粤教版同步学案模块综合试卷(一)【解析版】

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第一册全册综合学案设计，共10页。学案主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28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.如图1所示，冰壶在冰面运动时，可以在较长时间内保持运动速度的大小和方向不变，我们可以说冰壶具有较强的保持运动状态不变的“本领”，这里所指的“本领”是冰壶的惯性.冰壶的惯性大小取决于( )
图1
A.冰壶的速度 B.冰壶的质量
C.冰壶的加速度 D.冰壶受到的合外力
答案 B
解析 惯性是物体本身具有保持原有运动状态的属性，其大小由物体本身的质量决定，故选B.
2.(2020·嘉兴市第五高级中学高一期中)如图2所示，用手掌沿水平方向将一本书压在竖直墙壁上，保持静止.现增大手掌对书本的压力.则关于书本受到的摩擦力，下列说法中正确的是( )
图2
A.书本只受到墙壁给它的静摩擦力
B.书本只受到手掌给它的静摩擦力
C.书本受到的静摩擦力保持不变
D.书本受到的静摩擦力增大
答案 C
解析 书保持静止，所受合力为零，竖直方向受重力和墙壁及手对书本的静摩擦力平衡，水平方向受手的压力和墙壁的弹力平衡，当压力增大时，竖直方向合力不变，受到的静摩擦力不变等于重力，故C正确，A、B、D错误.
3.甲、乙两辆汽车速度相等，在同时制动后，假设均做匀减速直线运动，甲经3 s停止，共前进了36 m，乙经1.5 s停止，乙车前进的距离为( )
A.9 m B.18 m C.36 m D.27 m
答案 B
解析 甲车的平均速度eq \x\t(v)1＝eq \f(s1,t1)＝eq \f(v0＋0,2)＝eq \f(36,3) m/s＝12 m/s，则初速度v0＝24 m/s.乙车的平均速度eq \x\t(v)2＝eq \f(v0＋0,2)＝12 m/s，则通过的位移s2＝eq \x\t(v)2t2＝12×1.5 m＝18 m.故选B.
4.如图3所示，分别为汽车甲的位移－时间图像和汽车乙的速度－时间图像，则( )
图3
A.甲的加速度大小为5 m/s2
B.乙的加速度大小为5 m/s2
C.甲在4 s内的位移大小为40 m
D.乙在4 s内的位移大小为20 m
答案 B
解析 在s－t图像中，斜率表示速度，由题图甲图像可知：甲做匀速直线运动，加速度为0，A错误；在速度－时间图像中，斜率表示加速度，由题图乙知乙的加速度大小为a＝eq \f(Δv,Δt)＝eq \f(20,4) m/s2＝5 m/s2，故B正确；甲在4 s内的位移大小为s＝20 m－0＝20 m，故C错误；由v－t图像中图线与时间轴围成的面积表示位移可知，乙在4 s内的位移大小为s′＝eq \f(20×4,2) m＝40 m，故D错误.
5.某同学在墙前连续拍照时，恰好有一小白色重物从墙前的某一高度处由静止落下，拍摄到重物下落过程中的一张照片如图4所示.由于重物的运动，导致它在照片上留下了一条模糊的径迹.已知每层砖的平均厚度为6.0 cm，这个照相机的曝光时间为2.0×10－2 s，g取10 m/s2，忽略空气阻力，则( )
图4
A.重物下落到A位置时的速度约为60 m/s
B.重物下落到A位置时的速度约为12 m/s
C.重物下落到A位置所需的时间约为0.6 s
D.重物下落到A位置所需的时间约为1.2 s
答案 C
解析 由题图可以看出，在曝光的时间内，重物下降了大约两层砖的高度，即12 cm(0.12 m)，曝光时间为2.0×10－2 s，所以AB段的平均速度为eq \x\t(v)＝eq \f(0.12,2.0×10－2) m/s＝6 m/s.由于曝光时间极短，故重物下落到A位置时的速度约为6 m/s，由v＝gt可得重物下落到A位置所需的时间约为t＝eq \f(v,g)＝eq \f(6,10) s＝0.6 s，故C正确，A、B、D错误.
