2017-2018学年同步备课套餐之高一物理人教版必修2讲义：模块检测

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精模块检测（时间：90分钟满分:100分）一、选择题(1～7为单项选择题，8～12为多项选择题.每小题4分,共48分)1。如图1所示，在皮带传送装置中,皮带把物体P匀速传送至高处，在此过程中，下述说法正确的是(）图1A。摩擦力对物体做正功B.支持力对物体做正功C.重力对物体做正功D。合外力对物体做正功答案A解析摩擦力方向平行皮带向上，与物体运动方向相同，故摩擦力做正功,A对；支持力始终垂直于速度方向，不做功,B错；重力对物体做负功，C错；合外力为零，不做功，D错.2.火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二,它们的轨道近似为圆。已知火卫一的周期为7小时39分,火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比（)A.火卫一距火星表面较近B。火卫二的角速度较大C.火卫一的运行速度较小D。火卫二的向心加速度较大答案A解析由eq\f(GMm,r2）＝ma＝eq\f（mv2,r)＝meq\f（4π2,T2）r得：a＝eq\f（GM,r2）,v＝eq\r（\f(GM，r))，r＝eq\r（3，\f（GMT2，4π2）)，则T越大时，r越大,a越小，v越小,且由ω＝eq\f（2π,T）知,T越大,ω越小，故正确选项为A.3。如图2所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点(D点是曲线的拐点)时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是(）图2A.质点经过C点的速率比D点的大B。质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C.质点经过D点时的加速度比B点的大D.质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小答案A解析因为质点做匀变速运动，所以加速度恒定,C项错误.在D点时加速度与速度垂直，故知加速度方向向上,合力方向也向上，所以质点从C到D的过程中，合力方向与速度方向夹角大于90°，合力做负功，动能减小，vC>vD，A项正确，B项错误.从B至E的过程中,加速度方向与速度方向夹角一直减小，D项错误。4.把甲物体从2h高处以速度v0水平抛出,落地点与抛出点的水平距离为L,把乙物体从h高处以速度2v0水平抛出，落地点与抛出点的水平距离为s，不计空气阻力，则L与s的关系为()A。L＝eq\f（s,2) B。L＝eq\r(2)sC。L＝eq\f（1，\r(2）)s D。L＝2s答案C解析根据2h＝eq\f（1，2）gteq\o\al（1,2)，得t1＝2eq\r（\f（h，g)），则L＝v0t1＝2v0eq\r(\f(h,g)）。由h＝eq\f(1，2)gteq\o\al（2,2）,得t2＝eq\r（\f(2h，g）)，则s＝2v0t2＝2v0eq\r（\f(2h,g）)，所以L＝eq\f(1，\r(2））s,故选项C正确.5。明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画(如图3所示)，记录了我们祖先的劳动智慧.若A、B、C三齿轮半径的大小关系为rA〉rB>rC，则()图3A。齿轮A的角速度比C的大B.齿轮A、B的角速度大小相等C.齿轮B与C边缘的线速度大小相等D.齿轮A边缘的线速度比齿轮C边缘的线速度大答案D解析齿轮A边缘的线速度vA与齿轮B边缘的线速度vB相等,齿轮B、C的角速度ωB＝ωC.由vA＝ωArA，vB＝ωBrB，vC＝ωCrC，vA＝vB，rA〉rB〉rC，ωB＝ωC可得：ωA〈ωB，ωA<ωC，vB〉vC，vA〉vC，故选项D正确。6。2015年9月23日，在江苏省苏州市进行的全国田径锦标赛上高兴龙获得男子跳远冠军,在一次试跳中，他（可看成质点）水平距离达8m，最高处高达1m。设他离开地面时的速度方向与水平面的夹角为α,若不计空气阻力,则tanα等于(）A.eq\f（1,8） B。eq\f(1,4)C.eq\f(1,2) D。1答案C解析从起点A到最高点B可看成平抛运动的逆过程,如图所示，运动员做平抛运动,初速度方向与水平方向夹角的正切值为tanα＝2tanβ＝2×eq\f（h,\f(x,2））＝2×eq\f（1，4）＝eq\f（1，2)，选项C正确.7.引力波现在终于被人们用实验证实,爱因斯坦的预言成为科学真理。早在70年代就有科学家发现，高速转动的双星可能由于辐射引力波而使星体质量缓慢变小，观测到周期在缓慢减小，则该双星间的距离将（）A.变大B。变小C。不变D。可能变大也可能变小答案B8.如图4所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定于O点处。将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点速度为v，AB间的竖直高度差为h，则（)图4A.由A到B重力对小球做的功等于mghB.由A到B小球的重力势能减少eq\f（1，2）mv2C.由A到B小球克服弹力做功为mghD.小球到达位置B时弹簧的弹性势能为mgh－eq\f（mv2,2）答案AD解析重力做功只和高度差有关,故由A到B重力做的功等于mgh，选项A正确;由A到B重力势能减少mgh，选项B错误；由A到B小球克服弹力做功为W＝mgh－eq\f（1，2）mv2，选项C错误,D正确。