模块综合检测(B卷) 素养发展评价（含解析）高中物理人教版（2019）必修 第二册
文档属性
| 名称 | 模块综合检测(B卷) 素养发展评价（含解析）高中物理人教版（2019）必修 第二册 |  | |
| 格式 | DOC | ||
| 文件大小 | 989.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-07-14 08:59:57 | ||
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文档简介
模块综合检测(B卷) 素养发展评价
(本试卷满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列说法正确的是( )
A．两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动
B．做圆周运动的物体受到的合力不一定指向圆心
C．一对摩擦力做功的代数和为零
D．物体竖直向上运动时，其机械能一定增加
2．孔桥(如图甲)是某风景区的标志性建筑，其模型可简化为如图乙所示。已知孔桥的拱高为h，A、B两点在同一水平面上，一游客在由A运动到B的过程中，以下说法正确的是( )
A．游客的重力势能先增大后减小，重力先做正功后做负功
B．游客的重力势能先减小后增大，重力先做负功后做正功
C．游客的重力势能先增大后减小，重力先做负功后做正功
D．游客在整个运动过程中重力做的总功不为零
3.如图所示，半径分别为R和2R的两个转盘A、B处于水平面内，两者边缘紧密接触，靠静摩擦传动，均可以绕竖直方向的转轴O1及O2转动。一个小滑块(视为质点)位于转盘A的边缘，已知滑块与转盘间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。现使转盘B的转速逐渐增大，当小滑块恰好要相对于转盘A发生相对运动时，转盘B的角速度大小为( )
A. B.
C. D．2
4.质量为1 kg的小物体在竖直向上的拉力F作用下由静止开始运动，拉力F随物体上升高度h的变化规律如图所示，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，则物体上升3 m时的速度大小为( )
A．4 m/s B．2 m/s
C．4 m/s D．2 m/s
5．如图所示，虚线Ⅰ、Ⅱ分别表示地球卫星的两条轨道，其中轨道Ⅰ为近地环绕圆轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道。起初卫星在轨道Ⅰ上运行，经过a点成功变轨进入轨道Ⅱ，b点为轨道Ⅱ的远地点，b点与地心的距离为轨道Ⅰ半径的2倍，卫星在轨道Ⅱ上运行时经过a点的速率为va，经过b点的速率为vb，则( )
A．卫星在轨道Ⅰ上经过a点变轨进入轨道Ⅱ时应减速
B．在轨道Ⅱ上，卫星在b点的机械能小于在a点的机械能
C．vb＝2va
D．卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运行的周期平方之比为8∶27
6.如图所示，三颗卫星a、b、c绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，其中b、c是地球静止卫星，卫星a距离地球表面的高度为R，此时卫星a、b恰好相距最近。已知地球质量为M、半径为R，地球自转的角速度为ω，引力常量为G，则( )
A．卫星a和卫星b下一次相距最近还需经过时间t＝
B．卫星c的机械能等于卫星b的机械能
C．若要卫星c与卫星b实现对接，可让卫星c加速
D．发射卫星b时速度要大于11.2 km/s
7.如图所示，在光滑水平板的中央有一光滑的小孔，一根不可伸长的轻绳穿过小孔。绳的两端分别拴有一小球C(可视为质点)和一质量为m的物体B，在物体B的下端还悬挂有一质量为3m的物体A。使小球C在水平板上以小孔为圆心做匀速圆周运动，系统稳定时，圆周运动的半径为R。现剪断A与B之间的绳子，系统稳定后(B未与板接触)，小球以2R的半径在水平板上做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A．剪断A、B间的绳子后，B和C组成的系统机械能增加
B．剪断A、B间的绳子后，小球C的机械能不变
C．剪断A、B间的绳子后，绳子对小球C做的功为mgR
D．剪断A、B间绳子前，小球C的动能为2mgR
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8.如图所示为我国无人机“翼龙”飞行时的照片。无人机巡航时水平分速度为40 m/s，竖直分速度为0。无人机接收到动作指令后立即在竖直方向上做匀加速直线运动，在水平方向上仍以40 m/s的速度做匀速直线运动。以无人机接收到动作指令为计时起点，当无人机运动的水平位移为160 m时，其竖直位移也为160 m，关于这一过程，下列说法正确的是( )
A．无人机的运动轨迹为直线
B．无人机的运动轨迹为曲线
C．无人机运动的时间为4 s
