2021-2022学年高中物理-模块测评教科版必修1.doc

2021-2022学年高中物理 模块测评教科版必修1

2021-2022学年高中物理 模块测评教科版必修1

年级：
姓名：

- 11 -

模块综合测评
(时间：60分钟　满分：100分)
一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全都选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．甲、乙两车沿平直公路通过同样的位移．甲车在前半段位移以30 km/h的速度运动．后半段位移以60 km/h的速度运动；乙车在前半段时间内以30 km/h的速度运动，后半段时间内以60 km/h的速度运动，则甲、乙两车在整个位移中的平均速度甲和乙的大小关系是(　　)
A.甲＝乙
B.甲<乙
C.甲>乙
D．由于不知道位移和时间，所以无法比较
B　[设甲车前后两段位移均为s，则甲＝＝ km/h＝40 km/h
设乙车前后两段所用时间均为t，
则乙＝＝45 km/h
故甲<乙，B正确．]
2．一物体从高h处做自由落体运动，经时间t到达地面，落地速度为v，那么当物体下落时间为时，物体的速度和距地面高度分别是(　　)
A.，　　　　　　　 B.，
C.，h D.，h
C　[物体做自由落体运动，经时间t到达地面的速度为v，根据速度公式v＝gt可知，下落时间为时的速度为v′＝g＝v，又知下落时间t内的位移为h，则时间内的位移为h′＝g2＝h，物体距地面高度h″＝h－h＝h，选项C正确，其他选项均错误．]
3．如图，一个人站在水平地面上的长木板上用力F向右推箱子，木板、人、箱子均处于静止状态，三者的质量均为m，重力加速度为g，则(　　)

A．箱子受到的摩擦力方向向右
B．地面对木板的摩擦力方向向左
C．木板对地面的压力大小为3mg
D．若人用斜向下的力推箱子，则木板对地面的压力会大于3mg
C　[人用力F向右推箱子，对箱子受力分析，受推力、重力、支持力、静摩擦力，根据平衡条件，箱子受到的摩擦力方向向左，与推力平衡，故A错误；对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，不受静摩擦力，否则不平衡，故地面对木板没有静摩擦力，故B错误；对三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，根据平衡条件，支持力等于重力，根据牛顿第三定律，支持力等于压力，故压力等于重力，为3mg，故C正确；若人用斜向下的力推箱子，三个物体的整体受力分析，受重力和支持力，故压力依然等于3mg，故D错误．]
4．一小球沿斜面匀加速滑下，依次经过A、B、C三点．已知AB＝6 m，BC＝10 m，小球经过AB和BC两段所用的时间均为2 s，则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是(　　)
A．2 m/s,3 m/s,4 m/s
B．2 m/s,4 m/s,6 m/s
C．3 m/s,4 m/s,5 m/s
D．3 m/s,5 m/s,7 m/s
B　[由题意可知B点是AC段的中间时刻，AB、BC是相邻的等时间段，所以vB＝＝4 m/s，又根据Δx＝xBC－xAB＝at 2可得a＝1 m/s2，进一步可得vA＝2 m/s、vC＝6 m/s，选项B正确．]
5．如图所示，物体A和B的重力分别为8 N和3 N，不计弹簧测力计、细线的重力和一切摩擦，弹簧的劲度系数k＝10 N/m，设弹簧测力计所受的合力为F1，弹簧测力计的读数为F2，则(　　)

A．F1＝11 N
B．F2＝3 N
C．F2＝6 N
D．弹簧的伸长量为0.6 m
B　[弹簧测力计处于平衡状态，F1＝0，A选项错误．弹簧测力计的读数F2＝GB＝3 N，故B选项正确，C选项错误．由F2＝kx，知x＝0.3 m，D选项错误．]
6．图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150 kg的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图像，g取10 m/s2，下列判断正确的是(　　)

