物理（人教版必修2）练习模块质量评估

模块质量评估A卷基础达标卷(时间：45分钟满分：100分)一、选择题(每小题5分，共40分.1～5题为单选题，6～8题为多选题．)1．关于曲线运动的位移，下列说法正确的是()A．曲线运动的位移是曲线B．只要曲线运动不停止，曲线运动的位移就一定越来越大C．曲线运动的位移不可能是零D．做曲线运动的质点在一段时间内水平分位移是4m，竖直分位移是3解析：曲线运动的位移是指运动的物体从出发点到所研究位置的有向线段，不是曲线，选项A错误；轨迹是曲线的运动，如抛出的物体所做的运动、圆周运动等都属于曲线运动，其位移可能逐渐变大，也可能周期性变化，当然也可能在某时刻为零，选项B、C错误；如果做曲线运动的质点在一段时间内水平分位移是4m，竖直分位移是3m，则其位移大小为l＝eq\r(x2＋y2)＝5答案：D2．把行星运动近似看作匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T2＝r3/k，m为行星质量，则可推得()A．行星受太阳的引力为F＝keq\f(m,r2) B．行星受太阳的引力都相同C．行星受太阳的引力为F＝keq\f(4π2m,r2) D．质量越大的行星受太阳的引力一定越大解析：行星受到的太阳的引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，由向心力公式可知F＝meq\f(v2,r)，又因为v＝eq\f(2πr,T)，代入上式得F＝eq\f(4π2mr,T2).由开普勒第三定律eq\f(r3,T2)＝k，得T2＝eq\f(r3,k)，代入上式得F＝keq\f(4π2m,r2).太阳与行星间的引力与太阳、行星的质量及太阳与行星间的距离有关．故选项C正确．答案：C3．如图所示，一偏心轮绕垂直纸面的轴O匀速转动，a和b是轮边缘上的两个点，则偏心轮转动过程中a、b两点()A．角速度大小相同B．线速度大小相同C．周期大小不同D．转数大小不同解析：同轴转动，角速度大小相等，周期、转速都相等，选项A正确，选项C、D错误；角速度大小相等，但转动半径不同，根据v＝ωr可知，线速度大小不同，选项B错误．答案：A4．某公园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，人体颠倒，若轨道半径为R，人体重为mg，要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于自身的重力，则过山车在最高点时的速度大小为()A．0 B．eq\r(gR)C．eq\r(2gR) D．eq\r(3gR)解析：由F＋mg＝2mg＝meq\f(v2,R)得v＝eq\r(2gR)，选项C正确．答案：C5．质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为v/3时，汽车的瞬时加速度的大小为()A．eq\f(P,mv) B．eq\f(2P,mv)C．eq\f(3P,mv) D．eq\f(4P,mv)解析：当汽车匀速行驶时，有Ff＝F＝eq\f(P,v).根据P＝F′eq\f(v,3)，得F′＝eq\f(3P,v).由牛顿第二定律得a＝eq\f(F′－Ff,m)＝eq\f(\f(3P,v)－\f(P,v),m)＝eq\f(2P,mv).选项B正确．答案：B6．如图所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端在水平力F作用下缓慢拉伸了l.关于拉力F，弹性势能Ep随弹簧伸长量l的变化关系图象，其中正确的是()解析：由胡克定律F＝kl可知，弹簧弹力F与其形变量l成正比，故选项A正确；由弹簧弹性势能表达式Ep＝eq\f(1,2)kl2可知，Ep与l之间存在二次函数关系，图象开口向上，故Epeq\a\vs4\al(­)l图象应为选项D．答案：AD7．关于机械能下列说法中正确的是()A．做匀速运动的物体，其机械能一定守恒B．做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒C．如果合外力对物体做功为零，物体的机械能可能增加D．只要有摩擦力存在，机械能一定减少解析：物体在竖直方向向上做匀速运动时，其机械能是增加的，选项A错误，选项C正确；做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒，如自由落体运动，选项B正确；摩擦力可以做正功，可以做负功，也可以不做功，选项D错误．答案：BC8．如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为3m的a球置于地面上，质量为m的b球从水平位置由静止释放．当a球对地面的压力刚好为零时，b球摆过的角度为θ.下列结论正确的是()A．θ＝90°B．θ＝45°C．