6.细绳拴一个质量为m的小球，小球用固定在墙上的水平弹簧支撑，小球与弹簧不粘连，平衡时细绳与竖直方向的夹角为53°，如图5所示.已知cs 53°＝0.6，sin 53°＝0.8，重力加速度为g，以下说法正确的是( )
图5
A.小球静止时弹簧的弹力大小为eq \f(3,5)mg
B.小球静止时细绳的拉力大小为eq \f(3,5)mg
C.细绳烧断瞬间小球的加速度为g
D.细绳烧断瞬间小球的加速度为eq \f(5,3)g
答案 D
解析 小球静止时，分析受力情况，如图所示，
由平衡条件得：
F＝mgtan 53°＝eq \f(4,3)mg，细绳的拉力大小为：T＝eq \f(mg,cs 53°)＝eq \f(5,3)mg，故A、B错误；细绳烧断瞬间弹簧的弹力不变，则小球所受的合力与烧断前细绳拉力的大小相等、方向相反，则此瞬间小球的加速度大小为：a＝eq \f(T,m)＝eq \f(5,3)g，故D正确，C错误.
7.如图6所示，一根轻质弹簧上端固定，下端挂一质量为m0的托盘，盘中有一质量为m的物块，盘静止时弹簧长度比自然长度伸长了l.现向下拉盘使弹簧再伸长Δl后停止，然后松手放开，弹簧一直处在弹性限度内，则刚松手时盘对物块的支持力大小应为(重力加速度为g)( )
图6
A.eq \f(Δl,l)mg B.(1＋eq \f(Δl,l))mg
C.eq \f(Δl,l)(m＋m0)g D.(1＋eq \f(Δl,l))(m＋m0)g
答案 B
解析 设弹簧的劲度系数为k，由题意可知，开始整个系统处于静止状态时，有kl＝(m＋m0)g，现向下拉盘使弹簧再伸长Δl后停止，然后松手放开瞬间，以m和m0为整体，受到的合力大小为kΔl，方向竖直向上，由牛顿第二定律可得kΔl＝(m＋m0)a，隔离物块分析，由牛顿第二定律得FN－mg＝ma，联立解得FN＝(1＋eq \f(Δl,l))mg，故B正确.
二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)
8.在如图7所示的v－t图像中，A、B两质点同时从同一点沿一条直线开始运动，运动规律用A、B两图线表示，下列叙述正确的是( )
图7
A.t＝1 s时，B质点运动方向发生改变
B.t＝2 s前后，B质点运动方向和加速度方向均发生改变
C.A、B同时由静止出发，0～2 s内运动方向相反
D.在t＝4 s时，A、B速度相同
答案 CD
解析 质点的运动方向发生改变，即速度的正、负发生变化，显然在t＝1 s时，B质点运动方向不变，故A错误；t＝2 s 时，B质点运动方向改变，但加速度方向并没发生变化，故B错误；由题图可知，t＝0时，A、B两质点速度均为0，此后2 s内vA>0，vB<0，故C正确；由题图可知，t＝4 s时，A、B速度相同，故D正确.
9.(2020·山东德州高一上期末)如图8所示，在光滑的水平桌面上放一质量为mA＝5 kg的物块A，A的上方放一质量为mB＝3 kg的滑块B，用一轻绳一端拴在物块A上，另一端跨过光滑的轻质定滑轮拴接一质量为mC＝2 kg的物块C，其中连接A的轻绳与水平桌面平行.现由静止释放物块C，在以后的过程中，C未着地，A与B之间没有相对滑动且A、B始终没有离开水平桌面(重力加速度g取10 m/s2).则下列说法正确的是( )
图8
A.A的加速度大小为2.5 m/s2
B.A的加速度大小为2 m/s2
C.A对B的摩擦力大小为6 N
D.A对B的摩擦力大小为7.5 N
答案 BC
解析 以A、B、C整体为研究对象，则mCg＝(mA＋mB＋mC)a，得a＝2 m/s2，故A错误，B正确；隔离B：f＝mBa＝6 N，故C正确，D错误.
10.(2020·河南郑州高一上期末)为保障市民安全出行，有关部门规定：对乘坐轨道交通的乘客所携带的物品实施安全检查.如图9甲所示为乘客在进入地铁站乘车前，将携带的物品放到水平传送带上通过检测仪接受检查时的情景.如图乙所示为水平传送带装置示意图.紧绷的传送带ab始终以1 m/s的恒定速率运行，乘客将一质量为4 kg的行李无初速度地放在传送带左端的a点，设行李与传送带之间的动摩擦因数为0.1，a、b间的距离为2 m，g取10 m/s2.下列速度－时间(v－t)图像和位移－时间(s－t)图像中，可能正确反映行李在a、b之间的运动情况的是( )
图9
答案 AC
解析 行李放上传送带后，受到向右的摩擦力，加速度a＝eq \f(μmg,m)＝μg＝1 m/s2，行李做匀加速直线运动，速度达到传送带速度经历的时间t1＝eq \f(v,a)＝1 s，而匀加速运动的位移s1＝eq \f(1,2)at12＝0.5 m＜2 m，故此后的s2＝1.5 m行李做匀速直线运动，v＝1 m/s，时间t2＝eq \f(s2,v)＝1.5 s；行李做匀加速直线运动的速度－时间图像为倾斜直线，1 s后变为平行于t轴的直线，2.5 s结束，故A正确，B错误；行李先匀加速再匀速运动的位移－时间图像为抛物线加倾斜直线，故C正确，D错误.
