2025學(xué)年高中物理必修1模塊測試卷：動能與勢能綜合應(yīng)用試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（本大題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題列出的四個選項中，只有一項是最符合題目要求的。）1.一顆子彈以500m/s的速度水平射入靜止的木塊，木塊質(zhì)量為2kg，子彈穿出木塊時的速度為200m/s。不計木塊與地面間的摩擦力，下列說法正確的是（）A.子彈對木塊做的功為4×10^5JB.木塊獲得的動能是4×10^5JC.系統(tǒng)損失的機(jī)械能是3×10^5JD.子彈損失的動能是3×10^5J2.一個質(zhì)量為2kg的小球從離地面高10m的地方自由下落，不計空氣阻力，則小球落地前1s的動能變化量是（）A.0JB.20JC.40JD.60J3.如圖所示，一個質(zhì)量為m的小球從離地面高h(yuǎn)的地方靜止釋放，落到地面后陷入沙坑中，陷入深度為d。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.小球從高處落到地面時的速度大小為√(2gh)B.小球從高處落到地面時的動能大小為mghC.小球陷入沙坑過程中，重力做的功為mg(h+d)D.小球陷入沙坑過程中，克服阻力做的功為mgh4.一個質(zhì)量為m的小球從離地面高h(yuǎn)的地方靜止釋放，落到地面后彈起到離地面高h(yuǎn)/2的地方，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.小球落地時的速度大小為√(2gh)B.小球落地時的動能大小為mghC.小球上升過程中，重力做的功為-mgh/2D.小球上升過程中，動能變化量為-mgh/25.如圖所示，一個質(zhì)量為m的小球從離地面高h(yuǎn)的地方靜止釋放，落到地面后沿粗糙的水平面滑行一段距離s后停下。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.小球從高處落到地面時的速度大小為√(2gh)B.小球從高處落到地面時的動能大小為mghC.小球沿水平面滑行過程中，克服摩擦力做的功為mghD.小球沿水平面滑行過程中，摩擦力大小為mg6.一個質(zhì)量為m的小球從離地面高h(yuǎn)的地方靜止釋放，落到地面后沿粗糙的斜面滑行一段距離l后停下。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.小球從高處落到地面時的速度大小為√(2gh)B.小球從高處落到地面時的動能大小為mghC.小球沿斜面滑行過程中，克服摩擦力做的功為mghD.小球沿斜面滑行過程中，摩擦力大小為mg7.如圖所示，一個質(zhì)量為m的小球從離地面高h(yuǎn)的地方靜止釋放，落到地面后沿光滑的圓軌道滑行，最高點(diǎn)離地面高h(yuǎn)/2。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.小球落地時的速度大小為√(2gh)B.小球落地時的動能大小為mghC.小球在最高點(diǎn)時的速度大小為√(gh/2)D.小球在最高點(diǎn)時的動能大小為mgh/48.一個質(zhì)量為m的小球從離地面高h(yuǎn)的地方靜止釋放，落到地面后沿粗糙的圓軌道滑行，最高點(diǎn)離地面高h(yuǎn)/2。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.小球落地時的速度大小為√(2gh)B.小球落地時的動能大小為mghC.小球在最高點(diǎn)時的速度大小為√(gh/2)D.小球在最高點(diǎn)時的動能大小為mgh/49.如圖所示，一個質(zhì)量為m的小球從離地面高h(yuǎn)的地方靜止釋放，落到地面后沿光滑的拋物線軌道滑行，最高點(diǎn)離地面高h(yuǎn)/2。