2021-2022学年新教材人教版高中物理必修第二册全册各章综合测验含答案解析.pdf

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1、人教版高中物理必修第二册各章综合测验第 五 章 抛 体 运 动.1第 六 章 圆 周 运 动.11第七章万有引力与宇宙航行.22第八章机械能守恒定律.33模块综合测验.44第五章抛体运动本卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。满分100分，时间90分钟。第I卷（选择题 共4 0分）一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第16小题只有一个选项符合题目要求，第710小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1.如图，执行任务的“歼20”战机正沿直线斜向下加速俯冲。将“歼20”简化为质点“。”，用G表示它受到的重

2、力，尸表示除重力外其他作用力的等效力,则下图中能正确表示此过程中战机受力情况的是（A）A B C D解析：执行任务的“歼20”战机正沿直线斜向下加速俯冲，则所受的合力方向应该和运动方向在同一直线上，否则就要做曲线运动。2.（2021.北京朝阳区高一期末）如图所示，在注满清水的竖直密封玻璃管中，红蜡块R正以较小的速度内沿 轴匀速上浮，与此同时玻璃管沿水平x轴正方向做匀速直线运动。从红蜡块通过坐标原点O开始计时，直至蜡块运动到玻璃管顶端为止。在此过程中，下列说法正确的是（A）y/rmA.红蜡块做匀速直线运动B.红蜡块做变速曲线运动C.红蜡块的速度与时间成正比D.仅增大玻璃管运动的速度，红蜡块将更快

3、运动到顶端解析：两个匀速直线运动的合运动还是匀速直线运动，则红蜡块做匀速直线运动，所以A正确B错误；红蜡块做匀速直线运动，红蜡块的速度保持不变，所 以C错误；根据运动的独立性原理，水平方向的运动不会影响竖直方向的运动，则仅增大玻璃管运动的速度，红蜡块运动到顶端的时间不变，所以D错误。3.（2 0 2 1石家庄市高一上学期期末）“套圈”是老少皆宜的游戏。如图所示,将A、B、C三个套圈分别以速度0 1、0 2、。3水平抛出，都能套中地面上的同一玩具，已知套圈A、8抛出时距玩具的水平距离相等，套圈A、C抛出时在同一高度，设套圈A、B、C在空中运动时间分别为力、t2、以不计空气阻力，下列说法正确的是（

4、C）A.0 1与0 2 一定相等 B.0 2一定大于。3C./I与t 3一定相等 D.及一定大于3解析：套圈做平抛运动，竖直分运动是自由落体运动，根据=%产，有：，=、/?，故力=3/2,故C正确，D错误；A、B水平分位移相同，由于力及，根据 有：01V0 2；由于力=f 3,X=蠢2。1 4.(1 2分)一条船要在最短时间内渡过宽为3 0 0 m的河，已知河水的流速与船离河岸的距离d变化的关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间t的关系如图乙所示，求：04150 300 d(m)甲03船渡河的时间以及船到达下游的距离；(2)船在河水中速度的最大值；(3)船在河水中的加速度大小。答案：(1)1

5、0 0 s 2 0 0 m(2)5 m/s (3)0.0 8 m/s2解析：(1)当船头与河岸垂直时，渡河时间最短,则 有 餐 餐 皆s=1 0 0 s。船到达下游的距离x=m i n=2X 1 0 0 m=2 0 0 m；(2)当水流速度最大时，船在河水中的速度最大，止 匕 时 v/42+32m/s=5 m/s o(3)船在静水中的速度是匀速，没有加速度，而水流方向存在加速度，其大小A u 4 0 ,、A=QQ m/sz=0.0 8 m/s o1 5.(1 2分)如图所示，滑板运动员从倾角为5 3。的斜坡顶端滑下，滑下的过程中他突然发现在斜面底端有一个高力=1.4 m、宽L=1.2 m的长方

6、体障碍物，为了不触及这个障碍物，他必须在距水平地面高度=3.2 m的A点沿水平方向跳起离开斜面。忽略空气阻力，重力加速度g取1 0 m/s 2。(已知s i n5 3 o=0.8,c os5 3=0.6),求:A若运动员不触及障碍物，他 从A点起跳后落至水平面的过程所经历的时间；(2)运动员为了不触及障碍物，他从A点沿水平方向起跳的最小速度。答案：(1)0.8 s (2)6.0 m/s解析：(1)运动员从斜面上起跳后沿竖直方向做自由落体运动，根据自由落体公式=%产解得：f=1 J =0.8 s。(2)为了不触及障碍物，运动员以速度。沿水平方向起跳后竖直下落高度为H-h时，他 沿 水 平 方 向