9.如图5所示,斜面顶端A与另一点B在同一水平线上,甲、乙两小球质量相等.小球甲沿光滑斜面以初速度v0从顶端A滑到底端,小球乙以同样的初速度从B点抛出，不计空气阻力，则（)图5A.两小球落地速率相同B。两小球落地时，重力的瞬时功率相同C。从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同D。从开始运动至落地过程中，重力的平均功率相同答案AC解析由于斜面光滑，且不计空气阻力，故两小球运动过程中只有重力做功，由机械能守恒定律可知两小球落地时速率相同，故选项A正确；由于A小球沿斜面做匀加速运动,B小球做斜抛运动，它们落地时的速度方向不同，故两小球落地时，重力的瞬时功率不相同,选项B错误；由于重力做功与路径无关,只与初、末位置的高度差有关，故从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同，选项C正确;由于两小球的运动方式不同，所以从开始运动至落地过程中所用时间不同，由P＝eq\f(W，t）可知重力的平均功率不同,选项D错误.10.在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，则（)A.卫星的动能为eq\f（mgR,4)B。卫星运动的周期为4πeq\r（\f(2R，g))C。卫星运动的加速度为eq\f（g,2）D.卫星运动的速度为eq\r（2Rg）答案AB解析人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设地球质量为M、卫星的轨道半径为r，则eq\f（GMm,2R2)＝eq\f（mv2，2R）,忽略地球自转的影响有eq\f(GMm，R2)＝mg，联立得v＝eq\r（\f（gR，2）)，卫星的动能Ek＝eq\f（1,2）mv2＝eq\f(1,4）mgR,选项A正确，D错误；卫星运动的周期T＝eq\f(2πr，v）＝4πeq\r(\f(2R,g)），选项B正确；设卫星的加速度为a，则有eq\f(GMm,2R2)＝ma,联立得a＝eq\f（g，4),选项C错误。11。如图6所示，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环，从由大环的最高处静止滑下，到滑到大环的最低点的过程中（重力加速度为g）()图6A.小环滑到大圆环的最低点时处于失重状态B。小环滑到大圆环的最低点时处于超重状态C.此过程中小环的机械能守恒D.小环滑到大环最低点时，大圆环对杆的拉力大于（m＋M）g答案BCD解析小环滑到大圆环的最低点时，有竖直向上的加速度，由牛顿运动定律可知小环处于超重状态，同时知杆对大圆环的拉力大于(M＋m）g，由牛顿第三定律知，大圆环对杆的拉力大于（M＋m）g，故选项A错误,选项B、D正确.由于大环固定不动，对小环的支持力不做功,只有重力对小环做功，所以小环的机械能守恒，故选项C正确。12。如图7甲所示，0.1kg的小球从最低点A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.4m的半圆轨道，此后小球速度的平方与其高度的关系图象如图乙所示.已知小球恰能到达最高点C，轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计.g取10m/s2，B为AC轨道中点.下列说法正确的是()图7A.图乙中x＝4B。小球从B到C损失了0.125J的机械能C.小球从A到C合外力对其做的功为－1.05JD。小球从C抛出后，落地点到A的距离为0.8m答案ACD解析当h＝0。8m时小球在C点，由于小球恰能到达最高点C，故mg＝meq\f(v\o\al（C,2）,r),所以veq\o\al（C,2）＝gr＝10×0.4m2·s－2＝4m2·s－2，故选项A正确；由已知条件无法计算出小球从B到C损失了0.125J的机械能,故选项B错误；小球从A到C，由动能定理可知W合＝eq\f（1，2）mveq\o\al（C，2)－eq\f（1,2）mveq\o\al（A，2）＝eq\f（1,2)×0.1×4J－eq\f(1，2)×0.1×25J＝－1.05J，故选项C正确；小球离开C点后做平抛运动,故2r＝eq\f（1，2）gt2,落地点到A的距离x1＝vCt，解得x1＝0.8m，故选项D正确.二、实验题(本题共2小题，共16分）13.（8分)如图8甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动.力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v,该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变,来探究向心力F与线速度v的关系：图8(1）该同学采用的实验方法为________.A.等效替代法B。控制变量法C。理想化模型法(2）改变线速度v,多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：v/（m·s－1）1.01.52.02。53.0F/N0.882。003.505。507。90该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。①作出F－v2图线；②若圆柱体运动半径r＝0.2m，由作出的F－v2的图线可得圆柱体的质量m＝________kg。（结果保留两位有效数字）答案（1）B(2）①②0.1814。