D．无人机的加速度大小为20 m/s2
9.如图所示，倾角为θ的斜面上有A、B、C三点，现从这三点分别以不同的初速度水平抛出一小球，三个小球均落在斜面上的D点，测得AB∶BC∶CD＝5∶3∶1，由此可判断(不计空气阻力)( )
A．A、B、C处三个小球运动时间之比为1∶2∶3
B．A、B、C处三个小球落在斜面上时速度与初速度间的夹角之比为1∶1∶1
C．A、B、C处三个小球的初速度大小之比为3∶2∶1
D．A、B、C处三个小球的运动轨迹可能在空中相交
10．汽车在平直的公路上由静止开始匀加速行驶，经过时间t，速度为v时功率达到额定功率，并保持不变，之后汽车又继续行驶了距离s，达到最大速度vmax。设汽车质量为m，运动过程中所受阻力恒为Ff，则下列说法正确的是( )
A．汽车的额定功率为Ffv
B．汽车匀加速运动过程中，克服阻力做功为
C．汽车从静止开始到速度达到最大值的过程中，合力做的功为mvmax2－mv2
D．汽车从静止到速度最大的过程中，牵引力做功为mvmax2＋Ffvt＋s
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11．(7分)图甲是探究平抛运动的实验装置。用小锤击打弹性金属片后，a球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时b球被释放，做自由落体运动，观察到两球同时落地。改变小锤击打力度，两球仍然同时落地。(重力加速度g取10 m/s2)
(1)以上现象说明________。
A．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B．两小球在空中运动的时间相等
C．两小球落地时速度相等
D．两小球在竖直方向的加速度相等
(2)一同学利用频闪相机拍摄a球运动过程，经处理后得到如图乙所示的点迹图像。图中O为坐标原点，B点在两坐标线交点，坐标xB＝40 cm，yB＝20 cm，A、C点均在坐标线的中点。则平抛小球在B点处的瞬时速度大小vB＝________m/s(结果保留两位小数)。
12．(9分)某物理兴趣小组采用了如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。装置中包括一个定滑轮、细线、标尺、秒表、质量分别为M和m的物块A和B，M>m，当地重力加速度为g，细线足够长。
(1)实验开始时，用手先托住A，使A和B均保持静止。某时刻，释放A，则A加速下降，B加速上升，用标尺测出A下降的高度为h，用秒表测出A下降高度h所用的时间为t。则根据以上实验测量数据，求得A和B组成的系统在此过程中重力势能减少量为ΔEp＝______(用M、m、g、h表示)，系统动能增加量为 ΔEk＝______(用M、m、h、t表示)。
(2)经过多次实验，获取多组精确数据，做出h t2图像如图乙所示，图像斜率为k，则重力加速度为g＝________。(用M、m、k表示)
(3)经过多次实验，获取多组精确数据，经检查没有出现实验错误，却发现系统重力势能的减少量总是大于系统动能的增加量。请你给出出现这种结论的两种可能原因：①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
13．(11分)如图所示，气球下面用细线吊着小球，一起以v0＝2 m/s的速度斜向右上方做匀速直线运动，速度与水平方向的夹角为30°，当小球运动到离地面19.95 m高处时细线断开，不计空气阻力，重力加速度为10 m/s2。求：
(1)小球此后运动过程中最小的速度；
(2)小球此后在空中运动的水平位移大小。
14．(12分)某旅游景点有凹凸形“如意桥”，刚柔并济的造型与自然风光完美融合，如图所示。该桥由两个凸弧和一个凹弧连接而成，两个凸弧的半径R1＝40 m，最高点分别为A、C；一个凹弧的半径R2＝60 m，最低点为B，假设现有一辆包括驾驶员在内总质量m＝1 500 kg的小轿车(可视为质点)以恒定速率驶过此桥，求：(g取10 m/s2)
(1)当轿车以v＝10 m/s的速率驶过此桥，到达凸弧面最高点A时，桥面对轿车的支持力大小；
(2)当轿车以v＝10 m/s的速率驶过此桥，则轿车到达凹弧面最低点B时，车内质量m′＝60 kg的驾驶员对座椅的压力大小。
15．(15分)如图所示，将一质量为0.1 kg的小钢球放在O点，用弹射装置将其弹出，使其沿着半圆形轨道OA和AB运动，OAB是与B点相切的竖直光滑圆弧轨道，BC段为一段长为L＝2.0 m的粗糙平面，DEFG为接球槽。圆弧OA和AB的半径分别为r＝0.2 m、R＝0.4 m，小钢球与BC段的动摩擦因数μ＝0.4，C点离接球槽的高度h＝1.25 m，水平距离x＝0.5 m，接球槽宽EF的长度为1.5 m，忽略空气阻力和接球槽高度。求：(g取10 m/s2)
(1)要使小钢球恰好不脱离圆弧轨道OAB，小钢球在A点的速度vA为多大；
(2)在(1)问的情况下小钢球在B位置对半圆轨道的压力；
(3)要使小钢球最终能落入槽中，弹簧压缩时的弹性势能的取值范围。
模块综合检测(B卷)
