2021年秋高中物理必修一练习：模块综合检测.docx

模块综合检测
第Ⅰ卷(选择题　共40分)
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．每小题至少有一个选项正确，全选对得4分，选不全得2分，错选不得分)
1．下列关于滑动摩擦力的产生的说法中，正确的是(　　)
A．只有相互接触且发生相对运动的物体间才可能产生滑动摩擦力
B．只有运动的物体才可能受到滑动摩擦力的作用
C．受弹力作用的物体确定会受到滑动摩擦力的作用
D．受滑动摩擦力作用的物体确定会受到弹力的作用
解析：　相互接触和发生相对运动是产生滑动摩擦力的必要条件，故A对．有弹力才能产生滑动摩擦力，两物体接触面间有弹力也是产生摩擦力的必要条件，故C错，D对．两物体间有滑动摩擦力必需发生相对运动，但其中一个物体可以是静止的．例如，黑板擦在桌面上滑动时，静止的桌子受到黑板擦的滑动摩擦力作用，故B错．
答案：　AD
2.

小明想推动家里的衣橱，但使出了很大的力气也没推动，于是他便想了个妙招，如图所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中心一站，衣橱竟然被推动了！下列说法正确的是(　　)
A．这是不行能的，由于小明根本没有用力去推衣橱
B．这是不行能的，由于无论如何小明的力气也没那么大
C．这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力
D．这有可能，但A板对衣橱的推力不行能大于小明的重力
解析：　衣橱被推动是由小明所受重力产生的效果，小明的重力可分解为沿两个木板方向的分力，由于两个木板夹角接近180°，依据平行四边形定则可知分力可远大于小明的重力，选项C正确．
答案：　C
3．动物跳动时将腿部弯曲然后伸直加速跳起．下表是袋鼠与跳蚤跳动时的竖直高度．若不计空气阻力，则袋鼠跃起离地的瞬时速率约是跳蚤的多少倍？(　　)

跳动的竖直高度/m
袋鼠
2.5
跳蚤
0.1
A.1 000　　　　 B．25　　　　
C．5　　　　 D．1
解析：　由v2＝2gh，可得v＝，h1＝2.5 m，h2＝0.1 m，代入得v1∶v2＝5∶1.
答案：　C

4．右图为A、B两人在同始终线上运动的位移图象，下列关于图象的分析正确的是(　　)
A．0～2 s内，A、B两人同向而行
B．0～2 s内，A的速度比B的速度大
C．在5 s内，A走的路程比B走的路程多
D．在5 s内，A的位移比B的位移大
解析：　0～2 s内，A沿x轴负方向运动，vA＝ m/s＝12 m/s，B沿x轴正方向运动，vB＝ m/s＝30 m/s，故A、B均错误；5 s内A的路程为60 m，而B返回动身点，路程为60 m＋30 m＝90 m，C错误；B的位移在5 s内为30 m，而A为60 m，故D正确．
答案：　D
5．跳伞运动员以5 m/s的速度竖直匀速降落，在离地面h＝10 m的地方掉了一颗扣子，跳伞运动员比扣子晚着陆的时间为(扣子受到的空气阻力可忽视，g取10 m/s2)(　　)
A．2 s B. s
C．1 s D．(2－) s
解析：　设扣子着陆的时间为t，则
h＝v0t1＋gt①
设跳伞运动员着陆时间为t2，则
h＝v0t2②
由①②代入数据得Δt＝t2－t1＝1 s
答案：　C
6.

在倾角为30°的斜面上，有一重力为10 N的物块，被平行于斜面、大小为8 N的恒力F推着沿斜面匀速上升，如图所示．在推力F突然撤去的瞬间，物块受到的合力为(　　)
A．8 N，方向沿斜面对下 B．5 N，方向沿斜面对下
C．8 N，方向沿斜面对上 D．3 N，方向沿斜面对上
解析：　物体在推力的作用下做匀速运动，由受力平衡可得F－mgsin θ－Ff＝0，若突然撤去F的瞬间，物体所受的合力F合＝mgsin θ＋Ff＝8 N，方向沿斜面对下，A选项正确．
答案：　A
7.