7、 运 动 的 距 离 为 设 他 在 这 段 时 间 内 运 动 的 时 间idn1H为,则：H h=g t O+L=v t ,解得 0=6.0 m/s。1 6.(1 2分)(2 0 2 1.浙江衢州市高一月考)图1是充气弹跳飞人的娱乐装置，玩家在气包上躺着，工作人员从站台上蹦到气包上，使玩家弹起并落入厚重的海洋球中。现有一玩家刚开始静止躺在气包上，被弹起时做抛体运动，玩家躺着的面可视为斜面，用AC表示，与水平方向的夹角。=3 7。，玩家从尸点抛起的初速度方向恰好与AC垂直，玩家重心运动的轨迹如图2所示，8为轨迹上的一点，。为轨迹的最高点，B点到。点的竖直高度/i=3.2 m,水平距离/=2.

8、4 m,忽略空气阻力，已知s in 3 7。=0.6。求玩家：(1)在最高点的速度大小；(2)被抛出时的速度大小。图2答案：(1)3 m/s；(2)5 m/s解析：从。点到B 点，根 据 仁 家，可得 0.8 s由伙）=：,可 得 0o=3 m/So 从 P 点到O 点的运动可视为从O 点平抛到P点的逆过程，由UP=-可得 0P=5 m/So第六章圆周运动本卷分第I 卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。满分100分，时间90分钟。第 I 卷（选择题 共40分）一、选择题（共 10小题，每小题4 分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第 16 小题只有一个选项符合题目要求，第 710小题

9、有多个选项符合题目要求，全部选对的得4 分，选不全的得2 分，有选错或不答的得0 分）1.（2021.大庆市东风中学高一开学考试）下面关于向心力的叙述中，错误的是（B）A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定受到一个向心力的作用C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小解析：向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力，选项A 正确,不符合题意；向心力是物体指向圆心方向的合力，它是效果力，不是物体所受的力，选

10、 项 B 错误，符合题意；向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力，选 项 C 正确，不符合题意；向心力的方向指向圆心，则只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小，选项D 正确，不符合题意。2.（2 0 2 1 全国甲卷，1 5）“旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达5 0 r/s,此时纽扣上距离中心1 c m 处的点向心加速度大小约为（C ）A.1 0 m/s2 B.1 0 0 m/s2C.1 0 0 0 m/s

11、2D.1 0 0 0 0 m/s2解析：纽扣在转动过程中f t）=2 兀 =1 0 0 兀 r a d/s由向心加速度a=（o1r 0 0 0 m/s2,故选C o3.（2 0 2 1.杭州上海世界外国语中学高一期末）小明用手掌水平托着一个苹果,保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动（如图所示）。对苹果从最左侧。点到最右侧4点之间运动的过程，下列说法中正确的是（A ）6：O.dV一A.苹果一直处于失重状态B.手掌对苹果的支持力一直不变C.苹果所受的合外力越来越大D.手掌对苹果的摩擦力先增大后减小解析：苹果做匀速圆周运动，从。点到d点运动中，加速度大小不变，加速度在竖直方向有分加速

12、度，方向一直向下，所以苹果一直处于失重状态，A正确;苹果从8点到d点运动中，加速度大小不变，加速度在竖直方向的分加速度先增大后减小，方向向下，由牛顿第二定律可知，重力与支持力的合力先增大后减小,所以手掌对苹果的支持力先减小后增大，B错误；苹果做匀速圆周运动，所受合外力大小不变，方向一直指向圆心，C错误；苹果从到d的运动中，加速度大小不变，加速度在水平方向的分加速度先减小后增大，由牛顿第二定律可知，手掌对苹果的摩擦力先减小后增大，D错误。4.（2 0 2 1 高邮市临泽中学高一月考）如图所示是A、8两物体做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图像，其中A 为双曲线的一支，由图可知（A）A.A物体