1．选B 两个匀变速直线运动，若合加速度方向与合初速度方向相同，则合运动为匀变速直线运动，若合加速度方向与合初速度方向有夹角，则合运动为匀变速曲线运动，A错误；物体做匀速圆周运动时，合力一定指向圆心，若物体做变速圆周运动，则合力不指向圆心，B正确；一对滑动摩擦力做功的代数和为负值，C错误；物体竖直向上运动时，若受到除重力以外的向上的外力，则机械能增加，若受到除重力以外的向下的外力，则机械能减小，若除重力外不受到外力，则机械能不变，D错误。
2．选C 游客在由A运动到B的过程中，距离水平面的高度先增加后减小，根据Ep＝mgh可知，游客的重力势能先增大后减小，重力先做负功后做正功；因A、B在同一高度，则游客在整个运动过程中重力做的总功为零。故C正确。
3．选A 小滑块恰好要滑动时，最大静摩擦力提供向心力μmg＝mRω2，所以小圆盘转动的角速度为ω＝，A点的线速度为vA＝R·ω＝，所以B点的线速度大小为vB＝vA＝，则B点的角速度为ωB＝＝ 。B、C、D错误，A正确。
4．选B 物体上升3 m过程中，由动能定理有WF－mgh＝mv2，F h图像与横坐标轴围成的“面积”表示拉力做的功，则根据题图可知WF＝40 J，代入数据解得物体上升3 m时的速度大小为v＝2 m/s，B正确。
5．选D 依题意，卫星在轨道Ⅰ上经过a点变轨进入轨道Ⅱ时属于从低轨道向高轨道变轨，做离心运动，应加速，故A错误；在轨道Ⅱ上，卫星只受万有引力作用，其机械能守恒，所以在b点的机械能等于在a点的机械能，故B错误；卫星在轨道Ⅱ上运动，a点为近地点，b为远地点，根据开普勒第二定律可知va>vb，故C错误；设轨道Ⅰ的轨道半径为r，则轨道Ⅱ的半长轴为，由开普勒第三定律，有＝，解得＝，故D正确。
6．选A 卫星b在地球的同步轨道上，所以卫星b的角速度与地球的自转角速度相等，由万有引力提供向心力，有＝mω2r，可得ω＝ ，卫星a距离地球表面的高度为R，所以卫星a的角速度ωa＝ ，设卫星a和卫星b下一次相距最近还需经过时间t，则(ωa－ω)t＝2π，解得t＝，故A正确；卫星c与卫星b的轨道相同，所以速度大小是相等的，但由于不知道它们的质量的关系，所以不能判断出卫星c的机械能是否等于卫星b的机械能，故B错误；让卫星c加速，所需的向心力增大，由于万有引力小于所需的向心力，卫星c会做离心运动，离开原轨道，所以不能与卫星b实现对接，故C错误；卫星b绕地球做匀速圆周运动，7.9 km/s是指在地球上发射的物体绕地球做圆周运动所需的最小发射速度，11.2 km/s是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，所以发射卫星b时速度要大于7.9 km/s，小于11.2 km/s，故D错误。
7．选D 剪断A、B间的绳子后，对B和C组成的系统，只有B的重力对系统做功，所以B和C组成的系统机械能守恒，故A错误；剪断A、B间的绳子后，在C的运动半径增大的过程中，绳子的拉力对C做负功，C的机械能减小，故B错误；剪断A、B间的绳子前，根据牛顿第二定律得3mg＋mg＝mC，C的动能EkC＝mCv，联立解得EkC＝2mgR，剪断A、B间的绳子后，根据牛顿第二定律得mg＝mC，C的动能EkC′＝mCvC′2，联立解得EkC′＝mgR，则绳子对小球C做的功为－mgR，故C错误，D正确。
8．选BCD 无人机在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，其合运动是匀变速曲线运动，故无人机的运动轨迹为曲线，A错误，B正确；水平方向有x＝vt，解得无人机运动的时间为t＝4 s，C正确；竖直方向有y＝at2，解得无人机的加速度大小为a＝20 m/s2，D正确。
9．选BC 由于沿斜面AB∶BC∶CD＝5∶3∶1，故三个小球竖直方向运动的位移之比为9∶4∶1，由公式h＝gt2可得，运动时间之比为3∶2∶1，故A错误；斜面上平抛的小球落在斜面上时，速度与初速度之间的夹角α满足tan α＝2tan θ，与小球抛出时的初速度大小和位置无关，故B正确；由tan α＝可知，三个小球的初速度大小之比等于运动时间之比为3∶2∶1，故C正确；三个小球的运动轨迹(抛物线)在D点相交，不会在空中相交，故D错误。
10．选BD 汽车匀加速行驶的加速度大小为a＝，根据牛顿第二定律有F－Ff＝ma，解得F＝Ff＋，汽车的额定功率为P＝Fv＝Ffv＋，故A错误；汽车匀加速运动的位移大小为x＝，克服阻力做功为W阻＝Ffx＝，故B正确；根据动能定理有W＝mv，故C错误；汽车从静止到速度最大的过程中，根据动能定理有W牵－W阻′＝mv，牵引力做功为W牵＝mv＋W阻′＝mv＋Ffvt＋s，故D正确。
11．解析：(1)因为两小球同时释放，同时落地，所以两小球下落的时间相等，即在空中运动的时间相等，故B正确；b球做自由落体运动，则竖直方向上a球做自由落体运动，两小球在竖直方向的加速度相等，故A、D正确；因为下落的高度相同，落地时两球竖直方向的速度相同，因为a球有初速度，所以a球落地的速度比b球的落地速度大，故C错误。
