1、1模块综合试卷(时间：90 分钟 满分：100 分)一、单项选择题(本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分)1(2018浙江省 91 高中联盟第二学期期中考试)在物理学发展史上伽利略、开普勒等许多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献以下选项中不符合他们观点的是( )A伽利略认为：在忽略空气阻力的情况下，羽毛和铁块下落速度一样快B伽利略认为：物体沿光滑斜面下滑后上升到另一光滑斜面，最终将回到原来的高度C开普勒认为：火星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相同D开普勒认为：绕太阳公转的所有行星轨道半长轴的长度跟它的公转周期的比值都相等答案 D2.一户外健身器材如图 1 所示，当器材上轮子转
2、动时，轮子上 A、 B 两点的( )图 1A转速 nB nAB周期 TB TAC线速度 vB vAD角速度 B A答案 C23(2018浙江 6 月学考)如图 2 所示为 1687 年出版的自然哲学的数学原理一书中牛顿所画草图他设想在高山上水平抛出物体，若速度一次比一次大，落点就一次比一次远当速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星若不计空气阻力，这个速度至少为( )图 2A7.9 km/s B8.9 km/sC11.2 km/s D16.7 km/s答案 A4(2018浙江 6 月学考)如图 3 所示，质量为 m 的小车在与竖直方向成 角的恒定拉力 F作用下，沿水平地面向左运动一段
3、距离 l.在此过程中，小车受到的阻力大小恒为 Ff，重力加速度为 g，则( )图 3A拉力对小车做的功为 Flcos B支持力对小车做的功为 Flsin C阻力对小车做的功为 FflD重力对小车做的功为 mgl答案 C解析 根据力做功的公式 W Flcos ，其中 为力、位移的夹角，所以拉力做的功为W Flsin ，选项 A 错误；支持力、重力不做功，选项 B、D 错误，阻力做功 Wf Ffl，选项 C 正确5 “投壶”是我国一种传统投掷游戏如图 4 所示，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度分别以水平速度 v1、 v2抛出“箭矢”(可视为质点)，都能投入地面上的“壶”内， “箭矢”3在空中的运
4、动时间分别为 t1、 t2.忽略空气阻力，则( )图 4A t1 t2 B t1 t2C v1 v2 D v1 v2答案 C解析 根据平抛运动规律知下落时间 t ，由于 h1 h2，故 t1 t2，所以 A、B 错误；根2hg据 v ，得 v1 v2，C 正确，D 错误xt6.(2017浙江省名校新高考研究联盟第二次联考)如图 5 所示，在水平桌面上摆一条弯曲的轨道，它是由几段稍短的弧形光滑轨道组合而成的通过压缩弹簧使钢球从轨道的 C 端进入，在轨道的约束下做曲线运动则下列说法中正确的是( )图 5A小球运动过程中，受到重力、弹力和向心力作用B小球在运动过程中做速度不变的运动C弹簧的弹性势能转
5、化为小球的动能和重力势能D从 A 点飞出时，小钢球的速度方向一定沿着 A 点的切线方向答案 D7.(2018宁 波 市 高 三 上 学 期 期 末 “十 校 联 考 ”)如 图 6 是 位 于 某 游 乐 园 的 摩 天 轮 ， 高 度 为 108 m， 直径是 98 m一质量为 50 kg 的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需 25 min.如果以地面为零势能面，则他到达最高点时的( g10 m/s 2，不计空气阻力)( )4图 6A重力势能为 5.4104 J，角速度为 0.2 rad/sB重力势能为 4.9104 J，角速度为 0.2 rad/sC重力势能为 5.4104 J，角速
