模塊綜合檢測(一)(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本大題共10小題，每小題3分，共30分．每小題中只有一個選項是正確的，選對得3分，錯選、不選或多選均不得分)1．決定平拋運動物體飛行時間的因素是()A．初速度B．拋出時的高度C．拋出時的高度和初速度D．以上均不對解析：平拋運動的飛行時間由其豎直分運動決定，由公式h＝eq\f(1,2)gt2知，飛行時間由拋出時的高度決定，B正確．答案：B2．關于摩擦力做功，以下說法正確的是()A．滑動摩擦力阻礙物體的相對運動，所以一定做負功B．靜摩擦力雖然阻礙物體間的相對運動趨勢，但不做功C．靜摩擦力和滑動摩擦力不一定都做負功D．一對相互作用力，若作用力做正功，則反作用力一定做負功解析：摩擦力可以是動力，故摩擦力可做正功；一對相互作用力，可以都做正功，也可以都做負功；靜摩擦力可以做功，也可以不做功，故選項A、B、D錯誤，C正確．答案：C3．變速自行車靠變換齒輪組合來改變行駛速度．如圖是某一變速車齒輪轉動結構示意圖，圖中A輪有48齒，B輪有42齒，C輪有18齒，D輪有12齒，則()A．該車可變換兩種不同擋位B．該車可變換五種不同擋位C．當A輪與D輪組合時，兩輪的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4D．當A輪與D輪組合時，兩輪的角速度之比ωA∶ωD＝4∶1解析：由題意知，A輪通過鏈條分別與C、D連接，自行車可有兩種速度，B輪分別與C、D連接，又可有兩種速度，所以該車可變換四種擋位；當A與D組合時，兩輪邊緣線速度大小相等，A轉一圈，D轉4圈，即eq\f(ωA,ωD)＝eq\f(1,4)，選項C對．答案：C4．如圖所示，一物體在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲線運動，當物體從M點運動到N點時，其速度方向恰好改變了90°，則物體從M點到N點的運動過程中，物體的速度將()A．不斷增大 B．不斷減小C．先增大后減小 D．先減小后增大解析：因為質點速度方向恰好改變了90°，可以判斷恒力方向應為右下方，與初速度的方向夾角要大于90°小于180°才能出現末速度與初速度垂直的情況，因此恒力先做負功，當達到速度與恒力方向垂直后，恒力做正功，動能先減小后增大．所以D正確．故選D.答案：D5．如圖，滑板運動員以速度v0從離地高度h處的平臺末端水平飛出，落在水平地面上．忽略空氣阻力，運動員和滑板可視為質點，下列表述正確的是()A．v0越大，運動員在空中運動時間越長B．v0越大，運動員落地瞬間速度越大C．運動員落地瞬間速度與高度h無關D．運動員落地位置與v0大小無關解析：運動員和滑板做平拋運動，有h＝eq\f(1,2)gt2，故運動時間與初速度無關，故A錯誤；根據動能定理，有mgh＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，解得v＝eq\r(veq\o\al(2,0)＋2gh)，故v0越大，運動員落地瞬間速度越大，故B正確，C錯誤；射程x＝v0t＝v0eq\r(\f(2h,g))，初速度越大，射程越大，故D錯誤．答案：B6.一箱土豆在轉盤上隨轉盤以角速度ω做勻速圓周運動，其中一個處于中間位置的土豆質量為m，它到轉軸的距離為R，則其他土豆對該土豆的作用力為()A．mg B．mω2R\r(m2g2＋m2ω4R2) \r(m2g2－m2ω4R2)解析：設其他土豆對該土豆的作用力為F，則該土豆受到重力mg和F作用．由于該土豆做勻速圓周運動，所以這兩個力的合力提供該土豆做勻速圓周運動的向心力，如圖所示．根據直角三角形的關系得F＝eq\r(（mg）2＋Feq\o\al(2,向))，而F向＝mω2R，所以F＝eq\r(m2g2＋m2ω4R2)，C正確．答案：C7．