13、运动的线速度大小不变B.A 物体运动的角速度不变C.8 物体运动的角速度是变化的D.8 物体运动的线速度大小不变解析：根据尚=7 知，当线速度。大小为定值时，an与 成反比，其图像为双曲线的一支；根据所=，皿2知，当角速度/大小为定值时，an与 成正比，其图像为过原点的倾斜直线。故选A。5.如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端有一 P 点，飞镖抛出时与P 等高，且距离尸点为L,当飞镖以初速度垂直盘面瞄准尸点抛出的同时，圆盘以经过盘心。点的水平轴在竖直平面内匀速转动，忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P 点，则（A）A.飞镖击中P 点所需的时间为春B.圆盘的半径可能为需C.圆盘转动

14、角速度的最小值为半J LJD.P 点随圆盘转动的线速度不可能为嘿解析：飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此/=5，故 A 正确；飞镖击中尸点时，P 恰好在最下方，则2r=%户，解得圆盘的半径为r=琮，故B错误；飞镖击中P点,则P点转过的角度满足。=。/=兀+2%兀伙=0,1,2-）,故。=空 胃 四，则圆盘转动角速度的最小值为 竿，故C错误;I L-JP点随圆盘转动的线速度为v=(2女 +1)兀0 0 g Z/(2%+1)兀g LL 4 u 8 4 v o当k=2时，v_5ng L 4vo故D错误。6 .用一根细线一端系一可视为质点的小球，另一端固定在一光滑锥顶上，如图所示，

15、设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为必线的张力为T,则T随0 2变化的图像是（C ）解析：设绳长为L,锥面与竖直方向夹角为仇当=0时，小球静止，受重力m g、支持力N和绳的拉力T而平衡，T=m g c os 6 W0,所以A项、B项都不正确；增大时，T增大，N减小，当N=0时，角速度为w。当口t w o时，由牛顿第二定律得，T s in 0-N c os 0=m a r Lsm 0,T e os 8+Ns in 0=mg,解得 T=m c o2Lsm 20+m g c os 0；当0 c w o时，小球离开锥面，绳与竖直方向夹角变大，设为夕，由牛顿第二定律得T s in尸=3 y 2 L

16、s i n 6所以T=辽 2,可知了 一 丁图线的斜率变大，所以C项正确，D错误。故选C。7 .如图所示，甲、乙两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，甲的运动半径大于乙的运动半径。若它们转一圈的时间相等，下列说法正确的是（A C ）二 二，/：i 乙+甲A.甲的线速度大于乙的线速度B.甲的角速度大于乙的角速度C.甲的运动周期等于乙的运动周期D.甲的向心加速度小于乙的向心加速度27r解析：由转一圈的时间相等可知T单=T 乙，C 正确；由=了知。甲=&乙，B 错误；由o=co火可知在0 相同时R 甲 R乙，所以0 甲 0乙，A 正确；同理，向心 加 速 度 可 知 在 相同时R 甲 R 乙，a 甲 a乙

17、，D 错误。8.（2021.大庆市东风中学高一开学考试）铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面倾角为仇如图所示，弯道处的圆弧半径为R,若质量为?的火车转弯时速度大于、gRtan 6,则（BC）A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压C.这时铁轨对火车的支持力不等于念D.车轮对内外侧均没有挤压解析：火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度正好是 gRtan仇 当e xJg R ta n。时重力和支持力的合力不够提供向心力，则火车拐弯时会挤压外轨，故 A、D 错误，B 正确；当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力 N=念，但此时

18、外轨对外侧车轮轮缘有挤压，所以铁轨对火车的支持力不等于 燃，故C 正确。9.乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为，”的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动，下列说法正确的是（BC）A.车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去B.人在最高点时对座位仍可能产生压力，且压力不一定小于加gC.人在最低点时对座位的压力大于机g,处于超重状态D.人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等解析：当人与保险带间恰好没有作用力，由重力提供向心力时，则 有 吆=啖,解得临界速度为。=,，当速度。2 痫 时，没有保险带，人也不会掉下来，故A 错误；当人在最高点的速度。海 时人对座位就产生压

19、力。当速度增_ v2大到0=2 时，根据心+吆=机A，解得/=3机 g,故压力为3机 g,故 B 正确；人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，人对座位的压力大于m g,故C 正确；在最高点和最低点速度大小不庐等，根 据 向 心 加 速 度 公 式 可 知，人在最高点和最低点时的向心加速度大小不相等，故 D 错误。10.（2021.河北卷，9）如图，矩形金属框MNQP竖直放置，其中MM PQ足够长，且 PQ 杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M 点，另一端连接一个质量为相的小球，小球穿过P。杆，金属框绕MN轴分别以角速度/和 匀速转动时，小球均相对PQ 杆静止，若

