模块综合检测(A卷)　基本能力评价（含解析）高中物理人教版（2019）必修 第二册

6/6模块综合检测(A卷)基本能力评价(本试卷满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)1．关于物体做曲线运动，下列说法中正确的是()A．做曲线运动的物体，合外力一定为零B．做曲线运动的物体，合外力一定是变化的C．做曲线运动的物体，合外力方向与速度方向在同一直线上D．做曲线运动的物体，合外力方向与加速度方向一定在同一直线上2.在某火箭升空的过程中，地面上的观测者观测到火箭某时刻速度大小为v，方向与水平地面成θ角，如图所示，则火箭水平方向的分速度为()A．vsinθ B．vcosθC.eq\f(v,sinθ) D.eq\f(v,cosθ)3．一同学将铅球水平推出，不计空气阻力和转动的影响，铅球在平抛运动过程中()A．机械能一直增加B．加速度保持不变C．速度大小保持不变D．被推出后瞬间动能最大4．下列说法中正确的是()A．增大洗衣机脱水筒的转动周期，可以使衣服甩得更干B．转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心C．为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速D．汽车左转弯时乘客会向左倾倒5.我国自主研发的高铁齿轮传动系统，打破了国外垄断，使中国高铁持续运行速度达到350km/h，中国高铁成为中国制造的一张“金名片”。图中A、B是齿轮边缘两点，C点位于A所在齿轮的中间(图中未标出)，三点距各自轴心的距离rA∶rB∶rC＝3∶2∶2，在齿轮转动过程中()A．ωA＝ωB＝ωCB．B、C两点线速度大小满足vB＝vCC．A、B的向心加速度大小之比为aA∶aB＝3∶2D．若两齿轮做非匀速圆周运动，A、B两点线速度大小满足vA＝vB6．2024年4月26日，神舟十八号载人飞船成功对接于中国空间站天和核心舱径向端口。设空间站绕地球做圆周运动，对接前后空间站的轨道高度保持不变，下列说法正确的是()A．空间站在轨绕地球运行速度小于第一宇宙速度B．空间站对接后的运行周期大于其对接前的运行周期C．空间站对接后的向心加速度大于其对接前的向心加速度D．航天员在空间站中处于完全失重状态，不受重力作用7．假设运动员把质量为500g的足球踢出后，某人观察足球在空中的飞行情况，估计上升的最大高度是10m，在最高点的速度为20m/s。估算出运动员踢球时对足球做的功为(不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2)()A．50J B．100JC．150J D．无法确定二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)8.如图所示，某长为R的轻杆一端固定一个质量为m的小球，另一端有光滑的固定轴O，现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，以下说法中正确的是()A．小球过最高点时，杆所受的弹力可以为零B．小球过最高点时，最小速度为eq\r(gR)C．小球过最低点时，杆对球的作用力一定大于重力D．小球过最高点时，杆对球的作用力一定小于重力9．一蹦极运动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。假设空气阻力可忽略，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，弹力做负功，弹性势能增加C．蹦极过程中，运动员和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D．蹦极过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关10．雪车(也称“有舵雪橇”)比赛是冬奥会比赛项目之一。如图所示，在一段赛道上，运动员操控雪车无助力滑行，沿斜坡赛道由静止从A点滑行至B点，再沿水平赛道滑行至C点停下来。已知运动员和雪车的总质量为m，A、B两点间的竖直高度为h，雪车与赛道间的动摩擦因数处处相同，重力加速度为g。忽略空气阻力的影响。运动员及雪车从A点滑行到C点的整个过程中，下列说法正确的是()A．克服摩擦力做功为mghB．机械能的减小量为mghC．合外力做功为0D．合外力做功为mgh三、非选择题(本题共5小题，共54分)11．(7分)如图所示，在竖直板上不同高度处各固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平，在它们相同的位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，闭合开关，两电磁铁分别吸住两个相同的小铁球A、B，断开开关，两个小铁球同时开始运动。离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：(1)球B在光滑的水平轨道上做____________运动；实验过程中观察到球A正好砸在球B上，由此现象可以得出平抛运动在水平方向的分运动为________________的结论；(2)若两个小球相碰的位置恰好在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸为正方形小格，每小格的边长均为5cm，则可算出球B到达P点的速度大小为________m/s。