b球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率先增大后减小D．b球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率一直增大解析：设b球的摆动半径为R，当摆过角度θ时的速度为v，对b球由动能定理得mgRsinθ＝eq\f(1,2)mv2，此时绳子的拉力为FT＝3mg，沿绳子方向由牛顿第二定律得FT－mgsinθ＝meq\f(v2,R)，解得θ＝90°，选项A正确，选项B错误；在b球摆动到最低点的过程中机械能守恒，竖直方向的分速度vy先从零开始逐渐增大，然后逐渐减小到零，故重力的瞬时功率Pb＝mgvy先增大后减小，选项C正确，选项D错误．答案：AC二、填空题(每小题8分，共16分)9．某物理兴趣小组采用如图所示的装置深入研究平抛运动．质量分别为mA和mB的A、B小球处于同一高度，M为A球中心初始时在水平地面上的垂直投影．用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向飞出，同时B球自由下落．A球落到地面N点处，B球落到地面P点处．测得mA＝0.04kg，mB＝0.05kg，B球距地面的高度是1.225m，M、N两点间的距离为1.500m，则B球落到P点的时间是________s，A球的初速度v0＝________m解析：B球做自由落体运动，由h＝eq\f(1,2)gt2得t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×1.225,9.8))s＝0.5sA球和B球运动时间相同v0＝eq\f(xMN,t)＝eq\f(1.500,0.5)m/s＝3.0m/s．答案：0.5310．在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲所示)：(1)下列说法正确的是________.(填选项前字母)A．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量C．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放(2)图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O、A、B、C为计数点，已知打点计时器使用的交流电源频率为50Hz，则打B点时小车的瞬时速度大小为________m/s．解析：(1)平衡摩擦力是让小车重力的下滑分力与摩擦力平衡，故不能挂钩码平衡摩擦力，选项A错误；本实验中，近似认为小车所受拉力等于钩码的重力，因此应使钩码的质量远小于小车的质量，选项B错误；实验时，为充分利用纸带，应使小车靠近打点计时器由静止释放，选项C正确．(2)vB＝eq\f(AC,2t)＝eq\f(18.59－5.53×10－2,0.2)m/s＝0.653m/s．答案：(1)C(2)0.653三、计算题(本题共3小题，共44分)11．(10分)如图所示，小球从离地h＝5m高，离竖直墙水平距离s＝4m处水平抛出，不计空气阻力，g取10(1)若要使小球碰不到墙，则它的初速度应满足什么条件？(2)若以v0＝8m/s的初速度向墙水平抛出小球，解：(1)若小球恰好落到墙角，根据平抛运动的规律，有：s＝vth＝eq\f(1,2)gt2解得：t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×5,10))s＝1sv＝eq\f(s,t)＝4m/s故欲使小球不碰墙，则初速度v0≤4m(2)若以v0＝8运动时间：t1＝eq\f(s,v0)＝eq\f(4,8)m/s＝0.5s下落的高度：h1＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)×10×0.25m＝1.25m离地高度：h2＝h－h1＝3.75答案：(1)不大于4m/s(212．(15分)如图所示，将质量为m的小球以初速度v0从A点水平抛出，正好垂直于斜面落在斜面上的B点，已知斜面的倾角为α.求：(1)小球落到斜面上B点时重力做功的瞬时功率；(2)小球从A到B过程中重力做功的平均功率．解：(1)将小球落在斜面上时的速度进行正交分解，如图所示．小球在竖直方向上的分速度为vy＝v0cotα所以小球落到斜面上B点时重力做功的瞬时功率为P＝mgvy＝mgv0cotα(2)小球从A到B过程中重力做功的平均功率为eq\o(P,\s\up6(－))＝mgeq\o(v,\s\up6(－))y＝mg×eq\f(1,2)(0＋vy)＝eq\f(1,2)mgv0cotα．答案：(1)mgv0cotα(2)eq\f(1,2)mgv0cotα13．(19分)如图，质量分别为2m和m的A、B两物体通过轻质细线绕过光滑滑轮．弹簧下端与地面相连，上端与B连接，A放在斜面上，斜面光滑．