人教版高中物理必修二模块综合检测一.docx
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人教版高中物理必修二模块综合检测一
高中物理学习材料
（马鸣风萧萧**整理制作）
模块综合检测
（一）
（时间：
90分钟 满分：
100分）
一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分）
1．决定平抛运动物体飞行时间的因素是（ ）
A．初速度
B．抛出时的高度
C．抛出时的高度和初速度
D．以上均不对
解析：
平抛运动的飞行时间由其竖直分运动决定，由公式h＝
gt2知，飞行时间由抛出时的高度决定，B正确．
答案：
B
2．关于摩擦力做功，以下说法正确的是（ ）
A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，所以一定做负功
B．静摩擦力虽然阻碍物体间的相对运动趋势，但不做功
C．静摩擦力和滑动摩擦力不一定都做负功
D．一对相互作用力，若作用力做正功，则反作用力一定做负功
解析：
摩擦力可以是动力，故摩擦力可做正功；一对相互作用力，可以都做正功，也可以都做负功；静摩擦力可以做功，也可以不做功，故选项A、B、D错误，C正确．
答案：
C
3．变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度．如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则（ ）
A．该车可变换两种不同挡位
B．该车可变换五种不同挡位
C．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝1∶4
D．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA∶ωD＝4∶1
解析：
由题意知，A轮通过链条分别与C、D连接，自行车可有两种速度，B轮分别与C、D连接，又可有两种速度，所以该车可变换四种挡位；当A与D组合时，两轮边缘线速度大小相等，A转一圈，D转4圈，即
＝
，选项C对．
答案：
C
4．如图所示，一物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲线运动，当物体从M点运动到N点时，其速度方向恰好改变了90°，则物体从M点到N点的运动过程中，物体的速度将（ ）
A．不断增大 B．不断减小
C．先增大后减小D．先减小后增大
解析：
因为质点速度方向恰好改变了90°，可以判断恒力方向应为右下方，与初速度的方向夹角要大于90°小于180°才能出现末速度与初速度垂直的情况，因此恒力先做负功，当达到速度与恒力方向垂直后，恒力做正功，动能先减小后增大．所以D正确．故选D.
答案：
D
5．如图，滑板运动员以速度v0从离地高度h处的平台末端水平飞出，落在水平地面上．忽略空气阻力，运动员和滑板可视为质点，下列表述正确的是（ ）
A．v0越大，运动员在空中运动时间越长
B．v0越大，运动员落地瞬间速度越大
C．运动员落地瞬间速度与高度h无关
D．运动员落地位置与v0大小无关
解析：
运动员和滑板做平抛运动，有h＝
gt2，故运动时间与初速度无关，故A错误；根据动能定理，有mgh＝
mv2－
mv
，解得v＝
，故v0越大，运动员落地瞬间速度越大，故B正确，C错误；射程x＝v0t＝v0
，初速度越大，射程越大，故D错误．
答案：
B
6.一箱土豆在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的土豆质量为m，它到转轴的距离为R，则其他土豆对该土豆的作用力为（ ）
A．mgB．mω2R
C.
D.
解析：
设其他土豆对该土豆的作用力为F，则该土豆受到重力mg和F作用．由于该土豆做匀速圆周运动，所以这两个力的合力提供该土豆做匀速圆周运动的向心力，如图所示．根据直角三角形的关系得F＝
，而F向＝mω2R，所以F＝
，C正确．
答案：
C
7．如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C为水平的，其距离d＝0.50m盆边缘的高度为h＝0.30m．在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑．已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的地点到B的距离为（ ）
A．0.50mB．0.25m
C．0.10mD．0
解析：
设小物块在BC面上运动的总路程为s.物块在BC面上所受的滑动摩擦力大小始终为f＝μmg，对小物块从开始运动到停止运动的整个过程进行研究，由动能定理得mgh－μmgs＝0，得到s＝
＝
m＝3m，d＝0.50m，则s＝6d，所以小物块在BC面上来回运动共6次，最后停在B点．故选D.
答案：
D
8.如图所示，质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为
g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（ ）
A．重力势能增加了
mgh
B．动能损失了
mgh
C．动能损失了mgh
D．动能损失了
mgh
解析：
重力做功WG＝－mgh，故重力势能增加了mgh，A错．物体所受合力F＝ma＝
mg，合力做功W合＝－F
＝－
mg×2h＝－
mgh，由动能定理知，动能损失了
mgh，B、C错，D正确．
答案：
D
9．双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动．研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为（ ）
A.
TB.
T
C.
TD.
