新教材2024-2025學(xué)年高中物理模塊綜合測評魯科版必修第一冊

模塊綜合測評(時間:75分鐘滿分:100分)一、單項選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分,在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。1.關(guān)于運-20在機場滑行至停止的過程,下列說法正確的是()A.以地面為參考系,運-20是運動的B.運-20受到地面的摩擦力方向與飛機的運動方向相同C.地面受到運-20的壓力,是地面發(fā)生形變造成的D.運-20速度越大越不簡單停下,是因為速度越大慣性越大2.假設(shè)導(dǎo)彈剛放射出來的一段運動可近似看成初速度為0、豎直向上的勻加速直線運動,有一導(dǎo)彈的質(zhì)量為m,助推力為F,忽視空氣阻力及燃料的質(zhì)量,重力加速度為g,則當(dāng)導(dǎo)彈運動了時間t時的速度大小為()A.Fm-gt B.Fm+gt3.用來制作豆腐的石磨如圖所示。木柄AB靜止時,連接AB的輕繩處于繃緊狀態(tài)。O點是三根輕繩的結(jié)點,F、F1和F2分別表示三根繩的拉力大小,F1=F2且∠AOB=60°。下列關(guān)系式正確的是()A.F=F1 B.F=2F1C.F=3F1 D.F=3F14.兩個物體A和B同時動身沿同始終線運動的s-t圖像如圖所示。由圖像可知()A.t=4s時物體B的速度為0 B.t=4s時物體A的加速度為0C.前4s內(nèi)A、B的速度方向相同 D.t=2s時物體A和物體B的速度相同二、多項選擇題:本題共4小題,每小題6分,共24分,每小題有多項符合題目要求,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。5.如圖所示,質(zhì)量相等的兩滑塊P、Q置于水平桌面上,二者用一輕彈簧水平連接,兩滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)均為μ。重力加速度大小為g。用水平向右的拉力F拉動P,使兩滑塊均做勻速運動;某時刻突然撤去該拉力,則從今刻起先到彈簧第一次復(fù)原原長之前()A.P的加速度大小的最大值為2μgB.Q的加速度大小的最大值為2μgC.P的位移大小肯定大于Q的位移大小D.P的速度大小均不大于同一時刻Q的速度大小6.如圖所示,一豎直放置的輕彈簧兩端各拴接一個物塊A和B,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知物塊A的質(zhì)量為mA=1kg,物塊B的質(zhì)量為mB=3kg,輕彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m。現(xiàn)對物塊A施加一豎直向上的力F,使A從靜止起先向上做勻加速直線運動,經(jīng)0.4s,物塊B剛要離開地面。設(shè)整個過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi),重力加速度g取10m/s2,則下列說法正確的是()A.t=0時,彈簧的形變量為0.4mB.0~0.4s內(nèi),F的最大值為45NC.0~0.4s內(nèi),F的最小值為15ND.0~0.4s內(nèi),物塊A上升的距離xA=0.4m7.如圖所示,斜面體A上的物塊P用平行于斜面體的輕彈簧連接在擋板B上,在物塊P施加水平向右的推力F,整個系統(tǒng)始終處于靜止?fàn)顟B(tài),下列說法正確的是()A.物塊P與斜面之間的摩擦力可能為零 B.輕彈簧肯定處于拉伸狀態(tài)C.地面對斜面體A肯定存在摩擦力 D.若增大推力F,則彈簧彈力肯定減小8.如圖所示,水平傳送帶以恒定速度v向右運動,現(xiàn)將一物體輕輕放在水平傳送帶的左端A處,物體先勻加速后勻速到達(dá)右端B處,且加速和勻速所用時間相等,已知A、B間距離為L,則()A.物體勻加速所用時間為L3v B.C.物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為v22gL D三、非選擇題:共60分?？忌罁?jù)要求作答。9.(2分)如圖所示,與水平面夾角θ=37°的傳送帶正以10m/s的速度順時針運行。在傳送帶的A端輕輕地放一小物體,若已知該物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.5,傳送帶A端到B端的距離為16m,sin37°=0.6,g取10m/s2,則小物體從A端運動到B端所需的時間是s。

