2021年高中物理 模块综合测评 新人教版必修1

2021年高中物理 模块综合测评 新人教版必修1
C ．a
D ．a 和v 都先减小后增大
【解析】 质点在多个力作用下处于静止状态时，其中一个力必与其余各力的合力等大反向．在该力大小逐渐减小到零的过程中，质点所受合力从零开始逐渐增大，做加速度逐渐增大的加速运动；在该力再沿原方向逐渐恢复到原来大小的过程中，质点所受合力方向仍不变，大小逐渐减小到零，质点沿原方向做加速度逐渐减小的加速运动．故C 正确．
【答案】 C
7．(多选)(xx·日照期末) 如图3，传送带的水平部分长为L ，向右传动速率为v ，在其左端无初速释放一木块．若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间可能是( )
图3
A.L v ＋υ
2μg
B ．L v
C.
2L
μg
D ．2L v
【解析】 若木块一直匀加速至传送带右端，则由L ＝12μgt 2
可得，木块从左端运动到
右端的时间为t ＝
2L
μg ，若木块加速传送带右端时恰与带同速，则由L ＝v 2t 可得：t ＝2L
v
，
若木块加速至v 后又匀速一段至带的右端，则有：t ＝v μg ＋L －
v 2
2μg v ＝L v ＋v
2μg
，故A 、C 、D
均正确．
【答案】 ACD
8．(多选)(xx·威海期末) A 、B 两球的质量均为m ，两球之间用轻弹簧相连，放在光滑的水平地面上，A 球左侧靠墙．弹簧原长为L 0，用恒力F 向左推B 球使弹簧压缩，如图4所示，整个系统处于静止状态，此时弹簧长为L .下列说法正确的是( )
图4
A ．弹簧的劲度系数为F /L
B ．弹簧的劲度系数为F /(L 0－L )
C ．若突然将力F 撤去，撤去瞬间，A 、B 两球的加速度均为0
D ．若突然将力F 撤去，撤去瞬间，A 球的加速度为0，B 球的加速度大小为F /m 【解析】 由F ＝k (L 0－L )可得弹簧的劲度系数k ＝
F
L 0－L
，A 错误，B 正确；撤去F 的瞬
间，弹簧弹力不变，A 的加速度为零，B 的加速度a B ＝F m
，C 错误，D 正确．
【答案】 BD
9．(多选)一个倾角θ为37°的斜面固定不动，其上有一个重10 N 的物体静止不动，当给物体加一个水平向右的从零逐渐增大到8 N 的推力作用时，物体仍不动，下列说法正确的是( )
图5
A ．斜面对物体的支持力一定一直增大
B ．斜面对物体的摩擦力会先变小后增大
C ．斜面对物体的摩擦力一定变大
D ．斜面对物体的摩擦力的方向会发生变化
【解析】 分析物体受力如图所示，由平衡条件可知：F N ＝G cos θ＋F sin θ，F N 随F 的增大而增大，F f ＋F cos θ＝G sin θ，因8 cos θ>10 sin θ，故当F 由0增大到8 N 的过程中，F f 先减小后反向增大，A 、B 、D 均正确，C 错误．
【答案】 ABD
10．(xx·福建高考)如图6，滑块以初速度v 0沿表面粗糙且足够长的固定斜面，从顶端下滑，直至速度为零．对于该运动过程，若用h 、s 、v 、a 分别表示滑块的下降高度、位移、
速度和加速度的大小，t 表示时间，则下列图象最能正确描述这一运动规律的是( )
图6
【解析】 滑块做匀减速运动，其速度均匀减小，加速度恒定不变，选项C 、D 错误；物体运动的位移s ＝v 0t －12at 2
，下降的高度h ＝s sin θ(θ为斜面倾角)，可知，A 错误，B
正确．
【答案】 B
二、实验题(本大题共3个小题，共18分)
11．(4分)在“探究求合力的方法”的实验中，其中的两个步骤是：
(1)在水平放置的木板上垫一张白纸并固定好，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O 点，在白纸上记下O 点和两个弹簧秤的读数F 1和F 2.