　　　　　 甲　　　　　　　　乙
A．前10 s的悬线的拉力恒为1 500 N
B．46 s末塔吊的材料离地面的距离为22 m
C．0～10 s材料处于失重状态
D．在30～36 s钢索最容易发生断裂
B　[由图可知前10 s同物体的加速度a＝0.1 m/s2，由F－mg＝ma可解得悬线的拉力为1 515 N，选项A错误．由图像面积可得整个过程上升高度是28 m，下降的高度为6 m,46 s末塔吊的材料离地面的距离为22 m，选项B正确.0～10 s加速度向上，材料处于超重状态，F>mg，钢索最容易发生断裂，选项C错误．因30～36 s物体加速度向下，材料处于失重状态，F<mg，在30～36 s钢索最不容易发生断裂，选项D错误．]
7．甲、乙两物体从同一地点沿同一条直线同时运动，其速度－时间图像如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．0～t1时间内两物体均处于静止状态
B．t1～t2时间内甲物体始终在乙物体的前面
C．t2时刻两物体相遇
D．t1～t2时间内，甲物体做匀减速直线运动
BD　[由v­t图像可知，0～t1时间内甲、乙均做匀速运动，t1～t2时间内，甲物体做匀减速直线运动，A错误，D正确；t2时刻之前，v甲始终大于v乙，两物体又从同一地点同向运动，故t1～t2时间内甲物体始终在乙物体前面，且两物体相距越来越远，B正确，C错误．]
8.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L0，用恒力F向左推B球使弹簧压缩，如图所示，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(　　)
A．弹簧的劲度系数为
B．弹簧的劲度系数为
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
BD　[由F＝k(L0－L)可得弹簧的劲度系数k＝，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aB＝，C错误，D正确．]
9．如图甲所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图乙所示，若重力加速度g取10 m/s2，根据图乙中所提供的信息可以计算出(　　)

甲　　　　　　　乙
A．物体的质量为2 kg
B．斜面的倾角为37°
C．加速度为6 m/s2时物体的速度
D．物体能静止在斜面上所施加的最小外力为12 N
AB　[对物体受力分析，根据牛顿第二定律得a＝cos θ－gsin θ，当F＝0 N时，a＝－6 m/s2，当F＝20 N时，a＝2 m/s2，解得θ＝37°，m＝2 kg.由三力平衡得物体能静止在斜面上所施加的沿水平方向的最小外力为F＝mgtan θ＝15 N，故选项A、B正确，D错误；由于运动情况未知，力F随时间的变化情况未知，无法确定加速度为6 m/s2时物体的速度．]
10．如图所示，在建筑工地上一建筑工人两手对称用水平刀将两长方形水泥制品P和Q夹紧，并以加速度a竖直向上搬起，P和Q的质量分别为2m和3m，水平力为F，P和Q间动摩擦因数为μ，在此过程中(　　)
A．P受到Q的摩擦力方向一定竖直向下
B．P受到Q的摩擦力大小为2μF
C．P受到Q的摩擦力大小为0.5m(g＋a)
D．P受到Q的摩擦力大小为1.5m(g＋a)
AC　[设每只手与水泥制品的摩擦力大小均为f1，设P受到Q的摩擦力大小为f2、方向竖直向上．对P、Q整体及P分别应用牛顿第二定律有2f1－5mg＝5ma，f1＋f2－2mg＝2ma，联立解得f2＝－0.5m(g＋a)，负号说明P受到Q的摩擦力方向向下，选项A、C正确. ]
二、非选择题(共6小题，共60分)
11．(8分)某同学用图甲所示装置测定重力加速度．(已知打点频率为50 Hz)

甲

乙
(1)实验时下面步骤的先后顺序是__________。
A．释放纸带
B．打开打点计时器
(2)打出的纸带如图乙所示，可以判断实验时重物连接在纸带的__________(填“左”或“右”)端．
(3)图乙中是连续的几个计时点，每个计时点到0点的距离d如表所示：
计时点
0
1
2
3
4
5
6
距离d/cm
0
6.00
12.50
19.30
26.50
34.10
42.10
根据这些数据可求出重力加速度的测量值为______________．(保留三位有效数字)
【解析】　(1)根据打点计时器的使用步骤，应先接通电源，后释放纸带，故顺序为B、A.
(2)纸带与重物相连的那端最先打点，故点的分布比较密集些，所以重物连接在纸带的左端．
(3)我们用逐差法来求重力加速度的测量值．根据表中的数据可得
a＝ m/s2≈9.72 m/s2.
[答案]　(1)BA　(2)左　(3)9.72 m/s2
12．(8分)某探究学习小组的同学们要探究加速度与力、质量的关系，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)．