10.(2分)一矩形斜坡ABCD與水平面的夾角為37°。施加平行于斜坡面的推力F,使重10N的物體沿對角線BD勻速下滑,對角線與底邊夾角為30°,物體與斜面的動摩擦因數(shù)μ=0.75,sin37°=0.6,cos37°=0.8,則施加的外力F的大小為N。

11.(8分)用電磁打點計時器探討勻變速直線運動的試驗中,電磁打點計時器的工作頻率為50Hz,某次記錄小車運動狀況的紙帶如圖所示,圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間還有四個點未畫出。(1)依據(jù)運動學(xué)有關(guān)公式可求得vB=16.50cm/s,vC=cm/s,vD=26.30cm/s;

(2)利用求得的數(shù)值在如圖所示的坐標(biāo)系中作出小車運動的v-t圖線(以打A點時起先計時),并依據(jù)圖線求出小車運動的加速度a=m/s2;(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)圖線與縱軸交點的縱坐標(biāo)是cm/s,此速度的物理意義是。

甲12.(8分)在天宮課堂中,我國航天員演示了利用牛頓其次定律測量物體質(zhì)量的試驗。受此啟發(fā),某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌、力傳感器、無線加速度傳感器、輕彈簧和待測物體等器材設(shè)計了測量物體質(zhì)量的試驗,如圖甲所示。主要步驟如下:①將力傳感器固定在氣墊導(dǎo)軌左端支架上,加速度傳感器固定在滑塊上。②接通氣源,放上滑塊,調(diào)平氣墊導(dǎo)軌。③將彈簧左端連接力傳感器,右端連接滑塊。彈簧處于原長時滑塊左端位于O點,A點到O點的距離為5.00cm,拉動滑塊使其左端處于A點,由靜止釋放并起先計時。④計算機采集獲得數(shù)據(jù),得到滑塊所受彈力F、加速度a隨時間t改變的圖像,部分圖像如圖乙所示。乙丙回答以下問題(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字):(1)彈簧的勁度系數(shù)為N/m。

(2)該同學(xué)從圖乙中提取某些時刻F與a的數(shù)據(jù),畫出a-F圖像如圖丙中Ⅰ所示,由此可得滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量為kg。

(3)該同學(xué)在滑塊上增加待測物體,重復(fù)上述試驗步驟,在圖丙中畫出新的a-F圖像Ⅱ,則待測物體的質(zhì)量為kg。

13.(10分)如圖所示,用三根細(xì)線a、b、c將重力均為10N的兩個小球1和2連接并靜止懸掛,細(xì)線a與豎直方向的夾角為θ=30°,細(xì)線c水平。(1)求細(xì)線a、c分別對小球1和2的拉力大小。(2)求細(xì)線b對小球2的拉力大小。(3)若撤掉細(xì)線c,保持細(xì)線a方向不變,改用一個隨意方向的外力F作用于小球2使整個系統(tǒng)仍保持靜止,則當(dāng)F達(dá)到最小值時,求細(xì)線a的拉力大小。14.(12分)某同學(xué)購買了一質(zhì)量為m=0.6kg的無人機,該無人機可以通過轉(zhuǎn)動扇葉豎直升空。某一次啟動無人機升空的過程中,無人機勻加速上升一段距離后電力系統(tǒng)突然出現(xiàn)故障失去升力,此時離地高度為h=15m,失去動力后無人機接著自由上升一段距離后落回原地,已知無人機失去動力后在空中的時間和加速上升過程的時間相同,設(shè)全程始終在豎直方向上運動,不計空氣阻力,g取10m/s2,求:(1)無人機啟動時的加速度大小;(2)無人機啟動時空氣供應(yīng)的升力大小;(3)無人機在空中運動的總時間及最大離地高度。15.(18分)如圖所示,左端帶有豎直擋板的平板工件靜置于水平桌面上,工件底面與水平桌面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.2;O為工件上表面一點(圖中未畫出),工件上表面O點左側(cè)光滑、右側(cè)粗糙。一小滑塊緊靠擋板放在工件上,其與工件上表面粗糙部分間的動摩擦因數(shù)μ2=0.8?，F(xiàn)對工件施加F=12N的水平推力,并在1.5s后撤去,當(dāng)滑塊到達(dá)O點時工件速度恰好為零,已知工件質(zhì)量M=2kg,滑塊質(zhì)量m=1kg,g取10m/s2,桌面足夠長。(1)求水平推力作用過程中,滑塊對擋板壓力的大小。(2)求工件光滑部分的長度d。(3)若最終滑塊恰好未從工件上滑下,求工件的長度L。

