高中物理新教材同步必修第一册 模块综合试卷（二）

模块综合试卷(二) (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、单项选择题(本题共8 小题，每小题3 分，共24 分．在每小题给出的四个选项中，只有 一项是符合题目要求的) 1．(2019·大名一中月考)在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如比值 法、理想实验法、控制变量法、极限思想方法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等， 以下关于所用物理学方法的叙述不正确的是( ) A．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看 作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法 B．根据速度定义式v＝，当Δt 非常小时，就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度，该定义应 用了极限思想方法 C．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法 D．定义加速度a＝用到比值法，加速度与Δv 和Δt 无关 答案 C 2．某短跑运动员参加100 m 竞赛，测得他在5 s 末的速度为10.4 m/s，在10 s 末到达终点 时速度为10.2 m/s，整个比赛过程，关于运动员的平均速度，以下判断正确的是( ) A．一定等于10 m/s B．可能等于10.2 m/s C．一定大于10.3 m/s D．可能等于10.4 m/s 答案 A 解析 由题意可知，运动员的位移为100 m，时间为10 s，则平均速度v＝＝10 m/s，A 正确． 3．(2019·长春外国语学校月考)滑雪者从斜面顶端由静止开始匀加速下滑，已知他通过斜面 中点时的速度为v，则其到达斜面底端的速度为( ) A.v B．(＋1)v C.v D.v 答案 C 解析 设斜面的长度为x，滑雪者到达斜面底端的速度为v′，根据速度位移公式得v2＝ 2a·，v′2＝2ax，联立两式解得v′＝v，C 正确． 4.如图1 所示，一长直木板的上表面一端放有一小木块，当木板以远离木块的另一端O 为轴， 由水平位置缓慢向上转动(α 角变大)时，木块受到的摩擦力Ff随转过的角度α 变化的图像， 可能正确的是( ) 图1 答案 C 解析 木块开始时受到的摩擦力为静摩擦力，Ff＝mgsin α；当木块相对木板滑动时受到的摩 擦力变为滑动摩擦力，Ff＝μmgcos α，又知α 角在增大，故C 正确． 5.(2019·双鸭山一中高一上期末)两辆汽车a、b 在一条平直公路上同向运行，两车运动的v－ t 图像如图2 所示．已知a、b 曲线关于它们两交点的连线对称，且在t1时刻两车在同一位置， 下列说法中正确的是( ) 图2 A．在t1～t2这段时间内，两车的平均速度相同 B．在t1～t2这段时间内的任意时刻，a 车与b 车的加速度都相同 C．在t2时刻，两车再次处于同一位置 D．在t1～t2这段时间内，a 车始终在b 车前面 答案 D 解析 由v－t 图线与时间轴所围成的面积表示位移，可知在t1～t2这段时间内a 的位移大于 b 的位移，根据平均速度公式可知a 的平均速度大于b 的平均速度，故A 错误；v－t 图线的 斜率表示加速度，由图像可知，在t1～t2这段时间内的任意时刻，a 车与b 车的加速度大小 相等，但方向不同，故B 错误；在t1时刻两车在同一位置，且在t1～t2这段时间内a 的位移 始终大于b 的位移，所以在t1～t2这段时间内，a 车始终在b 车前面，在t2时刻，两车不会处 于同一位置，故C 错误，D 正确． 6．(2019·攀枝花市高一上学期期末)两质量均为m 的木块A、B 叠放在一起，静置于粗糙水 平面上，水平恒力F 作用在A 上，两木块一起运动，加速度大小为a1，如图3(a)所示．