高一上期末模块综合测试卷【03卷】（练习）-高中物理课件（人教版2019必修第一册）

高一上期末模块综合测试卷【03卷】

试卷满分：100分      考试时间：75分钟      命题范围：必修第一册

第Ⅰ卷（选择题 共47分）

一、单选题（共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。）

1．（2022·江苏·海安高级中学高一期中）2022年10月31日15时37分我国长征五号B遥四运载火箭将“梦天实验舱”成功发射，11月1日4时27分“梦天实验舱”与“天和核心舱”前向端口对接，它的加入后将标志中国空间站三舱“T”字的基本构型完成，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．“15时37分”指的是时间间隔

B．对接后，以“天和核心舱”为参考系，“梦天实验舱”是运动的

C．“梦天实验舱”在与“天和核心舱”对接的过程，控制人员将它们视为质点

D．研究空间站绕地球飞行的周期时，可将空间站视为质点

【答案】D

【详解】A．“15时37分”指的是时刻，选项A错误；

B．对接后，以“天和核心舱”为参考系，“梦天实验舱”是静止的，选项B错误；

C．“梦天实验舱”在与“天和核心舱”对接的过程，两个舱的大小不能忽略，即控制人员不可将它们视为质点，选项C错误；

D．研究空间站绕地球飞行的周期时，空间站的大小可忽略不计，可将空间站视为质点，选项D正确。

故选D。

2．（2022·福建省厦门第六中学高一期中）关于重力、重心，下列说法中正确的是（　　）

A．风筝升空后，越升越高，说明风筝受到的重力越来越小

B．静止在水平面上的物体，对水平面的压力就是物体的重力

C．形状规则的物体的重心不一定在其几何中心

D．用弹簧测力计悬挂小球且处于静止状态，小球所受重力的施力物体是弹簧测力计

【答案】C

【详解】A．风筝升空后，越升越高，但是风筝受到的重力不变，选项A错误；

B．压力和重力是不同性质的力；只能说静止在水平面上的物体，对水平面的压力大小等于物体的重力，选项B错误；

C．形状规则质量分布均匀的物体的重心一定在其几何中心，形状规则的物体的重心不一定在其几何中心，选项C正确；

D．用弹簧测力计悬挂小球且处于静止状态，小球所受重力的施力物体是地球，选项D错误。

故选C。

3．（2022·湖南·雅礼中学高一期中）试卷读卡器的原理可简化成如图所示的模型，搓纸轮与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与答题卡之间的动摩擦因数为，答题卡与底部摩擦片之间的动摩擦因数为，工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为，每张答题卡的质量为，正常情况下，读卡器能做到“每次只进一张答题卡”。搓纸轮沿逆时针方向转动，带动第一张答题卡向右运动，下列是说法正确的是（　　）

A．后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向左

B．第5张纸与第6张纸之间的摩擦力大小为

C．最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力为零

D．

【答案】B

【详解】A．前一张答题卡相对后一张答题卡向右运动，后一张答题卡相对前一张答题卡向左运动，摩擦力的方向与相对运动方向相反，则后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力向右，故A错误；

B．当第1张答题卡向右运动时，第1张答题卡对第2张答题卡的压力为，则1、2间滑动摩擦力大小为

此时下面的答题卡均处于静止状态，对第2~5张答题卡整体进行受力分析，由平衡条件可得第6张答题卡对第5张答题卡的静摩擦力与第1张答题卡对第2张答题卡的滑动摩擦力平衡，大小为，故B正确；