模塊綜合測評1.A2.A3.D對O點進行受力分析,如圖所示,由幾何關(guān)系可知θ=30°。依據(jù)平衡條件得F1cos30°+F2cos30°=F,又F1=F2,解得F=3F1,選項D正確,A、B、C錯誤。4.Bt=4s時物體B的速度為vB=0-104m/s=-2.5m/s,故A錯誤;由圖像可知,t=4s時物體A做勻速運動,此時加速度為0,故B正確;由圖像可知,前4s內(nèi)物體A向正方向做勻速運動,物體B向負(fù)方向做勻速運動,故C錯誤;t=2s時物體A的速度為vA=104m/s=2.5m/s,t=2s時物體B的速度為vB=-2.5m/s,物體A與物體B的速度大小相等5.AD設(shè)兩滑塊的質(zhì)量均為m,撤去拉力前,兩滑塊做勻速直線運動,則拉力大小為F=2μmg,撤去拉力前對Q受力分析知彈簧彈力T=μmg,以向右為正方向,撤去拉力瞬間彈簧彈力不變?yōu)棣蘭g,兩滑塊與地面仍舊保持相對滑動,此時對滑塊P受力分析得-T-μmg=ma1;解得a1=-2μg,此時Q所受外力不變,加速度仍為零,滑塊P做減速運動,故P、Q間距減小,彈簧伸長量減小,彈力變小,P加速度減小,Q受合力增大,合力向左,故Q做加速度增大的減速運動。P加速度大小的最大值是剛撤去拉力瞬間的加速度,為2μg;Q加速度大小的最大值是彈簧復(fù)原原長時Q的加速度,此時對Q受力分析得-μmg=ma2,解得a2=-μg,故Q加速度最大值為μg,A正確,B錯誤。在該過程中,P減速得快,Q減速得慢,因此隨意時刻,P的速度大小均不大于同一時刻Q的速度大小,P的位移大小肯定小于Q的位移大小,選項C錯誤,D正確。6.BDt=0時,彈簧的壓縮量為x1,則有x1=mAgk=10100m=0.1m,故A錯誤;t=0.4s時,物體B剛要離開地面,彈簧對B的拉力恰好等于B的重力,設(shè)此時彈簧的伸長量為x2,則有x2=mBgk=30100m=0.3m,A物體上升的高度為x=x1+x2=0.1m+0.3m=0.4m,A向上做勻加速運動,有x=12at2,解得a=5m/s2,t=0時,外力F最小,為F1=mAa=1×5N=5N,t=0.4s時,外力F最大,由牛頓其次定律,得F2-mAg-kx2=mAa7.AC8.BD設(shè)物體做勻加速直線運動的時間為t,由題意可知,物體做勻速直線運動的時間也是t,物體從A到B的過程有L=v2t+vt,解得t=2L3v,故A錯誤,B正確;物體做初速度為零的勻加速直線運動,設(shè)加速度大小為a,則a=vt=v2L3v=3v22L9.解析傳送帶順時針運行,小物塊所受的摩擦力方向不變,始終沿傳送帶向上,依據(jù)牛頓其次定律得a=mgsinθ-μmgcosθm=2m/s2,物塊速度方向與傳送帶運行方向相反,物塊做勻加速運動,依據(jù)s=12at答案410.解析物體受豎直向下的重力,垂直斜面的支持力,平行斜面沿BD對角線向上的摩擦力和平行于斜坡面的推力F,因為物體勻速下滑,所以受力平衡,對垂直于斜面的方向有Gcos37°=N,重力沿平行于斜面的分力F'=Gsin37°=6N,方向沿斜面平面對下,對于平行于斜面沿BD方向向上的摩擦力f=μN=6N,F'與f夾角為120°,則有F'與f的合力為6N,依據(jù)平衡條件可知,推力F應(yīng)和F'與f的合力等大反向,即6N。