6、度为 4.2103 rad/sD重力势能为 4.9104 J，角速度为 4.2103 rad/s答案 C解析 Ep mgh5.410 4 JT25 min1 500 s 4.210 3 rad/s，C 正确2T8(2018浙江省名校协作体第二学期考试)游乐园中的竖直摩天轮在匀速转动时，其每个载客轮舱都能始终保持竖直直立状(如图 7 所示)，一质量为 m 的旅行包放置在该摩天轮轮舱水平底板上已知旅行包在最高点对底板的压力为 0.8mg，下列说法正确的是( )图 7A摩天轮转动过程中，旅行包所受合力不变B旅行包随摩天轮的运动过程中始终受到轮舱水平底板的摩擦力作用C旅行包随摩天轮运动到圆心等高处时受
7、到的摩擦力为 0.2mgD旅行包随摩天轮运动的过程中机械能守恒答案 C解析 摩天轮匀速转动，旅行包所受合外力大小不变，方向变化，A 错误；在最高点向心力由重力和底板的支持力提供， Fn mg FN mg0.8 mg0.2 mg在圆心等高处，向心力由摩擦力提供 Ff Fn0.2 mg，C 正确5旅行包在最高点和最低点不受摩擦力作用，B 项错误；由于动能不变，重力势能变化，故旅行包随摩天轮运动过程中机械能不守恒，D 项错误9(2018温州市六校协作体高三上学期期末联考)有一种特殊的手机，在电池能量将要耗尽时，为了应急需要，可以通过摇晃手机来维持通话假设每摇晃一次相当于将 150 g 的重物举高 4
8、5 cm，每秒摇两次，则( )A摇晃手机的平均功率约为 1.4 WB每摇晃一次手机做的功约为 1.4 JC摇晃过程中手机的机械能直接转化为化学能D摇晃过程中手机的电能直接转化为机械能答案 A解析 摇晃一次手机所做的功 W mgh0.15100.45 J0.675 J，B 错 P Wt 0.6750.5W1.35 W1.4 W，A 对摇晃过程中手机的机械能直接转化为电能，C、D 错10(2015浙江 10 月选考科目考试)快艇在运动中受到的阻力与速度平方成正比(即Ff kv2)若油箱中有 20 L 燃油，当快艇以 10 m/s 匀速行驶时，还能行驶 40 km，假设快艇发动机的效率保持不变，则快
9、艇以 20 m/s 匀速行驶时，还能行驶( )A80 km B40 kmC10 km D5 km答案 C解析 20 L 燃油可用于克服阻力做功一定，即 Ff s kv2s 一定， s 与 v2成反比，当速度增加为原来的 2 倍时，路程应为原来的 ，C 对1411(2018余姚市高一第二学期期中考试)2017 年 4 月，我国成功发射的“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿“天宫二号”原来的轨道(可视为圆轨道)运动，与“天宫二号”单独运行相比，组合体运行的( )A周期变大 B角速度变大C动能变大 D向心加速度变大答案 C解析 由于对接后组合体的轨道半
10、径与“天宫二号”相同，故 v、 、 T、 a 大小不变，由Ek mv2知，由于质量变大，故动能变大1212.(2018浙江省 91 高中联盟第二学期期中考试)“跳一跳”小游戏需要操作者控制棋子6离开平台时的速度，使其能跳到旁边平台上如图 8 所示的抛物线为棋子在某次跳跃过程中的运动轨迹，其最高点离平台的高度为 h，水平速度为 v；若质量为 m 的棋子在运动过程中可视为质点，只受重力作用，重力加速度为 g，则( )图 8A棋子从最高点落到平台上所需时间 t2hgB若棋子在最高点的速度 v 变大，则其落到平台上的时间变长C棋子从最高点落到平台的过程中，重力势能增加 mghD棋子落到平台上时的速度大
11、小为 2gh答案 A解析 由 h gt2得： t ，A 项正确；下落时间与初速度 v 无关，B 项错误；下落过程12 2hg中，重力势能减少 mgh，C 项错误 ；由机械能守恒定律： mv 2 mv2 mgh 得： v12 12，D 项错误v2 2gh13(2018浙江省名校新高考研究联盟第二次联考)应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入例如你用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内以速率 v 按顺时针方向做半径为 R 的匀速圆周运动，如图 9 所示假设 t0 时刻苹果在最低点 a 且重力势能为零，关于苹果从最低点 a 运动到最高点 c 的过程，下列说法正确的是(