(2)根据题图中的几何关系可知，A点的纵坐标为5 cm，B点的纵坐标为20 cm，C点的纵坐标为45 cm，因为AB的竖直距离为yAB＝15 cm＝0.15 m，BC之间的竖直距离为yBC＝25 cm＝0.25 m，则竖直方向上，由运动学公式有yBC－yAB＝gT2，在水平方向上v0＝，竖直方向上vBy＝，则vB＝，解得vB＝2 m/s≈2.83 m/s。
答案：(1)ABD (2)2.83
12．解析：(1)B的重力势能增加，A的重力势能减少，所以A和B组成的系统在此过程中重力势能减少量为 ΔEp＝Mgh－mgh＝(M－m)gh，由运动学公式可得h＝at2,2ah＝v2，系统动能的增量为ΔEk＝(M＋m)v2，联立可得ΔEk＝。
(2)由h＝at2，可得图线斜率k＝a，由牛顿第二定律可得Mg－mg＝(M＋m)a，可得重力加速度为g＝。
(3)系统重力势能减少量大于动能增加量的原因可能是物块运动过程中受到空气阻力作用，要克服空气阻力做功；也可能滑轮不光滑，绳与滑轮间有摩擦力，需要克服摩擦力做功。
答案：(1)(M－m)gh
(2) (3)①系统克服空气阻力做功所致 ②系统存在摩擦力做功的情况
13．解析：(1)小球在水平方向上做匀速直线运动，故水平分速度不变，大小为vx＝v0cos 30°＝ m/s
当竖直方向上的分速度为零时，小球有最小速度，故有vmin＝vx＝ m/s，方向水平向右。
(2)小球竖直方向的分初速度为
vy＝v0sin 30°＝1 m/s，
设向上为正方向，在竖直方向上根据位移公式有
－h＝vyt－gt2，解得小球在空中运动的时间为
t＝ s
故小球此后在空中运动的水平位移大小为
x＝vxt＝ m。
答案：(1) m/s，方向水平向右 (2) m
14．解析：(1)轿车通过凸弧面最高点A时，由牛顿第二定律有
mg－FN1＝m
解得桥面对轿车的支持力大小FN1＝11 250 N。
(2)轿车通过凹弧面最低点B时，对轿车内的驾驶员，由牛顿第二定律有FN2－m′g＝m′
解得此时座椅对驾驶员的支持力大小为
FN2＝700 N
由牛顿第三定律可知，驾驶员对座椅的压力大小为
FN2′＝FN2＝700 N。
答案：(1)11 250 N (2)700 N
15．解析：(1)要使小钢球恰好不脱离圆弧轨道，在最高点根据牛顿第二定律有mg＝m，解得vA＝2 m/s。
(2)设小钢球在B点时的速度大小为vB，
小钢球从A到B，根据动能定理有
mg·2R＝mv－mv
在B点根据牛顿第二定律有FN－mg＝m
联立解得半圆轨道对小钢球在B位置时的支持力大小为
FN＝6 N
根据牛顿第三定律可得，小钢球在B位置对半圆轨道的压力为6 N，方向竖直向下。
(3)要使小钢球最终能落入槽中，在C点的速度至少为vC，从C到D根据平抛运动规律可得
x＝vCt
h＝gt2，解得vC＝1 m/s
假设小钢球在A点的速度恰好为2 m/s时，小钢球可运动到C点，且到达C点的速度为vC′，则从A到C由动能定理
mg·2R－μmgL＝mvC′2－mv，
解得vC′＝2 m/s＞vC
即当小钢球恰好不脱离圆轨道时，小钢球能达到C点且能平抛入槽，即此时弹簧压缩时的弹性势能有最小值，由机械能守恒定律得Ep min＝mv＋mg·2r
代入数据解得弹簧压缩时的弹性势能最小为
Ep min＝0.6 J
从C到F根据平抛运动规律可得x＋xEF＝vC″t
h＝gt2，解得vC″＝4 m/s
从O到C，由动能定理得
mg·R－μmgL＝mvC″2－mv
由能量守恒定律可得Ep max＝mv
联立解得弹簧压缩时的弹性势能最大为
Ep max＝1.2 J
所以要使小钢球最终能落入槽中，弹簧压缩时的弹性势能的取值范围为0.6 J≤Ep≤1.2 J。
答案：(1)2 m/s (2)6 N，竖直向下 (3)0.6 J≤Ep≤1.2 J
7 / 7
(本试卷满分：100分)
一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列说法正确的是( )
A．两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动
B．做圆周运动的物体受到的合力不一定指向圆心
C．一对摩擦力做功的代数和为零
D．物体竖直向上运动时，其机械能一定增加
2．孔桥(如图甲)是某风景区的标志性建筑，其模型可简化为如图乙所示。已知孔桥的拱高为h，A、B两点在同一水平面上，一游客在由A运动到B的过程中，以下说法正确的是( )
A．游客的重力势能先增大后减小，重力先做正功后做负功
B．游客的重力势能先减小后增大，重力先做负功后做正功
C．游客的重力势能先增大后减小，重力先做负功后做正功
D．游客在整个运动过程中重力做的总功不为零
3.如图所示，半径分别为R和2R的两个转盘A、B处于水平面内，两者边缘紧密接触，靠静摩擦传动，均可以绕竖直方向的转轴O1及O2转动。一个小滑块(视为质点)位于转盘A的边缘，已知滑块与转盘间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。现使转盘B的转速逐渐增大，当小滑块恰好要相对于转盘A发生相对运动时，转盘B的角速度大小为( )
