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模块综合检测
(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.漂泊信天翁翼展达3.5 m，生活在南大洋，一生有十分之九的时间生活在海上，它常利用西风从西向东做长距离的飞行，10个月飞行1.5万公里。据以上信息判断，下列说法正确的是(　　)
A．信息中的“10个月”指的时刻
B．信息中的“1.5万公里”指的是位移
C．研究信天翁在做长距离飞行时的路线，可以将信天翁视为质点
D．动物学家在研究信天翁的飞翔姿态时，可以将信天翁视为质点
2.在足球运动中，足球入网如图所示，则(　　)
A．踢香蕉球时足球可视为质点
B．足球在飞行和触网时惯性不变
C．足球在飞行时受到脚的作用力和重力
D．触网时足球对网的力大于网对足球的力
3．70 kg的小刚和60 kg的小明一起乘坐公交车去公园游玩，关于一些现象，下面说法正确的是(　　)
A．以公交车为参考系时，小明认为自己在动
B．公交车行驶过程中，小刚看到边上的汽车在往后退，此时公交车和汽车的运动方向一定不同
C．公交车加速时，小明和小刚都向后仰，但是他们两个的惯性不一样大
D．公交车拐弯时，他们都会往外甩；公交车匀速前进时，感觉平稳，说明拐弯时具有惯性，匀速时不具有惯性
4．如图所示，水平桌面上有质量为M的木块和质量为m的轻纸盒，M＞m。现在某同学用嘴吹这两个物体，木块保持了静止状态，而纸盒被吹动了，如果两次吹的力等大，则下列说法正确的是(　　)
A．因为木块的惯性大，使木块保持了原来的静止状态
B．气流对木块的作用力小于木块受到的摩擦力，所以木块保持了静止状态
C．气流对纸盒的作用力大于纸盒对气流的作用力，所以纸盒动了
D．吹气过程中木块受到的摩擦力大于纸盒受到的摩擦力
5.如图所示为某质点做直线运动的加速度与时间的关系图像，其中t＝0时刻，质点的速度为零。下列说法正确的是(　　)
A．在2～4 s内，质点做匀变速直线运动
B．在0～6 s内，质点在t＝2 s时刻速度最大
C．在0～6 s内，质点在t＝4 s时刻离出发点最远
D．在t＝2 s和t＝6 s时，质点速度相同
6.一很深的圆筒形容器，开口端是漏斗，筒和漏斗总质量为M，漏斗中盛有质量为m的细砂，漏斗口关闭；整个装置在弹簧秤上，如图。当打开漏斗口后，细砂将落向容器底部并最终全部堆积在底部。从细砂开始下落到全部堆积在容器底部的过程中弹簧秤的示数(　　)
A．始终为(M＋m)g
B．不会大于(M＋m)g
C．不会小于(M＋m)g
D．有时小于(M＋m)g，有时大于(M＋m)g，有时等于(M＋m)g
7.如图，是位于运载火箭顶部的逃逸塔，塔身外侧对称分布四个喷口朝向斜下方的逃逸主发动机。每个主发动机产生的推力大小为F，其方向与逃逸塔身夹角为θ。四个主发动机同时工作时，逃逸塔获得的推力大小为(　　)
A．4F　　　　　 B．4Fsin θ
C．4Fcos θ D．Fsin θ
8.如图所示，在竖直平面的固定光滑轨道的最高点有一个光滑的小孔，质量为m的小环套在圆轨道上，用细线通过小孔系在环上，缓慢拉动细线，使环沿轨道上移，在移动过程中拉力F和轨道对小环的作用力FN的大小变化情况是(　　)
A．F不变，FN增大　　 B．F不变，FN不变
C．F减小，FN不变 D．F增大，FN增大
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，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
9．一个物体做变速直线运动，物体的加速度(方向不变)大小从某一值逐渐减小到零，则在此过程中，关于该物体的运动情况的说法可能正确的是(　　)
A．物体速度不断增大，加速度减小到零时，物体速度最大
B．物体速度不断减小，加速度减小到零时，物体速度为零
C．物体速度减小到零后，反向加速再匀速运动
D．物体速度不断增大，然后逐渐减小
10.如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面下降到最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，则运动员(　　)
A．在第一过程中始终处于失重状态
B．在第二过程中始终处于超重状态
C．在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态
D．在第二过程中先处于超重状态，后处于失重状态