20、。，则与以。匀速转动时相比，以“匀速转动时（BD）A.小球的高度一定降低B.弹簧弹力的大小一定不变C.小球对杆压力的大小一定变大D.小球所受合外力的大小一定变大解析：对小球受力分析，设弹力为T,弹簧与水平方向的夹角为仇 则对小球竖直方向7sin O-m g,而 丁=一/。）可知。为定值，T 不变，则当转速增大后，小球的高度不变，弹簧的弹力不变，A 错误，B 正确；水平方向当转速较小时，杆对小球的弹力A 背离转轴，则Teos BF=morr即 FN=7COS 3m（o2r当转速较大时，入 指向转轴TCOSO+FN=mco 2r即 尺 =m（o 2rTeos 3因，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的

21、压力不一定变大，C 错误;根据 F mat2r可知，因角速度变大，半径不变，则小球受合外力变大，D 正确。第 II卷（非选择题 共 60分）二、填空题（2 小题，共 14分。把答案直接填在横线上）11.（6 分）（2021浙江高一月考）用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C 处做圆周运动的轨迹半径之比为1 ：2：1,回答以下问题：手柄（1）在该实验中，主要利用了 C 来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系；A.理想实验法 B.微元法C.控制变量法 D.等效替代法（2）探究向心力与半径之间的关系时，应让质量相同的小球分别放在处，同时选择半径_ 相同一（填“相

22、同”或“不同”）的两个塔轮。A.挡板A与挡板3 B.挡板A与挡板CC.挡板8与挡板C解析：（1）保持?、0、/任意两个量不变，研究小球做圆运动所需的向心力产与其中一个量之间的关系，这种实验方法叫作控制变量法，故选C。（2）探究向心力和半径的关系时，要保持其余的物理量不变，则需要质量、角速度都相同，如角速度相同，则应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板8和挡板C处，故选C o1 2.（8分）如图所示是“D I S 向心力实验器”，当质量为m的祛码随旋转臂一起在水平面内做半径为r 的圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋转臂另一端的挡光杆（挡光杆的挡光

23、宽度为A s,旋转半径为R）每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度c o的数据。某次旋转过程中挡光杆经过光电门时的遮光时间为/，则角速度Ay Rt0（2）以 E为纵坐标，以一表_（选填专”加2”或“亲”）为横坐标,可在坐标纸中描出数据点作一条直线，该直线的斜率为k=*r。（用上述已知量的字母表示）解析：挡光杆通过光电门时的线速度片岩，由 /解 得 =悬。（2）根据向心力公式有F=m c o1r,将 =念 代 入 解 得 一=，念 产,可以看出，以亲为横坐标；可在坐标纸中描出数据点作一条直线，该直线的A s 2斜率为k=m-ro三、论述、计算题（本题共4 小题，共

24、4 6 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）1 3.（8分）如图甲，某汽车以恒定的速率驶入一个狭长的9 0。圆弧形水平弯道,弯道两端连接的都是直道。有人在车内测量汽车的向心加速度随时间的变化关系如图乙所示。求：汽车转弯所用的时间；汽车行驶的速率。答案：1 0 s （2）1 0 m/s解析：（1）由题图乙可得汽车转弯所用的时间为：f=1 0 s。（2）汽车在转弯过程中做圆周运动的周期T=4/=40 s,4兀 2由 c i n r j Q r,可得：r=6 3.7 m,方由 an=p 解得。=1 0 m/s。1

25、4.(1 0分)(20 21云南省南华第一中学高一月考)有一辆质量为/=8 0 0 k g的小汽车驶上圆弧半径R=4 0m的拱桥上，g=10m/s2,若汽车到达桥顶时的速度v=10 m/S o(1)求向心加速度的大小；(2)拱桥受到的压力大小；(3)汽车恰好对拱桥无压力时的速度?答案：(1)2.5 m/s2(2)6 000 N (3)20 m/s解析：(1)由向心加速度公式可得。=元=2.5 m/s2o(2)根据牛顿第二定律m g F =m a,可得支持力大小F N =6 000 N。遍(3)汽车恰好对拱桥无压力时m g=nr ,解得。2=20 m/s。15.(14分)如图所示装置可绕竖直轴。