三、非选择题(本题共5小题，共54分)
11.(7分)某同学利用如图10所示装置研究小车做匀变速直线运动的规律.
图10
(1)实验中，为顺利完成实验，必须采取的措施是 .
A.细线必须与长木板平行
B.先接通电源再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量
D.平衡小车与长木板间的摩擦力
(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图11所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出).s1＝3.59 cm，s2＝4.41 cm，s3＝5.19 cm，s4＝5.97 cm，s5＝6.78 cm，s6＝7.64 cm.则小车的加速度a＝ m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB＝ m/s.(结果均保留两位有效数字)
图11
答案 (1)AB(2分) (2)0.80(3分) 0.40(2分)
解析 (1)利用打点计时器研究小车做匀变速直线运动的规律时，为顺利完成实验，保证实验效果，细线与长木板要平行，否则小车受力会发生变化，选项A正确；为使打的点尽量多些，需先接通电源，再释放小车，选项B正确；本题中只要保证小车做匀变速运动即可，无需保证小车的质量远大于钩码的质量，选项C错误；同理，小车与长木板间可以有不变的摩擦力，无需平衡摩擦力，选项D错误.
(2)相邻两计数点间的时间间隔为T＝0.1 s，由s4－s1＝3aT2、s5－s2＝3aT2、s6－s3＝3aT2知
加速度a＝eq \f(s4＋s5＋s6－s1－s2－s3,9T2)＝0.80 m/s2
打B点时小车的速度vB＝eq \f(s1＋s2,2T)＝0.40 m/s.
12.(9分)(2020·淮安市高一模拟)某同学设计了如图12所示的装置来探究小车的加速度与所受合力的关系.将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚开始运动为止，记下力传感器的最大示数F0，以此表示小车所受摩擦力的大小.再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下力传感器的示数F1.
图12
(1)打点计时器接通频率为50 Hz的交流电源，释放小车，打出如图13所示的纸带.从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则小车的加速度a＝ m/s2.
图13
(2)改变小桶中细砂的重力，多次重复实验，获得多组数据，描绘小车加速度a与合力F(F＝F1－F0)的关系图像.不计纸带与打点计时器间的摩擦.下列图像中可能正确的是 .
(3)同一次实验中，小车释放前力传感器示数F1与小车加速运动时力传感器示数F2的关系是F1 F2(选填“＜”“＝”或“＞”).
(4)关于该实验，下列说法中正确的是 .
A.小车和力传感器的总质量应远大于砂桶和砂的总质量
B.实验中需要将长木板右端垫高
C.实验中需要测出小车和力传感器的总质量
D.用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，可更方便地获取多组实验数据
答案 (1)0.16(3分) (2)B(2分) (3)＞(2分) (4)D(2分)
解析 (1)相邻两计数点间的时间间隔T＝0.1 s，小车的加速度a＝eq \f(s45＋s34－s12＋s23,4T2)＝0.16 m/s2.
(2)由题意知，描绘的小车加速度a与合力F(F＝F1－F0)的关系图像，相当于已平衡摩擦力后描绘的小车加速度与作用力的关系图像，且F1、F0均为小车受到的力，可由力传感器直接得出，故a－F图像应为过原点的倾斜直线，B项正确.
(3)小车加速运动时绳的拉力F2小于砂和砂桶的总重力(等于车静止时绳的拉力F1)，故F1＞F2.
(4)本实验中力的大小可由力传感器直接得出，不需要使小车和传感器的总质量远大于砂和砂桶的总质量，A项错误；用加砂的方法改变拉力的大小，每次砂的质量可增加得很少，而挂钩码每次质量增加得多，故前者可更方便地获取多组实验数据，D项正确；用力传感器测出了摩擦力，不需要平衡摩擦力，B项错误；本实验是探究小车的加速度与合力的关系，只要保持小车和力传感器的总质量不变，不需要测出它们的具体数值，C项错误.