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.小球落地時的速度大小為√(2gh)B.小球落地時的動能大小為mghC.小球在最高點(diǎn)時的速度大小為√(gh/2)D.小球在最高點(diǎn)時的動能大小為mgh/410.如圖所示，一個質(zhì)量為m的小球從離地面高h(yuǎn)的地方靜止釋放，落到地面后沿粗糙的拋物線軌道滑行，最高點(diǎn)離地面高h(yuǎn)/2。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A.小球落地時的速度大小為√(2gh)B.小球落地時的動能大小為mghC.小球在最高點(diǎn)時的速度大小為√(gh/2)D.小球在最高點(diǎn)時的動能大小為mgh/4二、填空題（本大題共5小題，每小題5分，共25分。將答案寫在答題卡上對應(yīng)位置。如果需要作圖，則作圖必須使用鉛筆，作圖必須清晰。）1.一個質(zhì)量為2kg的小球從離地面高10m的地方自由下落，不計空氣阻力，則小球落地時的速度大小為______m/s，動能大小為______J。2.一個質(zhì)量為2kg的小球從離地面高10m的地方靜止釋放，落到地面后陷入沙坑中，陷入深度為0.5m。不計空氣阻力，則小球陷入沙坑過程中，重力做的功為______J，克服阻力做的功為______J。3.一個質(zhì)量為2kg的小球從離地面高10m的地方靜止釋放，落到地面后彈起到離地面高5m的地方。不計空氣阻力，則小球上升過程中，重力做的功為______J，動能變化量為______J。4.一個質(zhì)量為2kg的小球從離地面高10m的地方靜止釋放，落到地面后沿粗糙的水平面滑行一段距離5m后停下。不計空氣阻力，則小球沿水平面滑行過程中，克服摩擦力做的功為______J，摩擦力大小為______N。5.一個質(zhì)量為2kg的小球從離地面高10m的地方靜止釋放，落到地面后沿粗糙的斜面滑行一段距離5m后停下。不計空氣阻力，則小球沿斜面滑行過程中，克服摩擦力做的功為______J，摩擦力大小為______N。三、實(shí)驗題（本大題共2小題，每小題10分，共20分。）1.某同學(xué)為了研究動能定理，設(shè)計了一個實(shí)驗：讓一個小球從不同高度自由下落，撞擊水平面上的木塊，木塊在水平面上滑行一段距離后停下。通過測量木塊滑行的距離，可以間接研究小球撞擊木塊時的動能大小。（1）請簡述該實(shí)驗的主要步驟：①______；②______；③______；④______。（2）實(shí)驗中需要測量的物理量有______、______、______。（3）實(shí)驗中需要控制的變量有______、______、______。（4）實(shí)驗中可以通過測量______來間接研究小球撞擊木塊時的動能大小。2.某同學(xué)為了研究機(jī)械能守恒定律，設(shè)計了一個實(shí)驗：讓一個小球從不同高度靜止釋放，滾到水平面上的木塊上，木塊在水平面上滑行一段距離后停下。通過測量木塊滑行的距離，可以間接研究小球滾到木塊上時的動能和木塊獲得的動能之和。（1）請簡述該實(shí)驗的主要步驟：①______；②______；③______；④______。（2）實(shí)驗中需要測量的物理量有______、______、______。（3）實(shí)驗中需要控制的變量有______、______、______。（4）實(shí)驗中可以通過測量______來間接研究小球滾到木塊上時的動能和木塊獲得的動能之和。四、計算題（本大題共3小題，每小題15分，共45分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）1.一個質(zhì)量為2kg的小球從離地面高10m的地方靜止釋放，落到地面后陷入沙坑中，陷入深度為0.5m。不計空氣阻力，求：（1）小球落地時的速度大?。唬?）小球陷入沙坑過程中，重力做的功；（3）小球陷入沙坑過程中，克服阻力做的功。2.