（8分)某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律.（1)某同学用20分度游标卡尺测量出小球的直径为1。020cm.图9所示弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B,计时装置测出小球通过A、B的时间分别为2。55ms、5。15ms,由此可知小球通过光电门A、B时的速度分别为vA、vB，其中vA＝________m/s。图9(2）用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较________(用题目中涉及的物理量符号表示）是否相等,就可以验证机械能是否守恒.(3)通过多次实验发现，小球通过光电门A的时间越短，(2)中要验证的两数值差越大,试分析实验中产生误差的主要原因是________________________________________________________________________。答案（1）4(4。0或4.00也对)(2）gh和eq\f(v\o\al（A，2）,2）－eq\f(v\o\al(B,2）,2）(3)小球上升过程中受到空气阻力的作用,速度越大，所受阻力越大解析（1）小球通过光电门可近似认为做匀速直线运动，所以vA＝eq\f(d,tA）＝eq\f（1.020cm，2。55ms)＝4m/s;（2)在验证机械能守恒定律时,要看动能的减少量是否等于势能的增加量，即gh＝eq\f(v\o\al(A，2）,2）－eq\f(v\o\al(B，2）,2）;(3）小球通过A的时间越短，意味着小球的速度越大，而速度越大受到的空气阻力就越大,损失的能量越多，动能的减少量和势能的增加量差值就越大.三、计算题(本题共3小题，共36分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）15。(10分）如图10所示，假设某星球表面上有一倾角为θ＝37°的固定斜面,一质量为m＝2。0kg的小物块从斜面底端以速度9m/s沿斜面向上运动，小物块运动1.5s时速度恰好为零。已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0。25，该星球半径为R＝1.2×103km.试求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0。8)图10（1）该星球表面上的重力加速度g的大小.(2）该星球的第一宇宙速度.答案(1）7。5m/s2(2）3×103m/s解析（1)对物块受力分析，由牛顿第二定律可得－mgsinθ－μmgcosθ＝ma，①a＝eq\f（0－v0,t），②由①②代入数据求得g＝7。5m/s2。（2）设第一宇宙速度为v,由mg＝meq\f（v2，R)得:v＝eq\r(gR）＝3×103m/s。16.（12分)如图11所示，摩托车做特技表演时，以v0＝10.0m/s的初速度冲向高台，然后从高台水平飞出.若摩托车冲向高台的过程以P＝4.0kW的额定功率行驶，冲到高台上所用时间t＝3。0s,人和车的总质量m＝1.8×102kg，台高h＝5.0m，摩托车的落地点到高台的水平距离x＝10。0m.不计空气阻力，g取10m/s2。求:图11（1)摩托车从高台飞出到落地所用的时间;(2）摩托车落地时速度的大小;（3）摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功。答案(1）1。0s（2)10eq\r(2）m/s(3）3。0×103J解析(1)摩托车在空中做平抛运动，设摩托车飞行时间为t1。则h＝eq\f（1，2)gteq\o\al（1，2),t1＝eq\r（\f（2h，g）)＝eq\r(\f（2×5.0,10))s＝1。0s（2)设摩托车到达高台顶端的速度为vx，即平抛运动的水平速度vx＝eq\f（x，t1)＝eq\f（10.0,1。0）m/s＝10。0m/s，竖直速度为vy＝gt1＝10.0m/s摩托车落地时的速度v＝eq\r(v\o\al（x，2）＋v\o\al(y，2))＝10eq\r（2）m/s。（3）摩托车冲上高台的过程中，根据动能定理：Pt－Wf－mgh＝eq\f(1，2)mveq\o\al（x,2)－eq\f（1，2）mveq\o\al(0,2)，代入数据解得Wf＝3。0×103J所以,摩托车冲上高台的过程中摩托车克服阻力所做的功为3。0×103J.17.(14分)为了研究过山车的原理，某物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为θ＝60°、长为L1＝2eq\r（3）m的倾斜轨道AB，通过微小圆弧与长为L2＝eq\f(\r(3），2)m的水平轨道BC相连，然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道,出口为水平轨道上D处，如图12所示.现将一个小球从距A点高为h＝0。9m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出，到A点时小球的速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下。已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为μ＝eq\f(\r(3),3），g取10m/s2。图12（1）求小球初速度v0的大小；(2)求小球滑过C点时的速率vC;（3）要使小球不离