现取 走木块B，在木块A 上施加一方向竖直向下的恒力F1，F1＝mg(g 为重力加速度)．木块A 仍 在上述水平恒力F 的作用下运动，加速度大小为a2，如图(b)所示．下列关于a1和a2的关系， 正确的是( ) 图3 A．a2＝2a1 B．a2＝a1 C．a2>2a1 D．a1<a2<2a1 答案 A 解析 题图(a)中，对A、B 整体有F－2μmg＝2ma1， 题图(b)中，对A，有F－μ(F1＋mg)＝ma2， 且F1＝mg，联立可得a2＝2a1，A 正确． 7．(2019·安徽舒城中学高一期中)如图4 所示，半径为3R 的半圆柱体P 静止在水平地面上， 静止于P 上的光滑小圆柱体Q 质量为m，半径为R，此时竖直挡板MN 恰好与P、Q 相切， 重力加速度为g，下面说法正确的是( ) 图4 A．Q 受到的P 的弹力为mg B．Q 受到的挡板MN 的弹力为mg C．若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P 仍静止时，P 受到地面的摩擦力不变 D．若挡板水平向右缓慢移动一小段距离且P 仍静止时，Q 受到P 的弹力变小 答案 B 解析 对圆柱体Q 受力分析，受到重力mg、挡板MN 的支持力FN1和P 对Q 的支持力FN2， 如图， 由几何关系得：cos θ＝0.5，所以θ＝60° 根据平衡条件得：FN1＝＝mg，FN2＝＝mg，故A 错误，B 正确；对P、Q 整体受力分析，受 重力、地面支持力、MN 挡板对其向左的支持力和地面对其向右的摩擦力，根据共点力平衡 条件，有： Ff＝FN1＝， MN 保持竖直且缓慢地向右移动过程中，角θ 不断变小，故Ff变大，由FN2＝可知，FN2变大， 故C、D 错误． 8.(2020·泊头市第一中学高二期末)两质量均为m 的物块A、B 用轻弹簧连接起来用细线悬挂 在升降机内，如图5 所示．升降机以大小为a＝2 m/s2的加速度加速上升，某时刻细线突然 断裂，则在细线断裂瞬间，A、B 的加速度分别为(取竖直向上为正方向，重力加速度大小g 取10 m/s2)( ) 图5 A．－2 m/s2,2 m/s2 B．－12 m/s2,2 m/s2 C．－24 m/s2,0 D．－22 m/s2,2 m/s2 答案 D 解析 在细线断裂前，根据牛顿第二定律， 对AB 整体有：F1－2mg＝2ma 对B 有：F2－mg＝ma 解得：细线拉力F1＝2m(a＋g) 弹簧弹力F2＝m(a＋g) 在细线断裂瞬间，F1突然消失而F2和A、B 的重力不变， 则A 受到的合力大小F1′＝F2＋mg＝2mg＋ma 加速度aA＝－(2g＋a)＝－22 m/s2 在此瞬间B 的受力不变，加速度不变，为2 m/s2. 选项D 正确，A、B、C 错误． 二、多项选择题(本题共4 小题，每小题4 分，共16 分．在每小题给出的四个选项中，有多 项符合题目要求．全部选对的得4 分，选对但不全的得2 分，有选错的得0 分) 9.如图6 所示为两个物体A 和B 在同一直线上沿同一方向同时开始运动的v－t 图像，已知在 第3 s 末两个物体在途中相遇，则( ) 图6 A．A、B 两物体从同一地点出发 B．3 s 内物体A 的平均速度比物体B 的大 C．A、B 两物体在减速阶段的加速度大小之比为2∶1 D．t＝1 s 时，两物体第一次相遇 答案 CD 解析 v－t 图像与时间轴围成的图形的面积表示物体的位移，由题图可知两物体在3 s 内的 位移不等，而在第3 s 末相遇，可判断出两物体出发点不同，故A 错误；由题图可知物体B 在3 s 内的位移大于A 的位移，则3 s 内B 的平均速度大于A 的平均速度，故B 错误；由题 图可知，在减速阶段A 的加速度aA＝－2 m/s2，B 的加速度aB＝－1 m/s2，故|aA|∶|aB|＝ 2∶1，故C 正确；由题图可知，1～3 s 内A、B 两物体位移相等，且第3 s 末两个物体在途中 相遇，所以t＝1 s 时，两物体第一次相遇，故D 正确． 