春新版人教版高中物理同步測評綜合模塊檢測

綜合模塊檢測本試卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分，滿分100分，考試時間90分鐘。第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)1．下列說法正確的是()A．物體做直線運動時，所受的合力一定為零B．物體做曲線運動時，所受的合力一定變化C．物體做勻速圓周運動時，物體的速度保持不變D．物體做平拋運動時，物體的加速度保持不變答案D解析物體做直線運動時，所受的合力不一定為零，如勻加速直線運動，故A錯誤；物體做曲線運動時，所受的合力不一定變化，如平拋運動，故B錯誤；物體做勻速圓周運動時，物體的速度大小不變，方向時刻變化，是變速運動，故C錯誤；平拋運動的加速度為重力加速度，不變，故D正確。2．下列說法正確的是()A．第一宇宙速度是人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運動的速度B．第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度C．如果需要，地球同步通訊衛(wèi)星可以定點在地球上空的任何一點D．地球同步通訊衛(wèi)星的軌道可以是圓的也可以是橢圓的答案B解析第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度，而人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運動的速度隨著半徑增大而減小，故A錯誤，B正確；地球同步衛(wèi)星運行軌道為位于地球赤道平面上的圓形軌道，運行周期與地球自轉(zhuǎn)一周的時間相等，故C錯誤；地球同步衛(wèi)星，又稱靜止軌道衛(wèi)星，是運行在地球同步軌道上的人造衛(wèi)星，軌道為圓軌道，故D錯誤。3．慣性系S中有一邊長為l的正方形，從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測得該正方形的圖形是()答案C解析從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上測量，根據(jù)相對論長度收縮效應(yīng)可知，沿x軸方向正方形邊長縮短，而沿y軸方向正方形邊長沒有改變，則其形狀變成長方形，故C正確，A、B、D錯誤。4．如圖所示，“秋千擺”擺繩的一端系于O點，另一端打一個比較大的結(jié)，便于游戲者(視為質(zhì)點)騎跨。繩的質(zhì)量、空氣阻力均不計。在擺繞O點沿豎直平面從P點擺至Q點的過程中，游戲者()A．所受拉力不變B．動能始終不變C．機(jī)械能先減少后增加D．重力勢能先減小后增加答案D解析設(shè)繩子與豎直方向夾角為θ，人的軌跡是圓，對人受力分析，沿繩方向的合力提供向心力，則：T－mgcosθ＝meq\f(v2,L)，則T＝mgcosθ＋meq\f(v2,L)，由P點擺至最低點的過程中，θ減小，v變大，則T增大；由最低點擺至Q點的過程中，θ變大，v變小，則T減??；由此可知該過程中T先增大后減小，故A錯誤。運動過程中，只有重力做功，人的機(jī)械能守恒，由P點擺至最低點的過程中，重力勢能減小，動能增加；由最低點擺至Q點的過程中，重力勢能增加，動能減少，故B、C錯誤，D正確。5．如圖所示，一質(zhì)量為m的小圓環(huán)，套在一豎直固定的光滑輕桿上，用一跨過光滑定滑輪的細(xì)繩拉住，在力F作用下，讓小圓環(huán)由位置A(AO在同一水平面上)緩慢運動到B點，已知此時細(xì)繩BO段長為l，與輕桿的夾角為θ，重力加速度為g，則此過程中力F所做的功為()A．－mglcosθ B．－Fl(1－sinθ)C．－Flcos2θ D．無法確定答案A解析根據(jù)動能定理得mglcosθ＋WF＝0，可得，力F所做的功WF＝－mglcosθ，故A正確。6．如圖所示，當(dāng)汽車以12m/s的速度通過拱形橋頂端時，對橋頂?shù)膲毫檐囍氐膃q\f(3,4)。如果要使汽車在橋面行駛至橋頂時，對橋面的壓力恰好為零，重力加速度g＝10m/s2，則汽車通過橋頂?shù)乃俣葹?)A．3m/sB．10m/sC．12m/sD．