A. B.
C. D．2
4.质量为1 kg的小物体在竖直向上的拉力F作用下由静止开始运动，拉力F随物体上升高度h的变化规律如图所示，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，则物体上升3 m时的速度大小为( )
A．4 m/s B．2 m/s
C．4 m/s D．2 m/s
5．如图所示，虚线Ⅰ、Ⅱ分别表示地球卫星的两条轨道，其中轨道Ⅰ为近地环绕圆轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道。起初卫星在轨道Ⅰ上运行，经过a点成功变轨进入轨道Ⅱ，b点为轨道Ⅱ的远地点，b点与地心的距离为轨道Ⅰ半径的2倍，卫星在轨道Ⅱ上运行时经过a点的速率为va，经过b点的速率为vb，则( )
A．卫星在轨道Ⅰ上经过a点变轨进入轨道Ⅱ时应减速
B．在轨道Ⅱ上，卫星在b点的机械能小于在a点的机械能
C．vb＝2va
D．卫星在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运行的周期平方之比为8∶27
6.如图所示，三颗卫星a、b、c绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，其中b、c是地球静止卫星，卫星a距离地球表面的高度为R，此时卫星a、b恰好相距最近。已知地球质量为M、半径为R，地球自转的角速度为ω，引力常量为G，则( )
A．卫星a和卫星b下一次相距最近还需经过时间t＝
B．卫星c的机械能等于卫星b的机械能
C．若要卫星c与卫星b实现对接，可让卫星c加速
D．发射卫星b时速度要大于11.2 km/s
7.如图所示，在光滑水平板的中央有一光滑的小孔，一根不可伸长的轻绳穿过小孔。绳的两端分别拴有一小球C(可视为质点)和一质量为m的物体B，在物体B的下端还悬挂有一质量为3m的物体A。使小球C在水平板上以小孔为圆心做匀速圆周运动，系统稳定时，圆周运动的半径为R。现剪断A与B之间的绳子，系统稳定后(B未与板接触)，小球以2R的半径在水平板上做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A．剪断A、B间的绳子后，B和C组成的系统机械能增加
B．剪断A、B间的绳子后，小球C的机械能不变
C．剪断A、B间的绳子后，绳子对小球C做的功为mgR
D．剪断A、B间绳子前，小球C的动能为2mgR
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8.如图所示为我国无人机“翼龙”飞行时的照片。无人机巡航时水平分速度为40 m/s，竖直分速度为0。无人机接收到动作指令后立即在竖直方向上做匀加速直线运动，在水平方向上仍以40 m/s的速度做匀速直线运动。以无人机接收到动作指令为计时起点，当无人机运动的水平位移为160 m时，其竖直位移也为160 m，关于这一过程，下列说法正确的是( )
A．无人机的运动轨迹为直线
B．无人机的运动轨迹为曲线
C．无人机运动的时间为4 s
D．无人机的加速度大小为20 m/s2
9.如图所示，倾角为θ的斜面上有A、B、C三点，现从这三点分别以不同的初速度水平抛出一小球，三个小球均落在斜面上的D点，测得AB∶BC∶CD＝5∶3∶1，由此可判断(不计空气阻力)( )
A．A、B、C处三个小球运动时间之比为1∶2∶3
B．A、B、C处三个小球落在斜面上时速度与初速度间的夹角之比为1∶1∶1
C．A、B、C处三个小球的初速度大小之比为3∶2∶1
D．A、B、C处三个小球的运动轨迹可能在空中相交
10．汽车在平直的公路上由静止开始匀加速行驶，经过时间t，速度为v时功率达到额定功率，并保持不变，之后汽车又继续行驶了距离s，达到最大速度vmax。设汽车质量为m，运动过程中所受阻力恒为Ff，则下列说法正确的是( )
A．汽车的额定功率为Ffv
B．汽车匀加速运动过程中，克服阻力做功为
C．汽车从静止开始到速度达到最大值的过程中，合力做的功为mvmax2－mv2
D．汽车从静止到速度最大的过程中，牵引力做功为mvmax2＋Ffvt＋s
