2017-2018学年物理人教版必修2讲义模块检测卷

模块检测卷(时间：90分钟满分：100分)一、选择题Ⅰ(共13小题，每小题3分，共39分。在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分。)1．下列三位物理学家对人类文明做出了巨大贡献，他们生活年代先后顺序正确的是()A．爱因斯坦、牛顿、伽利略 B．牛顿、伽利略、爱因斯坦C．伽利略、爱因斯坦、牛顿 D．伽利略、牛顿、爱因斯坦答案D2．下列物理量中属于矢量的是()A．功 B．功率C．重力势能 D．加速度答案D3．关于功率，以下说法正确的是()A．功率大说明物体做功时间很短B．某机械做功越多，其功率越大C．由P＝W/t知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率D．汽车发动机功率是指牵引力做功的快慢，并非指合力的功率解析功率描述的是做功的快慢，表现为单位时间内做功的数值。功率大说明物体在单位时间内做功多，做功多，功率不一定大，还取决于时间，选项A、B错误；P＝W/t计算出的功率是物体在时间t内的平均功率；瞬时功率为某一时刻的功率，可采用P＝Fvcosα计算，式中v为物体的瞬时速度，α为力F与瞬时速度之间的夹角，P为相应时刻的瞬时功率，C错误，D正确。答案D4．如图1所示，直线AB和CD表示彼此平行且笔直的河岸。若河水不流动，小船船头垂直河岸由A点匀速驶向对岸，小船的运动轨迹为直线P。若河水以稳定的速度沿平行河岸方向流动，且整个河中水的流速处处相等，现仍保持小船船头垂直河岸由A点匀速驶向对岸，则小船实际运动的轨迹可能是图中的()图1A．直线P B．曲线QC．直线R D．曲线S解析两个分运动是匀速直线运动，其合运动也是匀速直线运动。答案C5．如图2甲所示，滑雪运动员沿斜坡高速向下滑行，其速度—时间图象如图乙所示，则由图象中AB段曲线可知，运动员在此过程中()图2A．做曲线运动 B．机械能守恒C．所受的合外力不断增大 D．平均速度v>eq\f(vA＋vB,2)解析速度—时间图象并不是表示物体的运动轨迹，A错误；由图象可知，运动员的加速度越来越小，故运动员所受的合外力越来越小，且运动员的机械能不守恒，B、C错误；利用图象与时间轴所围的面积表示位移可知，此运动过程中的平均速度v>eq\f(vA＋vB,2)，D正确。答案D6．质量为m的滑块从固定在水平面上、半径为R的半球形碗的边缘由静止滑向碗底，过碗底的速度为v，若滑块与碗之间的动摩擦因数为μ，则在过碗底时滑块受到摩擦力的大小为()A．μmg B．μeq\f(mv2,R)C．μm(g＋eq\f(v2,R)) D．μm(eq\f(v2,R)－g)解析滑块到达底端时，根据牛顿定律FN－mg＝meq\f(v2,R)而Ff＝μFN，代入解得Ff＝μm(g＋eq\f(v2,R))，选项C正确。答案C7．(2016·浙江慈溪中学检测)如图3所示，质量为1kg的小球从桌面竖直上抛，到达的最大高度为0.8m，返回后，落到桌面下1m的地面上，取桌面为零重力势能的参考平面，g＝10m/s2，则下述说法正确的是()图3A．小球在最高点时机械能最大B．小球在桌面时重力势能最大C．小球落地前瞬间具有的机械能为8JD．小球落地前瞬间具有的动能为8J解析小球的机械能是守恒的，在任何位置的机械能都相同，选项A错误；小球高度越低，重力势能越小，选项B错误；小球在最高点的机械能为mgh＝8J，在落地前瞬间的机械能也是8J，选项C正确；小球在落地前瞬间的重力势能为－mgh′＝－10J，所以小球在落地前瞬间的动能为8J－(－10J)＝18J，选项D错误。答案C8．某物体从高为H处由静止下落至地面，用时为t，则下述结论正确的是()A．前、后eq\f(H,2)内重力做功相等B．前、后eq\f(t,2)内重力做功相等C．前、后eq\f(H,2)内重力做功的平均功率相等D．