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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18题为单选,912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AD14D当A轮与D轮组合时,两轮的角速度之比AD41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,选项C对答案:C4.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()Av0越大,运动员在空中运动时间越长Bv0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hgt2,故运动时间与初速度无关,故A错误;根据动能定理,有mghmv2mv,解得v,故v0越大,运动员落地瞬间速度越大,故B正确,C错误;射程xv0tv0,初速度越大,射程越大,故D错误答案:B5质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行,其运动视为匀速圆周运动已知月球质量为M,月球半径为R,月球表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑月球自转的影响,则航天器的()A线速度v B角速度C运行周期T D向心加速度a解析:由万有引力提供向心力,可得Gmamm2RmR,忽略月球自转时,有Gmg,联立各式解得相关物理量后可判断选项A正确答案:A6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g,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mghB物体的机械能减少了mghC物体克服阻力所做的功为mghD物体的重力势能减少了mgh解析:下落阶段,物体受重力和空气阻力,由动能定理WEk,即mghFfhEk,Ffmgmgmg,可求Ekmgh,选项A正确;机械能减少量等于克服阻力所做的功WFfhmgh,选项B、C错误;重力势能的减少量等于重力做的功Epmgh,选项D错误答案:A7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.T B.TC.T D.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Gm1r1,Gm2r2,联立解得:m1m2,即T2,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,两星做圆周运动的周期为TT,选项B正确答案:B8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x1和x2,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x1x2,则W1W2,P1P2B若x1x2,则W1W2,P1P2C若x1x2,则W1W2,P1P2D若x1x2,则W1W2,P1P2解析:若x1x2,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xv0t,知水平抛出两个物体的初速度关系为v1v2.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m2m1.自抛出到落地的过程中,重力做的功Wmgh,所以W1W2,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vy相等,根据瞬时功率PFvcos ,落地瞬间重力的即时功率Pmgvy.由于m2m1,所以P1P2,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x1x2,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W1W2.落地瞬间重力的即时功率相等,即P1P2,则C、D错误故选A.答案:A9.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()AA受到的静摩擦力一直增大BB受到的静摩擦力先增大,后保持不变CA受到的静摩擦力先增大后减小DA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mm2R,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:BD10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C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h2R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mgm,解得v,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h2R高处由静止滑下到最高点的过程中,根据动能定理得mg(h2R)mv20,解得v0,所以不能通过最高点,故D错误故选BC.答案:BC11.一物体自t0时开始做直线运动,其速度图线如图所示下列选项正确的是()A在06 s内,物体离出发点最远为30 mB在06 s内,物体经过的路程为40 mC在04 s内,物体的平均速率为7.5 m/sD在56 s内,物体所受的合力做负功解析:05 s内物体向正方向运动,56 s内向负方向运动,故5 s末离出发点最远,由面积法求出05 s内的位移l135 m,A错误;56 s内的位移l25 m,总路程为40 m,B正确;由面积法求出04 s内的位移l30 m,此段时间内路程等于位移的大小,故平均速率7.5 m/s,C正确;由题图象知56 s内物体加速运动,合力和位移同向,合力做正功,D错误答案:BC12.2013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点从圆形轨道进入椭圆轨道,Q为轨道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在轨道上从P到Q的过程中速率不断增大C在轨道上经过P点的速度小于在轨道上经过P点的速度D在轨道上经过P点的加速度小于在轨道上经过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”从轨道上运动到轨道上要减速,故在轨道上经过P点时的速度小于在轨道上经过P点时的速度,选项C正确在轨道上经过P点时的加速度等于在轨道上经过P点时的加速度,D错误答案:ABC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/s2)解析:因为hgt2,所以t0.3 s,v01 m/s.答案:0.3114(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hA、hB、hC.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Ep ,动能变化量Ek 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vgt计算重物速度B利用公式v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mghmv2,即ghv2或mghmvmv,即ghvv,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EpmghB,动能的变化量Ekmvm.(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)mghB(4)C15(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h3 m的竖直峭壁,AB是以O点为圆心的弧形坡,AOB60,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/s2.(1)若选手以速度v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,求v0的最小值(2)若选手以速度v14 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v0水平跳出后,能跳在水平跑道上,则hsin 60v0t,hcos 60gt2,解得:v0 m/s.(2)若选手以速度v14 m/s水平跳出,因v1v0,人将落在弧形坡上,下降高度ygt2,水平前进距离xv1t,且x2y2h2,解得t0.6 s.答案:(1) m/s(2)0.6 s16(12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解析:(1)在该行星表面处,有G行mg行,得g行16 m/s2.在忽略自转的情况下,物体所受的万有引力等于物体所

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