(海南高考改编)一物体自t＝0时开头做直线运动，其速度图线如图所示．下列选项正确的是(　　)
A．在0～6 s内，物体离动身点最远为30 m
B．在0～6 s内，物体经过的路程为40 m
C．在0～4 s内，物体的平均速率为7.5 m/s
D．在5～6 s内，物体速度渐渐减小
解析：　在速度图象中，纵坐标的正负表示物体运动的方向，由图知在t＝5 s时物体开头反向加速，物体离出点的距离开头减小，即在t＝5 s时物体离动身点最远，而速度图线与时间轴所围的面积表示物体的位移，故可求出最远距离为35 m，路程为40 m，A错误、B正确．由图知0～4 s内物体通过的位移为30 m，故此时间段内物体的平均速率＝＝7.5 m/s，C正确．由于5～6 s内物体从静止开头反向匀加速运动，其速度增大，D错误．
答案：　BC
8.

如图所示，物体沿斜面由静止滑下，在水平面上滑行一段距离后停止，物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平滑连接．图中v、a、Ff和x分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和位移，正确的是(　　)

解析：　物体在斜面上下滑，受到重力、支持力和摩擦力的作用，其合外力为恒力，加速度为常量，物体做匀加速直线运动，其加速度图象应为一平行时间横轴的直线段，速度v＝at，其速度图象应为一向上倾斜的直线段，位移x＝at2，位移随时间变化的图象应为一开口向上的抛物线，选项A、B、D错误；物体滑到水平面上后，在摩擦力作用下做匀减速直线运动，其摩擦力大于在斜面上运动时的摩擦力，所以选项C正确．
答案：　C
9.

如图所示，在倾角为θ的斜面上，放着一个质量为m的光滑小球，小球被竖直的木板拦住，则小球对木板的压力大小为(　　)
A．mgcos θ　　 B．mgtan θ　　
C.　　 D.

解析：　

取光滑小球为争辩对象，对小球进行受力分析，由于小球是光滑的，小球不会受到摩擦力的作用，建立如图所示的直角坐标系，由于小球静止，则有
FN1sin θ－FN2＝0
FN1cos θ－mg＝0
解得FN1＝，FN2′＝mgtan θ
由牛顿第三定律可知，小球对木板的压力为FN2′＝FN2＝mgtan θ
答案：　B
10.

(2022·南京联考)竖直细杆上套有一个质量为1 kg的小圆环，圆环左侧系住一劲度系数k＝500 N/m的轻弹簧，已知弹簧与竖直方向的夹角θ＝37°，圆环始终静止，则以下分析正确的是(　　)
A．当弹簧伸长量x＝2.5 cm时，圆环与竖直杆的摩擦力为零

B．当弹簧伸长量x＝0.5 cm时，圆环与竖直杆的弹力F＝1.5 N
C．保持弹簧伸长量不变，适度减小θ，圆环与细杆之间的弹力变小
D．保持弹簧伸长量不变，适度减小θ，圆环与细杆之间的摩擦力变小
解析：　kxcos 37°＝mg时，圆环与竖直杆的摩擦力为零，此时x＝2.5 cm，A对；弹簧伸长量x＝0.5 cm时，圆环与竖直杆的弹力F＝kxsin 37°＝1.5 N，B对；保持弹簧伸长量不变，适度减小θ，F＝kxsin θ随之变小，C对；保持弹簧伸长量不变，适度减小θ，弹簧弹力的竖直重量增大，但初始状态摩擦力的方向未知，故不能断定其摩擦力的变化状况，D错．
答案：　ABC
第Ⅱ卷(非选择题　共60分)
二、试验题(本题共2个小题，共12分)
11．(6分)甲、乙、丙三位同学做“互成角度的两个力的合成”试验，所用弹簧测力计的量程为0～5 N，他们把橡皮条的一端固定在木板上的A点，橡皮条的另一端通过细绳连接弹簧测力计，用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点，如图所示，此时细绳都与平板平行，用F1和F2表示拉力的方向和大小．
甲同学F1和F2的方向相互垂直，F1＝3.0 N、F2＝3.8 N；乙同学F1和F2方向间的夹角约为30°，F1＝F2＝4.0 N；丙同学F1和F2方向间的夹角约为120°，F1＝F2＝4.0 N.
这三位同学中操作不合适的是____．其缘由是
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________________________________________________________________________.

