1、1模块综合检测(时间：60 分钟 分值：100 分)一、单项选择题(本题共 5 小题，每小题 6 分，共 30 分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)12017 年 12 月 29 日，中国首个快堆核电示范工程在福建霞浦开工建设 “快堆”核反应进程依次为： U U Np Pu，下列说法正确的是( )23892 23992 2399 23994A. U 和 U 是同位素，其原子核内中子数相同23892 23992B. U 和 U 发生了 衰变23892 23992C. U 变为 U 发生了 衰变23892 23992D1 g U 经过一个半衰期， U 原子核数目变为原来的一半23992
2、23992答案：D2.如图所示，竖直平面内固定着一个光滑圆环，中央有孔的小球 P 和 K 套在环上，两小球由伸直的轻细绳连接，它们恰好能保持静止状态已知 K 的质量为 m， O、 K 连线水平，P、 K 连线与水平线夹角为 30.重力加速度为 g，则( )A细绳对 K 球的拉力大小为 mgB细绳对 K 球的拉力大小为 2mgC P 球的质量为 mD P 球的质量为 m2解析：选 B.本题考查平行四边形定则及物体的平衡分析 K 球受力情况，有 FTsin 30 mg，得FT2 mg，A 项错误，B 项正确；分析 P 球受力情况，并作力的平行四边形，如图所示由几何关系得 mPg FT2 mg，C、
3、D 项错误3.如图所示，斜面体 A 上的物块 P，用平行于斜面体的轻弹簧拴接在挡板 B 上，在物块 P 上施加水平向右的推力 F，整个系统处于静止状态，下列说法正确的是 ( )2A物块 P 与斜面之间一定存在摩擦力B轻弹簧一定被拉长C地面对斜面体 A 一定存在摩擦力D若增大推力 F，则弹簧弹力一定减小解析：选 C.若物块 P 受到弹簧的弹力与物块的重力及推力 F、支持力平衡，则不受摩擦力，选项 A 错误；若物块 P 受到支持力与物块的重力及推力 F 三力平衡，则无弹簧弹力，选项 B 错误；物块 P、斜面 A 及弹簧相对静止，可看成一整体，受到的水平面的摩擦力大小等于推力 F，选项 C 正确；增
4、大推力 F，因为不确定弹簧的初始状态及物块 P 是否受静摩擦力，增大推力 F 弹簧弹力减小、不变或者增大都有可能，选项 D 错误42017 年国际雪联单板滑雪 U 形池世锦赛决赛在西班牙内华达山收官，女子决赛中，中国选手蔡雪桐以 90.75 分高居第一，成功卫冕如图所示，单板滑雪 U 形池场地可简化为固定在竖直面内的半圆形轨道场地，雪面不同曲面处的动摩擦因数不同因摩擦作用，滑雪运动员从半圆形场地的坡顶下滑到坡底的过程中速率不变，则( )A运动员下滑的过程中加速度不变B运动员下滑的过程所受合力恒定不变C运动员下滑过程中与雪面的动摩擦因数变小D运动员滑到最低点时所受重力的瞬时功率达到最大解析：选
5、C.本题考查圆周运动与受力分析运动员下滑过程中加速度始终指向圆心，方向不断变化，A 项错误；由牛顿第二定律可知，合力方向也不断变化，B 项错误；运动员下滑过程中受力情况如图所示，滑动摩擦力 Ff F N mgcos ，由牛顿第二定律和圆周运动知识，有 FN mgsin m ，联立解得 mgcos (mgsin m )，则运动员下滑过程中与v2R v2R雪面的动摩擦因数变小，C 项正确；运动员滑到最低点时重力方向与速度方向垂直，此时重力的瞬时功率为零，D 项错误5为探究人在运动过程中脚底在接触地面瞬间受到的冲击力问题，实验小组的同学利用落锤冲击地面的方式进行实验，即通过一定质量的重物从某一高度自
6、由下落冲击地面来模拟人体落地时的情况重物与地面的形变很小，可忽略不计 g 取 10 m/s2.表中为一次实验过程中的相关数据根据实验数据可知( )3重物 (包括传感器)的质量 m/kg 8.5重物下落高度 H/cm 45重物反弹高度 h/cm 20最大冲击力 Fm/N 850重物与地面接触时间 t/s 0.1A.重物受到地面的最大冲击力时的加速度大小为 100 m/s2 B重物与地面接触前瞬时的速度大小为 2 m/sC重物离开地面瞬时的速度大小为 3 m/sD在重物与地面接触的过程中，重物受到的地面施加的平均作用力是重物所受重力的6 倍解析：选 D.本题考查牛顿运动定律、动能定理、动量定理等知
7、识点，设重物受到最大冲击力时加速度的大小为 a，由牛顿第二定律有 a ，解得 a90 m/s2，A 项错误；Fm mgm重物在空中运动过程中，由动能定理 mgH mv2，可得重物与地面接触前瞬时的速度大小12v1 3 m/s，B 项错误；重物离开地面瞬时的速度大小 v2 2 m/s，C 项错误；2gH 2gh重物与地面接触过程中，设重物受到的平均作用力大小为 F，选取竖直向上为正方向，由动量定理有( F mg)t mv2 m( v1)，解得 F510 N，由 6，D 项正确Fmg 51085二、多项选择题(本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题
8、目要求，全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有错选或不答的得 0分)6有 a、 b、 c、 d 四颗地球卫星， a 还未发射，在赤道表面上随地球一起转动， b 是近地轨道卫星， c 是地球同步卫星， d 是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则( )A a 的向心加速度小于重力加速度 g， c 的向心加速度大于 d 的向心加速度B在相同时间内 b 转过的弧长最长， a、 c 转过的弧长对应的角度相等C c 在 4 小时内转过的圆心角是 ， a 在 2 小时内转过的圆心角是 3 6D b 的运动周期一定小于 d 的运动周期， d 的运动周期一定小于 24 小时解析