C．搓纸轮沿逆时针方向转动，带动答题卡向右运动的过程中，最后一张答题卡相对摩擦片向右运动的趋势，则其受到摩擦片的摩擦力向左，故C错误；

D．对第1张答题卡受力分析，第1张答题卡能向右运动，需满足

则。为了保证“每次只进一张答题卡”，当最后还剩余两张答题卡时，倒数第二张答题卡向右运动时最底部的答题卡不能动。对最底部的答题卡受力分析，则有

正常情况下，则。当剩最后一张答题卡时，需满足

则，故，D错误。

故D错误。故选B。

4．（2022·江苏苏州·高一阶段练习）宇航员的训练、竞技体育的指导、汽车的设计等多种工作都会用到急动度的概念。急动度j是加速度变化量与发生这一变化所用时间的比值，即，它的方向与物体加速度变化量的方向相同。一物体从静止开始做直线运动，其加速度a随时间t的变化关系如图，则该物体在（　　）

A．t＝0.5s时加速度是1.5m/s2

B．t＝2s时和t＝4s时急动度等大反向

C．3s～5s内做加速运动

D．0～5s内速度方向发生变化

【答案】A

【详解】A．由图可知，t＝0.5s时加速度是1.5m/s2，故A正确；

B．a﹣t图像的斜率表示急动度，t＝2s时和t＝4s时，图像的斜率相同，故急动度相同，即急动度等大同向，故B错误；

CD．根据知图像与时间轴所围的面积表示物体速度变化量，则知0～5s内速度变化量始终为正值，而物体的初速度为零，故物体的速度方向不变，因此3s～5s内速度为正值，而3s～5s内加速度为负值，与速度方向相反，因此物体做减速运动，故CD错误。

故选A。

5．（2022·辽宁·大连市普兰店区高级中学模拟预测）A、B两个物体从同一地点同时开始沿同一直线运动，它们运动的v-t图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．物体A的加速度越来越小，物体B的加速度不断增大

B．两物体之间的距离越来越大

C．在t=6.5s时，两物体速度相同

D．两物体在0～10s内的平均速度大小相等

【答案】C

【详解】A．v-t图像的斜率表示加速度，则知A的加速度不变，B的加速度越来越大，A错误；

B．图像与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，由图像可知，两物体之间的距离先越来越大，在越来越小，最后越来越大，B错误；

C．v-t图像的交点表示速度相等，t=6.5s时两图像相交，故可得在t=6.5s时，两物体速度相同，C正确；

D．图像与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，由图象可知，0～10s内，A的位移比B的位移大，则A物体的平均速度比B物体的平均速度大，D错误。

故选C。

6．（2022·湖北·浠水县第一中学高二阶段练习）如图所示，某物体由A点静止释放做自由落体运动，从释放到落地的轨迹AE刚好被分成长度相等的四段。下列说法正确的是（　　）

A．物体到达各点的速率之比

B．物体通过每一段的速度增量

C．物体从A到E的平均速度等于其经过B点的瞬时速度vB

D．物体从A到B的时间是从B到C的时间的两倍

【答案】C

【详解】A．依题意，根据

解得

故A错误；

BD．依题意，根据初速度为零的匀加速直线运动，在通过连续相等位移所用时间之比为

可知物体从A到B的时间是从B到C的时间

根据

显然物体通过每一段的时间不相等，所以速度增量不相等，故BD错误；

C．根据初速度等于零的匀加速直线运动时间等分规律

物体从A到E的平均速度等于其中间时刻B点的瞬时速度，故C正确。

故选C。

7．（2022·四川凉山·高一期末）下列关于力的合成和分解的说法，正确的是（　　）

A．合力一定大于任一分力

B．若两个分力F1与F2的夹角不变且F1不变，适当增大F2，则其合力F不一定增大

C．若两个分力F1与F2大小一定，则合力F的大小随F1、F2之间夹角的增大而增大

D．若合力F确定，一个分力F1方向确定，则F1变大，F2一定变小

【答案】B

【详解】A．合力可能大于任一分力，也可能小于或等于分力，选项A错误；

B．若两个分力F1与F2的夹角不变且F1不变，适当增大F2，则其合力F不一定增大；例如F1=4N，F2=1N两力夹角为180°，若F1不变，将F2增加到2N时，合力由3N减小为2N，选项B正确；