24m/s答案D解析設(shè)拱形橋的半徑為R，則根據(jù)牛頓第二定律得：mg－N＝meq\f(v2,R)，其中N＝eq\f(3,4)mg，當(dāng)車對橋頂壓力恰好為零時，有：mg＝meq\f(v′2,R)，聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得：v′＝24m/s，故D正確，A、B、C錯誤。7．如圖所示，“跳一跳”游戲需要操作者控制棋子離開平臺時的速度，使其能跳到旁邊等高平臺上。棋子在某次跳躍過程中的軌跡為拋物線，經(jīng)最高點時速度為v0，此時離平臺的高度為h。棋子質(zhì)量為m，空氣阻力不計，重力加速度為g。則此跳躍過程()A．所用時間t＝eq\r(\f(2h,g))B．水平位移大小x＝2v0eq\r(\f(2h,g))C．初速度的豎直分量大小為2eq\r(gh)D．初速度大小為eq\r(v\o\al(2,0)＋gh)答案B解析由題可知，棋子做斜拋運動，豎直方向：h＝eq\f(1,2)gteq\o\al(2,1)，解得t1＝eq\r(\f(2h,g))，由斜拋運動的對稱性可知全過程所用時間為t＝2t1＝2eq\r(\f(2h,g))，故A錯誤；水平位移x＝v0t＝2v0eq\r(\f(2h,g))，故B正確；初速度的豎直分量大小為vy＝gt1＝eq\r(2gh)，故C錯誤；由速度的矢量合成得：初速度大小為v＝eq\r(v\o\al(2,0)＋v\o\al(2,y))＝eq\r(v\o\al(2,0)＋2gh)，故D錯誤。8．如圖所示，物塊P、Q的質(zhì)量均為m，物塊P用細(xì)繩吊在天花板上，物塊Q用輕彈簧吊在物塊P下面，用豎直向上的推力推物塊Q，使輕繩的拉力剛好為零，保持兩物塊靜止不動?，F(xiàn)撤去推力F，則在物塊Q由靜止向下運動到速度最大的過程中，(輕繩不會被拉斷)()A．物塊Q的機(jī)械能一直增加B．初末兩狀態(tài)，物塊Q的機(jī)械能相等C．物塊Q的機(jī)械能不斷減小，轉(zhuǎn)化成了彈簧的彈性勢能D．Q重力勢能的減少量大于Q動能的增加量答案B解析用豎直向上的推力推物塊Q，使輕繩的拉力剛好為零，此時彈簧彈力為mg且壓縮；在物塊Q速度最大時合力為零，此時彈簧彈力為mg且拉伸；所以兩個狀態(tài)彈簧彈性勢能大小相同。對Q，全程彈力做功為零，初末兩狀態(tài)，物塊Q的機(jī)械能相等，故A、C、D錯誤，B正確。9．一質(zhì)量為m＝50kg的滑雪運動員由某一高度無初速沿直線下滑，經(jīng)測量可知出發(fā)點距離底端的高度差為h＝30m，斜坡的傾角大小為θ＝30°，該運動員在下滑的過程中所受的摩擦力大小為Ff＝200N，重力加速度為g＝10m/s2。則()A．合力對運動員所做的功為3000JB．摩擦力對運動員所做的功為12000JC．重力對運動員所做的功為15000JD．支持力對運動員所做的功為15000eq\r(3)J答案AC解析由于滑雪運動員的高度下降了30m，則重力對滑雪運動員所做的功為WG＝mgh＝50×10×30J＝15000J，則C正確；摩擦力對運動員所做的功為Wf＝－Ff·eq\f(h,sin30°)＝－200×eq\f(30,\f(1,2))J＝－12000J，B錯誤；由于支持力的方向與運動員的運動方向始終垂直，則支持力對運動員所做的功為0，D錯誤；合力對運動員所做的功為W＝WG＋Wf＝15000J－12000J＝3000J，A正確。10．長l的輕桿一端固定著一個小球A，另一端可繞光滑水平軸O在豎直面內(nèi)做圓周運動，如圖所示，下面敘述符合實際的是()A．小球在最高點的速度至少為eq\r(gl)B．小球在最高點的速度大于eq\r(gl)時，受到桿的拉力作用C．當(dāng)球在直徑ab下方時，一定受到桿的拉力D．當(dāng)球在直徑ab上方時，一定受到桿的支持力答案BC解析桿對小球的彈力可以表現(xiàn)為支持力，也可以表現(xiàn)為拉力，故小球在最高點的速度可以為零，A錯誤；在最高點，當(dāng)球只受重力時，根據(jù)牛頓第二定律有：mg＝meq\f(v2,l)，解得：v＝eq\r(gl)，則當(dāng)v＝eq\r(gl)時，桿對小球的作用力為零，當(dāng)v＞eq\r(gl)時，桿對小球的作用力表現(xiàn)為拉力，當(dāng)v＜eq\r(gl)時，桿對小球的作用力表現(xiàn)為支持力，故B正確，D錯誤；當(dāng)小球在直徑ab下方時，小球有向心加速度，向心力指向圓心斜向上，而重力向下，故一定受到桿的拉力，C正確。11．