11．如图，质量为2m的光滑圆球B紧靠竖直墙壁置于光滑水平地面上，质量为m的均匀圆球A用一定长度的轻质细绳悬挂于竖直墙壁上的P点，O1、O2为两球的球心，平衡时PO2与竖直方向的夹角θ＝53°，且两球心的连线与PO2恰好垂直，已知重力加速度为g，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。下列说法正确的是(　　)
A．细绳对A球的拉力大小为mg
B．A球对B球的压力大小为mg
C．B球对墙面的压力大小为mg
D．B球对地面的压力大小为mg
12．如图甲为某高速公路出口的ETC通道示意图。一汽车驶入通道，到达O点的速度v0＝22 m/s，此时开始减速，到达M点时速度减至v1＝6 m/s，并以6 m/s的速度匀速通过MN，汽车从O点运动到N点共用时10 s，v t图像如图乙所示，则下列计算正确的是(　　)
A．汽车做减速运动的加速度大小a＝4 m/s2
B．汽车在O、M间中点的速度为14 m/s
C．O、M间的距离为56 m
D．汽车在ON段的平均速度大小为9.2 m/s
三、非选择题(本题共5小题，共60分)
13.(6分)用图(a)所示的实验装置测量重力加速度。在竖直杆上装有两个光电门A和B，用直尺测量光电门之间的距离h，用光电门计时器测量小球从光电门A到B的时间t。
实验中某同学采用固定光电门B的位置，改变光电门A的位置进行多次测量，表中给出了测量数据。数据处理后作出函数图像，如图(b)。
h/m 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400
t/s 0.076 0.120 0.168 0.220 0.283 0.368
(1)请补充图(b)中纵坐标的物理量________。
A．小球在光电门A处的速度vA
B．小球在光电门B处的速度vB
C．小球在任意位置的速度
D．小球在A、B间的平均速度
(2)写出图(b)中直线的函数关系式__________(用h、t、g、vB表示)。
(3)由图(b)计算出直线斜率的值为－4.889，则测得的重力加速度为________m/s2(保留3位有效数字)。
14.(8分)如图1所示是“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置。
(1)该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们采用的研究方法是________。
A．放大法　　B．控制变量法　　C．补偿法
(2)该实验过程中操作正确的是________。
A．补偿阻力时小车未连接纸带
B．先接通打点计时器电源，后释放小车
C．调节滑轮高度使细绳与水平桌面平行
(3)在小车质量________(选填“远大于”或“远小于”)槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差为__________(选填“偶然误差”或“系统误差”)。为减小此误差，下列可行的方案是________。
A．用气垫导轨代替普通导轨，滑块代替小车
B．在小车上加装遮光条，用光电计时系统代替打点计时器
C．在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小
(4)经正确操作后获得一条如图2所示的纸带，建立以计数点0为坐标原点的x轴，各计数点的位置坐标分别为0、x1、…、x6。已知打点计时器的打点周期为T，则打计数点5时小车速度的表达式v＝________；小车加速度的表达式是________。
A．a＝
B．a＝
C．a＝
15.(14分)某跳伞运动员在一次跳伞表演中，离开距地h＝224 m高的悬停直升机后，先做自由落体运动，当自由下落一段时间后打开降落伞，伞张开后做匀减速运动，其加速度大小a＝12.5 m/s2，运动员到达地面时速度v＝5 m/s，重力加速度g取10 m/s2。
(1)运动员打开降落伞时速度多大；
(2)运动员离开飞机后，经过多少时间才能到达地面。
16.(16分)如图所示，在倾角为θ的玻璃棚上放有一质量为m的物体A，连接在竖直墙壁上O点的细绳拴住物体A起保护作用，细绳质量不计，与玻璃棚的夹角为α，且刚好伸直(拉力为0)，重力加速度为g。则：
(1)求物体A受到的摩擦力f1；
(2)若由于下雨等因素导致物体A与玻璃棚之间的动摩擦因数减小为μ，导致细绳张紧且物体A受到的静摩擦力达到最大，求此时细绳上拉力的大小T及物体所受摩擦力的大小f2(已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。