12、)图 9A苹果在最高点 c 受到的手的支持力为 mg mv2RB苹果的重力势能随时间的变化关系为 Ep mgR1 cos(vRt)C苹果在运动过程中机械能守恒7D苹果在运动过程中的加速度越来越小答案 B解析 在最高点，苹果受到手的支持力，方向向上，受到重力，方向向下，故根据牛顿第二定律可得 mg FN m ，解得 FN mg m ，A 错误； t 时刻苹果相对于 a 点的高度v2R v2Rh R(1cos t ) R1cos ，所以重力势能随时间的变化关系式为 Ep mgR(vRt)，B 正确；手的支持力对苹果做功，苹果的机械能不守恒，C 错误；苹果做匀速1 cos(vRt)圆周运动，加速度大
13、小恒定不变，方向时刻指向圆心，D 错误二、不定项选择题(本题共 3 小题，每小题 3 分，共 9 分)14.如图 10 所示，一质量为 m 的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于 O 点处将小球拉至 A 处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到 O 点正下方 B 点速度为v， AB 间的竖直高度差为 h，忽略空气阻力，则( )图 10A由 A 到 B 重力对小球做的功等于 mghB由 A 到 B 小球的重力势能减少 mv212C由 A 到 B 小球克服弹力做功为 mghD小球到达位置 B 时弹簧的弹性势能为 mghmv22答案 AD解析 重力做功只和高度差有关，故由 A 到 B 重
14、力做的功等于 mgh，选项 A 正确；由 A 到 B重力势能减少 mgh，选项 B 错误；由 A 到 B 小球克服弹力做功为 W mgh mv2，又小球在 A12处时，弹簧无形变，故小球在 B 处时弹簧的弹性势能为 mgh mv2，选项 C 错误，D 正确12【考点】各种功能关系及应用【题点】各种功能关系及应用15(2018浙江省百校开学摸底联考)2017 年 6 月 19 日，长征三号乙遥二十八火箭发射中8星 9A 卫星过程中出现变故，由于运载火箭的异常，致使卫星没有按照原计划进入预定轨道经过航天测控人员的配合和努力，通过多次轨迹调整，7 月 5 日卫星成功变轨进入预定轨道卫星变轨原理图如图
15、 11 所示，卫星从椭圆轨道远地点 Q 改变速度进入预定轨道， P 点为椭圆轨道近地点，下列说法正确的是( )图 11A卫星在椭圆轨道运行时，在 P 点的速度等于在 Q 点的速度B卫星在椭圆轨道的 Q 点的速度小于在预定轨道的 Q 点的速度C卫星在椭圆轨道的 Q 点的加速度大于在预定轨道的 Q 点的加速度D卫星耗尽燃料后，在微小阻力的作用下，机械能减小，轨道半径变小，动能变大答案 BD16如图 12 甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上， t0 时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内)，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又
16、下落，如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力 F 随时间 t 变化的图象如图乙所示，则( )图 12A运动过程中小球的机械能守恒B t2时刻小球的速度为零C t1 t2这段时间内，小球的动能在逐渐减小D t2 t3这段时间内，小球的动能与重力势能之和在增加答案 BD解析 运动过程中弹簧的弹力对小球做功，所以小球的机械能不守恒，A 错误 t2时刻，弹簧弹力最大，说明弹簧的压缩量最大，小球的速度为零，B 正确 t1 t2这段时间内，小球接触弹簧并把弹簧压缩到最短，小球的速度先增大到最大，然后减小到零，所以小球的动能9先增大后减小，C 错误 t2 t3这段时间内，弹簧弹力从最大