13.(10分)(2020·嘉兴市第五高级中学高一期中)如图14所示，经过专业训练的杂技运动员进行爬杆表演，运动员爬上9 m高的固定竖直金属杆，然后双腿夹紧金属杆倒立，头顶离地面7 m高，运动员通过双腿对金属杆施加不同的压力来控制身体的运动情况.假设运动员保持如图所示姿势，从静止开始先匀加速下滑3 m，速度达到4 m/s时开始匀减速下滑，当运动员头顶刚要接触地面时，速度恰好减为零，设运动员质量为50 kg.(空气阻力不计，重力加速度g＝10 m/s2)求：
图14
(1)运动员匀加速下滑时的加速度大小；
(2)运动员匀减速下滑时所受摩擦力的大小；
(3)运动员完成全程所需的总时间.
答案 (1)eq \f(8,3) m/s2 (2)600 N (3)3.5 s
解析 (1)运动员匀加速下滑时，有v2＝2a1s1(1分)
代入数据得：a1＝eq \f(8,3) m/s2(1分)
(2)运动员匀减速下滑时，有v2＝2a2s2(1分)
解得a2＝2 m/s2(1分)
由牛顿第二定律有f－mg＝ma2(1分)
得f＝600 N(1分)
(3)由运动学公式有v＝a1t1，(1分)
v＝a2t2，(1分)
t＝t1＋t2(1分)
联立解得t＝3.5 s(1分)
14.(12分)如图15所示，轻绳一端系在质量为M＝15 kg的物体上，另一端系在一个质量为m＝0.2 kg套在粗糙竖直杆MN的圆环A上.现用水平力F拉住绳子上的O点，使物体从图中实线位置缓慢下降到虚线位置，此时θ＝53°，圆环恰好要下滑.已知g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cs 53°＝0.6.
图15
(1)求此时拉力F的大小；
(2)设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求杆与环间的动摩擦因数μ.
答案 (1)200 N (2)0.76
解析 (1)对结点O′受力分析如图所示：
在水平方向：F＝Tsin 53°(2分)
在竖直方向：Tcs 53°＝Mg(2分)
联立解得：F＝200 N(1分)
(2)物体与圆环组成的系统处于平衡状态，在水平方向：F＝FN(2分)
在竖直方向：f＝mg＋Mg(2分)
圆环恰好要下滑，则有：f＝μFN(2分)
联立解得：μ＝0.76(1分)
15.(16分)如图16甲所示为某水上乐园的“彩虹滑道”游乐项目.当小美从滑道的顶端由静止开始滑下，沿滑道ABCD运动过程可以简化为如图乙所示(各段滑道之间平滑连接，即通过连接点前后的速度大小不变).已知滑道AB长为20 m，与水平面成θ＝53°，滑道BC长为2.8 m，与水平面的夹角为α＝37°，小美与滑道AB、BC表面的动摩擦因数均为0.5，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，sin 53°＝0.8，cs 53°＝0.6，求：
图16
(1)小美沿滑道AB段下滑时的加速度大小；
(2)小美从滑道的顶端由静止开始沿滑道ABC滑至C点时速度的大小；
(3)在滑道末端的水平减速滑道CD长为12 m，CD段可以通过改变滑道内水的深度来改变阻力系数k(k为阻力与重力之比).人若受到大于其自身重力2倍的阻力时，身体会有不适感、会不安全.为保证安全需要，且不能冲出CD轨道，求减速滑道阻力系数k的取值范围.
答案 (1)5 m/s2 (2)12 m/s (3)0.6≤k≤2
解析 (1)在滑道AB段，
对小美受力分析如图所示，
则有mgsin 53°－μmgcs 53°＝ma1(2分)
代入数据可得a1＝5 m/s2.(1分)
(2)A→B的过程，小美做匀加速直线运动
vB2＝2a1sAB(2分)
代入数据可得vB＝10eq \r(2) m/s.(1分)
B→C的过程：小美做匀减速直线运动
－mgsin 37°－μmgcs 37°＝ma2(2分)
代入数据可得a2＝－10 m/s2(1分)
又vC2－vB2＝2a2sBC，(2分)
代入数据可得vC＝12 m/s.(1分)
(3)当到D点速度刚好减为0时，有：－kmg＝ma3，(1分)
vD2－vC2＝2a3sCD(1分)
代入数据可以得到k＝0.6(1分)
又因为阻力不能大于其自身重力的2倍，即k≤2，
所以0.6≤k≤2.(1分)