开始时用手控制住A，使细线刚好拉直，但无拉力，此时弹簧弹性势能为Ep.滑轮左侧细线竖直，右侧细线与斜面平行，释放A后它沿斜面下滑，当弹簧刚好恢复原长时，B获得最大速度，重力加速度为g，求(1)斜面倾角α．(2)刚释放A时A的加速度．(3)B的最大速度vm．解析：(1)B速度最大时：2mgsinα＝mg所以sinα＝eq\f(1,2)即α＝30°(2)刚释放A时，由牛顿第二定律得：对A∶2mgsinα－T＝2ma对B∶T＋F弹－mg＝maF弹＝mg解得a＝eq\f(1,3)g方向沿斜面向下(3)设释放A之前，弹簧压缩量为x，由系统能量守恒得2mgxsinα＋Ep－mgx＝eq\f(1,2)3mveq\o\al(2,max)解得vmax＝eq\r(\f(2Ep,3m))答案：(1)30°(2)eq\f(1,3)g(3)eq\r(\f(2Ep,3m))B卷能力提升卷(时间：45分钟满分：100分)一、选择题(每小题5分，共40分.1～5题为单选题，6～8题为多选题．)1．关于运动物体所受的合力、合力做的功及动能变化的关系，下列说法正确的是()A．合力为零，则合力做功一定为零B．合力做功为零，则合力一定为零C．合力做功越多，则动能一定越大D．动能不变，则物体合力一定为零解析：合力为零，则物体可能静止，也可能匀速直线运动，这两种情况合力做功均为零，或这两种运动，动能均不变，所以合力做功一定为零，选项A正确；合力做功为零或动能不变，合力不一定为零，如匀速圆周运动，故选项B、D错误；合力做功越多，动能变化越大，而不是动能越大，故选项C错误．答案：A2．(2014·新课标全国卷Ⅱ)取水平地面为重力势能零点．一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等．不计空气阻力．该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为()A．eq\f(π,6) B．eq\f(π,4)C．eq\f(π,3) D．eq\f(5π,12)解析：设物块在抛出点的速度为v0，落地时速度为v，抛出时重力势能为Ep，由题意知Ep＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)；由机械能守恒定律，得eq\f(1,2)mv2＝Ep＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得v＝eq\r(2)v0，设落地时速度方向与水平方向的夹角为θ，则cosθ＝eq\f(v0,v)＝eq\f(\r(2),2)，解得θ＝eq\f(π,4)，选项B正确．答案：B3．设地球的自转角速度为ω0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，某人造卫星在赤道上空做匀速圆周运动，轨道半径为r，且r<5R，飞行方向与地球的自转方向相同，在某时刻，该人造卫星通过赤道上某建筑物的正上方，则到它下一次通过该建筑物正上方所需要的时间为(地球同步卫星轨道半径约为6R)()A．2πeq\r(\f(gR2,r3))－ω0 B．eq\f(2π,\r(\f(gR2,r3))＋ω0)C．2πeq\r(\f(r3,gR2)) D．eq\f(2π,\r(\f(gR2,r3))－ω0)解析：因为同步卫星的轨道半径大约为6R，根据卫星的运行特点知，轨道半径越高，卫星运行角速度越小，而同步卫星与地球自转的角速度相同，故该人造卫星运行的角速度比地球上建筑物运行的角速度大，因此再次出现在建筑物上方时，说明卫星已经比建筑物多转了一圈，故θ卫－θ地＝2π，θ卫＝ω1t，θ地＝ω0t，由于卫星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力eq\f(GMm,r2)＝mrωeq\o\al(2,1)，根据黄金代换式CM＝gR2，联立得D项正确．答案：D4．下列关于甲、乙两个物体做匀速圆周运动的有关说法正确的是()A．甲、乙两物体线速度相等，角速度一定也相等B．甲、乙两物体角速度相等，线速度一定也相等C．甲、乙两物体周期相等，角速度一定也相等D．甲、乙两物体周期相等，线速度一定也相等解析：由ω＝eq\f(2π,T)可知，周期相同，角速度一定也相等，故选项C正确．答案：C5．从地面竖直上抛两个质量不同的物体，设它们的初动能相同，以地面为参考平面，当上升到同一高度时(不计空气阻力)，它们()A．所具有的重力势能相等 B．所具有的动能相等C．所具有的机械能不等 D．所具有的机械能相等解析：同一高度时，由于两物体的质量不等，所以它们的重力势能不等．由于机械能相等，所以它们的动能也不等．此过程物体的机械能是守恒的．答案：D6．关于质点做曲线运动，下列说法正确的是()A．做曲线运动的质点，瞬时速度的方向在曲线的切线方向上B．质点做曲线运动时受到的合力一定是变力C．质点做曲线运动时所受合力的方向与速度方向一定不在同一直线上D．