(2)只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时伸长量一样，记下此时弹簧秤的读数F 和细线的方向．以上两步骤均有疏漏，请指出疏漏：
在(1)中是______________________________________________； 在(2)中是_______________________________________________．
【解析】 在(1)中应用时记下两弹簧秤的读数F 1和F 2及各自的方向，在(2)中应使结点与(1)中记下的“O ”点重合．
【答案】 (1)两弹力F 1、F 2的方向 (2)使结点与O 点重合
12．(6分)(xx·威海期末)如图7，把弹簧测力计的一端固定在墙上，用力F 水平向左拉金属板，金属板向左运动，此时测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出)，则物块P 与金属板间的滑动摩擦力的大小是________N ．若用弹簧测力计测得物块P 重10.40 N ，根据表中给出的动摩擦因数，可推算出物块P 的材料为________．
图7
材料 动摩擦因数
金属－金属 0.25 橡胶－金属 0.30 木头－金属 0.20 皮革－金属
0.28
【解析】 物块P 与金属板间的滑动摩擦力的大小与弹簧秤的读数大小相等，为2.60 N ．由F f ＝μmg 可得，μ＝
F f mg ＝2.6010.40
＝0.25，对应表格可知，物块P 的材料为金属． 【答案】 2.60(或2.6) 金属
13．(8分)(xx·江西新余期末)某实验小组利用如图8所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验．
图8
(1)在实验中必须将长木板右端垫高，目的是________，当不挂钩码时小车能匀速运动时，表明已调好．
(2)为了减小误差，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据．若小车质量为400 g ，实验中每次所用的钩码总质量范围应选________组会比较合理．(填选项前的字母)
A ．10 g ～40 g
B ．200 g ～400 g
C ．1 000 g ～2 000 g
(3)图9中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，每两个计数点间的时间间隔是________，由该纸带可求得小车的加速度a ＝________.(计算结果保留三位有效数字)
图9 图10
(4)改变钩码的个数重复实验，得到加速度a 与合外力F 的关系如图10所示，分析线段
OA ，可得出实验结论是___________。

【解析】 (1)将长木板右端垫高的目的是为了平衡小车的摩擦力．(2)为使钩码的重力更接近绳的拉力，必须满足钩码的总质量远小于小车的质量，故钩码总质量的范围应选A.(3)因打点周期为0.02 s ，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，则两计数点间的时间间隔是T ＝0.1 s ，由a ＝
x 35－x 134T 2可得小车的加速度a ＝ 3.66＋4.76－ 1.44＋2.554×0.1
2
cm/s 2
＝1.11 m/s 2
(4)因OA 段为一条过原点的直线，故有在小车质量不变的条件下，小车的加速度与合外力成正比．
【答案】 (1)平衡摩擦力
(2)A (3)0.1 s 1.11 m/s2
(4)在质量不变的条件下，加速度与合外力成正比
三、计算题(本大题共3个小题，共32分)
14．(10分)(xx·日照期末) 如图11所示，OA、OB、OC三段轻绳结于O点，下方轻绳OC悬挂质量为m1＝0.3 kg的物体甲．轻绳OB水平，B端与放置在水平面上的质量为m2＝2 kg 的物体乙相连，物体乙恰好处于静止状态．已知物体乙与地面间的动摩擦因数为μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2，可认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．求：
图11
(1)轻绳OB对物体乙的拉力大小；
(2)轻绳OA的拉力大小．
【解析】(1)物体乙恰好静止时，
竖直方向上：m2g－F N2＝0
水平方向上：F B－μF N2＝0
由以上两式得：F B＝μm2g
即轻绳OB对物体乙的拉力大小F B＝4 N.
(2)O点所受合力为零，根据勾股定理有：
F2A＝F2B＋(m1g)2
解得：轻绳OA受到的拉力大小为
F A＝5 N.
【答案】(1)4 N (2)5 N
15．(10分)(xx·芜湖期末)如图12甲所示，小球A从水平地面上P点的正上方h＝1.8 m处自由释放，与此同时，在P点左侧水平地面上的物体B在水平拉力的作用下从静止开始向右运动，B运动的v－t图象如图12乙所示，已知B物体的质量为2 kg，且A、B两物体均可看作质点，不考虑A球的反弹，g取10 m/s2.求：
(1)小球A下落至地面所需的时间t；
(2)要使A、B两物体能够同时到达P点，求物体B的初始位置与P点的距离S；
(3)若作用在物体B上的水平拉力F＝20 N，求B物体与地面之间的动摩擦因数μ.
甲乙
图12
【解析】 (1)由h ＝12
gt 2
可得，小球A 从下落至地面所需的时间t ＝
2h
g
＝0.6 s.
(2)要使A 、B 两物体能同时到达P 点，则物体B 运动的时间也为t ＝0.6 s ，故S ＝12at 2
，
又a ＝Δv Δt
＝8 m/s 2
，解得：S ＝1.44 m.
(3)由F －μmg ＝ma 可得
μ＝0.2.
【答案】 (1)0.6 s (2)1.44 m (3)0.2
16．(12分)(xx·宁波期末)风洞实验室中可产生方向、大小都可以调节控制的各种风力．如图13所示为某风洞里模拟做实验的示意图．一质量为1 kg 的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角θ为30°.现小球在F ＝20 N 的竖直向上的风力作用下，从A 点静止出发沿直杆向上运动，已知杆与球间的动摩擦因数μ＝
3
6
.试求： 图13
(1)小球运动的加速度a 1的大小；
(2)若F 风力作用1.2 s 后撤去，求小球上滑过程中距A 点的最大距离x m ；
(3)若从撤去风力F 开始计时，小球经多长时间将经过距A 点上方为2.25 m 的B 点． 【解析】 (1)在力F 作用时有：
(F －mg )sin 30°－μ(F －mg )cos 30°＝ma 1
a 1＝2.5 m/s 2.
(2)刚撤去F 时，小球的速度v 1＝a 1t 1＝3 m/s 小球的位移x 1＝v 1
2t 1＝1.8 m.
撤去力F 后，小球上滑时有：
mg sin 30°＋μmg cos 30°＝ma 2，a 2＝7.5 m/s 2
因此小球上滑时间t 2＝v 1a 2
＝0.4 s 上滑位移x 2＝v 1
2
t 2＝0.6 m
则小球上滑的最大距离为x m ＝x 1＋x 2＝2.4 m. (3)在上滑阶段通过B 点：
x AB －x 1＝v 1t 3－1
2
a 2t 23.
通过B 点时间t 3＝0.2 s ，另t 3＝0.6 s(舍去) 小球返回时有：
mg sin30°－μmg cos30°＝ma 3，a 3＝2.5 m/s 2
因此小球由顶端返回B 点时有：
x m －x AB ＝1
2a 3t 24，t 4＝
35
通过B 点时间t 2＋t 4＝2＋3
5
s≈0.75 s(没有化到小数也正确)．
【答案】 (1)2.5 m/s 2
(2)2.4 m (3)0.2 s 和0.75 s 39664 9AF0 髰939302 9986 馆22781 58FD 壽24652 604C 恌
F 1 26884 6904 椄21080 5258 剘x。