(g取10m/s2)12．(9分)某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示。(1)请指出实验装置中存在的明显错误：______________________________________________________________________________________________________________。(2)进行实验时，为保证重物下落时初速度为零，应________(填“A”或“B”)。A．先接通电源，再释放纸带B．先释放纸带，再接通电源(3)根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1、2、3、4、……多个点如图乙所示(图中只显示了一部分点)。已测出点1、2、3、4到打出的第一个点O的距离分别为h1、h2、h3、h4，打点计时器的打点周期为T。若代入所测数据能满足表达式gh3＝____________，则可验证重物下落过程机械能守恒(用题目中已测出的物理量表示)。13．(11分)喷水灌溉是现代浇灌的一种方式，喷灌有省水、省工、提高土地利用率、增产和适应性强等特点。如图1所示为植物园里浇灌的情境，已知水从喷嘴里喷出的速度大小为v0，与水平方向成θ角斜向上，不计空气阻力。(1)若θ＝30°，重力加速度为g，求某水滴离开喷嘴后又上升的最大高度ΔH；(2)若草地为倾角α＝37°的斜坡，喷嘴到斜坡底端的高度差为h＝2.5m，某水滴水平喷向斜坡，v0＝7m/s，如图2所示。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取9.8m/s2，求此水滴离开喷嘴到落至斜坡运动的水平距离。14.(12分)如图所示，半径R＝24m的摩天轮匀速转动，座舱的线速度大小为2m/s，质量为60kg的游客站在其中一个座舱的水平地板上进行观光。重力加速度g取10m/s2，求：(1)该座舱运动到最低点时，游客对地板的压力；(2)该座舱运动到最高点时，游客对地板的压力；(3)该座舱运动到与摩天轮转动圆心等高时，游客受到的摩擦力大小。15．(15分)如图所示，粗糙的斜面AB下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，整个装置竖直放置，C是最低点，圆心角∠BOC＝37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R＝0.5m，斜面长L＝2m，现有一个质量m＝0.1kg的小物体P从斜面AB上端A点无初速下滑，物体P与斜面AB之间的动摩擦因数为μ＝0.25。取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2。求：(1)物体P第一次通过C点时的速度大小和对C点处轨道的压力各为多大？(2)物体P第一次离开D点后在空中做竖直上抛运动，不计空气阻力，则最高点E和D点之间的高度差为多大？(3)物体P从空中又返回到圆轨道和斜面，多次反复，在整个运动过程中，物体P对C点处轨道的最小压力为多大？模块综合检测(A卷)1．选D做曲线运动的物体，由于速度方向不断改变，则其速度一定发生了变化，根据a＝eq\f(Δv,Δt)可知，物体的加速度不为零，根据牛顿第二定律可知，物体的合外力也一定不为零，A错误；做曲线运动的物体，当物体的合外力不变时，物体做的是匀变速曲线运动，例如平抛运动，物体的合外力不变，即做曲线运动的物体，合外力不一定发生变化，B错误；根据曲线运动的条件可知，做曲线运动的物体，合外力方向与速度方向不在同一直线上，C错误；根据F合＝ma可知，合外力方向与加速度方向相同，即做曲线运动的物体，合外力方向与加速度方向一定在同一直线上，D正确。2．选B把火箭的速度分解在竖直方向及水平方向上，可得火箭在水平方向的分速度为vx＝vcosθ，故选B。3．选B铅球做平抛运动，仅受重力作用，故铅球的机械能守恒，A错误；铅球的加速度恒为重力加速度保持不变，B正确；铅球做平抛运动，水平方向速度不变，竖直方向做匀加速直线运动，根据运动的合成可知，铅球的速度变大，则动能越来越大，C、D错误。4．选C根据离心原理可知，提高洗衣机脱水筒的转动周期，脱水筒的转速减小，不可以使衣服甩得更干，A错误；当转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周运动的切线方向飞出，B错误；为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速，否则会由于离心现象造成危险，C正确；汽车左转弯时乘客会向右倾倒，D错误。5．选D由题图可知，A、B通过齿轮传动，无论匀速圆周运动还是变速圆周运动，边缘线速度大小均相等，故由v＝ωr，可得ωA∶ωB＝rB∶rA＝2∶3，故A错误，D正确；A、C同一齿轮同轴转动，角速度相同，则有vA∶vC＝rA∶rC＝3∶2，A、B线速度大小相同，所以vB∶vC＝3∶2，故B错误；由向心加速度公式a＝eq\f(v2,r)，可知A、B两点向心加速度之比为aA∶aB＝rB∶rA＝2∶3，故C错误。