前、后eq\f(t,2)内重力做功的平均功率相等解析下落前、后eq\f(H,2)过程中，重力做功均为mg·eq\f(H,2)，A对；由于下落前eq\f(H,2)用时较长，故前eq\f(H,2)，重力的平均功率较小，C错；下落前、后eq\f(t,2)时间内，物体分别下落eq\f(H,4)和eq\f(3,4)H，重力做功分别为eq\f(1,4)mgH和eq\f(3,4)mgH，这两段时间相同，做功不同，表明重力的平均功率也不相等，B、D错。答案A9．(2015·10月浙江学考)快艇在运动中受到的阻力与速度平方成正比(即Ff＝kv2)。若油箱中有20L燃油，当快艇以10m/s匀速行驶时，还能行驶40km，假设快艇发动机的效率保持不变，则快艇以20m/s匀速行驶时，还能行驶()A．80km B．40kmC．10km D．5km解析设20L油发动机可提供的总功为W，由能量守恒定律知当快艇以10m/s匀速行驶时，W＝Ffs1＝kveq\o\al(2,1)s1，当快艇以20m/s匀速行驶时，W＝Ffs2＝kveq\o\al(2,2)s2，可得s2＝10km，C正确。答案C10．改变汽车的质量和速度，都能使汽车的动能发生变化，在下面四种情况中，能使汽车的动能变为原来4倍的是()A．质量不变，速度增大到原来的2倍B．质量不变，速度增大到原来的4倍C．速度不变，质量增大到原来的2倍D．速度变为原来的eq\f(1,2)，质量增大到原来的2倍解析由Ek＝eq\f(1,2)mv2可知，选项B中动能变为原来的16倍；选项C中，动能变为原来的2倍；选项D中，动能变为原来的eq\f(1,2)。答案A11．如图4所示，A、B两个小球从同一竖直线上的不同位置水平抛出，结果它们同时落在地面上的同一点C，已知A离地面的高度是B离地面高度的2倍，则A、B两个球的初速度之比vA∶vB为()图4A．1∶2 B．2∶1C．eq\r(2)∶1 D．eq\r(2)∶2解析由于两球离地面的高度之比为2∶1，由t＝eq\r(\f(2h,g))可知，它们落地所用的时间之比为eq\r(2)∶1，由于它们的水平位移x相同，由v＝eq\f(x,t)可知，初速度之比为1∶eq\r(2)＝eq\r(2)∶2，D项正确。答案D12．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)解析设抛出点距地面高度为h，物块初速度为v0，由题意知mgh＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，落地时竖直分速度为vy，则veq\o\al(2,y)＝2gh，由以上两式得vy＝v0。设物块落地时的速度与水平方向夹角为α，则tanα＝eq\f(vy,v0)＝1，即物块落地时的速度方向与水平方向的夹角α＝eq\f(π,4)。答案B13．子弹的速度为v，打穿一块固定的木块后速度刚好变为零。若木块对子弹的阻力为恒力，那么当子弹射入木块的深度为其厚度的一半时，子弹的速度是()A．eq\f(v,2) B．eq\f(\r(2),2)vC．eq\f(v,3) D．eq\f(v,4)解析设子弹的质量为m，木块的厚度为d，木块对子弹的阻力为f。根据动能定理，子弹刚好打穿木块的过程满足－fd＝0－eq\f(1,2)mv2。设子弹射入木块的深度为其厚度一半时的速度为v′，则－f×eq\f(d,2)＝eq\f(1,2)mv′2－eq\f(1,2)mv2，联立两式可得v′＝eq\f(\r(2),2)v，选项B正确。答案B二、选择题Ⅱ(本题共3小题，每小题3分，共9分，每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。)14．如图5所示，高为h＝1.25m的平台上覆盖一层薄冰，现有一质量为60kg的滑雪爱好者以一定的初速度v向平台边缘滑去，着地时速度的方向与水平地面的夹角为45°(取重力加速度g＝10m/s2)。由此可知下列各项中正确的是()图5A．滑雪者离开平台边缘时的速度大小是5.0m/sB．滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是2.5mC．滑雪者在空中运动的时间为0.5sD．