答案：　操作不合适的是乙同学，由于他这两个力的合力超过了弹簧测力计刻度的最大值5 N，之后再用一个弹簧测力计拉橡皮条时拉不到O点
12．(6分)图(a)为试验中用打点计时器打出的一条较抱负的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是01 s，距离如图所示，单位是cm，小车的加速度是________m/s2，在验证质量确定时加速度a和合外力F的关系时，某同学依据试验数据作出了如图(b)所示的a­F图象，其缘由是
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解析：　a的计算利用逐差法．
a＝
＝
＝
＝×10－2 m/s2
＝1.60 m/s2
答案：　160　平衡摩擦力过度
三、计算题(本题共4个小题，共48分)
13．(10分)一辆汽车在恒定牵引力作用下由静止开头沿直线运动，4 s内通过了8 m的距离，此后关闭发动机，汽车又运动了2 s停止，已知汽车的质量m＝2×103 kg，汽车运动过程中所受阻力大小不变，求：
(1)关闭发动机时汽车的速度大小；
(2)汽车运动过程中所受到的阻力大小；
(3)汽车牵引力的大小．
解析：　(1)汽车开头做匀加速直线运动，则x0＝t1
解得v0＝＝4 m/s.
(2)汽车滑行减速过程加速度a2＝＝－2 m/s2
由牛顿其次定律得－Ff＝ma2
解得Ff＝4×103 N
(3)设开头加速过程中加速度为a1，则x0＝a1t
解得a1＝1 m/s2
由牛顿其次定律得F－Ff＝ma1
解得F＝Ff＋ma1＝6×103 N
答案：　(1)4 m/s　(2)4×103 N　(3)6×103 N
14．(10分)一个质量m＝3 kg的物体放在一长木板上，当木板一端抬起使它与水平方向成θ＝30°时，物体正好可以沿板面匀速下滑．当木板水平放置时，用多大的水平拉力才能将物体拉动？(g取10 N/kg)

解析：　物体沿板面匀速下滑时，分析受力并正交分解，列平衡方程可得
沿斜面方向：mgsin 30°＝Ff①
垂直于斜面方向：FN＝mgcos θ②
又F＝μFN③

联立①②③可得μ＝tan θ＝
木板水平放置时F＝F′④
F′＝μFN⑤
FN＝mg⑥
联立④⑤⑥可得F＝μmg＝10 N
答案：　10 N
15．(12分)

如图所示，长12 m、质量50 kg的木板右端有一立柱．木板置于水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数为0.1，质量为50 kg的人立于木板左端，木板与人均静止，当人以4 m/s2的加速度匀加速向右奔跑至板的右端时，马上抱住立柱，g取10 m/s2，试求：
(1)人在奔跑过程中受到的摩擦力的大小．
(2)人在奔跑过程中木板的加速度．
(3)人从开头奔跑至到达木板右端所经受的时间．
解析：　(1)设人的质量为m，加速度为a1，木板的质量为M，加速度为a2，人对木板的摩擦力为Ff，则对人有Ff＝ma1＝200 N，方向向右．
(2)对木板受力可知Ff－μ(M＋m)g＝Ma2
则a2＝
代入数据解得a2＝2 m/s2，方向向左．
(3)设人从左端跑到右端所用时间为t，由运动学公式得
L＝a1t2＋a2t2
则t＝
代入数据解得　t＝2 s
答案：　(1)200 N　(2)2 m/s2，方向向左．　(3)2 s
16．(16分，2021·四川卷·9)近来，我国多个城市开头重点治理“中国式过大路”行为．每年全国由于行人不遵守交通规章而引发的交通事故上万起，死亡上千人．只有科学设置交通管制，人人遵守交通规章，才能保证行人的生命平安．

如下图所示，停车线AB与前方斑马线边界CD间的距离为23 m．质量8 t、车长7 m的卡车以54 km/h的速度向北匀速行驶，当车前端刚驶过停车线AB，该车前方的机动车交通信号灯由绿灯变黄灯．

(1)若此时前方C处人行横道路边等待的行人就抢先过大路，卡车司机发觉行人，马上制动，卡车受到的阻力为3×104 N．求卡车的制动距离．
(2)若人人遵守交通规章，该车将不受影响地驶过前方斑马线边界CD.为确保行人平安，D处人行横道信号灯应当在南北向机动车信号灯变黄灯后至少多久变为绿灯？
解析：　已知卡车质量m＝8 t＝8×103 kg，初速度v0＝54 km/h＝15 m/s.
(1)设卡车减速的加速度为a.由牛顿其次定律得Ff＝ma①
依据运动学公式得v＝2ax1②
联立①②式，代入数据解得x1＝30 m③
(2)已知车长l＝7 m，AB与CD的距离为x0＝23 m．设卡车驶过的距离为x2，D处人行横道信号灯至少需要经过时间Δt后变灯，有
x2＝x0＋l④
x2＝v0Δt⑤
联立④⑤式，代入数据解得Δt＝2 s
答案：　(1)30 m　(2)2 s