T
解析：
设两颗星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，根据万有引力提供向心力可得：
G
＝m1r1
，G
＝m2r2
，联立解得：
m1＋m2＝
，即T2＝
，因此，当两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍时，两星圆周运动的周期为T′＝
T，选项B正确，其他选项均错．
答案：
B
10．以相同的动能从同一点水平抛出两个物体a和b，落地点的水平位移为s1和s2，自抛出到落地的过程中，重力做的功分别为W1、W2，落地瞬间重力的即时功率为P1和P2（ ）
A．若s1＜s2，则W1＞W2，P1＞P2
B．若s1＜s2，则W1＞W2，P1＜P2
C．若s1＝s2，则W1＞W2，P1＞P2
D．若s1＝s2，则W1＜W2，P1＜P2
解析：
若s1＜s2，由于高度决定了平抛运动的时间，所以两个物体运动时间相等．
由x＝v0t知：
水平抛出两个物体的初速度关系为v1＜v2.
由于以相同的动能从同一点水平抛出，所以两个物体的质量关系是m2＜m1.
自抛出到落地的过程中，重力做的功W＝mgh，所以W1＞W2，平抛运动竖直方向做自由落体运动，所以落地瞬间两个物体的竖直方向速度vy相等，根据瞬时功率P＝Fvcosα，落地瞬间重力的即时功率P＝mgvy.
由于m2＜m1，所以P1＞P2，故A正确，B错误．
以相同的动能从同一点水平抛出两个物体a和b，由于高度决定时间，所以两个物体运动时间相等．
若s1＝s2，平抛运动水平方向做匀速直线运动，所以水平抛出两个物体的初速度相等．由于以相同的动能从同一点水平抛出，所以两个物体的质量相等．所以自抛出到落地的过程中，重力做的功相等，即W1＝W2.落地瞬间重力的即时功率相等，即P1＝P2，则C、D错误．故选A.
答案：
A
二、多项选择题（本大题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分）
11．如图所示表示撑竿跳高运动的几个阶段：
助跑、撑竿起跳、越横竿、落地（未画出）．在这几个阶段中有关能量转化情况的说法，正确的是（ ）
A．助跑阶段，身体中的化学能转化为人和杆的动能
B．起跳时，人的动能和化学能转化为人和杆的势能
C．越过横竿后，人的重力势能转化为动能
D．落地后，人的能量消失了
解析：
运动员在助跑、撑竿起跳、越横竿、下落的几个过程中，能量的转化分别为化学能转化为动能，化学能和动能转化为势能，重力势能转化为动能，故A、B、C正确．人落地后，人的重力势能会使地面发生形变且温度升高而转化为内能．即人的能量并没有消失，故D错．
答案：
ABC
12．在宽度为d的河中，水流速度为v2，船在静水中速度为v1（且v1＞v2），方向可以选择，现让该船开始渡河，则该船（ ）
A．可能的最短渡河时间为
B．可能的最短渡河位移为d
C．只有当船头垂直河岸渡河时，渡河时间才和水速无关
D．不管船头与河岸夹角是多少，渡河时间和水速均无关
解析：
当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，为
，A错误；当合速度与河岸垂直时，渡河位移最小，为d，B正确；将船速v1向垂直河岸和平行河岸两个方向分解，由于各个分运动互不影响，因而渡河时间等于河宽除以v1向垂直河岸方向的分速度，显然与水流速度无关，因而C错误，D正确．
答案：
BD
13．如图为过山车以及轨道简化模型，以下判断正确的是（ ）
A．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动
B．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于
C．过山车在圆轨道最低点时乘客处于超重状态
D．过山车在斜面h＝2R高处由静止滑下能通过圆轨道最高点
解析：
过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，机械能守恒，动能和重力势能相互转化，速度大小变化，不是匀速圆周运动，故A错误；在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当压力为零时，速度最小，则mg＝m
，解得：
v＝
，故B正确；在最低点时，重力和轨道对车的压力提供向心力，加速度向上，乘客处于超重状态，故C正确；过山车在斜面h＝2R高处由静止滑下到最高点的过程中，根据动能定理得：
mv′2＝mg（h－2R）＝0.解得；v′＝0，所以不能通过最高点，故D错误．故选B、C.