一個質(zhì)量為2kg的小球從離地面高10m的地方靜止釋放，落到地面后彈起到離地面高5m的地方。不計空氣阻力，求：（1）小球落地時的速度大??；（2）小球上升過程中，重力做的功；（3）小球上升過程中，動能變化量。3.一個質(zhì)量為2kg的小球從離地面高10m的地方靜止釋放，落到地面后沿粗糙的水平面滑行一段距離5m后停下。不計空氣阻力，已知水平面的動摩擦因數(shù)為0.2，求：（1）小球落地時的速度大?。唬?）小球沿水平面滑行過程中，克服摩擦力做的功；（3）小球沿水平面滑行過程中，摩擦力大小。本次試卷答案如下一、選擇題答案及解析1.答案：C解析：子彈對木塊做的功等于子彈動能的減少量，即W=1/2*m*(v0^2-v^2)=1/2*0.01kg*(500^2-200^2)m^2/s^2=9×10^4J。木塊獲得的動能等于系統(tǒng)動能的增加量，即K=1/2*M*v^2=1/2*2kg*200^2m^2/s^2=4×10^4J。系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于子彈動能的減少量減去木塊獲得的動能，即ΔE=W-K=9×10^4J-4×10^4J=5×10^4J。子彈損失的動能等于子彈動能的減少量，即ΔEk=1/2*m*(v0^2-v^2)=9×10^4J。故C正確。2.答案：B解析：小球自由下落，機(jī)械能守恒。設(shè)小球落地時的速度為v，由機(jī)械能守恒定律得：mgh=1/2*mv^2，解得v=√(2gh)=√(2*10*10)m/s=20m/s。小球落地前1s內(nèi)的速度變化量為Δv=v-v1=20m/s-10m/s=10m/s，動能變化量為ΔEk=1/2*m*(v1^2-v^2)=1/2*2kg*(10^2-20^2)m^2/s^2=-300J。故B正確。3.答案：D解析：小球從高處落到地面時，由機(jī)械能守恒定律得：mgh=1/2*mv^2，解得v=√(2gh)。小球從高處落到地面時的動能大小為K=1/2*mv^2=mgh。小球陷入沙坑過程中，重力做的功為Wg=mg(h+d)，克服阻力做的功為Wf=-fd。由動能定理得：Wg+Wf=0，即mg(h+d)-fd=0，解得fd=mg(h+d)。故D正確。4.答案：A解析：小球落地時，由機(jī)械能守恒定律得：mgh=1/2*mv^2，解得v=√(2gh)。小球落地時的動能大小為K=1/2*mv^2=mgh。小球上升過程中，重力做的功為Wg=-mg(h/2)，動能變化量為ΔEk=1/2*m*(v2^2-v^2)=1/2*m*(0-2gh)=-mgh。故A正確。5.答案：C解析：小球從高處落到地面時，由機(jī)械能守恒定律得：mgh=1/2*mv^2，解得v=√(2gh)。小球從高處落到地面時的動能大小為K=1/2*mv^2=mgh。小球沿水平面滑行過程中，克服摩擦力做的功為Wf=-μmg*s，摩擦力大小為f=μmg。由動能定理得：Wf=0-mgh，即-μmg*s=-mgh，解得μ=h/s。故C正確。6.答案：C解析：小球從高處落到地面時，由機(jī)械能守恒定律得：mgh=1/2*mv^2，解得v=√(2gh)。小球從高處落到地面時的動能大小為K=1/2*mv^2=mgh。小球沿斜面滑行過程中，克服摩擦力做的功為Wf=-μmg*l*cosθ，摩擦力大小為f=μmg*cosθ。由動能定理得：Wf=0-mgh，即-μmg*l*cosθ=-mgh，解得μ=h/(l*cosθ)。故C正確。7.答案：D解析：小球自由下落，機(jī)械能守恒。設(shè)小球落地時的速度為v，由機(jī)械能守恒定律得：mgh=1/2*mv^2，解得v=√(2gh)。小球在最高點(diǎn)時的速度大小為v2=√(v^2-2gh2)，即v2=√(2gh-gh)=√(gh)。小球在最高點(diǎn)時的動能大小為K2=1/2*mv2^2=1/2*m*(gh)=mgh/4。故D正確。8.答案：D解析：小球自由下落，機(jī)械能守恒。設(shè)小球落地時的速度為v，由機(jī)械能守恒定律得：mgh=1/2*mv^2，解得v=√(2gh)。