着地时滑雪者重力做功的瞬时功率是300W解析着地时速度的方向与水平地面的夹角为45°，故v0＝vy＝eq\r(2gh)＝eq\r(2×10×1.25)m/s＝5.0m/s，A正确；水平距离x＝v0t＝v0eq\r(\f(2h,g))＝5×eq\r(\f(2×1.25,10))m＝2.5m，B正确；在空中运动时间t＝eq\r(\f(2h,g))＝eq\r(\f(2×1.25,10))s＝0.5s，C正确；着地时滑雪者重力做功的瞬时功率P＝mgvy＝60×10×5W＝3000W，D错误。答案ABC15．如图6所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径r＝0.4m，最低点处有一小球(半径比r小很多)，现给小球一水平向右的初速度v0，则要使小球不脱离圆轨道运动，v0应当满足(g＝10m/s2)()图6A．v0≥0 B．v0≥4m/sC．v0≥2eq\r(5)m/s D．v0≤2eq\r(2)m/s解析解决本题的关键是全面理解“小球不脱离圆轨道运动”所包含的两种情况：(1)小球通过最高点并完成圆周运动；(2)小球没有通过最高点，但小球没有脱离圆轨道。对于第(1)种情况，当v0较大时，小球能够通过最高点，这时小球在最高点处需要满足的条件是mg≤mv2/r，又根据机械能守恒定律有mv2/2＋2mgr＝mveq\o\al(2,0)/2，可求得v0≥2eq\r(5)m/s，故选项C正确；对于第(2)种情况，当v0较小时，小球不能通过最高点，这时对应的临界条件是小球上升到与圆心等高位置处，速度恰好减为零，根据机械能守恒定律有mgr＝mveq\o\al(2,0)/2，可求得v0≤2eq\r(2)m/s，故选项D正确。答案CD16．如图7所示，一个小环套在竖直放置的光滑圆形轨道上做圆周运动。小环从最高点A滑到最低点B的过程中，其线速度大小的平方v2随下落高度h变化的图象可能是四个图中的()图7解析设小环在A点的速度为v0，由机械能守恒定律得－mgh＋eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，得v2＝veq\o\al(2,0)＋2gh，可见v2与h是线性关系。若v0＝0，B正确；v0≠0，A正确；故正确选项是A、B。答案AB三、非选择题(本题共6小题，共52分)17．(5分)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图8所示，关于以下操作，请补充完整实验过程。图8(1)本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度________。当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，橡皮筋对小车做的功分别是_______________________________；(2)小车运动中会受到阻力，补偿的方法：_____________________________________；(3)某同学在一次实验中得到一条记录纸带。纸带上打出的点，后端的纸带点迹较密集。出现这种情况的原因可能是________________________；(4)分析打点计时器打出的纸带，求小车获得的速度，需取点迹________纸带；(5)分析W－v图象，如图W－v图象是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝eq\r(v)等关系，最终确定W与v的关系是________。解析(1)实验中没有必要测出橡皮筋做功的具体数值，只要测出后来各次橡皮筋做的功是第一次的多少倍即可；为了使以后各次实验中橡皮筋做的功是第一次实验时的整数倍，在橡皮筋每次增加一条的的前提下，必须使每次实验中橡皮筋拉伸的长度保持一致；(2)为了减小误差，实验中应使长木板倾斜以平衡摩擦力；(3)后端的纸带点迹较密集，表明小车在后期做减速运动，说明有摩擦力的存在，即没有抵消摩擦力的影响；(4)小车在橡皮筋的作用下开始加速运动，等到橡皮筋与小车分离之后，小车做匀速直线运动。