17、值开始逐渐减小，说明弹簧的压缩量逐渐减小，小球开始逐渐上升，弹簧的弹力对小球做正功，所以小球的机械能增加，即其动能与重力势能之和在增加，D 正确【考点】系统机械能守恒定律的应用【题点】机械能守恒定律在弹簧类问题中的应用三、实验题(本题共 2 小题，共 12 分)17(6 分)(2018台州中学高二下学期期中考试)在探究“功和速度变化的关系”的实验中，小张同学用如图 13 所示装置，尝试通过测得细绳拉力(近似等于悬挂重物重力)做的功和小车获得的速度的值进行探究，则：图 13(1)下列说法正确的是_A该方案需要平衡摩擦力B该方案需要重物的质量远小于小车的质量C该方案操作时细绳应该与木板平行D该方案
18、处理数据时应选择匀速时的速度(2)某次实验获得的纸带如图 14 所示，小张同学每隔 4 点标一个计数点，则 C 点的速度为_ m/s(电火花计时器的工作频率为 50 Hz，计算结果保留 3 位有效数字)图 14(3)小张同学又设计了如图 15 所示装置，尝试通过橡皮筋弹射小球的方式来探究“功和速度变化的关系” ，测得小球离地高度为 h，弹射水平距离为 L，重力加速度为 g，则小球的抛出速度可表示为_10图 15答案 (1)ABC (2)0.178(0.1730.183 均可)(3)Lg2h18.(6 分)某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律图 16(1)某同学用 20 分度游标卡尺
19、测量出小球的直径为 1.020 cm.如图 16 所示弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门 A、 B，计时装置测出小球通过 A、 B 的时间分别为 2.55 ms、5.15 ms，由此可知小球通过光电门 A、 B 时的速度分别为 vA、 vB，其中vA_m/s.(2)用刻度尺测出光电门 A、 B 间的距离 h，已知当地的重力加速度为 g，只需比较_(用题目中涉及的物理量符号表示)是否相等，就可以验证机械能是否守恒(3)通过多次实验发现，小球通过光电门 A 的时间越短，(2)中要验证的两数值差越大，试分析实验中产生误差的主要原因是_答案 (1)4(4.0 或 4.00 也对) (2) gh
20、 和 (3)小球上升过程中受到空气阻力的作用，vA22 vB22速度越大，所受阻力越大解 析 (1)小 球 通 过 光 电 门 可 近 似 认 为 做 匀 速 直 线 运 动 ， 所 以 vA dtA 1.020 10 22.55 10 3m/s 4 m/s；11(2)在验证机械能守恒定律时，要看动能的减少量是否等于重力势能的增加量，即 gh 与 vA22是否相等；vB22(3)小球通过 A 的时间越短，意味着小球的速度越大，而速度越大受到的空气阻力就越大，损失的能量就越多，动能的减少量和重力势能的增加量差值就越大四、计算题(本题共 3 小题，共 40 分，解答时应写出必要的文字说明和解题步骤
21、，有数值计算的要注明单位)19(12 分)我国将于 2022 年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一如图 17所示，质量 m60 kg(包括雪具在内)的运动员从长直助滑道 AB 的 A 处由静止开始以加速度a3.6 m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端 B 时速度 vB24 m/s， A 与 B 的竖直高度差H48 m，为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道平滑衔接，其中最低点 C 处附近是一段以 O 为圆心的圆弧助滑道末端 B 与滑道最低点 C 的高度差h5 m，运动员在 B、 C 间运动时阻力做功 W1 530 J，取 g10 m/s 2.图 17(1)求运动
