模块综合测试
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,有的只有一个 选项正确,有的有多个选项正确,全选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分) 1.自由下落的物体,其动能与位移的关系如图所示,则图中直线的斜率表示该物体的( )
A.质量 B.机械能 C.重力大小 D.重力加速度
解析:根据机械能守恒定律有 E =mgh,显然 E -h图象的斜率表示物体重力大小 mg,所以选项C 正确。 答案:C
2.一个物体在三个共点力 F 、F 、F 作用下做匀速直线运动。现保持 F 、F 不变,不改变 F 的
大小,只将 F 的方向顺时针转过60 ? 后,下列说法中正确的是( A.力 F 一定对物体做负功
B.物体的动能一定变化
C.物体一定做匀变速曲线运动 D.物体可能做匀变速直线运动
解析:因为物体可能沿任意方向运动 ,所以力 F 与速度方向关系不确定 ,无法判断做功正负 ,选项
A错误;因为合外力恒定,合外力方向不可能始终垂直于速度方向,所以物体的合外力一定做功, 动能一定变化,选项B正确;将 F 的方向顺时针转过60 ? 后,物体所受合外力不变 ,加速度不变, 物体做匀变速运动,既可能是匀变速曲线运动,也可能是匀变速直线运动,选项C错误,D正确。 答案:BD
3.游乐场内两支玩具枪在同一位置先后沿水平方向各射出一颗子弹 ,打在远处的同一个靶上 ,A
为甲枪子弹留下的弹孔 ,B为乙枪子弹留下的弹孔 ,两弹孔在竖直方向上相距高度为 h,如图所 示,不计空气阻力。关于两枪射出的子弹初速度大小,下列判断正确的是( )
3
3
3
3
1
2
3
1
2
3
K
K
)
A.甲枪射出的子弹初速度较大 B.乙枪射出的子弹初速度较大
C.甲、乙两枪射出的子弹初速度一样大
D.无法比较甲、乙两枪射出的子弹初速度的大小
解析:两子弹均做平抛运动,它们的运动时间由下落高度决定,根据公式 t ?
2h g
可知,乙枪射出的
子弹下落高度较大,所以其做平抛运动的时间较长,即 t ? t ? 又因为它们沿水平方向上的位 移相等,即 v t ? v t ? 所以 v ? v ? 即甲枪射出的子弹初速度较大,选项A正确。
甲 甲
乙 乙
甲
乙
乙
甲
答案:A
4.某学生在体育场上抛出铅球,其运动轨迹如图所示。已知在B点时的速度与加速度相互垂直,则
下列说法中正确 的是 ( )
A.D点的速率比C点的速率大
B.D点的加速度比C点的加速度大 C.从B到D加速度与速度始终垂直
D.从B到D加速度与速度的夹角先增大后减小
解析:铅球做斜抛运动,满足机械能守恒定律,可知,D点的速率比C点的速率大,选项A正确;铅球只
受重力作用 ,加速度等于重力加速度 ,即大小恒定不变 ,方向始终竖直向下 ,所以D点的加速度 与C点的加速度相等;从B到D加速度与速度的夹角逐渐减小,所以选项B、C、D错误。 答案:A
5.”飞车走壁”杂技表演比较受青少年的喜爱 ,这项运动由杂技演员驾驶摩托车 ,简化后的模型如
图所示,表演者沿表演台的侧壁做匀速圆周运动。若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变 , 摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零 ,轨道平面离地面的高度为H,侧壁倾斜角 度 ? 不变,则下列说法中正确的是( )
A.摩托车做圆周运动的H越高,向心力越大 B.摩托车做圆周运动的H越高,线速度越大
C.摩托车做圆周运动的H越高,向心力做功随高度H不变 D.摩托车对侧壁的压力随高度H变大而减小
解析:选取杂技演员和摩托车组成的系统为研究对象 ,系统做圆周运动时 ,只受到重力和侧壁 对摩托车的弹力的作用,根据系统在竖直方向上合力为零可知,摩托车对侧壁的压力恒定不变, 即与高度H无关,系统受到的合力沿水平方向指向圆心 ,即提供向心力,显然,向心力也不变,选
项A、 错误;摩托车做圆周运动的H越高,轨道半径越大,根据向心力公式 F ?mv 2 可知,向心力 DF恒定,轨道半径r越大时,线速度 v ?