17.(16分)假设在发射火箭过程中，首先由火箭助推器提供推力，使火箭上升到30 km高空时，速度达到1.2 km/s，然后助推器脱落，向上减速运动后落回地面进行回收。火箭助推器运动过程中所受地球引力可视为不变，且等于在地球表面时的重力，助推器脱落后运动过程中，受到的阻力大小恒为助推器重力的0.2，g取10 m/s2，求：
(1)助推器能上升到距离地面的最大高度；
(2)助推器落回地面的速度大小和助推器从脱落到落回地面经历的时间。
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1．选C　“10个月”指的是时间间隔，故A错误；“1.5万公里”指的是路程，故B错误；研究信天翁在做长距离飞行时的路线，可以忽略信天翁的大小，能将信天翁视为质点，故C正确；动物学家在研究信天翁的飞翔姿态时，不能忽略信天翁的大小，不可以将信天翁视为质点，故D错误。
2．选B　在踢香蕉球时，需要考虑踢在足球上的位置与角度以及足球的转动和空气阻力，所以不可以把足球看作质点，故A错误；惯性只与质量有关，足球在飞行和触网时质量不变，则惯性不变，故B正确；足球在飞行时脚已经离开足球，故只受重力和空气阻力，故C错误；触网时足球对网的力与网对足球的力是相互作用力，大小相等，故D错误。
3．选C　以公交车为参考系时，小明和公交车之间没有相对位置的变化，所以他是静止的，故A错误；公交车行驶过程中，小刚看到边上的汽车在往后退，说明速度方向相同时公交车的速度比汽车的快，或者路边的汽车是静止的，故B错误；小明和小刚的体重不同，所以他们两个的惯性不一样大，故C正确；惯性是物体的固有属性，物体有质量，就有惯性，公交车匀速前进时，惯性使两人的运动状态与公共汽车保持一致，所以感觉平稳，并不是没有惯性，故D错误。
4．选D　木块静止不动，是因为气流对木块的作用力小于木块与桌面间的最大静摩擦力，与惯性大小无关，故A错误；木块静止不动，则气流对木块的作用力等于木块受到的摩擦力，故B错误；气流对纸盒的作用力与纸盒对气流的作用力为相互作用力，大小相等，方向相反，故C错误；对木块研究，木块静止，可知F＝f静，对纸盒研究，纸盒运动，可知F＞f静m＞f滑，则吹气过程中木块受到的摩擦力大于纸盒受到的摩擦力，故D正确。
5．选D　在2～4 s内，质点的加速度不断变化，质点做的不是匀变速直线运动，选项A错误；0～4 s，质点做加速运动，4～6 s质点做减速运动，质点在t＝4 s时刻速度最大，选项B错误；因a t图像的“面积”表示速度的变化，因初速度为零，则a t图像的“面积”表示某时刻的速度值，则在6 s末速度为正，在0～6 s内，质点速度方向一直没有改变，质点在t＝6 s时刻离出发点最远，选项C错误；因a t图像的“面积”表示速度的变化，从2 s到6 s，质点速度变化量为零，所以在t＝2 s和t＝6 s时，质点速度相同，选项D正确。
6．选D　根据题意可知，在细砂落下过程中，开始时细砂具有向下的加速度，细砂处于失重状态，此时压力小于重力；而细砂最后在接触容器底部的过程中做减速运动，此时处于超重状态，而中间过程以及细砂全部堆积时，不超重也不失重；所以整个过程中，弹簧秤的示数有时小于(M＋m)g，有时大于(M＋m)g，有时等于(M＋m)g，故选D。
7．选C　发动机产生的推力分解如图所示，四个主发动机同时工作时，由牛顿第三定律及力的合成知识可知逃逸塔获得的推力大小为F推＝4Fcos θ，选项C正确。
8．选C　小环沿轨道缓慢上移可看作受力平衡，对小环进行受力分析，受力情况如图所示。由图可知△OAB∽△GF′A，则有＝＝，当A点上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，FN不变，故选C。
9．选ABC　物体做变速直线运动，若速度方向与加速度方向相同，加速度逐渐减小，速度不断增大，当加速度减小到零时，速度达到最大，而后做匀速直线运动，A正确；若速度方向与加速度方向相反，加速度逐渐减小，速度不断减小，当加速度减小到零时，物体速度可能恰好为零，也可能当速度减为零时，加速度不为零，然后物体反向做加速直线运动，加速度等于零后，物体做匀速运动，B、C正确；物体的速度不断增大，说明加速度方向和速度方向一样，在加速度减小到零的过程中，不可能出现速度减小的情况，D错误。
10．选CD　运动员刚接触床面时，重力大于弹力，运动员向下做加速运动，运动员处于失重状态；当弹力增大到等于重力时速度最大；继续下降，弹力大于重力，向下做减速运动，运动员处于超重状态，即在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态，A错误，C正确；在第二过程中运动员先向上加速运动，处于超重状态，后向上减速运动，处于失重状态，B错误，D正确。