C．若两个分力F1与F2大小一定，则合力F的大小随F1、F2之间夹角的增大而减小，选项C错误；

D．若合力F确定，一个分力F1方向确定，则F1变大，F2可能先变小再变大，如下图所示，故D错误；

故选B。

8．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，倾斜索道与水平面夹角为37°，当载人车厢沿钢索运动时，车厢里质量为m的人对厢底的压力为其重量的1.25倍，已知重力加速度为g，下列说法正确的是

A．载人车厢一定沿斜索道向上运动

B．人对厢底的摩擦力方向向右

C．车厢运动的加速度大小为是

D．车厢对人的摩擦力大小为mg

【答案】D

【详解】A．因为人对车厢的压力大于重力，处于超重状态，所以载人车厢可能沿斜索道向上做加速运动，也可能沿斜索道向下做减速运动，故A错误；

BCD．由A分析知，车厢加速度沿索道斜向上．将a沿水平和竖直两个方向分解，对重物受力分析如图

水平方向：

竖直方向：

由几何关系

解得车厢的加速度

车厢对人的摩擦力大小为

方向水平向右，

根据牛顿第三定律得：人对厢底的摩擦力方向向左，故BC错误，D正确．

二、多选题（本大题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。）

9．（2022·贵州·凯里一中高一阶段练习）如图所示，小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点。现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向的夹角为θ = 45°，已知弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，则弹簧形变量不可能为（   ）

A． B． C． D．

【答案】BD

【详解】根据题意，以小球a、b整体为研究对象，分析受力，作出F在几个方向时整体的受力图

根据平衡条件可知，F与FT的合力与整体重力2mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子Oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F的最小值为

根据胡克定律有Fmin= kxmin

解得

即弹簧的形变量的取值范围为

故选BD。

10．（2022·黑龙江·哈尔滨三中高一阶段练习）从固定斜面上的点每隔由静止释放一个同样的小球，释放后小球做匀加速直线运动。某一时刻，拍下小球在斜面滚动的照片，如图所示，测得小球相邻位置间的距离，。已知点距离斜面底端的长度为，由以上数据可以得出（已知）（　　）

A．小球在点的速度为

B．小球的加速度大小为

C．斜面上最多有6个小球在滚动

D．该照片是距位于位置的小球释放后拍摄的

【答案】AC

【详解】AB．根据小球在斜面上做匀加速直线运动可知，连续相等的时间内位移之差为定值，即

点位置速度等于之间的平均速度，即

根据匀变速直线运动的速度—时间关系可知

故A正确，B错误；

C．设每个小球从释放到运动至底端的时间为，则

代入数据得

根据

则，斜面最多有6个球在滚动。故C正确；

D．根据

代入之前解析数据得

故该照片是距位于位置的小球释放后拍摄的。故D错误。

故选AC。

11．（2022·湖南·汉寿县第一中学高一阶段练习）如图甲所示，水平传送带逆时针匀速转动，一质量为m＝2 kg的小物块（可视为质点）以某一速度从传送带的最左端滑上传送带。取向右为正方向，以地面为参考系，从小物块滑上传送带开始计时，其运动的v-t图像如图乙所示，g取10 m/s2。则（　 ）

A．小物块与传送带间的动摩擦因数为0.2

B．小物块与传送带间的动摩擦因数为0.1

C．若物块在传送带上能留下划痕，长度为4.5 m

D．若物块在传送带上能留下划痕，长度为5.5 m

【答案】BC

【详解】AB．物块从左端滑上传送带，受到滑动摩擦力做匀减速直线运动，根据速度时间图像的斜率表示加速度，有m/s2

则动摩擦因数为0.1，故A错误、B正确；

CD．速度时间图像与时间轴围成的面积表示位移，前2 s内物块与传送带相向运动，所以物块相对传送带的位移为传送带位移x1与物块位移x2之和，第3 s内相对位移为传送带位移x1′与物块位移x2′之差，故划痕长度为