10．如图7 所示，质量均为m＝1 kg 的两滑块A、B 放在光滑的水平地面上，中间用一结实 的轻质细线相连，轻杆OA、OB 放在滑块上，且可绕铰链O 自由转动，两杆长度相等，夹 角θ＝60°，g 取10 m/s2，当竖直向下的力F＝150 N 作用在铰链上时( ) 图7 A．A 滑块对地面的压力为85 N B．A 滑块对地面的压力为75 N C．A、B 滑块间细线的张力为25 N D．A、B 滑块间细线的张力为50 N 答案 AC 解析 对O 点受力分析，如图所示， 对两个细杆的作用力进行合成，有F Acos ＋FBcos ＝F，且F A＝FB，故F A＝FB＝＝ N＝50 N， 所以地面对A 的支持力FN＝mg＋F Acos ＝85 N， 由牛顿第三定律得A 滑块对地面的压力为85 N，滑块间细线的张力 F′＝F Asin ＝25 N，故A、C 正确． 11.如图8 所示，a、b、c 为三个质量均为m 的物块，物块a、b 通过水平轻绳相连后放在水 平面上，物块c 放在b 上．现用水平拉力作用于a，使三个物块一起水平向右匀速运动．各 接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g.下列说法正确的是( ) 图8 A．该水平拉力大于轻绳的弹力 B．物块c 受到的摩擦力大小为μmg C．当该水平拉力增大为原来的1.5 倍时，物块c 受到的摩擦力大小为0.5μmg D．剪断轻绳后，在物块b 向右运动的过程中，物块c 受到的摩擦力大小为μmg 答案 ACD 解析 三物块一起做匀速直线运动，由平衡条件，对a、b、c 系统：F＝3μmg，对b、c 系 统：FT＝2μmg，则：F＞FT，即水平拉力大于轻绳的弹力，故A 正确；c 做匀速直线运动， 处于平衡状态，则c 不受摩擦力，故B 错误；当水平拉力增大为原来的1.5 倍时，F′＝1.5F ＝4.5μmg，由牛顿第二定律，对a、b、c 系统：F′－3μmg＝3ma，对c：Ff＝ma，解得：Ff ＝0.5μmg，故C 正确；剪断轻绳后，b、c 一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律，对b、 c 系统：2μmg＝2ma′，对c：Ff′＝ma′，解得：Ff′＝μmg，故D 正确． 12．如图9 甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图乙所示的模型， 水平传送带始终保持v＝0.4 m/s 的恒定速率运行，行李与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2， A、B 间的距离为2 m，g 取10 m/s2，旅客把行李(可视为质点)无初速度地放在A 处，则下列 说法正确的是( ) 图9 A．开始时行李的加速度大小为2 m/s2 B．行李经过2 s 到达B 处 C．行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为0.08 m D．若传送带速度足够大，行李最快也要 s 才能到达B 处 答案 AD 解析 对行李受力分析，由牛顿第二定律得：Ff＝μmg＝ma，得a＝2 m/s2，故A 正确；行 李加速时间t1＝＝0.2 s，加速运动位移x1＝at1 2＝×2×0.22 m＝0.04 m，匀速运动时间t2＝＝ s ＝4.9 s，可得到达B 处需要的总时间t＝t1＋t2＝5.1 s，故B 错误；行李加速过程中传送带运 动的距离x1′＝vt1＝0.4×0.2 m＝0.08 m，Δx＝x1′－x1＝0.04 m，摩擦痕迹长度为0.04 m，C 错 误；行李一直加速用时最短，x＝atmin 2，tmin＝＝ s＝ s，故D 正确． 三、非选择题(本题共6 小题，共60 分) 13．