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文档简介
模块一力与运动综合测试卷
(考试时间:75分钟试卷满分:100分)
考生注意:
1.答题前,请务必将自己的姓名、准考证号用黑色字迹的签字笔或钢笔分别填写在试题卷和答题纸规
定的位置上。
2.答题时,请按照答题纸上“注意事项”的要求,在答题纸相应的位置上规范作答,在本试题卷上的
作答一律无效。
3.非选择题的答案必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔写在答题纸上相应的区域内,作图时先使用2B铅
笔,确定后必须使用黑色字迹的签字笔或钢笔描黑。
4.可能用到的相关参数:重力加速度g均取10m/s2。
第Ⅰ卷(选择题共44分)
一、选择题Ⅰ(本题共11小题,每小题4分,共44分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求
的,不选、多选、错选均不得分)
1.(2025·广东·模拟预测)2025年7月30日15时49分,我国利用运载火箭长征八号成功发射互联网低轨
06组卫星,卫星发射成功后关闭动力系统,由于空气阻力的影响,导致卫星轨道逐渐变化,下列说法正确
的是()
A.卫星的轨道高度逐渐变大B.卫星的周期逐渐增大
C.卫星的机械能逐渐减小D.卫星的动量逐渐减小
【答案】C
【详解】A.由于空气阻力做负功,导致同一轨道时卫星的速度减小,万有引力大于所需的向心力,卫星做
近心运动,轨道高度变小,故A错误;
C.由于空气阻力做负功,卫星的机械能逐渐减小,故C正确;
GMm42v2
BD.根据mrm
r2T2r
42r3GM
可得T,v
GMr
由于轨道半径变小,则卫星的周期逐渐减小,卫星的速度逐渐增大,根据pmv可知,卫星的动量逐渐增
大,故BD错误。
故选C。
2.(2026·江苏·一模)用手握住细绳A端持续上下振动,在绳上形成一列简谐横波。某时刻波形如图所示,
则该时刻绳上()
A.质点B的速度不为零B.质点C的加速度为零
C.质点C、E的速度相同D.质点B、D的加速度相同
【答案】B
【详解】A.质点B在波峰,加速度最大,速度为0,故A错误;
B.质点C在平衡位置,速度最大,加速度为0,故B正确;
C.质点C的速度竖直向上,质点E的速度竖直向下,方向不同,故C错误;
D.质点B的加速度竖直向下,质点D的加速度竖直向上,方向不同,故D错误。
故选B。
3.(25-26高三上·江苏苏州·期末)固定在振动片上的金属丝以恒定的频率触动水面形成水波,当振动片在
水面上移动时拍得一幅如图所示的照片,由照片可知()
A.振动片正向右移动
B.水波波速逐渐变小
C.a处接收到的水波频率大于b处
D.a处接收到的水波频率小于b处
【答案】C
【详解】AB.由图片可知,左边形成的波纹比较密,右边的稀疏,所以振动片是向左侧移动,水波的波速
由传播介质决定,不变。故AB错误;
CD.因为水波的速度在各处是一样的,单位时间内在a处接收到的完整的波个数多于b处,所以a处接收
到的振动频率大于b处接收到的振动频率,故C正确,D错误。
故选C。
4.(25-26高三上·江苏·期末)如图所示,“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,用电磁打点计时器打
出的纸带,纸带前端OA段点迹密集模糊。为更准确求得小车的加速度应选取纸带()