11.选BC　对两球进行受力分析，如图。细绳对A球的拉力F2＝mgcos 53°＝mg，故A项错误；A球处于平衡状态，则B球对A球的支持力F1＝mgsin 53°＝mg，根据牛顿第三定律，即A球对B球的压力大小为mg，故B项正确；墙面对B球的弹力F4＝F1′cos 53°＝F1cos 53°＝mg×0.6＝mg，即B球对墙面的压力大小为mg，故C项正确；地面对B球的支持力F3＝2mg＋F1′sin θ＝2mg＋mg×0.8＝mg，即B球对地面的压力大小为mg，故D项错误。
12．选ACD　根据v t图线可知，汽车做减速运动的加速度大小a＝＝ m/s2＝4 m/s2，故A项正确；根据v t图线与时间轴围成的面积表示位移知，OM的距离s＝×(6＋22)×4 m＝56 m，故C项正确；设汽车在OM中点的速度为v′，根据速度位移公式有v′2－v02＝－2a，解得v′＝ m/s，故B项错误；根据v t图线与时间轴围成的面积表示位移知，ON段的位移s′＝56 m＋6×6 m＝92 m，则汽车在ON段的平均速度大小＝＝ m/s＝9.2 m/s，故D项正确。
13．解析：(1)小球做自由落体运动，则小球从A到B的过程有h＝vBt－gt2，整理得＝＝vB－gt，题图(b)中纵坐标的物理量为小球在A、B间的平均速度。故选D。
(2)由上述分析可知题图(b)中直线的函数关系式为＝vB－gt。
(3)直线斜率的值为k＝－g＝－4.889，则测得的重力加速度为g≈9.78 m/s2。
答案：(1)D　(2)＝vB－gt　(3)9.78
14．解析：(1)该实验中同时研究三个物理量间关系是很困难的，因此我们可以控制其中一个物理量不变，研究另外两个物理量之间的关系，即采用控制变量法。故选B。
(2)补偿阻力时小车需要连接纸带，一方面是需要连同纸带所受的阻力一并平衡，另外一方面是通过纸带上的点间距判断小车是否在长木板上做匀速直线运动，故A错误；由于小车速度较快，且运动距离有限，打出的纸带长度也有限，为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车，故B正确；为使小车所受拉力与速度同向，应调节滑轮高度使细绳与长木板平行，故C错误。
(3)设小车质量为M，槽码质量为m。对小车和槽码根据牛顿第二定律分别有F＝Ma，mg－F＝ma，联立解得F＝＝，可知在小车质量远大于槽码质量时，可以认为细绳拉力近似等于槽码的重力。上述做法引起的误差是由于实验方法或原理不完善造成的，属于系统误差。该误差是将细绳拉力用槽码重力近似替代所引入的，不是由于小车与木板间存在阻力(实验中已经补偿了阻力)或是速度测量精度低造成的，为减小此误差，可在小车与细绳之间加装力传感器，测出小车所受拉力大小。故选C。
(4)相邻两计数点间的时间间隔为t＝5T，打计数点5时小车速度的表达式为v＝＝。根据逐差法可得小车加速度的表达式是a＝＝，故选A。
答案：(1)B　(2)B　(3)远大于　系统误差　C　(4)　A
15．解析：(1)由自由落体运动规律可得v12＝2gh1
打开降落伞做减速运动时，由运动学公式得v2－v12＝－2ah2
又由于h1＋h2＝h，解得v1＝50 m/s。
(2)由自由落体运动规律可得v1＝gt1，解得t1＝5 s
运动员减速过程，由匀变速直线运动规律可得t2＝＝3.6 s
解得t＝t1＋t2＝8.6 s。
答案：(1)50 m/s　(2)8.6 s
16．解析：(1)如图所示，沿斜面方向和垂直斜面方向建立平面直角坐标系
此时物体处于静止状态，即受到的是静摩擦力，而且受到绳子的拉力为0。有f1＝Gx＝mgsin θ
方向沿斜面向上。
(2)在x方向f2＋Tcos α－mgsin θ＝0
在y方向Tsin α＋FN－mgcos θ＝0
根据滑动摩擦力与最大静摩擦力相等有f2＝μFN
由以上三个方程解得：T＝，
f2＝。
答案：(1)mgsin θ，方向沿斜面向上
(2)　
17．解析：(1)火箭加速上升的高度h1＝3×104 m，助推器脱落时的速度v1＝1.2×103 m/s，助推器脱落后向上做减速运动，f＝0.2mg，根据牛顿第二定律和运动学公式有
mg＋f＝ma1，v12＝2a1h2，v1＝a1t1
解得h2＝6×104 m，t1＝100 s
助推器上升的最大高度为h＝h1＋h2＝9×104 m。
(2)助推器从最高点下落过程中，根据牛顿第二定律和运动学公式有mg－f＝ma2，v22＝2a2h，v2＝a2t2
解得v2＝1 200 m/s，t2＝150 s
助推器从脱离到落地经历的时间t＝t1＋t2＝250 s。
答案：(1)9×104 m　(2)1 200 m/s　250 s
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