26、转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于8、C两点，当细线AB沿水平方向绷直时，细线AC与竖直方向的夹角。=3 7。已知小球的质量机=1 k g,细线AC长L=1 m o (重力加速度 g 取 10 m/s2,sin 3 7=0.6,c o s 3 7=0.8)(1)若装置匀速转动，细线A8刚好被拉直成水平状态，求此时的角速度3；(2)若装置匀速转动的角速度2=半r a d/s,求细线AB和AC上的张力大小FTABY FTACO答案：(1)岁 r a d/s(2)2.5 N 12.5 N解析：(1)当细线A B刚好被拉直时，细线A B的拉力为零，细线A C的拉力和小球重力的合力提供小球做

27、圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律有加gt a n3 7=机LA B苏，又有 LA B=A sin 3 7 ,若装置匀速转动的角速度。5世2=3r a d/s=r a d/S or a d/s(o i，LAB=Lsin 3 7 ,竖直方向：FT4C C O S 31mg,水平方向：FiA c sin 3 7 +FTAB=mLABeol.代入数据解得 FTA C=12.5 N,FTA S=2.5 NO16.(14分)(2021.广东广州市第二中学高一月考)如图，质量为机=0.6 k g的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑竖直圆轨道A B C的A点的切线方向进入圆轨道，B点和C点分别为圆轨

28、道的最低点和最高点。已知圆轨道的半径R=0.3 m,0 A连线与竖直方向成。=6 0。，小球到达A点时的速度w t=4 m/s,取 g=10m/s2,求：(1)小球做平抛运动的初速度v o；(2)P点与A点的水平距离和竖直高度；(3)小球到达C点后飞出，试通过计算判断，小球能否击中A点。答案：(l)2m/s(2)4 m,0.6 m (3)无法击中解析：(1)小球到A点的速度进行分解，则有O O=Z M C O S 6 0=2 m/S o(2)竖直方向的分速度为g，=Z M sin 6 0。=2 s m/s,由公式得件s,由平抛运动规律得抬=2g/、x=vot,联立解得人=0.6 m、8=学6

29、m。设小球在。点速度为o c时，刚好能击中A点。则有水平方向Hsin 600=vctc,竖直方向Reos 60。+/?=%危 联 立 解 得 加=乎 m/s,小球在圆周轨道最高点的最小速度为。，则有V2mg=年，得。=小 m/s,因为0c|*-12.42 m-*15.7 cm-甲（1）图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是一段的读数，应记作 15.70 cm：（2）甲同学用重锤在。3 段的运动来验证机械能守恒，他用AC段的平均速度作 为B点对应的瞬时速度VB,则求得该过程中重锤的动能增加量AEk =1.20 J,重力势能的减少量E,=1.22 J：这样验证的系统误差总是使（选填“”、或

30、“=”）。（3）乙同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在0 8 段的运动来验证机械能守恒，将打点计时器打下的第一个点。记为第1个点，图中的8 是打点计时器打下的第9 个点。因此他用。=gr计算与8 点对应的瞬时速度。B,求得动能的增加量AEk=1.23 J：这 样 验 证 的 系 统 误 差 总 是 使（选填“”、或“=”）。（4）上述两种处理方法中，你认为合理的是_ 里_ 同学所采用的方法。（选填“甲”或“乙”）解析：（1）毫米刻度尺测量长度，要求估读到最小刻度的下一位。这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OC段，应记作15.70cm；?.X AC 15.709.51 与（2）8 点的

31、瞬时速度为一=弁=一”-X IO m/s=1.547 5 m/s,则动能的增加量为AEk=Jn次=3 X 1 X 1.547 51 2 J l.20 J,重力势能的减小量为Ep=m g xoB=1 X9.8X 12.42X 10 2 1.22 J,下落过程中由于存在阻力作用，导致重力势能的减小量一部分转换为内能,这样验证的系统误差总是使A E k V A E p。（3）打 第9个点时，时间间隔为8段，故时间为=8 X 0.0 2=0.1 6 s0 B=g f=9.8 X O.1 6 m/s=1.5 6 8 m/s,则动能的增加量为1 X 1.5 6 82 J 1.2 3 J 由于o是按照自由落

32、体计算的，实际运动不是自由落体运动，有阻力，对应的下落高度比实际测得的高度要大，这样验证的系统误差总是使E k A P。（4）上述两种处理方法中，合理的是甲同学所采用的方法。三、论述、计算题（本题共4小题，共4 6分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）1 3.（8分）如图所示，一辆拖车通过光滑定滑轮拉动一重物G匀速提升，当拖车从A点水平移动到B点时，位移为s,绳子由竖直变为与竖直方向成。角度,求此过程中拖车对绳子所做的功。5（1 COS答案：七口6解析：拖车对绳子做的功等于绳子对重物做的功。以重物为研究对象，由

