模块综合检测(A卷) 基本能力评价

9/9模块综合检测(A卷)基本能力评价(本试卷满分：100分)一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)1．关于物体做曲线运动，下列说法中正确的是()A．做曲线运动的物体，合外力一定为零B．做曲线运动的物体，合外力一定是变化的C．做曲线运动的物体，合外力方向与速度方向在同一直线上D．做曲线运动的物体，合外力方向与加速度方向一定在同一直线上解析：选D做曲线运动的物体，由于速度方向不断改变，则其速度一定发生了变化，根据a＝eq\f(Δv,Δt)可知，物体的加速度不为零，根据牛顿第二定律可知，物体的合外力也一定不为零，A错误；做曲线运动的物体，当物体的合外力不变时，物体做的是匀变速曲线运动，例如平抛运动，物体的合外力不变，即做曲线运动的物体，合外力不一定发生变化，B错误；根据曲线运动的条件可知，做曲线运动的物体，其合外力方向与速度方向不在同一直线上，C错误；根据F合＝ma可知，合外力方向与加速度方向相同，即做曲线运动的物体，合外力方向与加速度方向一定在同一直线上，D正确。2.蜡烛块在玻璃管中匀速上升，同时玻璃管匀速向右运动。此时蜡烛块的合运动为向右上方的匀速直线运动。若玻璃管向右运动的速度为v时，蜡烛块上升到顶端的时间为t，则当玻璃管向右运动的速度变为2v，蜡烛块上升到顶点的时间为()A.eq\f(t,2) B．tC．2t D.eq\r(2)t解析：选B由题意得，蜡烛块同时参与了水平方向匀速直线运动和竖直方向匀速直线运动两个方向的运动，根据运动的独立性可知，两个方向的运动互不影响，所以改变水平方向的速度，竖直方向的运动时间不变，即蜡烛块上升到顶点的时间仍为t。3.2023年4月2日，天龙二号遥一运载火箭在我国酒泉卫星发射中心成功首飞，将搭载的爱太空科学号卫星顺利送入预定轨道。在火箭升空的过程中，地面上的观测者观测到火箭某时刻速度大小为v，方向与水平地面成θ角，如图所示，则火箭水平方向的分速度为()A．vsinθ B．vcosθC.eq\f(v,sinθ) D.eq\f(v,cosθ)解析：选B把火箭的速度分解在竖直方向及水平方向上，可得火箭在水平方向的分速度为vx＝vcosθ，故选B。4.一辆电动玩具小车，可以在水平桌面上做匀速直线运动。现将小车用轻绳系在水平桌面上O点，如图所示，小车可绕O点做半径为L的圆周运动，小车转一圈的时间为t。下列物理量中，可以用来描述小车运动快慢的是()A．位移 B．半径C．线速度 D．路程解析：选C用来描述小车运动快慢的物理量是线速度。故选C。5．科学家发现，在太空中有一些人类宜居星球，其中一个人类宜居星球的质量约为地球的2倍，半径约为地球的1.5倍，已知地球表面的重力加速度为g。一个质量为m的航天员来到该星球表面，忽略地球和星球自转影响，航天员在该星球表面的重力约为()A.eq\f(8,9)mg B.eq\f(9,8)mgC.eq\f(3,4)mg D.eq\f(4,3)mg解析：选A在地球表面Geq\f(M地m,R地2)＝mg，在星球表面Geq\f(M星m,R星2)＝G星，解得G星＝eq\f(8,9)mg，A项正确。6．2023年5月30日，神舟十六号载人飞船成功发射，入轨后成功对接于中国空间站天和核心舱径向端口。设空间站绕地球做圆周运动，对接前后空间站的轨道高度保持不变，下列说法正确的是()A．空间站在轨绕地球运行速度小于第一宇宙速度B．空间站对接后的运行周期大于其对接前的运行周期C．空间站对接后的向心加速度大于其对接前的向心加速度D．航天员在空间站中处于完全失重状态，不受重力作用解析：选A由于空间站绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)，则其运行的线速度为v＝eq\r(\f(GM,r))＜eq\r(\f(GM,R))，轨道半径越大，运行速度越小，故空间站的运行速度小于第一宇宙速度，故A正确；空间站运行的周期为T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，由于空间站对接前后轨道高度保持不变，则运行周期不变，故B错误；空间站运行的向心加速度为a＝eq\f(GM,r2)，轨道高度不变，向心加速度不变，故C错误；航天员在空间站中处于完全失重状态，所受重力完全提供其做圆周运动的向心力，故D错误。7．假设运动员把质量为500g的足球踢出后，某人观察足球在空中的飞行情况，估计上升的最大高度是10m，在最高点的速度为20m/s。估算出运动员踢球时对足球做的功为(不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2)()A．50J B．100JC．150J D．无法确定解析：选C设运动员踢球时对足球做的功为W，根据动能定理有W－mgh＝eq\f(1,2)mv2，解得W＝150J，故选C。8.如图，运动员将质量为m的足球从地面上以速度v踢出，足球恰好水平击中高为h的球门横梁。以地面为零势能面，不计空气阻力，则足球在飞行过程中的机械能为()A.eq\f(1,2)mv2 B．mghC.eq\f(1,2)mv2＋mgh D.eq\f(1,2)mv2－mgh解析：选A以地面为零势能面，故足球在地面上的机械能E＝eq\f(1,2)mv2，由于不计空气阻力，足球的机械能守恒，则飞行过程的机械能均为E＝eq\f(1,2)mv2，故选A。