A.OA段B.OB段C.AC段D.OC段
【答案】C
【详解】为更准确求得小车的加速度应选取点迹清晰的AC段纸带进行求解。
故选C。
5.(25-26高三上·江苏苏州·期末)如图所示,质量为m的乘客乘坐“苏州之眼”摩天轮,该摩天轮在竖直平
面内以速率v做半径为R的匀速圆周运动。在乘客从最高点运动至最低点的过程中,乘客重力的()
mgR
A.冲量大小为2mvB.冲量大小为
v
C.功率不断增大D.功率保持不变
【答案】B
【详解】A.2mv是乘客动量的变化量大小,根据动量定理,它等于合外力的冲量,而不是重力的冲量,A
错误;
R
B.根据IFt,重力的冲量大小为
Imgtmg,B正确;
v
C.重力的瞬时功率
PGvcos。在乘客从最高点运动至最低点的过程中,θ从90°减小到0再增大到90°,
cos值先增大,后减小,所以重力的功率先增大后减小,C错误;
D.根据C选项的分析,重力的功率是变化的,D错误。
故选B。
6.(24-25高一下·广东·期中)图甲是滑板运动的滑道,图乙是其理想简化示意图,人和滑板均可视为质点,
滑道看成半径为R的圆弧轨道,M、N两点等高,O为圆心,P是最低点。当人和滑板整体从M点由静止
释放后,在M、N两点之间来回滑动,且高度越来越低,忽略空气阻力。对于人和滑板整体,下列说法正
确的是()
A.受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用
B.受到的向心力由合力来提供
C.受到的向心力由重力、支持力的合力来提供
D.从M点到P点的过程中,需要的向心力先增大后变小
【答案】D
【详解】A.受到重力、支持力、摩擦力的作用,向心力是效果,故A错误;
BC.受到的向心力由重力、支持力、摩擦力的合力沿指向圆心方向的分力来提供,故BC错误;
D.从M点到P点的过程中,切向加速度等于零时速度最大,此时重力沿切向的分力和摩擦力等大反向,
速度先增大后变小,半径不变,需要的向心力先增大后变小,故D正确。
故选D。
7.【23年江苏卷T7改编】(2026·江苏·高三)图甲为挂在架子上的双层晾衣篮。上、下篮子完
全相同且保持水平,每个篮子由两个质地均匀的圆形钢圈穿进网布构成,两篮通过四根等长的轻绳与钢圈
的四等分点相连,上篮钢圈用另外四根等长轻绳系在挂钩上。晾衣篮的有关尺寸如图乙所示,则图甲中上、
下各一根绳中的张力大小之比为()
A.1:1B.2:1C.5:2D.5:4
【答案】C
【详解】设一个篮子的质量为m,连接下篮的绳子的拉力为T2,对下篮,根据平衡条件得
4T2mg
解得
mg
T
24
设连接上篮的绳子的拉力为T1,绳子与竖直方向夹角为,对两个篮整体由平衡条件得
4T1cos2mg
根据几何关系得
24
sin0.6
40
联立解得
5
Tmg
18
则
T5
1
T22
故C正确,ABD错误。
故选C。
8.(2025·甘肃白银·模拟预测)如图甲所示,水平放置在光滑地面上的弹簧振子在A、B之间做
简谐运动,O点为平衡位置,规定向右为正方向,其自由振动图像如图乙所示。将小球Q用轻质细绳悬挂
在O点正上方的O1点,小球Q静止时恰好未与地面接触,将小球P从A点由静止释放,运动到O点时与
完全相同的、静止的小球Q发生弹性碰撞,碰撞时间极短,碰后小球P从A点至再次回到A点的时间间隔
为6s。小球P、Q始终在同一竖直面内运动,小球Q的摆角始终小于5°,空气阻力不计,当地重力加速度
g=9.87m/s2,π2≈9.87,则轻绳与小球Q组成的单摆的()
