压力，则演员甲的质量与演员乙的质量之比为()A11 B21C31 D41解析：选B设定滑轮到乙演员的距离为L，那么当乙摆至最低点时下降的高度为，根据机械能守恒定律可知m乙gm乙v2；又因当演员乙摆至最低点时，甲刚好对地面无压力，说明绳子上的张力和甲演员的重力相等，所以m甲gm乙gm乙，联立上面两式可得演员甲的质量与演员乙的质量之比为21.9一蹦极运动
7、员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离，如图所示假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是()A运动员到达最低点前重力势能始终减小B蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关解析：选ABC运动员到达最低点前，重力一直做正功，重力势能始终减小，A正确；蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员所受蹦极绳的弹力方向向上，弹力做负功，弹性势能增加，B正确；蹦极过程中，由于只有重力和蹦极绳的弹力做功，因而运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒，C正确；
8、重力势能的改变只与高度差有关，与重力势能零点的选取无关，D错误10如图所示，在外力作用下某质点运动的v t图象为正弦曲线从图中可以判断() A在0t1时间内，外力做正功B在0t1时间内，外力的功率逐渐增大C在t2时刻，外力的功率最大D在t1t3时间内，外力做的总功为零解析：选AD在0t1时间内，速度增大，由动能定理得，选项A正确；由PFv可知，在t0时刻，v0，则外力的功率为零；v t图象中的图线的斜率代表加速度，t1时刻a0，则F0，外力的功率为0；t2时刻，v0，外力的功率也为0，选项B、C均错误；在t1t3时间内，动能改变量为零，由动能定理得，选项D正确11如图所示，用长为L的细绳拴着质
9、量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是() A小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B小球在最高点时绳子的拉力不可能为零C若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为D小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力解析：选CD由于不知道小球在圆周最高点时的速率，故无法确定绳子的拉力大小，A、B错误；若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率满足mgm，推导可得v，C正确；小球过最低点时，向心力方向向上，故绳子的拉力一定大于小球重力，D选项正确12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
10、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解析：选AC卫星围绕地球做圆周运动时，由万有引力提供向心力，即mamr，得a，T2 ，由题可知r甲r乙，所以a甲T乙，故A、C正确；第一宇宙速度等于近地卫星的绕行速度，也是最大的绕行速度，所以B错误；同步卫星的轨道平面在赤道的正上方，不可能经过北极正上方，D错误13如图所示，两个相同的小球A、B用长度分别为l1、l2的细线(l1l2)悬于天花板上的O1、O2点，两球在水平面内做匀速圆周运动，两根细线与竖直轴夹角均为.设A、B两球的线速度分别为v1、v2，角速度分别为1、2，加速度分别为
11、a1、a2，两根细线的拉力分别为F1、F2，则()Av1v2 B12Ca1a2 DF1F2解析：选BC小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析如图，小球受重力和绳子的拉力，合力提供向心力，根据几何关系可知向心力： Fmgtan ，可知向心力相等，故D错误；根据牛顿第二定律：mgtan m，又 rlsin ，解得：v，由于l1l2，所以v1v2，故A错误；由于vrlsin ，所以角速度：，由于l1l2，所以12，故B正确；由向心力公式得：mgtan ma，解得：agtan ，所以二者的加速度相等，故C正确. 14如图所示，一固定容器的内壁是半径为R的半球面，在半球面水平直径的一端有一质量为m
12、的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则()Aa BaCN DN解析：选AC由动能定理知，在P从最高点下滑到最低点的过程中mgRWmv2，在最低点的向心加速度a，联立得a，选项A正确；在最低点时Nmgma，所以N，选项C正确15如图所示，置于足够长斜面上的盒子A内放有光滑球B，B恰与A前、后壁接触，光滑斜面固定于水平地面上一轻质弹簧的一端与固定在斜面上的木板P连接，另一端与A相连，处于静止状态今用平行于斜面向下的外力缓慢推A，然后由静止释放，则从释放盒子A直至其获得最大速度
13、的过程中()A弹簧对A做的功等于A机械能的增加量B弹簧的弹性势能一直减小，但并没有减小到零C弹簧弹性势能的减少量等于A和B机械能的增加量D弹簧对A做的功与A所受重力做功的代数和等于A动能的增加量解析：选BC根据A机械能的增量等于除重力外其他力做的功知，除A的重力和弹簧的弹力外，B也对A做功，选项A错误；运动过程中，弹簧由收缩状态伸长，A达到最大速度时，A和B的加速度为零，根据受力分析知，弹簧必处于收缩状态，则弹簧的弹性势能减小但不为零，选项B正确；运动过程中弹簧、A和B组成的系统机械能守恒，所以弹簧弹性势能的减少量等于A和B机械能的增加量，选项C正确；根据动能定理，重力、弹簧弹力及B对A侧壁的