如圖所示，ABCD是一個盆式容器，盆內側壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧，B、C為水平的，其距離d＝0.50m盆邊緣的高度為h＝0.30m．在A處放一個質量為m的小物塊并讓其從靜止出發下滑．已知盆內側壁是光滑的，而盆底BC面與小物塊間的動摩擦因數為μ＝.小物塊在盆內來回滑動，最后停下來，則停下的地點到A．0.50m B．0.25mC．0.10m D．0解析：設小物塊在BC面上運動的總路程為s.物塊在BC面上所受的滑動摩擦力大小始終為f＝μmg，對小物塊從開始運動到停止運動的整個過程進行研究，由動能定理得mgh－μmgs＝0，得到s＝eq\f(h,μ)＝eq\f,m＝3m，d＝0.50m，則s＝6d，所以小物塊在BC面上來回運動共6次，最后停在B點．故選D.答案：D8.如圖所示，質量為m的物體(可視為質點)以某一速度從A點沖上傾角為30°的固定斜面，其運動的加速度為eq\f(3,4)g，此物體在斜面上上升的最大高度為h，則在這個過程中物體()A．重力勢能增加了eq\f(3,4)mghB．動能損失了eq\f(1,2)mghC．動能損失了mghD．動能損失了eq\f(3,2)mgh解析：重力做功WG＝－mgh，故重力勢能增加了mgh，A錯．物體所受合力F＝ma＝eq\f(3,4)mg，合力做功W合＝－Feq\f(h,sin30°)＝－eq\f(3,4)mg×2h＝－eq\f(3,2)mgh，由動能定理知，動能損失了eq\f(3,2)mgh，B、C錯，D正確．答案：D9．雙星系統由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線上的某一點做周期相同的勻速圓周運動．研究發現，雙星系統演化過程中，兩星的總質量、距離和周期均可能發生變化．若某雙星系統中兩星做圓周運動的周期為T，經過一段時間演化后，兩星總質量變為原來的k倍，兩星之間的距離變為原來的n倍，則此時圓周運動的周期為()\r(\f(n3,k2))T \r(\f(n3,k))T\r(\f(n2,k))T \r(\f(n,k))T解析：設兩顆星的質量分別為m1、m2，做圓周運動的半徑分別為r1、r2，根據萬有引力提供向心力可得：Geq\f(m1·m2,（r1＋r2）2)＝m1r1eq\f(4π2,T2)，Geq\f(m1·m2,（r1＋r2）2)＝m2r2eq\f(4π2,T2)，聯立解得：m1＋m2＝eq\f(4π2（r1＋r2）3,GT2)，即T2＝eq\f(4π2（r1＋r2）3,G（m1＋m2）)，因此，當兩星總質量變為原來的k倍，兩星之間的距離變為原來的n倍時，兩星圓周運動的周期為T′＝eq\r(\f(n3,k))T，選項B正確，其他選項均錯．答案：B10．以相同的動能從同一點水平拋出兩個物體a和b，落地點的水平位移為s1和s2，自拋出到落地的過程中，重力做的功分別為W1、W2，落地瞬間重力的即時功率為P1和P2()A．若s1＜s2，則W1＞W2，P1＞P2B．若s1＜s2，則W1＞W2，P1＜P2C．若s1＝s2，則W1＞W2，P1＞P2D．若s1＝s2，則W1＜W2，P1＜P2解析：若s1＜s2，由于高度決定了平拋運動的時間，所以兩個物體運動時間相等．由x＝v0t知：水平拋出兩個物體的初速度關系為v1＜v2.由于以相同的動能從同一點水平拋出，所以兩個物體的質量關系是m2＜m1.自拋出到落地的過程中，重力做的功W＝mgh，所以W1＞W2，平拋運動豎直方向做自由落體運動，所以落地瞬間兩個物體的豎直方向速度vy相等，根據瞬時功率P＝Fvcosα，落地瞬間重力的即時功率P＝mgvy.由于m2＜m1，所以P1＞P2，故A正確，B錯誤．以相同的動能從同一點水平拋出兩個物體a和b，由于高度決定時間，所以兩個物體運動時間相等．若s1＝s2，平拋運動水平方向做勻速直線運動，所以水平拋出兩個物體的初速度相等．由于以相同的動能從同一點水平拋出，所以兩個物體的質量相等．