二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求)9.如图所示，某长为R的轻杆一端固定一个质量为m的小球，另一端有光滑的固定轴O，现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，以下说法中正确的是()A．小球过最高点时，杆所受的弹力可以为零B．小球过最高点时，最小速度为eq\r(gR)C．小球过最低点时，杆对球的作用力一定大于重力D．小球过最高点时，杆对球的作用力一定小于重力解析：选AC小球在最高点时，杆可以提供支持力，也可以提供拉力，故小球在最高点的最小速度可以为零，故A正确，B、D错误；在最低点，合力提供向心力，指向圆心，所以杆对球的作用力一定大于重力，故C正确。10．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是()A．运动员到达最低点前重力势能始终减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C．蹦极过程中，运动员和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D．蹦极过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关解析：选ABC在运动的过程中，运动员到达最低点前一直下降，则重力势能一直减小，A正确；蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力与运动方向相反，弹力做负功，弹性势能增加，B正确；蹦极过程中，运动员和蹦极绳所组成的系统只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，C正确；根据重力做功与重力势能的改变量的关系WG＝－ΔEp，重力势能的改变量与重力势能零点的选取无关，D错误。11．如图所示，质量相同的A、B两小球用长度不同的两轻绳悬于等高的O1、O2点，绳长LA、LB的关系为LA>LB，将轻绳水平拉直，并将小球A、B由静止开始同时释放，选释放的水平位置为参考平面，则下列说法正确的是()A．在下落过程中，当两小球到同一水平线L上时具有相同的重力势能B．两小球分别落到最低点的过程中减少的重力势能相等C．A球通过最低点时的重力势能比B球通过最低点时的重力势能大D．A、B两小球只要在相同的高度，它们所具有的重力势能就相等解析：选AD下落过程中，当两小球到同一水平线L上时，因它们的质量相同，则具有相同的重力势能，故A正确；根据重力势能的变化与重力及下落的高度有关，可知两小球分别落到最低点的过程中下落高度不相等，故减少的重力势能不相等，故B错误；选释放的水平位置为参考平面，则根据重力势能的定义知，A球通过最低点时的重力势能比B球通过最低点时的重力势能小，故C错误；两小球只要在相同的高度，它们所具有的重力势能就相等，故D正确。12．如图所示，斜面AB固定在水平地面上，斜面的倾角α＝37°、长度为1m。在顶点水平向左抛出一个小球，取重力加速度大小g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不计空气阻力，经过一段时间后，小球落在水平地面上或者斜面上，对于这一过程，下列说法正确的是()A．若小球的初速度为3m/s，则小球落在水平地面上B．若小球落在水平地面上，则小球在空中运动的时间为0.4sC．若小球落在斜面上，则初速度越大，落点处的速度方向与水平方向的夹角越大D．只要小球落在斜面上，落点处的速度方向与水平方向的夹角就都相同解析：选AD若恰好落到B点，则Lsin37°＝eq\f(1,2)gt2，Lcos37°＝v0t，可得t＝eq\f(\r(3),5)s，v0＝eq\f(4\r(3),3)m/s≈2.3m/s，由于v>v0，因此小球落在水平地面上，A正确；若小球落在水平地面上，则小球在空中运动的时间为eq\f(\r(3),5)s，B错误；若落到斜面上，位移关系为tanα＝eq\f(\f(1,2)gt2,vt)＝eq\f(gt,2v)，设落到斜面上，速度与水平方向夹角为θ，则tanθ＝eq\f(gt,v)＝2tanα，因此，只要小球落在斜面上，落点处的速度方向与水平方向的夹角都相同，C错误，D正确。三、非选择题(本题共5小题，共60分)13.(6分)如图所示，在竖直板上不同高度处各固定两个完全相同的圆弧轨道，轨道的末端水平，在它们相同的位置上各安装一个电磁铁，两个电磁铁由同一个开关控制，通电后，两电磁铁分别吸住两个相同的小铁球A、B，断开开关，两个小铁球同时开始运动。离开圆弧轨道后，A球做平抛运动，B球进入一个光滑的水平轨道，则：(1)球B在光滑的水平轨道上做________运动；实验过程中观察到球A正好砸在球B上，由此现象可以得出平抛运动在水平方向的分运动为________的结论；(2)若两个小球相碰的位置恰好在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸为正方形小格，每小格的边长均为5cm，则可算出球B到达P点的速度为________m/s。