33、于整个过程中重物匀速运动，所以绳子的拉力大小F r=G重物上升的距离/=。3一3=六一六=%铲所以绳子对重物做功W=G/=由 肃部G拖车对绳子做功等于绳子对重物做功，为始就*G。1 4.（1 0分X2 0 2 1.常州市第二中学高一月考）一辆汽车在水平路面上由静止启动，在 前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动,其 图 像 如 图 所 示。已知汽车的质量为加=2 X1 0-3 k g,汽车受到的阻力为车重 的 点g取l O m/s?,则 v/(m s1)5 s(1)汽车在前5s内受到的阻力为多大；(2)前5 s内的牵引力为多大；(3)汽车的额定功率为多少；(4)

34、汽车的最大速度为多大。答案：(1)2 0 0 0 N (2)6 X IO 4 N(3)4 0 k W (4)3 0 m/s解析：由题意知汽车受到地面的阻力为车重的击，则阻力F f=g=-j X 2 X 1 03X 1 0 N =2 0 0 0 N oA u(2)由题图知前5 s内的加速度a=M=2 m/s 2由牛顿第二定律知前5 s内的牵引力F=Ff+m a=(2 0 0 0+2 X1 03 X 2)N=6X103NO(3)5 s 末达到额定功率 P 族=&5=6X l()3 x IQ W=6X 1 04 W=6 0 kW。p(4)最大速度 Um a x=3 0 m/S o1 5.(1 4分)

35、(2 0 2 1.渝中区重庆巴蜀中学高一月考)如图，一质量为机=2 k g物块在水平推力F的作用下沿水平地面上从静止开始运动，已知物块与地面间的动摩擦因数为=0.4,刚开始运动时推力大小为R)=8 0 N,/随着位移的增大而均匀地减小，变化关系如下图所示，当位移为x=4 m时推力减小为0,在以后过程保持尸=0不变，g=1 0 m/s2,求：(1)物块从出发到速度达到最大的过程中，摩擦力对它做的功？(2)全过程物块能发生的最大位移？答案：（1）2 8.8 J（2）2 0 m解析：（1）当物块速度最大时有。=0,即 F=f=f i m g=8 N由图像知F 与x满足函数关系F=-2 0 x+8 0

36、即当广=8 N时，x=3.6 m；所以摩擦力做的功Wf=一?gx=-2 8.8 J。（2）当位移x=4 m时，由F-x图像与横轴围成的面积求得WF=1 6 0 J,W f=-加 gx=-3 2 J,此时 超+欣 0,即物体运动到x=4m后会继续向前运动直至停止。所以对运动的全程，由 动 能 定 理/+的=0 0得 1 6 0 加 g x=0,解得 x=2 0 m。1 6.（1 4 分）如图所示，轨道A B C。平滑连接，其中A B 为光滑的曲面，B C 为粗糙水平面，CO为半径为r的内壁光滑的四分之一圆管，管口。正下方直立一根劲度系数为攵的轻弹簧，弹簧下端固定，上端恰好与。端齐平。质量为机的小

37、球在曲面A B上距B C高为3 r处由静止下滑，进入管口 C端时与圆管恰好无压力作用，通过CO后压缩弹簧，压缩过程中小球速度最大时弹簧弹性势能为耳。已知小球与水平面B C 间的动摩擦因数为，重力加速度为g,求：（1）水平面3 C 的长度s；（2）小球向下压缩弹簧过程中的最大动能E k m。答案：（璘|叱+察 一%解析：（1）由小球在C 点对轨道没有压力，有 m g=m 小球从出发点运动到C 点的过程中，由动能定理得3 z g r 加 g.s=；这解得s=M。速度最大时，小球加速度为0,设弹簧压缩量为X。由 6=m g,得 =望由。点到速度最大时，小球和弹簧构成的系统机械能守恒设速度最大时的位置

