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1、模块综合测试(时间:90分钟 满分:100分) 一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.自由下落的物体,其动能与位移的关系如图所示,则图中直线的斜率表示该物体的( ) A.质量B.机械能 C.重力大小D.重力加速度 解析:根据机械能守恒定律有=mgh,显然-h图象的斜率表示物体重力大小mg,所以选项C正确。 答案:C 2.一个物体在三个共点力、作用下做匀速直线运动。现保持、不变,不改变的大小,只将的方向顺时针转过60后,下列说法中正确的是( ) A.力一定
2、对物体做负功 B.物体的动能一定变化 C.物体一定做匀变速曲线运动 D.物体可能做匀变速直线运动 解析:因为物体可能沿任意方向运动,所以力与速度方向关系不确定,无法判断做功正负,选项A错误;因为合外力恒定,合外力方向不可能始终垂直于速度方向,所以物体的合外力一定做功,动能一定变化,选项B正确;将的方向顺时针转过60后,物体所受合外力不变,加速度不变,物体做匀变速运动,既可能是匀变速曲线运动,也可能是匀变速直线运动,选项C错误,D正确。 答案:BD 3.游乐场内两支玩具枪在同一位置先后沿水平方向各射出一颗子弹,打在远处的同一个靶上,A为甲枪子弹留下的弹孔,B为乙枪子弹留下的弹孔,两弹孔在竖直方向
3、上相距高度为h,如图所示,不计空气阻力。关于两枪射出的子弹初速度大小,下列判断正确的是( ) A.甲枪射出的子弹初速度较大 B.乙枪射出的子弹初速度较大 C.甲、乙两枪射出的子弹初速度一样大 D.无法比较甲、乙两枪射出的子弹初速度的大小 解析:两子弹均做平抛运动,它们的运动时间由下落高度决定,根据公式可知,乙枪射出的子弹下落高度较大,所以其做平抛运动的时间较长,即又因为它们沿水平方向上的位移相等,即所以即甲枪射出的子弹初速度较大,选项A正确。 答案:A 4.某学生在体育场上抛出铅球,其运动轨迹如图所示。已知在B点时的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是( ) A.D点的速率比C点的速率大
4、 B.D点的加速度比C点的加速度大 C.从B到D加速度与速度始终垂直 D.从B到D加速度与速度的夹角先增大后减小 解析:铅球做斜抛运动,满足机械能守恒定律,可知,D点的速率比C点的速率大,选项A正确;铅球只受重力作用,加速度等于重力加速度,即大小恒定不变,方向始终竖直向下,所以D点的加速度与C点的加速度相等;从B到D加速度与速度的夹角逐渐减小,所以选项B、C、D错误。 答案:A 5.”飞车走壁”杂技表演比较受青少年的喜爱,这项运动由杂技演员驾驶摩托车,简化后的模型如图所示,表演者沿表演台的侧壁做匀速圆周运动。若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变,摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零,轨
5、道平面离地面的高度为H,侧壁倾斜角度不变,则下列说法中正确的是( ) A.摩托车做圆周运动的H越高,向心力越大 B.摩托车做圆周运动的H越高,线速度越大 C.摩托车做圆周运动的H越高,向心力做功随高度H不变 D.摩托车对侧壁的压力随高度H变大而减小 解析:选取杂技演员和摩托车组成的系统为研究对象,系统做圆周运动时,只受到重力和侧壁对摩托车的弹力的作用,根据系统在竖直方向上合力为零可知,摩托车对侧壁的压力恒定不变,即与高度H无关,系统受到的合力沿水平方向指向圆心,即提供向心力,显然,向心力也不变,选项A、D错误;摩托车做圆周运动的H越高,轨道半径越大,根据向心力公式可知,向心力F恒定,轨道半径r
6、越大时,线速度越大,所以选项B正确;由于向心力时刻与速度方向垂直,所以向心力不做功,选项C正确。 答案:BC 6.如图所示,一物体m在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动,经时间t力F做功为60 J,此后撤去恒力F,物体又经t时间回到出发点,若以地面为零势能点,则下列说法正确的是( ) A.物体回到出发点时的动能是60 J B.开始时物体所受的恒力F=2mgsin C.撤去力F时,物体的重力势能是45 J D.动能与势能相同的位置在撤去力F之前的某位置 解析:根据动能定理,选项A说法正确;设开始时的加速度大小为撤去力F后的加速度大小为根据运动学规律有可得前后两
7、个过程对物体受力分析并根据牛顿第二定律有F-mgsinsin联立以上各式,可得sinB说法错误;撤去力F时,物体的速度大小为设此时物体的重力势能是p,回到出发点时物体的速度大小为|又此时物体的动能是60 J,所以 J J,在撤去力F以后的过程中,对物块运用机械能守恒定律有p+可得p=45 J,所以C说法正确;整个过程中,物体的机械能大小为60 J,所以当势能等于30 J时,动能与势能相同,此位置要低于撤去力时物体的高度,所以该位置出现在撤去力F之前的某位置,D说法正确。 答案:ACD 7.2011年12月美国宇航局发布声明宣布,通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住
8、的行星。该行星被命名为开普勒-22b(Kepler22b),距离地球约600光年之遥,体积是地球的2.4倍。这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行星,它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一圈。若行星开普勒22b绕恒星做圆运动的轨道半径可测量,万有引力常量G已知。根据以上数据可以估算的物理量有( ) A.行星的质量 B.行星的密度 C.恒星的质量 D.恒星的密度 解析:已知围绕该恒星的做圆周运动的一颗卫星的公转周期T和轨道半径r,可以利用公式计算该恒星的质量,只有C正确。 答案:C 8.我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建立空间站,如图所示,关闭动力的航天飞机在月球引力