(g取10m/s2)解析：(1)球B在光滑的水平轨道上所受合外力为零，做匀速直线运动，实验过程中观察到球A正好砸在球B上，由此现象可以得出平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动的结论。(2)球A从水平抛出到运动至P点所经历的时间为t＝eq\r(\f(2y,g))＝0.3s，A、B两球运动时间相同，所以球B到达P点的速度为v＝eq\f(x,t)＝1m/s。答案：(1)匀速直线匀速直线运动(2)114．(9分)某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示。(1)请指出实验装置中存在的明显错误：_________________________________________________________________________________________________________________。(2)进行实验时，为保证重物下落时初速度为零，应________(填“A”或“B”)。A．先接通电源，再释放纸带B．先释放纸带，再接通电源(3)根据打出的纸带，选取纸带上连续打出的1、2、3、4、……多个点如图乙所示(图中只显示了一部分点)。已测出点1、2、3、4到打出的第一个点O的距离分别为h1、h2、h3、h4，打点计时器的打点周期为T。若代入所测数据能满足表达式gh3＝________，则可验证重物下落过程机械能守恒。(用题目中已测出的物理量表示)解析：(1)从图甲中的实验装置中发现，打点计时接在了直流电源上，打点计时器的工作电源是交流电源。因此，明显的错误是打点计时器不能接在直流电源上。(2)为了使纸带上打下的第1个点是速度为零的初始点，应该先接通电源，让打点计时器正常工作后，再释放纸带。若先释放纸带，再接通电源，当打点计时器打点时，纸带已经下落，打下的第1个点的速度不为零，故A正确。(3)根据实验原理mgh＝eq\f(1,2)mv2，可知只要验证ghn＝eq\f(1,2)vn2，即可验证机械能守恒定律。因此需求解v3，根据匀变速直线运动规律关系式可得v3＝eq\f(h4－h2,2T)，则有eq\f(1,2)v32＝eq\f(h4－h22,8T2)，故只要在误差允许的范围内验证gh3＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h4－h2))2,8T2)成立，就可验证重物下落过程中机械能守恒。答案：(1)打点计时器不能接在“直流电源”上(2)A(3)eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(h4－h2))2,8T2)15．(13分)排球比赛时，某运动员进行了一次跳发球，若击球点恰在发球处底线上方3.04m高处，击球后排球以25.0m/s的速度水平飞出，球的初速度方向与底线垂直，排球场的有关尺寸如图所示，试计算说明：(不计空气阻力，g取10m/s2)(1)此球能否过网？(2)球是落在对方界内，还是界外？解析：(1)设排球下降到网的上端所在高度所用时间为t1，则Δh＝eq\f(1,2)gt12，x＝v0t1，其中Δh＝(3.04－2.24)m＝0.8m解以上两式得x＝10m＞9m，故此球能过网。(2)当排球落地时h＝eq\f(1,2)gt22，x′＝v0t2将h＝3.04m代入得x′≈19.5m＞18m，故排球落在对方界外。答案：(1)能过网(2)界外16.(15分)如图所示，半径R＝24m的摩天轮匀速转动，座舱的线速度大小为2m/s，质量为60kg的游客站在其中一个座舱的水平地板上进行观光。重力加速度g取10m/s2，求：(1)该座舱运动到最低点时，游客对地板的压力；(2)该座舱运动到最高点时，游客对地板的压力；(3)该座舱运动到与摩天轮转动圆心等高时，游客受到的摩擦力大小。解析：(1)该座舱运动到最低点时，对于游客，由牛顿第二定律有FN－mg＝meq\f(v2,R)，解得FN＝610N由牛顿第三定律知游客对地板的压力大小为610N，方向竖直向下。(2)该座舱运动到最高点时，有mg－FN1＝meq\f(v2,R)，解得FN1＝590N由牛顿第三定律知游客对地板的压力大小为590N，方向竖直向下。(3)该座舱运动到与摩天轮转动圆心等高时，地板对游客的摩擦力提供向心力，有Ff＝meq\f(v2,R)，解得Ff＝10N。答案：(1)610N，方向竖直向下(2)590N，方向竖直向下(3)10N17．(17分)如图所示的游戏装置由同一竖直面内的两个轨道组成。轨道Ⅰ光滑且固定在水平地面上，依次由足够长的倾斜直轨道ABC、圆心为O1的圆弧形轨道CDE、倾斜直轨道EF组成。O1C与BC垂直，BCD段与DEF段关于O1D对称。轨道Ⅱ形状与轨道Ⅰ的BCDEF段完全相同，C、E、I、K在同一水平线上，J是最低点，B、O1、F与H、O2、L在同一水平线上。轨道Ⅱ可按需要沿水平地面平移，HI和KL段粗糙，IJK段光滑。AC的倾角θ＝37°，圆弧段半径R＝1m。游戏时，质量m＝0.1kg的滑块从AC上高为h的某处静止释放，调节F、H的间距x，使滑块从F滑出后恰能从H沿HI方向切入轨道Ⅱ，且不从L端滑出，则游戏成功。滑块(可视为质点)与HI和KL段的动摩擦因