38、为零势能面，有 皿 力+mg(r+x)=Ekm+Epa 2 2解得 Ekm=gmgr+管 一Epo模块综合测验本卷 分 第 I 卷（选择题）和 第 II卷（非选择题）两部分。满 分 100分，时间90分钟。第 I 卷（选择题 共 40分）一、选择题（共 10小题，每小题4 分，共 40分，在每小题给出的四个选项中，第 16 小题只有一个选项符合题目要求，第 710小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4 分，选不全的得2 分，有选错或不答的得0 分）1.关于两个物体间的作用力和反作用力的做功情况是（C）A.作用力做功，反作用力一定做功B.作用力做正功，反作用力一定做负功C.作用力和反作用力可

39、能都做负功D.作用力和反作用力做的功一定大小相等，且两者代数和为零解析：作用力与反作用力的关系是大小相等，但是相互作用的两个物体不一定都有位移，故作用力和反作用力不一定同时都做功，故 A 错误；作用力与反作用力做功可能都是正功也可能都是负功，比如两个磁铁在它们的相互作用力的作用下运动，如果从静止开始向相反的方向运动则都是在做正功，作用力和反作用力所做的功的代数和为正值；如果有初速度，在相互作用力的作用下相向运动,那么这两个力就都做负功，作用力和反作用力所做的功的代数和为负值，故 C正确，B、D 错误。2.（2021江苏淮安市高一月考）如图所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中弹簧的弹力做功、弹簧的

40、弹力和弹性势能的变化情况是（C）迎A.弹力做正功，弹力变大，弹性势能变小B.弹力做正功，弹力变小，弹性势能变大C.弹力做负功，弹力和弹性势能都变大D.弹力做负功，弹力和弹性势能都变小解析：将弹簧拉力器拉开的过程中，弹簧的伸长量变大，根据尸=日 可知，弹力增大；根据Ep=：依2可知，弹簧的弹性势能增大，弹力做负功，故 A、B、D 错误，C 正确。3.一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为。0,假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m 的物体重力，物体静止时,弹簧测力计的示数为N,已知引力常量为G,则这颗行星的质量为（B）mv2mv4A-GN B-GNNv2 Nv4C 而

41、 D 丽解析：根据G=zg,所以，根据万有引力提供向心力得：4 得=240ITIVm=m g 解得：M=示,故选B。4.（2021.渝中区重庆巴蜀中学高一月考）如图所示，在拉力尸作用下，质量为 150 kg的雪橇沿倾角为9 的粗糙斜面向上移动5 m,已知拉力大小为500 N,方向与斜面的夹角为口，雪橇受到的摩擦阻力为100N,sin，=0.1,cos/?=0.8,则在雪橇向上运动过程中，下列说法正确的是（D）A.一共受3 个力作用C.拉力厂做功为2500 JB.重力做功为750 JD.合力对雪橇做的功为750 J解析：雪橇受拉力、重力、斜面支持力、摩擦力四个力的作用，故A错误；由题意可得，重力

42、做功W G=-m g/i=-（150X 10X5X0.1）=-750 J,故B错误；由题意可得，拉力做功WF=500X5X0.8=2 0 0 0 J,故C错误；由题意可得，合力做功 W=WF+WG+W=2 000-750-500=750 J,故 D 正确。5.（2021.全国甲卷，18）2021年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期约为L 8 X l（）5 s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8X105皿。已知火星半径约为3.4X106m,火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7 m/s2,则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远

43、距离约为（C）A.6X105m B.6X 106mC.6X 107m D.6X108m解析：忽略火星自转，则一行=吆 可知G M=g R1设 与1.8X1（）5 s的椭圆形停泊轨道周期相同的圆形轨道半径为r,由万有引力提供向心力可知牛=屑r 设近火点到火星中心为H i=R+di 设远火点到火星中心为&=尺+出 尸 修由开普勒第三定 律 可 知 =不 由以上分析可得。26X107 m,故选C。6.（2021.江苏扬州市扬州中学高一月考）如图所示，细线的一端固定于。点,另一端系一小球，在水平拉力口作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点的过程中（D）A.小球的重力势能变小B.小球受的合力

44、对小球做正功C.水平拉力F 的瞬时功率逐渐减小D.小球克服重力做功的瞬时功率逐渐增大解析：由A 点运动到B 点的过程中，小球的重力势能变大，所以A 错误;小球速率不变，由动能定理可知，小球受的合力对小球做功为0,所以B 错误；小球克服重力做功的瞬时功率为P=m g vsi na小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到8 点的过程中，细线与竖直方向的夹角。越来越大，所以小球克服重力做功的瞬时功率逐渐增大，则 D 正确；由于小球受的合力对小球做功为0,则水平拉力F的瞬时功率等于小球克服重力做功的瞬时功率，所以水平拉力F的瞬时功率逐渐增大，则C 错误。7.“天问一号”火星探测器于2020年 7 月