A.周期为2sB.周期为8sC.摆长为1mD.摆长为4m
【答案】D
【详解】根据图乙可知,小球P的振动周期T1=8s,碰后小球P从A点至再次回到A点的时间为6s,因为
小球P、Q完全相同且发生弹性碰撞,故小球P、Q碰后速度发生交换,小球Q在相邻两次碰撞之间的时间
L
间隔为2s,恰好为单摆的半个周期,即单摆的周期为T=4s,根据单摆的周期公式T2π
g
解得单摆的摆长L=4m
故选D。
9.(2026·江苏·一模)如图所示,小圆环A穿在光滑水平直杆上,通过细线与小圆环B相连,初始时细线
恰好水平拉直。现将A、B从图示位置由静止释放,B的运动轨迹如图中虚线所示,Q点为右侧轨迹的最高
点,不计空气阻力,则()
A.A做简谐运动
B.A、B的系统动量守恒
C.A的质量大于B的质量
D.仅增大B的质量,B能到达Q点的右侧
【答案】C
【详解】A.图示时刻,小圆环B释放瞬间,小圆环A只受支持力,不满足Fkx的情况,因此不是简谐
运动,故A错误;
B.在运动过程中,小圆环A与B构成的系统在竖直方向上受到的合外力不为零,因此系统动量不守恒,
但是在水平方向上动量守恒,故B错误;
C.由水平方向动量守恒可知mAvAmBvBx0
vm
所以小圆环A与B的水平速度方向相反,大小满足AB
vBxmA
由图可知,当小圆环B运动到最高点Q时,水平方向运动的位移xAxB
即vAtvBxt
因此mAmB,故C正确;
m
A
D.由水平方向动量守恒可得vBxvA,若只增大mB,则vBx会减小,因此小圆环B向右摆动的水平位移
mB
会减小,无法到达Q点右侧,故D错误。
故选C。
10.2023年5月30日16时29分,神舟十六号载人飞船入轨后,成功对接于空间站天和核心舱
径向端口,形成了三舱三船组合体,飞船发射后会在停泊轨道(I)上进行数据确认,后择机经转移轨道(Ⅱ)
完成与中国空间站的交会对接,其变轨过程可简化为下图所示,已知停泊轨道半径近似为地球半径R,中国
空间站轨道距地面的平均高度为h,飞船在停泊轨道上的周期为T1,则()
A.飞船在转移轨道(Ⅱ)上各点的速度均小于7.9km/s
B.飞船在停泊轨道(I)与组合体在空间站轨道(Ⅲ)上的速率之比为Rh:R
3
.飞船在转移轨道()上正常运行的周期为h
CⅡTT11
2R
D.飞船在转移轨道(Ⅱ)上Q点的加速度小于空间站轨道(Ⅲ)上Q点的加速度
【答案】C
【解析】A.停泊轨道(I)半径近似为地球半径R,则飞船在停泊轨道(I)运行的速度等于第一宇宙速度,
即7.9km/s,飞船在停泊轨道(I)P点加速,做离心运动进入转移轨道(Ⅱ),故飞船在转移轨道(Ⅱ)上P
点的速度大于在停泊轨道(I)上P点的速度,即大于7.9km/s,故A错误;B.根据万有引力提供向心力
Mmv2GM
Gm,解得v,飞船在停泊轨道(I)与组合体在空间站轨道(Ⅲ)上的速率之比为
r2rr
2Rh3
3()
v:vRh:R,故B错误;C.根据开普勒第三定律R2,飞船在转移轨道(Ⅱ)上正常
13
22
T1T
3MmGM
运行的周期为h,故正确;.根据牛顿第二定律,解得,可知飞船
TT11CDG2maa2
2Rrr
在转移轨道(Ⅱ)上Q点的加速度等于空间站轨道(Ⅲ)上Q点的加速度,故D错误。
故选C。
11.(25-26高三上·江苏扬州·期末)如图所示,用轻弹簧拴接物块和水平地面,物块在压力F作
用下处于静止状态。撤去压力F,物块竖直向上运动过程中,其动能Ek与位移x、时间t的关系图像,正确
的是()
A.B.
C.D.