所以自拋出到落地的過程中，重力做的功相等，即W1＝W2.落地瞬間重力的即時功率相等，即P1＝P2，則C、D錯誤．故選A.答案：A二、多項選擇題(本大題共4小題，每小題6分，共24分．每小題有多個選項是正確的，全選對得6分，少選得3分，選錯、多選或不選得0分)11．如圖所示表示撐竿跳高運動的幾個階段：助跑、撐竿起跳、越橫竿、落地(未畫出)．在這幾個階段中有關能量轉化情況的說法，正確的是()A．助跑階段，身體中的化學能轉化為人和桿的動能B．起跳時，人的動能和化學能轉化為人和桿的勢能C．越過橫竿后，人的重力勢能轉化為動能D．落地后，人的能量消失了解析：運動員在助跑、撐竿起跳、越橫竿、下落的幾個過程中，能量的轉化分別為化學能轉化為動能，化學能和動能轉化為勢能，重力勢能轉化為動能，故A、B、C正確．人落地后，人的重力勢能會使地面發生形變且溫度升高而轉化為內能．即人的能量并沒有消失，故D錯．答案：ABC12．在寬度為d的河中，水流速度為v2，船在靜水中速度為v1(且v1＞v2)，方向可以選擇，現讓該船開始渡河，則該船()A．可能的最短渡河時間為eq\f(d,v2)B．可能的最短渡河位移為dC．只有當船頭垂直河岸渡河時，渡河時間才和水速無關D．不管船頭與河岸夾角是多少，渡河時間和水速均無關解析：當船頭與河岸垂直時，渡河時間最短，為eq\f(d1,v1)，A錯誤；當合速度與河岸垂直時，渡河位移最小，為d，B正確；將船速v1向垂直河岸和平行河岸兩個方向分解，由于各個分運動互不影響，因而渡河時間等于河寬除以v1向垂直河岸方向的分速度，顯然與水流速度無關，因而C錯誤，D正確．答案：BD13．如圖為過山車以及軌道簡化模型，以下判斷正確的是()A．過山車在圓軌道上做勻速圓周運動B．過山車在圓軌道最高點時的速度應不小于eq\r(gR)C．過山車在圓軌道最低點時乘客處于超重狀態D．過山車在斜面h＝2R高處由靜止滑下能通過圓軌道最高點解析：過山車在豎直圓軌道上做圓周運動，機械能守恒，動能和重力勢能相互轉化，速度大小變化，不是勻速圓周運動，故A錯誤；在最高點，重力和軌道對車的壓力提供向心力，當壓力為零時，速度最小，則mg＝meq\f(v2,R)，解得：v＝eq\r(gR)，故B正確；在最低點時，重力和軌道對車的壓力提供向心力，加速度向上，乘客處于超重狀態，故C正確；過山車在斜面h＝2R高處由靜止滑下到最高點的過程中，根據動能定理得：eq\f(1,2)mv′2＝mg(h－2R)＝0.解得；v′＝0，所以不能通過最高點，故D錯誤．故選B、C.答案：BC14．(2023·課標全國Ⅰ卷)我國發射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運行；然后經過一系列過程，在離月面4m高處做一次懸停(可認為是相對于月球靜止)；最后關閉發動機，探測器自由下落．已知探測器的質量約為×103kg，地球質量約為月球的81倍，地球半徑約為月球的倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8mA．在著陸前的瞬間，速度大小約為8.9mB．懸停時受到的反沖作用力約為2×103NC．從離開近月圓軌道到著陸這段時間內，機械能守恒D．在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛星在近地圓軌道上運動的線速度解析：在地球表面附近有Geq\f(M地m,Req\o\al(2,地))＝mg地，在月球表面附近有Geq\f(M月m,Req\o\al(2,月))＝mg月，可得g月＝1.656m/s2，所以探測器落地的速度為v＝eq\r(2g月h)＝3.64m/s，故A錯誤；探測器懸停時受到的反沖作用力為F＝mg月≈2×103N，B正確；探測器由于在著陸過程中開動了發動機，因此機械能不守恒，C錯誤；在靠近星球的軌道上有Geq\f(Mm,R2)＝mg＝meq\f(v2,R)，即有v＝eq\r(gR)，可知在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛星在近地圓軌道上運行的線速度，故選項D正確．