答案：
BC
14．（2015·课标全国Ⅰ卷）我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4m高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）；最后关闭发动机，探测器自由下落．已知探测器的质量约为1.3×103kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8m/s2，则此探测器（ ）
A．在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9m/s
B．悬停时受到的反冲作用力约为2×103N
C．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒
D．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运动的线速度
解析：
在地球表面附近有G
＝mg地，在月球表面附近有G
＝mg月，可得g月＝1.656m/s2，所以探测器落地的速度为v＝
＝3.64m/s，故A错误；探测器悬停时受到的反冲作用力为F＝mg月≈2×103N，B正确；探测器由于在着陆过程中开动了发动机，因此机械能不守恒，C错误；在靠近星球的轨道上有G
＝mg＝m
，即有v＝
，可知在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度，故选项D正确．
答案：
BD
三、非选择题（本题共4小题，共46分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时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，答案中必须明确写出数值和单位）
15．（8分）某实验小组利用拉力传感器做验证机械能守恒定律”的实验．
（1）实验完毕后选出一条纸带如图1所示，其中O点为电磁打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交流电．用刻度尺测得OA＝12.41cm，OB＝18.60cm，OC＝27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重物的质量为1.00kg，取g＝10.0m/s2.甲同学根据以上数据算出：
当打点计时器打到B点时重物的重力势能比开始下落时减少了________J，此时重物的动能比开始下落时增加了________J（结果均保留三位有效数字）．
图1
图2
（2）乙同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以
v2为纵轴画出了如图2的图线．图线未过原点O的原因是__________________________________．
解析：
（1）打点计时器打B点时重物的速度为vB＝
＝
m/s＝1.85m/s，所以重物动能的增加量为ΔEk＝
mv
＝
×1.00×1.852J＝1.71J，重物的重力势能的减少量为ΔEp＝mgh＝1.00×10.0×18.60×10－2J＝1.86J.
（2）由图象可知，打下第一个点时重物已有速度，说明乙同学先释放重物，再接通打点计时器．
答案：
（1）1.86 1.71
（2）先释放重物，再接通计时器电源
16．（8分）如图所示，在固定光滑水平板上有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量m＝1kg的小球A，另一端连接质量M＝4kg的物体B.当A球沿半径r＝0.1m的圆周做匀速圆周运动时，要使物体B不离开地面，A球做圆周运动的角速度有何限制（g取10m/s2）?
解析：
小球A做圆周运动的向心力为绳子的拉力，
故FT＝mω2r.
B恰好不离开地面时FT＝Mg.
解上述两个方程得ω＝20rad/s，
B不离开地面时拉力FT不大于B的重力，故A球做圆周运动的角速度应不大于20rad/s.
答案：
A球做圆周运动的角速度应不大于20rad/s
17．（14分）如图所示，竖直平面内有一段不光滑的斜直轨道与光滑的圆形轨道相切，切点P与圆心O的连线与竖直方向的夹角为θ＝60°，圆形轨道的半径为R，一质量为m的小物块从斜轨道上A点由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动，A点相对圆形轨道底部的高度h＝7R，物块通过圆形轨道最高点C时，与轨道间的压力大小为3mg.求：
（1）物块通过轨道最高点时的速度大小；
（2）物块通过轨道最低点B时对轨道的压力大小；
（3）物块与斜直轨道间的动摩擦因数μ.
解析：
（1）对物块通过轨道最高点C时受力分析：
C点：
N＋mg＝m
，
得：
vC＝2
.
（2）从最低点B到最高点C，其受力分析如图所示，由机械能守恒定律得
mv
＝mg·2R＋
mv
.
物块通过轨道最低点B时：
NB－mg＝m
，
得：
NB＝9mg.
根据牛顿第三定律，物块通过轨道最低点B时对轨道的压力大小为9mg.
（3）如图所示，根据动能定理，由A运动到B有：
mgh－μmgcosθ·s＝
mv
－0，
ssinθ＝h－R＋Rcosθ，
解得μ＝
.
答案：
见解析
18．（16分）如图竖直平面内有一光滑圆弧轨道，其半径为R＝0.5m，平台与轨道的最高点等高．一质量m＝0.8kg的小球从平台边缘的A处水平射出，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧，轨道半径OP与竖直线的夹角为53°，已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10m/s2.试求：
（1）小球从平台上的A点射出时的速度大小v0；
（2）小球从平台上的射出点A到圆轨道入射点P之间的距离l（结果可用根式表示）；
（3）小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时对轨道的压力大小．
解析：
（1）小球从A到P的高度差h＝R（1＋cos53°），①
小球做平抛运动有h＝
gt2，②
则小球在P点的竖直分速度vy＝gt.③
把小球在P点的速度分解可得v0tan53°＝vy.④
由①②③④解得：
小球平抛初速度v0＝3m/s.
（2）小球平抛下降高度h＝
vyt，水平射程s＝v0t，
故A、P间的距离l＝
＝
m.
（3）小球从A到达Q时，根据机械能守恒定律可知vQ＝v0＝3m/s.
在Q点根据向心力公式得：
m
＝N＋mg.
解得：
N＝m
－mg＝14.4N－8N＝6.4N.
根据牛顿第三定律得：
小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时对轨道的压力N′＝N＝6.4N.
答案：
（1）3m/s
（2）
m （3）6.4N
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