r
Fr
m
越大,所以选项B正确;由于向心力时刻与速度方向垂
直,所以向心力不做功,选项C正确。 答案:BC
6.如图所示,一物体m在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直
线运动,经时间t力F做功为60 J,此后撤去恒力F,物体又经t时间回到出发点,若以地面为零势能 点,则下列说法正确的是( )
A.物体回到出发点时的动能是60 J B.开始时物体所受的恒力F=2mgsin? C.撤去力F时,物体的重力势能是45 J
D.动能与势能相同的位置在撤去力F之前的某位置
解析:根据动能定理 ,选项A说法正确 ;设开始时的加速度大小为 a ? 撤去力 F后的加速度大小
为 a ? 根据运动学规律有 1 a t 2 ? a t 2 ? 1 a t 2 ? 0? 可得 3a ? a ? 前后两个过程对物体受力 分 析 并 根 据 牛 顿 第 二 定 律 有 F-mgsin ? ? ma ? mg sin ? ? ma ? 联 立 以 上 各 式 , 可 得
2
2 1
1
2
2
1
1 2
F ? 4 mg sin ? ? B说法错误;撤去力F时,物体的速度大小为 v ? a t? 设此时物体的重力势能是
3 1 1
E p,回到出发点时物体的速度大小为 v ? | a t ? a t | ? 2a t ? 2v ? 又此时物体的动能是 60
J,所以 1 mv 2 ? 4 ? 1 mv 2 ? 60 J ? 1 mv 2 ? 15 J,在撤去力F以后的过程中 ,对物块运用机械能 守恒定律有 E p+ 1 mv 2 ? 1 mv 2 ? 可得 E p=45 J, 所以C说法正确;整个过程中,物体的机械能大 小为60 J,所以当势能等于30 J时,动能与势能相同,此位置要低于撤去力时物体的高度,所以该 位置出现在撤去力F之前的某位置,D说法正确。 答案:ACD
7.2011年12月美国宇航局发布声明宣布 ,通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外第一颗类
似地球的、可适合居住的行星。该行星被命名为开普勒-22b(Kepler—22b),距离地球约600光 年之遥,体积是地球的2.4倍。这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行 星,它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一圈。若行星开普勒 —22b绕恒星做圆运动 的轨道半径可测量,万有引力常量G已知。根据以上数据可以估算的物理 量有 ( ) A.行星的质量 B.行星的密度 C.恒星的质量 D.恒星的密度
解析 : 已知围绕该恒星的做圆周运动的一颗卫星的公转周期 T 和轨道半径 r, 可以利用公式
2
1
2
2
2
2
2
1
2
1
}rm
1 2
2 1 2 1 1
M ? 4?2r3 计算该恒星的质量,只有C正确。
答案:C
8.我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建立空间站,如图所示,关闭动力的航天飞机在月球
引力的作用下沿椭圆轨道向月球靠近,并将与空间站在B处对接,已知空间站绕月轨道半径为r, 运动周期为T,万有引力常量为G,下列说法正确的是( )
GT 2
A.图中航天飞机飞向B处的过程中,月球引力做正功 B.航天飞机在B处由椭圆轨道可直接进入空间站轨道 C.根据题中条件可算出月球的质量
D.根据题中条件可算出空间站所受月球引力的大小
解析:图中航天飞机飞向B处的过程中,月球引力指向月心,与航天飞机运行速度方向间的夹角 为锐角,所以引力做正功,选项A正确;航天飞机需要在B处先减速才能由椭圆轨道进入空间站
人教版高中物理(必修2)综合测试卷 (解析版)