(6 分)(2020·四川棠湖中学高一月考)某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时， 将橡皮条一端固定在A 点，另一端系上两根细绳及绳套，用两个弹簧测力计通过细绳套互 成角度地拉动橡皮条，将结点拉到O 点，如图10 甲所示 . 图10 (1)如果没有操作错误，图乙中F′是用一个弹簧测力计拉细绳套时，在白纸上根据实验结果 画出的图示，则图乙中的F 与F′两力中，方向一定沿AO 方向的是________． (2)本实验采用的科学方法是________． A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 (3)在同一对比实验的两次操作中，O 点位置________(选填“可以”或“不可以”)变动． (4)如图丙，使弹簧测力计b 从水平位置开始顺时针缓慢转动至竖直方向，在这个过程中保 持O 点位置和弹簧测力计a 的拉伸方向不变，则在整个过程中关于弹簧测力计a、b 的读数 变化是________． A．a 增大，b 减小 B．a 减小，b 增大 C．a 减小，b 先增大后减小 D．a 减小，b 先减小后增大 答案 (1)F′(1 分) (2)B(1 分) (3)不可以(2 分) (4)D(2 分) 14．(8 分)(2019·武宣县第二中学高一期末)小华所在的实验小组利用如图11 甲所示的实验装 置探究牛顿第二定律，打点计时器使用的交流电频率f＝50 Hz，当地的重力加速度为g. 图11 (1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高 度，使细线与长木板平行，接下来还需要进行的一项操作是________． A．将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节 m 的大小，使小车在砂和砂桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 B．将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂 桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动 C．将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带以及砂和砂桶，轻推小车，观察判断小车是 否做匀速运动 (2)图乙是小华同学在正确操作下获得的一条纸带，其中A、B、C、D、E 每两点之间还有4 个点没有标出．若s1＝2.02 cm，s2＝4.00 cm，s3＝6.01 cm，则B 点的速度为vB＝________ m/s(保留三位有效数字)． (3)在平衡好摩擦力的情况下，探究小车加速度a 与小车质量M 的关系中，某次实验测得的 数据如表所示．根据这些数据在图12 坐标图中描点并作出a－图线．从a－图线求得合外力 大小为________ N(计算结果保留两位有效数字)． a/m·s－2 1.2 1.1 0.6 0.4 0.3 /kg－1 4.0 3.6 2.0 1.4 1.0 图12 答案 (1)B(2 分) (2)0.301(2 分) (3)见解析图(2 分) 0.30(2 分) 解析 (2)由题意可知两计数点间的时间间隔为： t＝5T＝＝0.1 s， 利用匀变速直线运动的推论：B 点的瞬时速度vB＝＝ m/s＝0.301 m/s (3)利用描点法画出图像如下所示， 由图像可知，a－图线过原点，合外力等于图线的斜率，大小为F 合＝ N＝0.30 N. 15．(8 分)(2019·四川三台中学实验学校高一期末)如图13 所示，质量为m1的物体A 用细绳 绕过光滑的定滑轮与质量为m2的物体B 相连，连接A 的细绳与水平方向的夹角为θ，物体B 左侧的轻绳与水平方向的夹角也为θ，B 右侧与竖直墙壁相连的轻绳保持水平，此时系统处 于静止状态，A 所在的桌面水平，已知重力加速度为g，求： 图13 (1)细绳对物体A 的拉力大小； (2)A 物体受到的桌面支持力和摩擦力的大小． 