45、2 3 日，在中国文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，成功进入预定轨道。“天问一号”成功升空后，计划飞行约7 个月抵达火星，并通过2 至 3 个月的环绕飞行后着陆火星表面,开展探测任务。关于“天问一号”火星探测器的说法，正确的是（AB）A.“天问一号”火星探测器的发射速度应该大于第二宇宙速度B.要 使“天问一号”火星探测器成为环绕火星的卫星，必须要减速制动C.“天问一号”火星探测器着陆火星表面的过程中，做自由落体运动D.“天问一号”火星探测器着陆火星后，处于完全失重状态解析：“天问一号”需要摆脱地球束缚，成为绕火星转动的卫星，故其发射速度要大于第二宇宙速度，故 A 正确；“天问一号”

46、从转移轨道进入绕火星的卫星，轨道半径要变小，故需要向前喷气减速，故 B 正确；“天问一号”火星探测器着陆火星表面的过程中需要向下减速，则不是自由落体运动，故C 错误;“天问一号”火星探测器着陆火星后处于平衡状态，而非完全失重状态，故 D错误。8.如图所示，小物体位于半径为R的半球顶端，若给小物体一水平初速度。0,小物体对球顶恰好无压力，不计空气阻力，重力加速度为g,则此时（BC）A.物体开始沿球面下滑B.物体的初速度为。0=痫C.物体落地时的水平位移为j RD.物体落地时速度方向与水平地面成45。角解析：物体仅受重力，有水平初速度，做平抛运动，不沿球面下滑，故 A 错9误；根据牛顿第二定律有m

47、 g=nr ,可得优=而，故 B 正确；平抛运动过程中，由 得 则水平位移 x=vot=y g R-l-=y 2R,故 C 正确；落地时竖直方向上的速度6，=口=，荻，设物体落地时速度方向与水平地面的夹角为仇有ta n 8=4 L 故物体落地时速度方向与水平地面的夹角大于45。,故 D 错误。9.（2021吉林松原市高一月考）铁路转弯处的弯道半径r 是根据地形决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差力的设计不仅与r 有关，还与火车在弯道上的行驶速率。有关。则（AD）A.。一定时，r 越小则要求。越大 B.。一定时，r 越大则要求人 越大C.一定时，0 越小则要求越大 D.r 一定时，。越

48、大则要求。越大8,8解析：设轨道平面与水平方向的夹角为仇 由 zgtan e=r p 得tan 6=：。可见o 一定时，r 越大，tan。越小，内外轨的高度差越小，当厂一定时，。越大，tan。越大，内外轨的高度差越大。故选AD。10.（2021.全国甲卷，20）质量为根的物体自倾角为a 的固定斜面底端沿斜面向上滑动。该物体开始滑动时的动能为反，向上滑动一段距离后速度减小为零，此后物体向下滑动，到达斜面底端时动能为卷。已知sin a=0.6,重力加速度大小为g。则（BC）A.物体向上滑动的距离为匹B.物体向下滑动时的加速度大小为当C.物体与斜面间的动摩擦因数等于0.5D.物体向上滑动所用的时间比

49、向下滑动的时间长解析：物体从斜面底端回到斜面底端根据动能定理有Ek l一42g2/cos a=-Ek物体从斜面底端到斜面顶端根据动能定理有-m g/sin a-fimglcos a=O-Ek整 理 得/=白；=0.5,A错误、C正确；mg物体向下滑动时根据牛顿第二定律有ma=mgsin a-fimgcos a求解得出。=冬B正确；物体向上滑动时根据牛顿第二定律有ma=mgsin a+fimgcos a物体向下滑动时根据牛顿第二定律有ma 下=/%gsin。/zmgcos a由上式可知。上,。卜，由于上升过程中的末速度为零，下滑过程中的初速度为零，且走过相同的位移，根据公式/=%1则可得出r上/

50、下，D错误。第II卷（非选择题 共60分）二、填空题（2小题，共14分。把答案直接填在横线上）11.（6分）（2021.全国乙卷，22）某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05 s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5 cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。完成下列填空：(结果均保留2位有效数字)(1)小球运动到图(b)中位置A时，其速度的水平分量大