9、：选 ABC.此题考查万有引力定律、卫星的运动等知识点 c 是地球同步卫星，相对于地面静止， a 与 c 的角速度相等，由 a 向 2R 知， a 的向心加速度小于 c 的向心加速度， c 的向心加速度大于 d 的向心加速度， a、 c 的向心加速度均小于 g，A 项正确；4a、 b、 c、 d 四颗卫星中， b 的线速度最大，所以在相同时间内 b 转过的弧长最长， a、 c 角速度相等，相同时间内转过的弧长对应的角度相等，B 项正确； c 的周期为 24 小时， c 在4 小时内转过的圆心角 t 4 ，处在地面上的 a 在 2 小时内转过的圆心角是224 3，C 项正确；由 T 知， d 的
10、周期大于 c 的周期，大于 24 小时，D 项错误 6 4 2r3GM7如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板 P 拴接，另一端与物体 A 相连，物体 A静止于光滑水平桌面上， A 右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体 B 相连开始时用手托住 B，让细线恰好伸直，然后由静止释放 B，直至 B 获得最大速度在该过程中下列分析正确的是( )A B 物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量B B 物体获得最大速度时，其受到细线的拉力的大小等于 B 所受重力大小C A 物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量大于细线拉力对 A 做的功D A 物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对 A
11、做的功解析：选 BD.对于物体 A、 B 及弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，可知 B 物体机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量与 A 动能增加量之和，故 A错误；对于 B 物体，只受重力与细线拉力，达到最大速度时，其受到细线的拉力的大小等于 B 所受重力大小，故 B 正确；根据功能关系可知， A 物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对 A 做的功，故 C 错误，D 正确8.如图所示直角坐标系 xOy， P(a， b)为第四象限内的一点，一质量为 m、电荷量为q 的负电荷(重力不计)从原点 O 以初速度 v0沿 y 轴正方向射入第一次在整个坐标系内加垂直纸面向
12、内的匀强磁场，该电荷恰好能通过 P 点；第二次保持 y0 区域磁场不变，而将yvM13得： M3m.答案：见解析12(20 分)研究太空宇宙射线的粒子组成时，要在探测卫星上安装“太空粒子探测器”和质谱仪 “太空粒子探测器”由加速装置、偏转装置和收集装置三部分组成，其原理可简化为图甲所示辐射状的加速电场区域边界为两个同心圆，圆心为 O，外圆的半径为 R1，电势为 1，内圆的半径 R2 ，电势为 2.内圆内有方向垂直纸面向里1B12m（ 1 2）q的磁感应强度为 B1的匀强磁场，收集薄板 MN 与内圆的一条直径重合，收集薄板两端 M、 N与内圆间存在狭缝假设太空中漂浮着质量为 m、电荷量为 q 的
13、带正电粒子，它们能均匀地吸附到外圆面上，并被加速电场从静止开始加速，粒子进入磁场后，发生偏转，最后打在收集薄板 MN 上并被吸收(收集薄板两面均能吸收粒子，两端不吸收粒子)，不考虑粒子间的相互作用9(1)求粒子刚到达内圆时速度的大小；(2)以收集薄板 MN 所在的直线为横轴建立如图甲所示的平面直角坐标系分析外圆哪些位置的粒子将在电场和磁场中做周期性运动，求出这些粒子运动的一个周期内在磁场中运动的时间；(3)现“太空粒子探测器”收集到质量分别为 2m 和 m、电荷量均为 q 的甲、乙两种粒子，粒子从静止开始经乙图所示的电压为 U0的加速电场加速后通过狭缝 PQ 垂直磁场方向进入磁感应强度为 B2
14、的匀强磁场，最后打在照片底片上，不考虑粒子间的相互作用，若加速电压在( U0 U)到( U0 U)之间波动，要使甲、乙两种粒子在底片上没有重叠，求狭缝 PQ 的宽度 L 满足的条件解析：(1)带电粒子在辐射状电场中加速时，由动能定理可知：q( 1 2) mv2012则粒子刚到达内圆时速度的大小 v .2q（ 1 2）m(2)粒子进入磁场后，在洛伦兹力的作用下发生偏转，有： qvB1 mv2r解得： r R21B1 2m（ 1 2）q所以由几何关系可知，从收集板左端贴着收集板上表面进入磁场的粒子在磁场中运动圆周后，射出磁场，进入电场，在电场中先减速后反向加速，再返回磁场，如此反复做周14期性的运
15、动，其运动轨迹如图所示设粒子在磁场中运动的时间为 T，有： T 2 rv 2 mqB1粒子进入电场的四个位置坐标分别为(0， R1)，( R1，0)，(0， R1)，( R1，0) (3)设甲种粒子在磁场 B2中的运动半径为 r1，则其在电场中加速时，有：qU0 2mv12 21且 qvB22 m10解得： r1 2B2 mU0q最小半径 r1min 2B2 m（ U0 U）q设乙种粒子在磁场 B2中的运动半径为 r2，同理可得最大半径 r2max 1B22m（ U0 U）q由题意得：2 r1min2 r2maxL，即 L4B2 m（ U0 U）q 2B2 2m（ U0 U）q解得： L 2 2B2 mq U0 U 2（ U0 U）答案：见解析