Δx＝

故C正确，D错误。

故选BC。

第Ⅱ卷  （非选择题  共53分）

三、实验题（共15分，第12题6分，第13题9分）

12．（2022·山东烟台·高一期中）在“探究弹簧弹力与形变量关系”的实验中，第一组同学做了如图甲所示的实验。在弹簧两端各系一轻细的绳套，利用一个绳套将弹簧悬挂在铁架台上，另一端的绳套用来悬挂钩码，先测出不挂钩码时弹簧的长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出钩码静止时相应的弹簧总长度，再算出弹簧伸长的长度，并将数据填在下面的表格中。

（1）在图乙的坐标纸上已经描出了其中5次测量的弹簧弹力大小与弹簧伸长的长度对应的数据点，请把第4次测量的数据对应点描绘出来，并作出图线________；

（2）根据（1）所得的图线可求得该弹簧的劲度系数为________（结果保留三位有效数字）；

（3）第二小组同学将同一弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂完成实验，他们得到的图线用虚线表示（实线为第一组同学实验所得），如图所示的图线最符合实际的是__________（选填选项字母）。

A．     B．     C．    D．

【答案】          25.0     C

【详解】（1）[1]根据题意，把表格中第4次测量的数据在图乙中描绘出来，并作出图线，如图所示

（2）[2]根据题意，由胡克定律可得

结合图像可知，图像的斜率为弹簧的劲度系数

（3）[3]弹簧竖直悬挂时，弹簧在自身重力作用下要伸长，即竖直悬挂时弹簧的原长比水平放置在桌面上所测原长要长，两种情况下弹簧的劲度系数相同，两图像平行。

故选C。

13．（2022·广东·饶平县第二中学高一开学考试） 用图甲所示装置“探究小车加速度与力、质量的关系”。请思考并完成相关内容：

（1）实验时平衡摩擦力操作如下：将小车静止放在水平长木板右端，连接已穿过打点计时器的纸带，且取下砝码和砝码盘，调整长木板右端的高度，接通打点计时器的电源，轻拨小车，使打点计时器在纸带上打出一系列_______的点，说明小车已经平衡摩擦力；

（2）图乙为某次实验得到的纸带，已知所用电源的频率为50Hz。根据纸带可求出打出B点时小车的速度为_______m/s；小车的加速度大小为______m/s2；（结果均保留两位有效数字）

（3）小薇同学研究小车质量一定的情况下加速度a与合外力F的关系，得到了如图丙中①所示的a-F图线，主要原因是______；

（4）小丹同学研究小车质量一定的情况下加速度a与砝码重力F（忘记测量砝码盘的质量，但其他操作均正确）的关系， 得到的a-F图线应该是图丙中的______（填“①”“②”或“③”）。

【答案】     点距均匀     1.6     3.2     未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足     ③

【详解】（1）[1]轻拨小车，使打点计时器在纸带上打出一系列点距均匀的点，说明此时小车沿长木板向下做匀速直线运动，即已经平衡摩擦力。

（2）[2]相邻两计数点间的时间间隔为

小车做匀加速直线运动，某段时间内的平均速度等于该段时间内中间时刻的瞬时速度，所以打出B点时小车的速度为

[3]根据逐差法可得小车的加速度大小为

（3）[4] 图丙中①所示的a-F图线存在横截距，说明F要达到一定大小后小车才能具有加速度，即小车仍受到摩擦力作用，主要原因是未平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足。

（4）[5]忘记测量砝码盘的质量（设为m），但其他操作均正确，则a与F的实际关系满足

则所作a-F图像应存在纵截距，即图丙中的③。

四、解答题（共38分，第14题10分，第15题12分，第16题16分）

14．（2022·山西·晋城市第一中学校高一阶段练习）如图所示，质量为M＝9kg的半球面静止在水平地面上，质量为m＝2kg的小物块在半球面上处于静止状态，小物块与一轻弹簧连接，弹簧的上端固定于天花板上的O点。已知小物块和半球面球心O的连线与竖直方向成＝45°，弹簧的劲度系数为k＝100N/m，其与竖直方向的夹角也为＝45°。若小物块与半球面之间刚好没有相对运动的趋势，弹簧始终处于弹性限度内。求：