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11．(7分)图甲是探究平抛运动的实验装置。用小锤击打弹性金属片后，a球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时b球被释放，做自由落体运动，观察到两球同时落地。改变小锤击打力度，两球仍然同时落地。(重力加速度g取10 m/s2)
(1)以上现象说明________。
A．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B．两小球在空中运动的时间相等
C．两小球落地时速度相等
D．两小球在竖直方向的加速度相等
(2)一同学利用频闪相机拍摄a球运动过程，经处理后得到如图乙所示的点迹图像。图中O为坐标原点，B点在两坐标线交点，坐标xB＝40 cm，yB＝20 cm，A、C点均在坐标线的中点。则平抛小球在B点处的瞬时速度大小vB＝________m/s(结果保留两位小数)。
12．(9分)某物理兴趣小组采用了如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。装置中包括一个定滑轮、细线、标尺、秒表、质量分别为M和m的物块A和B，M>m，当地重力加速度为g，细线足够长。
(1)实验开始时，用手先托住A，使A和B均保持静止。某时刻，释放A，则A加速下降，B加速上升，用标尺测出A下降的高度为h，用秒表测出A下降高度h所用的时间为t。则根据以上实验测量数据，求得A和B组成的系统在此过程中重力势能减少量为ΔEp＝______(用M、m、g、h表示)，系统动能增加量为 ΔEk＝______(用M、m、h、t表示)。
(2)经过多次实验，获取多组精确数据，做出h t2图像如图乙所示，图像斜率为k，则重力加速度为g＝________。(用M、m、k表示)
(3)经过多次实验，获取多组精确数据，经检查没有出现实验错误，却发现系统重力势能的减少量总是大于系统动能的增加量。请你给出出现这种结论的两种可能原因：①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________。
13．(11分)如图所示，气球下面用细线吊着小球，一起以v0＝2 m/s的速度斜向右上方做匀速直线运动，速度与水平方向的夹角为30°，当小球运动到离地面19.95 m高处时细线断开，不计空气阻力，重力加速度为10 m/s2。求：
(1)小球此后运动过程中最小的速度；
(2)小球此后在空中运动的水平位移大小。
14．(12分)某旅游景点有凹凸形“如意桥”，刚柔并济的造型与自然风光完美融合，如图所示。该桥由两个凸弧和一个凹弧连接而成，两个凸弧的半径R1＝40 m，最高点分别为A、C；一个凹弧的半径R2＝60 m，最低点为B，假设现有一辆包括驾驶员在内总质量m＝1 500 kg的小轿车(可视为质点)以恒定速率驶过此桥，求：(g取10 m/s2)
(1)当轿车以v＝10 m/s的速率驶过此桥，到达凸弧面最高点A时，桥面对轿车的支持力大小；
(2)当轿车以v＝10 m/s的速率驶过此桥，则轿车到达凹弧面最低点B时，车内质量m′＝60 kg的驾驶员对座椅的压力大小。
15．(15分)如图所示，将一质量为0.1 kg的小钢球放在O点，用弹射装置将其弹出，使其沿着半圆形轨道OA和AB运动，OAB是与B点相切的竖直光滑圆弧轨道，BC段为一段长为L＝2.0 m的粗糙平面，DEFG为接球槽。圆弧OA和AB的半径分别为r＝0.2 m、R＝0.4 m，小钢球与BC段的动摩擦因数μ＝0.4，C点离接球槽的高度h＝1.25 m，水平距离x＝0.5 m，接球槽宽EF的长度为1.5 m，忽略空气阻力和接球槽高度。求：(g取10 m/s2)
(1)要使小钢球恰好不脱离圆弧轨道OAB，小钢球在A点的速度vA为多大；
(2)在(1)问的情况下小钢球在B位置对半圆轨道的压力；
(3)要使小钢球最终能落入槽中，弹簧压缩时的弹性势能的取值范围。
模块综合检测(B卷)
1．选B 两个匀变速直线运动，若合加速度方向与合初速度方向相同，则合运动为匀变速直线运动，若合加速度方向与合初速度方向有夹角，则合运动为匀变速曲线运动，A错误；物体做匀速圆周运动时，合力一定指向圆心，若物体做变速圆周运动，则合力不指向圆心，B正确；一对滑动摩擦力做功的代数和为负值，C错误；物体竖直向上运动时，若受到除重力以外的向上的外力，则机械能增加，若受到除重力以外的向下的外力，则机械能减小，若除重力外不受到外力，则机械能不变，D错误。