14、压力对A做功的代数和等于A动能的增加量，因B对A侧壁的压力对A做负功，所以A所受重力做的功和弹簧弹力做的功的代数和大于A动能的增加量，选项D错误二、非选择题(本题共5小题，共55分)16(6分)用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连先用米尺测得B、C两点间距离s，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x.(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_(2)为求出弹簧的弹性势能，还需要测量_A弹簧原长B
15、当地重力加速度C滑块(含遮光片)的质量(3)增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将_A增大B减小C不变解析：(1)滑块离开弹簧后做匀速直线运动，故滑块的速率v.(2)根据功能关系，弹簧的弹性势能Epmv2，所以要求弹性势能，还需要测得滑块的质量，故选项C正确(3)弹簧的形变量越大，弹性势能越大，滑块离开弹簧时的速度越大，滑块从B运动到C的时间越短，故x增大时，计时器显示时间t将变小，故选项B正确答案：(1)v(2)C(3)B17(9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中：(1)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材为完成此实验，除了所给的器材，从下图还必须选取的实验器材是_，可选择的实验
16、器材是_(填字母代号)(2)下列方法有助于减小实验误差的是_A在重锤的正下方地面铺海绵B必须从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒C重复多次实验，重物必须从同一位置开始下落D重物的密度尽量大一些(3)完成实验后，小明用刻度尺测量纸带距离时如图所示，已知打点计时器每0.02 s打一个点，则B点对应的速度vB_m/s.若H点对应的速度为vH，重物下落的高度为hBH，重物质量为m，当地重力加速度为g，为得出实验结论完成实验，需要比较mghBH与_的大小关系(用题中字母表示)解析：(1)在实验中需要用刻度尺测量纸带上点与点之间的距离，从而可知道重锤下降的距离，以及通过纸带上两点的距离，求出平均速度
17、，从而可知瞬时速度纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表用电火花计时器时就不用学生电源必须选取的实验器材为重物、电火花计时器、毫米刻度尺重锤的质量可以测量也可以不测量，可选择的实验器材为天平(2)在重锤的正下方地面铺海绵可以防止摔坏实验器材，故A错误；不一定要从纸带上第一个点开始计算验证机械能是否守恒，故B错误；重复多次实验时，重物不需要从同一位置开始下落，故C错误；重物下落时受到空气阻力和纸带与限位孔之间的摩擦会使实验误差变大所以选重物的密度尽量大一些，可以减小受到的阻力的影响，可减少实验误差，故D正确(3)打B点时对应的速度等于A、C两点间的平均速度，vB m/s1.35 m/s
18、；如果机械能守恒，物体减小的重力势能等于增加的动能，则mghmv2，即mghABmvH2mvB2.答案：(1)AEFD(2)D(3)1.35mvH2mvB218(12分)如图所示，一绳系一球在光滑的桌面上做匀速圆周运动，绳长L0.1 m，当角速度为20 rad/s时，绳断开，试分析绳断开后：(1)小球在桌面上运动的速度；(2)若桌子高1.00 m，小球离开桌面时速度方向与桌面平行求小球离开桌子后运动的时间和落点与桌子边缘的水平距离解析：(1)vr200.1 m/s2 m/s.(2)小球离开桌面后做平抛运动，竖直方向：hgt2，所以t s0.45 s.水平方向：xvt20.45 m0.9 m.答
19、案：(1)2 m/s(2)0.45 s0.9 m19(14分)质量为2 t的汽车在平直公路上由静止开始运动，若保持牵引力恒定，则在30 s内速度增大到15 m/s，这时汽车刚好达到额定功率，然后保持额定输出功率不变，又运动了15 s达到最大速度20 m/s.求：(1)汽车的额定功率及汽车运动过程中受到的阻力；(2)汽车在45 s内共前进多少路程？解析：(1)设汽车的额定功率为P，运动中所受的阻力为Ff，前30 s内的牵引力为F，则前30 s内，加速度a0.5 m/s2，由牛顿第二定律知FFfma，又PFv1，在45 s末有PFfv2，联立以上各式得P60 kW，Ff3 000 N.(2)汽车在
20、前30 s内运动的路程s1t1225 m，后15 s内的路程s2满足Pt2Ffs2m(v22v12)，得s2241.7 m，则总路程ss1s2466.7 m.答案：(1)60 kW3 000 N(2)466.7 m20(14分)如图所示，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径为r的细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧，轻弹簧下端固定，上端恰好与管口D端齐平质量为m的小球在曲面上距BC的高度为2r处从静止开始下滑，进入管口C端时与管壁间恰好无作用力，通过CD后压缩弹簧，在压缩弹簧过程中速度最大时弹簧的弹性势能为Ep，已知小球与BC间的动摩擦因数0.5.求：(1)小球达到B点时的速度大小vB；(2)水平面BC的长度s；(3)在压缩弹簧过程中小球的最大速度vm.解析：(1)由机械能守恒得mg2rmvB2，解得vB2.(2)由mgm，得vC，由A至C，由动能定理得mg2rmgsmvC2，解得s3r.(3)设在压缩弹簧过程中小球速度最大时离D端的距离为x，则有kxmg，得x，由功能关系得mg(rx)Epmvm2mvC2，得vm .答案：(1)2(2)3r(3)