本实验中待测的是橡皮筋做功完毕后小车的速度，即小车匀速运动的速度，而不是整个过程的平均速度，因此求小车获得的速度的方法是选取具有均匀点迹的纸带。(5)由动能定理可知，W＝eq\f(1,2)mv2，合外力做功和速度变化遵循W∝v2的规律。答案(1)保持一致2W、3W……(2)可以使木板适当倾斜(3)没有使木板倾斜或倾角太小(4)均匀的纸带(5)W∝v218．(5分)(2017·浙江绍兴4月学考模拟)在“验证能守恒定律”的实验中(1)(多选)实验室已提供了铁架台、重物、夹子、导线、纸带等器材。为完成此实验，除了所给的器材，从下图还需要选取的实验器材是________。(2)(多选)下列措施有助于减小实验误差()A．重物贴近打点计时器释放下落B．必须以纸带上第一个点为基准开始测量C．重复多次实验时，重物必须从同一位置开始下落D．重物的密度尽量选择大一点解析(1)本实验需配打点计时器记录运动位移、用直尺测量位移大小，不需要测量运动物体的质量，故选B、D。(2)为尽可能多的测量位移、速度值，A项正确；机械能守恒可在运动中任意两点间开展验证，无需从纸带上第一个点(初速度为零)为基准开始测量，B、C错误；为运动阻力尽可能不影响运动，牵引物需有较大的重力，在同等体积的条件下，重物的密度应选择大一点，D项正确。答案(1)BD(2)AD19．(8分)宇航员站在某星球表面，从高h处以初速度v0水平抛出一个小球，小球落到星球表面时，与抛出点的水平距离是x，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：(1)该星球的质量M；(2)该星球的第一宇宙速度。解析(1)设星球表面的重力加速度为g，则由平抛运动规律：x＝v0t，h＝eq\f(1,2)gt2再由mg＝Geq\f(Mm,R2)解得：M＝eq\f(2hv\o\al(2,0)R2,Gx2)(2)设该星球的近地卫星质量为m0，则m0g＝m0eq\f(v2,R)解得v＝eq\f(v0,x)eq\r(2hR)答案(1)eq\f(2hv\o\al(2,0)R2,Gx2)(2)eq\f(v0,x)eq\r(2hR)20．(10分)如图9所示，将一个m＝1kg小球从h＝5m高处水平抛出，小球落到地面的位置与抛出点的水平距离x＝10m。不计空气阻力，取g＝10m/s2。求：图9(1)小球在空中运动的时间；(2)小球抛出时速度的大小；(3)小球落地时的动能。解析(1)根据h＝eq\f(1,2)gt2得t＝1s(2)水平方向做匀速直线运动，由v0＝eq\f(x,t)得v0＝10m/s(3)根据动能定理有mgh＝Ek－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)得Ek＝100J答案(1)1s(2)10m/s(3)100J21．(12分)如图10所示，质量为0.1kg的木桶内盛水0.4kg，用50cm的绳子系住桶，并使它在竖直平面内做圆周运动。如果通过最高点和最低点时的速度大小分别为9m/s和10m/s，求最高点和最低点水对桶底的压力(g取10m/s2)。图10解析最高点时水的受力如图甲所示，由牛顿第二定律得mg＋FN1＝meq\f(v\o\al(2,1),r)代入数据解得FN1＝60.8N由牛顿第三定律知水对桶底的压力FN1′＝FN1＝60.8N，竖直向上。最低点时水的受力如图乙所示，FN2－mg＝meq\f(v\o\al(2,2),r)FN2＝84N由牛顿第三定律知水对桶底的压力FN2′＝FN2＝84N，竖直向下。答案60.8N，方向竖直向上84N，方向竖直向下22．(12分)(2016·9月金华十校联考)在学校组织的趣味运动会上，某科技小组为大家提供了一个寓学于乐的游戏。如图11所示，将一质量为0.1kg的钢球放在O点，用弹射装置将其弹出，使其沿着光滑的半圆形轨道OA和AB运动，BC段为一段长为L＝2.0m的粗糙平面，DEFG为接球槽。圆弧OA和AB的半径分别为r＝0.2m，R＝0.4m，小球与BC段的动摩擦因数为μ＝0.7，