答案：BD三、非選擇題(本題共4小題，共46分．把答案填在題中的橫線上或按照題目要求作答．解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分．有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位)15．(8分)某實驗小組利用拉力傳感器做驗證機械能守恒定律”的實驗．(1)實驗完畢后選出一條紙帶如圖1所示，其中O點為電磁打點計時器打下的第一個點，A、B、C為三個計數點，打點計時器通以50Hz的交流電．用刻度尺測得OA＝12.41cm，OB＝18.60cm，OC＝27.21cm，在計數點A和B、B和C之間還各有一個點，重物的質量為1.00kg，取g＝10.0m/s2.甲同學根據以上數據算出：當打點計時器打到B點時重物的重力勢能比開始下落時減少了________圖1圖2(2)乙同學利用他自己實驗時打出的紙帶，測量出了各計數點到打點計時器打下的第一個點的距離h，算出了各計數點對應的速度v，以h為橫軸，以eq\f(1,2)v2為縱軸畫出了如圖2的圖線．圖線未過原點O的原因是__________________________________．解析：(1)打點計時器打B點時重物的速度為vB＝eq\f(OC－OA,2T)＝eq\f(（－）×10－2,2×m/s＝1.85m/s，所以重物動能的增加量為ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)××J＝J，重物的重力勢能的減少量為ΔEp＝mgh＝×××10－2J＝J.(2)由圖象可知，打下第一個點時重物已有速度，說明乙同學先釋放重物，再接通打點計時器．答案：(1)(2)先釋放重物，再接通計時器電源16．(8分)如圖所示，在固定光滑水平板上有一光滑小孔O，一根輕繩穿過小孔，一端連接質量m＝1kg的小球A，另一端連接質量M＝4kg的物體B.當A球沿半徑r＝0.1m的圓周做勻速圓周運動時，要使物體B不離開地面，A球做圓周運動的角速度有何限制(g取10解析：小球A做圓周運動的向心力為繩子的拉力，故FT＝mω2r.B恰好不離開地面時FT＝Mg.解上述兩個方程得ω＝20rad/s，B不離開地面時拉力FT不大于B的重力，故A球做圓周運動的角速度應不大于20rad/s.答案：A球做圓周運動的角速度應不大于20rad/s17．(14分)如圖所示，豎直平面內有一段不光滑的斜直軌道與光滑的圓形軌道相切，切點P與圓心O的連線與豎直方向的夾角為θ＝60°，圓形軌道的半徑為R，一質量為m的小物塊從斜軌道上A點由靜止開始下滑，然后沿圓形軌道運動，A點相對圓形軌道底部的高度h＝7R，物塊通過圓形軌道最高點C時，與軌道間的壓力大小為3mg.求：(1)物塊通過軌道最高點時的速度大小；(2)物塊通過軌道最低點B時對軌道的壓力大小；(3)物塊與斜直軌道間的動摩擦因數μ.解析：(1)對物塊通過軌道最高點C時受力分析：C點：N＋mg＝meq\f(veq\o\al(2,C),R)，得：vC＝2eq\r(gR).(2)從最低點B到最高點C，其受力分析如圖所示，由機械能守恒定律得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝mg·2R＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C).物塊通過軌道最低點B時：NB－mg＝meq\f(veq\o\al(2,B),R)，得：NB＝9mg.根據牛頓第三定律，物塊通過軌道最低點B時對軌道的壓力大小為9mg.(3)如圖所示，根據動能定理，由A運動到B有：mgh－μmgc