6．选A由于空间站绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力有Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)，则其运行的线速度为v＝eq\r(\f(GM,r))＜eq\r(\f(GM,R))(R为地球半径)，故空间站的运行速度小于第一宇宙速度，故A正确；空间站运行的周期为T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，由于空间站对接前后轨道高度保持不变，则运行周期不变，故B错误；空间站运行的向心加速度为a＝eq\f(GM,r2)，轨道高度不变，向心加速度大小不变，故C错误；航天员在空间站中处于完全失重状态，所受重力完全提供其做圆周运动的向心力，故D错误。7．选C设运动员踢球时对足球做的功为W，根据动能定理有W－mgh＝eq\f(1,2)mv2，解得W＝150J，故选C。8．选AC小球在最高点时，杆可以提供支持力，也可以提供拉力，故小球在最高点的最小速度可以为零，故A正确，B、D错误；在最低点，合力提供向心力，指向圆心，所以杆对球的作用力一定大于重力，故C正确。9．选ABC在运动的过程中，运动员到达最低点前一直下降，则重力势能一直减小，A正确；蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力与运动方向相反，弹力做负功，弹性势能增加，B正确；蹦极过程中，运动员和蹦极绳所组成的系统只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，C正确；根据重力做功与重力势能的改变量的关系WG＝－ΔEp，可知重力势能的改变量与重力势能零点的选取无关，D错误。10．选ABC运动员及雪车从A点滑行到C点的整个过程中，重力做正功为mgh，摩擦力做负功，由动能定理得Wf＋mgh＝0，根据功能关系可知，克服摩擦力做功为W克f＝mgh，故A正确；机械能的减小量等于克服摩擦力做的功为mgh，故B正确；根据动能定理可知，初、末状态动能均为0，则合外力做功为0，故C正确，D错误。11．解析：(1)球B在光滑的水平轨道上所受合外力为零，做匀速直线运动，实验过程中观察到球A正好砸在球B上，由此现象可以得出平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动的结论。(2)球A从水平抛出到运动至P点所经历的时间为t＝eq\r(\f(2y,g))＝0.3s，A、B两球运动时间相同，所以球B到达P点的速度大小为v＝eq\f(x,t)＝1m/s。答案：(1)匀速直线匀速直线运动(2)112．解析：(1)打点计时器的工作电源是交流电源，从题图甲中的实验装置中发现，打点计时器接在直流电源上，因此，实验中明显的错误是打点计时器不能接在直流电源上。(2)为了使纸带上打下的第1个点是速度为零的初始点，应该先接通电源，让打点计时器正常工作后，再释放纸带。若先释放纸带，再接通电源，当打点计时器打点时，纸带已经下落，打下的第1个点的速度不为零，故A正确。(3)根据实验原理mgh＝eq\f(1,2)mv2，可知只要验证ghn＝eq\f(1,2)veq\o\al(2,n)，即可验证机械能守恒定律。因此需求解v3，根据匀变速直线运动规律关系式可得v3＝eq\f(h4－h2,2T)，则有eq\f(1,2)veq\o\al(2,3)＝eq\f(h4－h22,8T2)，故只要在误差允许的范围内验证表达式gh3＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h4－h2))2,8T2)成立，就可验证重物下落过程中机械能守恒。答案：(1)打点计时器不能接在直流电源上(2)A(3)eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h4－h2))2,8T2)13．解析：(1)水滴离开喷嘴时，竖直方向的分速度v0y＝v0sin30°＝eq\f(1,2)v0水滴离开喷嘴后，竖直方向做竖直上抛运动，上升的最大高度ΔH＝eq\f(v\o\al(2,0y),2g)＝eq\f(v\o\al(2,0),8g)。(2)设从水滴离开喷嘴到落至斜坡下落的竖直高度为h1，水平位移为x，落至斜坡上的点到坡底端高度为h2，运动时间为t，如图所示，由平抛运动的规律得x＝v0t，h1＝eq\f(1,2)gt2由几何关系可得x＝eq\f(h2,tanα)＝eq\f(h－h1,tanα)代入数据解得x＝2.5m。答案：(1)eq\f(v\o\al(2,0),8g)(2)2.5m14．解析：(1)该座舱运动到最低点时，对于游客，由牛顿第二定律有FN－mg＝meq\f(v2,R)，解得地板对游客的支持力大小为FN＝610N由牛顿第三定律，可知游客对地板的压力大小为610N，方向竖直向下。(2)该座舱运动到最高点时，对于游客，由牛顿第二定律有mg－FN1＝meq\f(v2,R)，解得地板对游客的支持力大小为FN1＝590N由牛顿第三定律，可知游客对地板的压力大小为590N，方向竖直向下。(3)该座舱运动到与摩天轮转动圆心等高时，地板对游客的摩擦力提供向心力，有Ff＝meq\f(v2,R)，解得游客受到