答案611.解析(1)電磁打點計時器頻率是50Hz,則每隔0.02s打一次點,每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出,因此計數(shù)點之間的時間間隔為T=5×0.02s=0.1s。依據(jù)勻變速直線運動時間中點的速度等于該過程中的平均速度,有vC=sBDtBD=1.(2)在坐標(biāo)系中描出相應(yīng)各點,用平滑曲線連接,如圖所示速度圖像中斜率即加速度所以a=k=ΔvΔt=0.363-(3)圖線與縱軸交點的縱坐標(biāo)是11.60cm/s,此速度的物理意義是起先計時時小車的速度,即小車在A點的瞬時速度。答案(1)21.40(2)見解析圖0.50(3)11.60起先計時時小車的速度(或小車在A點的瞬時速度)12.解析(1)依據(jù)胡克定律F=kx得,彈簧的勁度系數(shù)k=Fx=(2)依據(jù)牛頓其次定律有F=ma,即a=1mF,則a-F圖像的斜率的倒數(shù)為滑塊與加速度傳感器的總質(zhì)量,則有m0=Fa=0(3)同理可得待測物體的質(zhì)量m=F'a'-m0=0.501答案(1)12(2)0.20(3)0.1313.解析(1)把小球1和2看成整體,受力分析如圖所示由平衡條件可得Fa=2Gcos30°=4033N,Fc=2(2)以小球2為探討對象,小球2受細(xì)線b對小球2的拉力Fb、重力G及Fc的作用,由平衡條件可得Fb=G2+(3)若撤掉細(xì)線c,保持細(xì)線a方向不變,改用一個隨意方向的外力F作用于小球2使整個系統(tǒng)仍保持靜止,此時將小球1和2看成整體,當(dāng)F的方向與Fa垂直時,F有最小值,此時細(xì)線a的拉力大小為Fa'=2Gcos30°=103N。答案(1)4033N2033N(2)102114.解析(1)設(shè)無人機啟動時的加速度大小為a,加速上升過程的時間為t,則有h=12atv=at無人機失去動力后,做豎直上拋運動,以豎直向上為正方向,則有-h=vt-12gt聯(lián)立得a=13g=103m/s(2)無人機啟動時受重力和升力作用,由牛頓其次定律可得F-mg=ma解得F=43mg=8N(3)由(1)可得t=3s,v=10m/s因此無人機在空中運動的總時間為t總=2t=6s無人機失去動力后至上升到最大高度過程h1=0-v無人機在空中運動的最大離地高度為H=h+h1=20m。答案(1)103m/s2(2)8N(3)6s15.解析(1)在水平推力作用下,滑塊與工件看作整體,對整體由牛頓其次定律可得F-μ1(M+m)g=(M+m)a0解得a0=2m/s2對滑塊則有F1=ma0=2N由牛頓第三定律可知,滑塊對擋板壓力的大小為2N。(2)撤去推力F時,滑塊與工件的速度為v0=a0t0=2×1.5m/s=3m/s撤去推力F后,