质点做曲线运动时速度的大小一定是时刻在变化的解析：质点做曲线运动受到的合力可以是变力，也可以是恒力，故选项B错误；质点做曲线运动，速度方向一定变化，但速度大小可以是不变的，故选项D错误．答案：AC7．从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为H，设上升过程中空气阻力Ff恒定．对于小球从抛出到上升至最高处的过程，下列说法正确的是()A．小球的动能减少了mgH B．小球的机械能减少了FfHC．小球的重力势能增加了mgH D．小球的加速度大于重力加速度g解析：小球上升过程中，重力和阻力都做负功，小球动能减少了(mg＋Ff)H，选项A错误；重力做负功量度转化为重力势能的量，阻力做负功量度发热的多少，当小球上升H高度时，重力势能增加了mgH，发热为FfH，则减少的机械能为FfH，因考虑空气阻力作用，故上升阶段加速度大于g.故选项B、C、D正确．答案：BCD8．某人向放在水平地面的正前方小桶中水平抛球，结果球划着一条弧线飞到小桶的右侧(如图所示)．不计空气阻力，为了能把小球抛进小桶中，则下次再水平抛球时，他可能作出的调整为()A．减小初速度，抛出点高度不变B．增大初速度，抛出点高度不变C．初速度大小不变，降低抛出点高度D．初速度大小不变，提高抛出点高度解析：设小球被抛出时的高度为h，则h＝eq\f(1,2)gt2，小球从抛出到落地的水平位移x＝v0t，两式联立得x＝v0eq\r(\f(2h,g)).根据题意，再次抛小球时，要使小球运动的水平位移x减小，可以采用减小初速度v0或降低抛出点高度h的方法，故选项A、C正确．答案：AC二、填空题(每小题8分，共16分)9．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，当它恰好离开桌子边缘时，小球B也同时下落，用闪光相机拍摄的照片中B球有四个像，相邻两像间实际下落距离已在图中标出，单位：cm，如图所示．两球恰在位置4相碰．则两球经过________s时间相碰，A球离开桌面时的速度为________m/s.(g取10m/s2)解析：A球和B球下落的竖直高度h＝45cmh＝eq\f(1,2)gt2，t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×0.45,10))s＝0.3svA＝eq\f(s,t)＝eq\f(0.45,0.3)m/s＝1.5m/s答案：0.31.510．(2015·全国卷Ⅰ)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R＝0.20完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图甲所示，托盘秤的示数为1.00(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图乙所示，该示数为________kg．(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如表所示：序号12345m/kg1.801.751.851.751.90(4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为________N；小车通过最低点时的速度大小为________m/s.(重力加速度大小g取9.80m/s2，计算结果保留2位有效数字)解析：(2)示数1.40kg(3)N＝eq\o(m,\s\up6(－))g－M桥g＝(1.81－1.00)×9.80N＝7.9N小车通过最低点时受到的支持力N′＝7.9N小车质量m车＝1.40kg－1.00由N′－m车g＝m车eq\f(v2,R)，得v＝1.4m/s答案：(2)1.40(4)7.91.4三、计算题(本题共3小题，共44分)11．(14分)如图所示，小球A质量为m，固定在轻细直杆L的一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动．如果小球经过最高点时，杆对球的拉力大小等于球的重力．重力加速度为g，求：(1)小球在最高点的速度大小；(2)当小球经过最低点时速度为eq\r(6gL)，求杆对球作用力大小和向心加速度大小．解析：(1)小球在最高点时，受重力mg和杆的拉力F1.由牛顿第二定律得mg＋F1＝meq\f(v\o\al(2,1),L)依题意F1＝mg联立解得v1＝eq\r(2gL)．(2)小球在最低点时，受重力mg和杆的拉力F2，其合力提供向心力．由牛顿第二定律得F2－mg＝meq\f(v\o\al(2,2),L)解得F2＝mg＋meq\f(v\o\al(2,2),L)将v2＝eq\r(6gL)代入解得F2＝7mg球的向心加速度a＝eq\f(v\o\al(2,2),L)＝6g．答案：(1)eq\r(2gL)(2)7mg6g12．(