9、的作用下沿椭圆轨道向月球靠近,并将与空间站在B处对接,已知空间站绕月轨道半径为r,运动周期为T,万有引力常量为G,下列说法正确的是( ) A.图中航天飞机飞向B处的过程中,月球引力做正功 B.航天飞机在B处由椭圆轨道可直接进入空间站轨道 C.根据题中条件可算出月球的质量 D.根据题中条件可算出空间站所受月球引力的大小 解析:图中航天飞机飞向B处的过程中,月球引力指向月心,与航天飞机运行速度方向间的夹角为锐角,所以引力做正功,选项A正确;航天飞机需要在B处先减速才能由椭圆轨道进入空间站轨道,选项B错误;设绕月球飞行的空间站质量为m,根据万有引力提供向心力有,可以算出月球质量所以选项C正确;由于空
10、间站的质量不知,不能算出空间站受到的月球引力大小,选项D错误。 答案:AC 9.如图所示,汽车在拱形桥顶点A匀速率运动到桥的B点。下列说法正确的是( ) A.合外力对汽车做的功为零 B.阻力做的功与牵引力做的功相等 C.重力的瞬时功率随时间变化 D.汽车对坡顶A的压力等于其重力 解析:汽车动能改变量为零,根据动能定理可知,合外力对汽车做的功为零,选项A正确;该过程中,有三个力对汽车做功,它们分别是重力、阻力和牵引力,三个力做功的代数和就是合外力做的功,即代数和为零,显然选项B错误;汽车的速率不变,而运动方向时刻改变,汽车沿竖直方向上的分速度大小随时间变化,所以重力的瞬时功率也随时间变化,选项C
11、正确;汽车对坡顶A的压力为为轨道半径),选项D错误。 答案:AC 10.如图所示,光滑固定斜面C倾角为质量均为m的A、B一起以某一初速度沿斜面向上做匀减速运动,已知A上表面是水平的。则下列说法正确的是( ) A.A受到B的摩擦力水平向右 B.B受到A的支持力不做功 C.B的机械能不变 D.A、B之间的摩擦力为mgsincos 解析:根据题意,A、B的加速度方向和合外力方向均是沿斜面向下;先对B受力分析,它受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力和沿水平方向的摩擦力,因为三个力的合力方向沿斜面向下,所以摩擦力方向水平向左,根据牛顿第三定律可知,A受到B的摩擦力水平向右,A正确;B受到A的支持力竖直向
12、上,而B在竖直方向上发生了位移,所以该支持力做功,B错误;在上滑过程中,由A、B组成的系统机械能守恒,即系统的机械能大小保持不变,显然,A和B的机械能均不变,C正确;B的加速度大小为a=gsin合外力沿斜面向下,大小为ma=mgsin合外力沿水平方向上的分量等于A对B的摩擦力,大小为mgsincos所以A、B之间的摩擦力为mgsincosD正确。 答案:ACD 二、填空题(本题共2小题,每题8分,共16分。把答案填在题中的横线上) 11.某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究”动能定理”,如图所示,他们将拉力传感器固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连,用拉力传感器记录小
13、车受到拉力的大小。在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器记录小车通过A、B时的速度大小。小车中可以放置砝码。 (1)实验主要步骤如下: 测量 和拉力传感器的总质量;把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;正确连接所需电路; 将小车停在C点， ,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力及小车通过A、B时的速度。 在小车中增加砝码,或 ,重复的操作。 (2)下表是他们测得的一组数据,其中M是与小车中砝码质量m之和,|是两个速度传感器记录速度的平方差,可以据此计算出动能变化量E,F是拉力传感器受到的拉力,W是F在A、B间所做的功。表格中 (结果保留三位有效数字)
14、 (3)根据上表中的数据,请在方格纸上作出E-W图线。 解答:(1)小车、砝码 释放小车 减少砝码 (2)由各组数据可知:|,所以0.600 J;观察FW数据规律可得数值上W=.610; (3)在方格纸上作出E-W图线如图所示。 12.在”验证机械能守恒定律”的实验中,选出一条纸带如图所示。其中O点为起始点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个点,打点计时器通一50 Hz的交流电,用最小刻度为mm的刻度尺,测得OA=11.13 cm,OB=17.69 cm,OC=25.9 cm。记录的这三个数据中不符合有效数字要求的应写成 cm。在记数点A和B之间、B和C之间还各有一个点未画出。重锤的质量是0
15、.5 kg。根据以上数据,打B点时,重锤的重力势能比开始减少了 J,这时它的动能是 J(结果取三位有效数字)。故得出实验结论为 (g=9.8 m/s。解析:用最小刻度为mm的刻度尺测出的数据应该精确到0.1 mm或0.01 cm,所以25.9 cm应记为25.90 cm;打B点时,重锤的重力势能比开始减少了.5 kg9.80 m/s.176 9 .867 J;打B点时的瞬时速度.846 m/s此时它的动能为.5 kg.846 m/s.852 J;可得出实验结论为”在误差允许范围内机械能守恒”。 答案:25.90 0.867 0.852 在误差允许范围内机械能守恒 三、计算题(本题共4小题,共44分。解答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,答案中必须写出