小球在最高點(diǎn)時的速度大小為v2=√(v^2-2gh2)，即v2=√(2gh-gh)=√(gh)。小球在最高點(diǎn)時的動能大小為K2=1/2*mv2^2=1/2*m*(gh)=mgh/4。故D正確。9.答案：D解析：小球自由下落，機(jī)械能守恒。設(shè)小球落地時的速度為v，由機(jī)械能守恒定律得：mgh=1/2*mv^2，解得v=√(2gh)。小球在最高點(diǎn)時的速度大小為v2=√(v^2-2gh2)，即v2=√(2gh-gh)=√(gh)。小球在最高點(diǎn)時的動能大小為K2=1/2*mv2^2=1/2*m*(gh)=mgh/4。故D正確。10.答案：D解析：小球自由下落，機(jī)械能守恒。設(shè)小球落地時的速度為v，由機(jī)械能守恒定律得：mgh=1/2*mv^2，解得v=√(2gh)。小球在最高點(diǎn)時的速度大小為v2=√(v^2-2gh2)，即v2=√(2gh-gh)=√(gh)。小球在最高點(diǎn)時的動能大小為K2=1/2*mv2^2=1/2*m*(gh)=mgh/4。故D正確。二、填空題答案及解析1.答案：10，100解析：小球自由下落，機(jī)械能守恒。設(shè)小球落地時的速度為v，由機(jī)械能守恒定律得：mgh=1/2*mv^2，解得v=√(2gh)=√(2*10*10)m/s=10m/s。小球落地時的動能大小為K=1/2*mv^2=1/2*2kg*(10m/s)^2=100J。故答案為：10，100。2.答案：100，200解析：小球自由下落，機(jī)械能守恒。設(shè)小球落地時的速度為v，由機(jī)械能守恒定律得：mgh=1/2*mv^2，解得v=√(2gh)=√(2*10*10)m/s=10m/s。小球陷入沙坑過程中，重力做的功為Wg=mg(h+d)=2kg*10m/s^2*(10m+0.5m)=100J+10J=110J?？朔枇ψ龅墓閃f=-fd=-f*0.5m。由動能定理得：Wg+Wf=0，即110J-f*0.5m=0，解得f=220N。故答案為：110，220。3.答案：-50，-100解析：小球自由下落，機(jī)械能守恒。設(shè)小球落地時的速度為v，由機(jī)械能守恒定律得：mgh=1/2*mv^2，解得v=√(2gh)=√(2*10*10)m/s=10m/s。小球上升過程中，重力做的功為Wg=-mg(h/2)=-2kg*10m/s^2*(5m)=-100J。動能變化量為ΔEk=1/2*m*(v2^2-v^2)=1/2*2kg*(0-10^2)m^2/s^2=-100J。故答案為：-100，-100。4.答案：100，20解析：小球自由下落，機(jī)械能守恒。設(shè)小球落地時的速度為v，由機(jī)械能守恒定律得：mgh=1/2*mv^2，解得v=√(2gh)=√(2*10*10)m/s=10m/s。小球沿水平面滑行過程中，克服摩擦力做的功為Wf=-μmg*s=-0.2*2kg*10m/s^2*5m=-100J。摩擦力大小為f=μmg=0.2*2kg*10m/s^2=4N。故答案為：100，4。5.答案：100，20解析：小球自由下落，機(jī)械能守恒。設(shè)小球落地時的速度為v，由機(jī)械能守恒定律得：mgh=1/2*mv^2，解得v=√(2gh)=√(2*10*10)m/s=10m/s。小球沿斜面滑行過程中，克服摩擦力做的功為Wf=-μmg*l*cosθ=-0.2*2kg*10m/s^2*5m*cos30°=-100J*0.866=-86.6J。摩擦力大小為f=μmg*cosθ=0.2*2kg*10m/s^2*0.866=3.46N。故答案為：86.6，3.46。三、實(shí)驗題答案及解析1.答案：（1）①用刻度尺測量小球的質(zhì)量；②用刻度尺測量小球下落的高度h；③用刻度尺測量木塊滑行的距離s；④改變小球下落的高度h，重復(fù)步驟②和③。（2）小球的質(zhì)量m、小球下落的高度h、木塊滑行的距離s。（3）小球的質(zhì)量、木塊的質(zhì)量、水平面的粗糙程度。（4）木塊