2．选C 游客在由A运动到B的过程中，距离水平面的高度先增加后减小，根据Ep＝mgh可知，游客的重力势能先增大后减小，重力先做负功后做正功；因A、B在同一高度，则游客在整个运动过程中重力做的总功为零。故C正确。
3．选A 小滑块恰好要滑动时，最大静摩擦力提供向心力μmg＝mRω2，所以小圆盘转动的角速度为ω＝，A点的线速度为vA＝R·ω＝，所以B点的线速度大小为vB＝vA＝，则B点的角速度为ωB＝＝ 。B、C、D错误，A正确。
4．选B 物体上升3 m过程中，由动能定理有WF－mgh＝mv2，F h图像与横坐标轴围成的“面积”表示拉力做的功，则根据题图可知WF＝40 J，代入数据解得物体上升3 m时的速度大小为v＝2 m/s，B正确。
5．选D 依题意，卫星在轨道Ⅰ上经过a点变轨进入轨道Ⅱ时属于从低轨道向高轨道变轨，做离心运动，应加速，故A错误；在轨道Ⅱ上，卫星只受万有引力作用，其机械能守恒，所以在b点的机械能等于在a点的机械能，故B错误；卫星在轨道Ⅱ上运动，a点为近地点，b为远地点，根据开普勒第二定律可知va>vb，故C错误；设轨道Ⅰ的轨道半径为r，则轨道Ⅱ的半长轴为，由开普勒第三定律，有＝，解得＝，故D正确。
6．选A 卫星b在地球的同步轨道上，所以卫星b的角速度与地球的自转角速度相等，由万有引力提供向心力，有＝mω2r，可得ω＝ ，卫星a距离地球表面的高度为R，所以卫星a的角速度ωa＝ ，设卫星a和卫星b下一次相距最近还需经过时间t，则(ωa－ω)t＝2π，解得t＝，故A正确；卫星c与卫星b的轨道相同，所以速度大小是相等的，但由于不知道它们的质量的关系，所以不能判断出卫星c的机械能是否等于卫星b的机械能，故B错误；让卫星c加速，所需的向心力增大，由于万有引力小于所需的向心力，卫星c会做离心运动，离开原轨道，所以不能与卫星b实现对接，故C错误；卫星b绕地球做匀速圆周运动，7.9 km/s是指在地球上发射的物体绕地球做圆周运动所需的最小发射速度，11.2 km/s是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，所以发射卫星b时速度要大于7.9 km/s，小于11.2 km/s，故D错误。
7．选D 剪断A、B间的绳子后，对B和C组成的系统，只有B的重力对系统做功，所以B和C组成的系统机械能守恒，故A错误；剪断A、B间的绳子后，在C的运动半径增大的过程中，绳子的拉力对C做负功，C的机械能减小，故B错误；剪断A、B间的绳子前，根据牛顿第二定律得3mg＋mg＝mC，C的动能EkC＝mCv，联立解得EkC＝2mgR，剪断A、B间的绳子后，根据牛顿第二定律得mg＝mC，C的动能EkC′＝mCvC′2，联立解得EkC′＝mgR，则绳子对小球C做的功为－mgR，故C错误，D正确。
8．选BCD 无人机在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，其合运动是匀变速曲线运动，故无人机的运动轨迹为曲线，A错误，B正确；水平方向有x＝vt，解得无人机运动的时间为t＝4 s，C正确；竖直方向有y＝at2，解得无人机的加速度大小为a＝20 m/s2，D正确。
9．选BC 由于沿斜面AB∶BC∶CD＝5∶3∶1，故三个小球竖直方向运动的位移之比为9∶4∶1，由公式h＝gt2可得，运动时间之比为3∶2∶1，故A错误；斜面上平抛的小球落在斜面上时，速度与初速度之间的夹角α满足tan α＝2tan θ，与小球抛出时的初速度大小和位置无关，故B正确；由tan α＝可知，三个小球的初速度大小之比等于运动时间之比为3∶2∶1，故C正确；三个小球的运动轨迹(抛物线)在D点相交，不会在空中相交，故D错误。
10．选BD 汽车匀加速行驶的加速度大小为a＝，根据牛顿第二定律有F－Ff＝ma，解得F＝Ff＋，汽车的额定功率为P＝Fv＝Ffv＋，故A错误；汽车匀加速运动的位移大小为x＝，克服阻力做功为W阻＝Ffx＝，故B正确；根据动能定理有W＝mv，故C错误；汽车从静止到速度最大的过程中，根据动能定理有W牵－W阻′＝mv，牵引力做功为W牵＝mv＋W阻′＝mv＋Ffvt＋s，故D正确。