22、员在 AB 段下滑时受到的阻力 Ff的大小；(2)若 运 动 员 能 够 承 受 的 最 大 压 力 为 其 所 受 重 力 的 6 倍 ， 则 C 点 所 在 圆 弧 的 半 径 R 至 少 应 为 多大 答案 (1)144 N (2)12.5 m解析 (1)运动员在 AB 上做初速度为零的匀加速直线运动，设 AB 的长度为 x，则有vB22 ax由牛顿第二定律有 mg Ff maHx联立式，代入数据解得 Ff144 N(2)设运动员到达 C 点时的速度为 vC，在由 B 到达 C 的过程中，由动能定理得mgh W mvC2 mvB212 12设运动员在 C 点所受的支持力为 FN，由牛顿第
23、二定律有FN mg m vC2R12由题意知 FN6 mg联立式，代入数据解得 R12.5 m.20(14 分)(2018浙江省名校协作体高三上学期考试)如图 18 所示，质量 m1 kg 的小物块静止放在粗糙水平面上，它与水平面表面的动摩擦因数 0.4，且与水平面边缘 O 点的距离 s8 m在台阶右侧固定了一个 圆弧挡板，半径 R3 m，左端为 O 点，圆心与桌面同12高今以 O 点为原点建立平面直角坐标系现用 F8 N 的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力，小物块最终水平抛出并击中挡板( g 取 10 m/s2，不计空气阻力)图 18(1)若小物块恰能击中圆弧最低点，求其离开 O 点时
24、的动能大小；(2)在第(1)中拉力 F 作用的时间；(3)若小物块在空中运动的时间为 0.6 s，则拉力 F 作用的距离答案 (1)7.5 J (2) s (3) m7932 6516解析 (1)小物块离开 O 点后做平抛运动，故： R v0tR gt212EkO mv12 02代入数值解得 EkO7.5 J(2)开始运动到小物块到达 O 点的过程，由动能定理得： Fx mgs mv0212所以 x m7916由牛顿第二定律得 F mg ma， a4 m/s 2at02 x， t0 s12 7932(3)小物块离开 O 点后做平抛运动，由下落时间可知下落距离 y gt2， y1.8 m，121
25、3若小物块落到半圆的左半边，则平抛运动水平位移x1 R 0.6 mR2 y2v1 1 m/sx1tFL1 mgs mv1212所以 L1 m6516若小物块落到半圆的右半边，同理可得 v29 m/sL2 m8 m(舍去)1451621(14 分)(2018浙江省高三“五校联考”第一次考试)如图 19 甲所示，倾角为 37的传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量 m2 kg 的小物体轻轻放在传送带的 A 端，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，2 s 末物体到达 B 端，取沿传送带向下为正方向， g10 m/s 2，sin 370.6，cos 370.8，求：图 19(1)小物体在传送
26、带 A、 B 两端间运动的平均速度 v 的大小；(2)物体与传送带间的动摩擦因数 ；(3)2 s 内物体机械能的减少量 E 及因与传送带摩擦产生的内能 Q.答案 (1)8 m/s (2)0.5 (3)48 J 48 J解析 (1)由 v t 图象与 t 轴所围面积表示位移可知， xAB16 m，则 v 8 m/s.xABt(2)由 v t 图象可知传送带运行速度为 v110 m/s，物体从 A 到 B 先做加速度为 a1 m/s210 m/s 2的匀加速运动，10 01 0经过时间 t11 s 后再做加速度为 a2 m/s22 m/s 2的匀加速运动，12 102 1再经过时间 t21 s，物体以大小为 v212 m/s 的速度到达传送带 B 端由物体在传送带上的受力情况知a1 或 a2mgsin mgcos m mgsin mgcos m14解得 0.5.(3)小物体到达传送带 B 端时的速度大小 v212 m/s物体的动能增加了 Ek mv22 2122 J144 J12 12物体的重力势能减少了 Ep mgxABsin 210160.6 J192 J所以物体机械能的减少量 E48 J由功能关系可知Q mg cos (v1t1 t1) mg cos v12 (v1 v22 t2 v1t2)代入数值得 Q48 J.