答案 (1) (2)(m1－m2)g 解析 (1)A、B 都静止，均处于平衡状态，对B 进行受力分析： 竖直方向：FTsin θ＝m2g(2 分) 解得绳子上的拉力FT＝，即细绳对物体A 的拉力大小也是.(1 分) (2)对A 进行受力分析有： 竖直方向：FTsin θ＋FN＝m1g(2 分) 水平方向：FTcos θ＝Ff(1 分) 解得A 物体受到桌面的支持力大小：FN＝(m1－m2)g，A 物体受到桌面的摩擦力大小：Ff＝.(2 分) 16．(10 分)(2019·寻甸县第五中学高一期末)一辆货车以8 m/s 的速度在平直公路上行驶，由 于调度失误，在后面600 m 处有一辆客车以72 km/h 的速度向它靠近．客车司机发觉后立 即踩下刹车，但客车要滑行2 000 m 才能停止． (1)客车滑行的加速度大小为多少？ (2)计算后判断两车是否会相撞． 答案 (1)0.1 m/s2 (2)会相撞 解析 (1)设v2＝72 km/h＝20 m/s， 由v2 2－v0 2＝2ax(2 分) 得客车刹车的加速度大小为 a＝ m/s2＝0.1 m/s2(1 分) (2)假设不相撞，设两车达到共同速度用时为t，则 v2－at＝v1(2 分) t＝120 s(1 分) 货车在该时间内的位移x1＝v1t＝8×120 m＝960 m(1 分) 客车在该时间内的位移x2＝v2t－at2＝1 680 m(1 分) 位移大小关系：x2＝1 680 m>600 m＋x1＝1 560 m，故会相撞．(2 分) 17．(12 分)如图14，一平直的传送带以速率v＝2 m/s 匀速运行，在A 处把物体轻轻地放到 传送带上，经过6 s，物体到达B 处，AB 相距L＝10 m，重力加速度g＝10 m/s2.则： 图14 (1)物体在传送带上匀加速运动的时间是多少？ (2)物体与传送带之间的动摩擦因数为多少？ (3)若物体是煤块，求物体在传送带上的划痕长度． 答案 (1)2 s (2)0.1 (3)2 m 解析 (1)由题意可知，物体从A 到B 先经历匀加速直线运动，后与皮带达到相同速度，匀 速运动到B 端， 设匀加速阶段的时间为t 所以t＋v(6 s－t)＝L(3 分) 代入数据得：t＝2 s(1 分) (2)在匀加速阶段，根据牛顿第二定律可知μmg＝ma(1 分) 根据速度与时间的关系得：v＝at(1 分) 联立得：μ＝0.1(1 分) (3)在匀加速阶段，皮带上表面相对于地面的位移x＝vt＝4 m(2 分) 物体相对于地面的位移x′＝at2＝2 m(2 分) 所以物体在皮带上的划痕长度Δx＝x－x′＝2 m．(1 分) 18．(16 分)(2020·四川高一期末)如图15 甲，质量m＝2 kg 的物体置于倾角θ＝30°的足够长 且固定的斜面上，t＝0 时刻，对物体施加平行于斜面向上的恒力F，t＝1 s 时刻撤去力F， 物体运动的部分v－t 图像如图乙所示．重力加速度g＝10 m/s2. 图15 (1)求物体与斜面间的动摩擦因数和力F 的大小； (2)求t＝6 s 时物体的速度大小； (3)求物体返回出发点时的速度大小． 答案 (1) 48 N (2)6 m/s (3)4 m/s 解析 (1)设力作用时物体的加速度大小为a1，由牛顿第二定律有 F－mgsin θ－μmgcos θ＝ma1(2 分) 撤去力后，设物体的加速度大小为a2，由牛顿第二定律有 mgsin θ＋μmgcos θ＝ma2(2 分) 根据速度时间图像的斜率表示加速度，则有 a1＝＝16 m/s2(1 分) a2＝＝8 m/s2(1 分) 代入解得F＝48 N(1 分) μ＝(1 分) (2)根据v－t 图像可知，3 s 末物体速度减为零，之后物体向下做匀加速直线运动，根据牛顿 第二定律有 mgsin 30°－μmgcos 30°＝ma3(2 分) 解得a3＝2 m/s2(1 分) 再过3 s，由速度时间公式得v＝a