11．解析：(1)因为两小球同时释放，同时落地，所以两小球下落的时间相等，即在空中运动的时间相等，故B正确；b球做自由落体运动，则竖直方向上a球做自由落体运动，两小球在竖直方向的加速度相等，故A、D正确；因为下落的高度相同，落地时两球竖直方向的速度相同，因为a球有初速度，所以a球落地的速度比b球的落地速度大，故C错误。
(2)根据题图中的几何关系可知，A点的纵坐标为5 cm，B点的纵坐标为20 cm，C点的纵坐标为45 cm，因为AB的竖直距离为yAB＝15 cm＝0.15 m，BC之间的竖直距离为yBC＝25 cm＝0.25 m，则竖直方向上，由运动学公式有yBC－yAB＝gT2，在水平方向上v0＝，竖直方向上vBy＝，则vB＝，解得vB＝2 m/s≈2.83 m/s。
答案：(1)ABD (2)2.83
12．解析：(1)B的重力势能增加，A的重力势能减少，所以A和B组成的系统在此过程中重力势能减少量为 ΔEp＝Mgh－mgh＝(M－m)gh，由运动学公式可得h＝at2,2ah＝v2，系统动能的增量为ΔEk＝(M＋m)v2，联立可得ΔEk＝。
(2)由h＝at2，可得图线斜率k＝a，由牛顿第二定律可得Mg－mg＝(M＋m)a，可得重力加速度为g＝。
(3)系统重力势能减少量大于动能增加量的原因可能是物块运动过程中受到空气阻力作用，要克服空气阻力做功；也可能滑轮不光滑，绳与滑轮间有摩擦力，需要克服摩擦力做功。
答案：(1)(M－m)gh
(2) (3)①系统克服空气阻力做功所致 ②系统存在摩擦力做功的情况
13．解析：(1)小球在水平方向上做匀速直线运动，故水平分速度不变，大小为vx＝v0cos 30°＝ m/s
当竖直方向上的分速度为零时，小球有最小速度，故有vmin＝vx＝ m/s，方向水平向右。
(2)小球竖直方向的分初速度为
vy＝v0sin 30°＝1 m/s，
设向上为正方向，在竖直方向上根据位移公式有
－h＝vyt－gt2，解得小球在空中运动的时间为
t＝ s
故小球此后在空中运动的水平位移大小为
x＝vxt＝ m。
答案：(1) m/s，方向水平向右 (2) m
14．解析：(1)轿车通过凸弧面最高点A时，由牛顿第二定律有
mg－FN1＝m
解得桥面对轿车的支持力大小FN1＝11 250 N。
(2)轿车通过凹弧面最低点B时，对轿车内的驾驶员，由牛顿第二定律有FN2－m′g＝m′
解得此时座椅对驾驶员的支持力大小为
FN2＝700 N
由牛顿第三定律可知，驾驶员对座椅的压力大小为
FN2′＝FN2＝700 N。
答案：(1)11 250 N (2)700 N
15．解析：(1)要使小钢球恰好不脱离圆弧轨道，在最高点根据牛顿第二定律有mg＝m，解得vA＝2 m/s。
(2)设小钢球在B点时的速度大小为vB，
小钢球从A到B，根据动能定理有
mg·2R＝mv－mv
在B点根据牛顿第二定律有FN－mg＝m
联立解得半圆轨道对小钢球在B位置时的支持力大小为
FN＝6 N
根据牛顿第三定律可得，小钢球在B位置对半圆轨道的压力为6 N，方向竖直向下。
(3)要使小钢球最终能落入槽中，在C点的速度至少为vC，从C到D根据平抛运动规律可得
x＝vCt
h＝gt2，解得vC＝1 m/s
假设小钢球在A点的速度恰好为2 m/s时，小钢球可运动到C点，且到达C点的速度为vC′，则从A到C由动能定理
mg·2R－μmgL＝mvC′2－mv，
解得vC′＝2 m/s＞vC
即当小钢球恰好不脱离圆轨道时，小钢球能达到C点且能平抛入槽，即此时弹簧压缩时的弹性势能有最小值，由机械能守恒定律得Ep min＝mv＋mg·2r
代入数据解得弹簧压缩时的弹性势能最小为
Ep min＝0.6 J
从C到F根据平抛运动规律可得x＋xEF＝vC″t
h＝gt2，解得vC″＝4 m/s
从O到C，由动能定理得
mg·R－μmgL＝mvC″2－mv
由能量守恒定律可得Ep max＝mv
联立解得弹簧压缩时的弹性势能最大为
Ep max＝1.2 J
所以要使小钢球最终能落入槽中，弹簧压缩时的弹性势能的取值范围为0.6 J≤Ep≤1.2 J。
答案：(1)2 m/s (2)6 N，竖直向下 (3)0.6 J≤Ep≤1.2 J
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