(1)该实验中小车所受的合力__________(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数，该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？__________(选填“需要”或“不需要”)．
(2)实验获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，挡光板的宽度l，光电门1和光电门2的中心距离为x.某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后，砝码盘才落地)，已知重力加速度为g，则该实验要验证的关系式是__________．
【解析】　(1)由于力传感器显示拉力的大小，而拉力的大小就是小车所受的合力，故不需要让砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．
(2)由于挡光板的宽度l很小，故小车在光电门1处的速度v1＝，在光电门2处的速度为v2＝，由v－v＝2ax，得a＝＝.故验证的关系式为F＝Ma＝＝.
[答案]　(1)等于　不需要　(2)F＝
13．(10分)如图所示，水平面上A、B两点相距x0＝0.1 m．甲球从B点向右做匀速运动的同时，乙球从A点由静止向右做匀加速运动，到达B点后以B点的速度匀速运动．乙球从开始运动，到追上甲球所用的时间t＝1 s，运动的位移x＝0.9 m，求：

(1)甲球的速度；
(2)乙球加速过程所用的时间和加速度．
[解析]　(1)甲球做匀速运动
v甲＝
v甲＝0.8 m/s
(2)对乙球，设加速时间为t，加速度为a，由公式
x0＝at
at1(t－t1)＝x－x0
代入数据得
t1＝0.2 s
a＝5 m/s2.
[答案]　(1)0.8 m/s　(2)0.2 s　5 m/s2
14．(10分)观光旅游、科学考察经常利用热气球，保证热气球的安全就十分重要．科研人员进行科学考察时，气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为M＝800 kg，在空中停留一段时间后，由于某种故障，气球受到的空气浮力减小，当科研人员发现气球在竖直下降时，气球速度为v0＝2 m/s，此时开始计时经过t0＝4 s时间，气球匀加速下降了h1＝16 m，科研人员立即抛掉一些压舱物，使气球匀速下降．不考虑气球由于运动而受到的空气阻力，重力加速度取g＝10 m/s2.求：
(1)气球加速下降阶段的加速度大小a.
(2)抛掉的压舱物的质量m是多大？
(3)抛掉一些压舱物后，气球经过时间Δt＝5 s，气球下降的高度是多大？
[解析]　(1)设气球加速下降的加速度为a，则
由运动学公式可知h1＝v0t0＋at
解得a＝1 m/s2.
(2)设空气阻力为F，加速下降，由牛顿第二定律得
Mg－F＝Ma
抛掉质量为m压舱物，气球匀速下降，有
(M－m)g＝F
解得m＝80 kg.
(3)设抛掉压舱物时，气球的速度为v1，经过Δt＝5 s下降的高度为H
由运动学公式可知v1＝v0＋at0
H＝v1Δt
解得H＝30 m.
[答案]　(1)1 m/s2　(2)80 kg　(3)30 m
15．(12分)如图所示，绷紧的传送带，始终以2 m/s的速度匀速斜向上运行，传送带与水平方向间的夹角θ＝30°.现把质量为10 kg的工件轻轻地放在传送带底端P处，由传送带送至顶端Q处．已知P、Q之间的距离为4 m，工件与传送带间的动摩擦因数为μ＝，取g＝10 m/s2.
(1)通过计算说明工件在传送带上做什么运动；
(2)求工件从P点运动到Q点所用的时间．
[解析]　(1)工件受重力、支持力、摩擦力共同作用，摩擦力为动力
由牛顿第二定律得
μmgcos θ－mgsin θ＝ma
代入数值得a＝2.5 m/s2
则其速度达到传送带速度时发生的位移为
x1＝＝ m＝0.8 m<4 m
可见工件在传送带上先匀加速运动0.8 m，然后匀速运动3.2 m.
(2)匀加速运动时，由x1＝t1得t1＝0.8 s
匀速运动时，t2＝＝ s＝1.6 s
所以工件从P点运动到Q点所用的时间为
t＝t1＋t2＝2.4 s.
[答案]　(1)先匀加速运动0.8 m，然后匀速运动3.2 m
(2)2.4 s
16．(12分)质量为0.1 kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的v­t图像如图所示．球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4.设球受到的空气阻力大小恒为f，g取10 m/s2，求：
(1)弹性球受到的空气阻力f的大小；
(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h.
[解析]　(1)设弹性球第一次下落过程中的加速度大小为a1，由题图知
a1＝＝ m/s2＝8 m/s2
根据牛顿第二定律得
mg－f＝ma1
则f＝m(g－a1)＝0.2 N.
(2)由题图知弹性球第一次到达地面时的速度大小为v1＝4 m/s，设球第一次离开地面时的速度大小为v2，则
v2＝v1＝3 m/s
第一次离开地面后，设上升过程中球的加速度大小为a2，则mg＋f＝ma2
a2＝12 m/s2
则有
0－v＝－2a2h
解得h＝ m.
[答案]　(1)0.2 N　(2) m