質(zhì)量為m的汽車在平直路面上勻加速啟動，啟動過程的速度變化規(guī)律如圖所示，其中OA為過原點的一條直線，整個運動過程中汽車所受阻力恒為Ff，則()A．0～t1時間內(nèi)，汽車的牽引力等于meq\f(v1,t1)B．t1～t2時間內(nèi)，汽車的功率等于Ffv2C．t1～t2時間內(nèi)汽車的功率等于t2以后汽車的功率D．t1～t2時間內(nèi)，汽車的平均速度等于eq\f(v1＋v2,2)答案BC解析0～t1時間內(nèi)，汽車做勻加速直線運動，加速度a＝eq\f(v1,t1)，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)－Ff＝ma，解得牽引力F＝Ff＋meq\f(v1,t1)，故A錯誤；從t1時刻起汽車的功率保持不變，可知汽車在t1～t2時間內(nèi)的功率等于t2以后的功率，t2以后汽車做勻速直線運動，牽引力與阻力相等，根據(jù)P＝Fv，可得汽車的功率P＝Ffv2，故B、C正確；t1～t2時間內(nèi)，汽車做變加速直線運動，平均速度不等于eq\f(v1＋v2,2)，故D錯誤。12．如圖所示，發(fā)射同步衛(wèi)星的一般程序是：先讓衛(wèi)星進(jìn)入一個近地的圓軌道，然后在P點變軌，進(jìn)入橢圓轉(zhuǎn)移軌道(該橢圓軌道的近地點為近地圓軌道上的P點，遠(yuǎn)地點為同步圓軌道上的Q點)，到達(dá)遠(yuǎn)地點Q時再次變軌，進(jìn)入同步軌道。設(shè)衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的速率為v1，在橢圓軌移軌道的近地點P點的速率為v2，沿轉(zhuǎn)移軌道剛到達(dá)遠(yuǎn)地點Q時的速率為v3，在同步軌道上的速率為v4，三個軌道上運動的周期分別為T1、T2、T3，則下列說法正確的是()A．題述過程中，在P點變軌時需要加速，Q點變軌時要減速B．題述過程中，在P點變軌時需要減速，Q點變軌時要加速C．T1<T2<T3D．v2>v1>v4>v3答案CD解析題述過程中，在P點變軌做離心運動，需要加速，故v1<v2，在Q點變軌時也要加速，故v3<v4，衛(wèi)星在圓軌道上運動時，由萬有引力提供向心力，Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)，故有v＝eq\r(\f(GM,r))，故v4<v1，綜上可知，v2>v1>v4>v3，故A、B錯誤，D正確；由開普勒第三定律可知，T1<T2<T3，故C正確。第Ⅱ卷(非選擇題，共52分)二、實驗題(本題共2小題，共12分)13．(6分)在做“探究平拋物體的運動特點”的實驗時：(1)為使小球水平拋出，必須調(diào)整斜槽，使其末端的切線________。(2)某同學(xué)通過實驗得到的軌跡如圖甲所示，判斷O點是否是拋出點：________(填“是”或“否”)。(3)該同學(xué)在軌跡上選取間距較大的幾個點，測出其坐標(biāo)，并在直角坐標(biāo)系內(nèi)繪出了y-x2圖像，如圖乙所示，則此平拋物體的初速度v0＝________m/s。(取g＝10m/s2)答案(1)水平(2)是(3)解析(1)為使小球水平拋出，應(yīng)使斜槽末端的切線水平。(2)由軌跡可知，在相等的時間間隔內(nèi)(取水平位移相等)，豎直方向的位移之比為1∶3∶5∶…，表明豎直方向自O(shè)點做自由落體運動，故O點是拋出點。(3)由y＝eq\f(1,2)gt2，x＝v0t得，y＝eq\f(g,2v\o\al(2,0))x2，則y-x2圖像的斜率為eq\f(g,2v\o\al(2,0))＝eq\f,m－1＝20m－1，故初速度v0＝m/s。14．(6分)某興趣小組用如圖甲所示的實驗裝置來驗證機(jī)械能守恒定律。P、Q為一塊傾斜放置的玻璃板的兩端，在斜面底端Q處固定有一個光電門，光電門與數(shù)字計時器相連(圖中未畫出，記錄小車通過時的遮光時間t)。實驗時將一小車(其上固定有寬度為d的遮光條)從高度為h處由靜止釋放，重力加速度為g。(1)用20分度游標(biāo)卡尺測得物體上的遮光條寬度d如乙圖所示，則d＝________mm；若某次數(shù)字計時器記錄的遮光時間為t＝s，則小車的速度v＝________m/s。(2)該小組驗證機(jī)械能守恒定律的原理表達(dá)式為________(用題干所給的字母符號表示)。