【答案】D
【详解】AB.根据动能定理可得W合Ek0Ek
又因为W合F合x
即EkF合x
所以Ekx图线的斜率表示F合。物块竖直向上运动过程中,取竖直向上为正方向则F合kxmg
所以,F合先向上减小,后向下增大,即Ekx图线的斜率先为正值减小,后为负值增大,故AB错误;
CD.根据W合P合t
结合W合Ek
可得EkP合t
则Ekt图线斜率绝对值表示P合,又因为P合F合v
由以上分析可知,F合先向上减小到零,后向下增大;物块向上的速度先由零增大后减小为零,所以P合先增
大后减小为零,再由零增大,后减小为零,故C错误,D正确。
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题共56分)
二、实验题(15.0分)
12.(25-26高三上·江苏南京·月考)某实验小组利用气垫导轨、光电门等器材来完成“探究加速
度与力的关系”实验,具体装置如图甲所示,实验时先测出遮光条的宽度d,由刻度尺读出滑块释放时遮光
条最左端到光电门中心的距离l,滑块每次从气垫导轨上的同一位置释放,光电门连接的数字计时器记录下
遮光条的遮光时间t,仅改变槽码质量来进行多组实验。
(1)用游标卡尺测量遮光条宽度d,结果如图乙所示,其读数d______mm。
(2)实验中槽码质量m______(填“需要”或“不需要”)远小于滑块和遮光条的总质量M。
(3)实验中滑块的加速度大小a____________。(用字母t、l、d表示)
(4)若考虑遮光条的宽度对实验的影响,则实验中测得的加速度大小与真实值相比______(填“偏大”、“偏小”、
“相等”)。
(5)某次实验测得多组数据后,根据实验数据处理结果绘制出的aF图像如图丙所示,图线不过坐标原点的
原因可能是____________。
【答案】(1)10.00
(2)需要
d2
(3)
2lt2
(4)偏大
(5)气垫导轨不水平且左低右高
【详解】(1)游标卡尺的读数为d10mm00.05mm10.00mm
(2)实验中需要用槽码的重力代替绳子的拉力,因此需要槽码的质量m远小于滑块和遮光条的总质量M。
d
(3)滑块通过光电门的速度v
t
根据运动学公式v22al
d2
解得加速度a
2lt2
(4)由题知l为滑块释放时遮光条最左端到光电门中心的距离,但遮光条中点经过光电门中心时,滑块已
dd
经比前沿到达光电门中心时多走了的距离,所以中点经过光电门中心时的总位移是l,根据加速度
22
d2
a,可知a测a真。
2lt2
(5)由图丙可知,拉力F为零,加速度不为零,其原因可能是气垫导轨没有调节水平,左端低右端高。
三、计算题(本大题共4小题,9分+10分+10分+12分共41分,解答过程请写出必要的文字说明和必需的
物理演算过程,只写出最终结果的不得分)
13.【生产情境】((24-25高三上·海南·期中)2024年9月4日,天问一号发布了全球分辨率最
高的火星彩色图像,填补了国际上火星探测数据的空白。已知该探测器在火星表面附近做匀速圆周运动的
周期为T,火星表面的重力加速度为g,引力常量为G。求:
(1)火星的半径r;
(2)火星的平均密度ρ。
gT2
【答案】(1)r
4π2
3π
(2)
GT2
【详解】(1)设探测器的质量为m,绕火星表面做匀速圆周运动,有
2
2π
mgmr
T
得
gT2
r
4π2
(2)设火星的质量为M,探测器绕半径为r的火星表面做匀速圆周运动有
2
Mm2π
Gmr
r2T
火星的体积
4
Vπr3
3
火星的平均密度
M
V
解得
3π
GT2
14.(23-24高二下·安徽六安·月考)如图甲所示,光滑水平面上有一处于原长状态的弹簧,其左端与一固定
立柱相连,右侧与一静止的小球相连。现将小球向右拉至M点后,由静止释放小球。以O点为坐标原点,
水平向右为x轴的正方向,小球向左经过O点时为t=0时刻,小球的振动图像如图乙所示。求:
(1)O、M两点间的距离;
(2)该振子在0~2024s内的总路程;
(3)弹簧振子简谐运动的位移与时间的关系式。
【答案】(1)5cm;(2)50.6m;(3)x5sint(cm)
4
【详解】(1)O、M两点间的距离即位弹簧振子的振幅A,由图乙可知
A=5cm
(2)振子的振动周期为