（1）弹簧的伸长量；

（2）地面对半球面支持力的大小；

（3）半球面对地面的摩擦力。

【答案】（1）；（2）100N；（3）10N，方向水平向右

【详解】（1）对小物块受力分析，可知支持力FN1、弹簧的拉力FT和重力G三力平衡，如图所示

由对称性可得

设弹簧伸长量为Δx，则FT=kΔx

解得

（2）设地面的支持力和摩擦力分别为FN和Ff，对小物块和半球面整体受力分析，如图所示，受到重力、支持力、弹簧的弹力和地面的摩擦力

根据平衡条件得FTcosθ+FN=（M+m）g

解得FN=Mg+

（3）由整体在水平方向的平衡条件有

方向水平向左，由牛顿第三定律可知，半球面对地面的摩擦力大小为10N，方向水平向右。

15．（2022·陕西·西北工业大学附属中学高一期中）如图所示，甲、乙两车沿一条直线公路上不同车道同向运动，为简化问题可将两车视为质点。当甲车刚从收费站开出时（此时），乙车距收费站的距离，甲车的速度，乙车的速度，此后，甲车做加速度的匀加速直线运动，乙车刹车做加速度的匀减速直线运动，求：

（1）甲车追上乙车的时间；

（2）若某段时间甲乙行驶在同一单行直公路上，甲在前，乙在后，甲乙速度分别为、，甲乙彼此之间的距离为5m。乙车司机发现甲车开始以的加速度匀减速时，立即刹车匀减速运动，若两车都停下来时均未发生撞车事故，乙车的加速度至少要多大？

【答案】（1）8s；（2）1.4m/s2

【详解】（1）乙车停下来的时间为

这段时间内乙车的位移为

这段时间内甲车的位移

因为

所以乙车停下来后甲车再追上乙车，则有

解得甲车追上乙车的时间为

（2）设两车恰好不发生撞车事故，乙车的加速度大小为a，则

其中，，，

代入数据解得

所以若两车都停下来时均未发生撞车事故，乙车的加速度至少为。

16．（2022·江西·南昌市实验中学高三期中）如图所示，质量为m0＝20kg的长木板静止在水平面上，质量m＝10kg的小木块（可视为质点）以v0＝4.5m/s的速度从木板的左端水平滑到木板上，小木块最后恰好没有滑出长木板。已知小木块与木板间的动摩擦因数为μ1＝0.4，木板与水平地面间的动摩擦因数为μ2＝0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10m/s2，求：

（1）木块刚滑上木板时木块、木板的加速度大小；

（2）木板的长度L；

（3）木板的运动时间及木块运动的位移大小。

【答案】（1）4m/s2，0.5m/s2；（2）2.25m；（3）1.5s，2.625m

【详解】（1）对木块受力分析知木块做减速运动，设其加速度大小为a1，则由牛顿第二定律可得

μ1mg＝ma1

代入数据解得a1＝4m/s2

对木板受力分析，设木板加速度大小为a2，由牛顿第二定律可得μ1mg－μ2（m＋m0）g＝m0a2

代入数据解得a2＝0.5m/s2

（2）设经过时间t1二者共速，则有v0－a1t1＝a2t1

解得t1＝1s

设共速时的速度大小为v1，则有v1＝a2t1

解得v1＝0.5m/s

t1时间内木块的位移为x1＝t1

解得x1＝2.5m

木板的位移为x2＝t1

解得x2＝0.25m

所以木板的长度为L＝x1－x2＝2.25m

（3）木块与木板共速后，二者一起减速运动，加速度大小为a3＝μ2g＝1m/s2

设再经过时间t2停止，则有v1＝a3t2

代入数据解得t2＝0.5s

故木块运动的总时间为t＝t1＋t2＝1.5s

木块运动的总位移为x＝x1＋t2

解得x＝2.625m