答案(1)(2)eq\f(d2,2t2)＝gh解析(1)由圖乙知游標(biāo)尺上第5條刻度線與主尺一刻度線對齊，則讀數(shù)為：d＝2mm＋5×mm＝mm；小車在過光電門時的速度可用平均速度替代，小車的速度v＝eq\f(d,t)＝eq\f×10－3,m/s＝m/s。(2)小車的速度v＝eq\f(d,t)系統(tǒng)重力勢能減少量為ΔEp＝mgh動能增加量為ΔEk＝eq\f(1,2)meq\f(d2,t2)驗證機(jī)械能守恒定律的原理表達(dá)式為ΔEp＝ΔEk，即eq\f(d2,2t2)＝gh。三、計算題(本題共4小題，共40分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)15．(10分)某同學(xué)為探月宇航員設(shè)計了如下實驗：在月球表面高h(yuǎn)處以初速度v0水平拋出一個物體，然后測得該物體的水平位移為x。通過查閱資料知道月球的半徑為R，引力常量為G，若物體只受月球引力的作用，求：(1)月球表面的重力加速度g月；(2)月球的質(zhì)量M；(3)環(huán)繞月球表面飛行的宇宙飛船的速度v。答案(1)eq\f(2hv\o\al(2,0),x2)(2)eq\f(2hR2v\o\al(2,0),Gx2)(3)eq\f(v0\r(2hR),x)解析(1)物體在月球表面做平拋運動，則水平方向上有x＝v0t，豎直方向上有h＝eq\f(1,2)g月t2，聯(lián)立解得g月＝eq\f(2hv\o\al(2,0),x2)。(2)對月球表面質(zhì)量為m的物體，根據(jù)萬有引力等于重力有Geq\f(Mm,R2)＝mg月，解得M＝eq\f(2hR2v\o\al(2,0),Gx2)。(3)對環(huán)繞月球表面飛行的宇宙飛船，根據(jù)萬有引力等于重力有m′g月＝m′eq\f(v2,R)，解得v＝eq\f(v0\r(2hR),x)。16．(10分)某汽車研發(fā)機(jī)構(gòu)在汽車的車輪上安裝了小型發(fā)電機(jī)，將減速時的部分動能轉(zhuǎn)化為電能并儲存在蓄電池中，以達(dá)到節(jié)能的目的。某次測試中，汽車以額定功率勻速行駛700m后關(guān)閉發(fā)動機(jī)，測出了汽車動能Ek與位移x的關(guān)系圖像如圖所示，其中①是關(guān)閉儲能裝置時的關(guān)系圖線，②是開啟儲能裝置時的關(guān)系圖線。已知汽車的質(zhì)量為1000kg，設(shè)汽車運動過程中所受地面阻力恒定，空氣阻力不計。求：(1)汽車所受地面阻力f；(2)汽車的額定功率P；(3)汽車開啟儲能裝置后向蓄電池提供的電能E。答案(1)2×103N(2)8×104W(3)5×105J解析(1)關(guān)閉發(fā)動機(jī)且關(guān)閉儲能裝置后，汽車在地面阻力f的作用下減速至靜止，由動能定理有－fx＝0－Ek解得f＝2×103N。(2)汽車勻速運動時的動能為Ek＝eq\f(1,2)mv2解得v＝40m/s汽車勻速運動時的牽引力大小等于阻力，故汽車的額定功率為P＝Fv＝fv＝2×103×40W＝8×104W。(3)由功能關(guān)系，汽車開啟儲能裝置后向蓄電池提供的電能為E＝Ek－fx′＝8×105J－2×103×150J＝5×105J。17．(10分)如圖所示，有一可繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動的水平圓盤，上面放置勁度系數(shù)為k＝46N/m的彈簧，彈簧的一端固定于軸O上，另一端連接質(zhì)量為m＝1kg的小物塊A，物塊與盤間的動摩擦因數(shù)為μ＝，開始時彈簧未發(fā)生形變，長度為l0＝m，若最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，重力加速度g＝10m/s2，物塊A始終與圓盤一起轉(zhuǎn)動。則：(1)圓盤的角速度為多大時，物塊A開始滑動？(2)當(dāng)角速度緩慢地增加到4rad/s時，彈簧的伸長量是多少？(彈簧伸長在彈性限度內(nèi)且物塊未脫離圓盤)(3)在角速度從零緩慢地增加到4rad/s過程中，物塊與盤間摩擦力大小為f，試通過計算在坐標(biāo)系中作出f-ω2圖像。答案(1)2rad/s(2)m(3)圖見解析解析(1)設(shè)圓盤的角速度為ω0時，物塊A開始滑動，則μmg＝mωeq\o\al(2,0)l0解得ω0＝eq\r(\f(μg,l0))＝2rad/s。(2)設(shè)此時彈簧的伸長