T=8s
0~2024s内的总路程为
t2024s
s4A45cm5060cm50.6m
T8s
(3)根据
2
T4
简谐运动的位移与时间的关系式为
xAsin(t)
由图乙可知,t=2s时
x=-5cm
代入位移与时间的关系式得
sin1
2
故
弹簧振子简谐运动的位移与时间的关系式
x5sint(cm)
4
15.25-26高三上·江苏·期末)如图所示,小红同学用轻质细线系着质量为m的小球,做以P为顶点摆长为
l的角速度不同的圆锥摆运动,感受细线拉力的变化。其操作过程是:使小球以角速度在水平面内做匀速
圆周运动;继续加速转动,最终使小球以角速度2在水平面内做匀速圆周运动。重力加速度为g,不计空
气阻力和P点位置的变化。求:
(1)以角速度运动一周,小球所受重力的冲量大小IG;
(2)以角速度运动时,小球所受细线拉力的大小F;
(3)从变化到2过程中,细线对小球做的功W。
2mg
【答案】(1)I
G
(2)Fm2l
9mg23
(3)Wm2l2
822
【详解】(1)运动一周过程中,小球重力的冲量IGmgT
2π
周期为T
2πmg
解得I
G
(2)当角速度为时,设细线与竖直方向夹角为,对小球分析,如图
可知Fsinm2lsin
解得Fm2l
(3)当角速度为时,设细线与竖直方向夹角为,P点到圆周运动的圆心的距离为h,对小球分析,如
图
可知mgtanm2htan
g
可得h
2
当角速度为2时,设细线与竖直方向夹角为,P点到圆周运动的圆心的距离为h1,对小球分析可知
2
mgtan4mh1tan
g
可得h
142
由mgtanm2lsin
解得vlsin
g2
当角速度为时v2l2
2
g2
当角速度为2时v42l2
142
11
由动能定理得Wmghhmv2mv2
1212
9mg23
解得Wm2l2
822
16.(2026·江苏·一模)如图所示,一水平传送带以速度v0顺时针转动,其右端与足够长的光滑
水平台面平滑连接,在平台上静置质量均为2m的n个相同物块,等间距排列成一条直线。质量为m的小
滑块P从传送带的左端由静止释放,与传送带共速后,滑上平台与物块1发生碰撞,最终所有物块都向右
运动,设所有碰撞均为弹性碰撞。
(1)求最右侧物块n匀速运动的速度大小vn1;
(2)从静止释放滑块P到其与物块1发生第二次碰撞的过程中,求P与传送带间摩擦产生的总热量Q;
(3)求全过程中碰撞总次数N及物块1的最终速度大小v1n。
2
【答案】(1)vv
n130
7
(2)Qmv2
60
n(n1)n
,1
(3)Nv1n2v0
23
【详解】(1)小滑块P与传送带共速后与物块1发生弹性碰撞,根据动量守恒定律,有mv0mv12mv11
111
根据机械能守恒定律,有mv2mv22mv2
2021211
21
解得vv,vv
1130130
1
碰撞后,小滑块P向左以速度大小v滑上传送带,物块1向右滑动与物块2发生弹性碰撞,根据动量守恒
30
定律,有2mv112mv122mv21
111
根据机械能守恒定律,有2mv22mv22mv2
211212221
2
解得v0,vvv
12211130
可知碰撞后,前一个物块的速度变为0,后一个物块的速度由0变为前一个物块原来的速度,即两个物块交
2
换速度,则最终物块n匀速运动的速度大小vvv
n11130
(2)设小滑块P从释放到和传送带共速经过的时间为t1,传送带的位移x1v0t1
1
小滑块P做匀加速直线运动,运动的位移为xvt
1201
则有
x12x1
v
根据匀变速直线运动速度与时间的关系,得t0
1a
1
P从静止到速度v,由动能定理得fxmv2
0120
1
与传送带因摩擦产生的热量Qf(xx)fxmv2
111120
1
之后P与物块1第一次相碰,碰撞后P以速度大小为v滑上传送带做匀减速直线运动先减速至0,运动的
30
1
v
时间为01
t3t
2a31
1
传送带的位移xvtvt
202301
111
P的位移x'vtvt
223021801
'772
与传送带因摩擦产生的热量Q2fx2x2fv0t1mv0
1818
11
后做匀加速直线运动,加速至
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