人教版高中物理必修第一册模块综合检测（二）含答案

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模块综合评价（二） (时间：75分钟　满分：100分)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.如图所示，鱼儿摆尾击水跃出水面，吞食荷花花瓣的过程中，下列说法正确的是(　　)A．鱼儿吞食花瓣时鱼儿受力平衡B．鱼儿摆尾出水时浮力大于重力C．鱼儿摆尾击水时受到水的作用力D．研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作可把鱼儿视为质点解析：选C　鱼儿吞食花瓣时处于失重状态，A错误；鱼儿摆尾出水时浮力很小，鱼儿能够出水的主要原因是鱼儿摆尾击水时水对鱼向上的作用力大于重力，B错误，C正确；研究鱼儿摆尾击水跃出水面的动作不可以把鱼儿视为质点，否则就无动作可言，D错误。2．中国自主研发的“暗剑”无人机，速度可超过2马赫。在某次试飞测试中，一“暗剑”无人机起飞前沿地面做匀加速直线运动，加速过程中连续经过两段均为120 m的测试距离，用时分别为2 s和1 s，则它的加速度大小是(　　)A．20 m/s2　　　　　　　　 B．40 m/s2C．60 m/s2 D．80 m/s2答案：B3．叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触。球与地面间的动摩擦因数均为μ，则(　　)A．上方球与下方三个球间均没有弹力B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力C．水平地面对下方三个球的支持力均为 eq \f(4,3)mgD．水平地面对下方三个球的摩擦力均为 eq \f(4,3)μmg答案：C4．甲、乙两质点运动的位移—时间图像如图中a、b所示，不考虑甲、乙碰撞，则下列说法中正确的是(　　)A．甲质点做曲线运动，乙质点做直线运动B．乙质点在t2～t3时间内做匀速直线运动C．t1～t4时间内甲、乙两质点的位移相同D．t3～t4时间内乙质点比甲质点运动得快解析：选C　位移—时间图像只能描述直线运动的规律，因此甲、乙两质点都做直线运动，A错误；由图像知，t2～t3时间内乙质点的位置没变，即静止，B错误；t1和t4时刻，甲、乙两质点均处于同一位置，所以t1～t4时间内甲、乙两质点的位移相同，C正确；根据位移—时间图像的斜率表示运动的快慢，可知t3～t4时间内甲质点的斜率比乙质点的大，即t3～t4时间内甲质点比乙质点运动得快，D错误。5．如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3的质量均为m，物块2、4的质量均为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4。重力加速度大小为g，则有(　　)A．a1＝a2＝a3＝a4＝0B．a1＝a2＝a3＝a4＝gC．a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝ eq \f(m＋M,M)gD．a1＝g，a2＝ eq \f(m＋M,M)g，a3＝0，a4＝ eq \f(m＋M,M)g解析：选C　在抽出木板的瞬间，物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛顿第二定律知a1＝a2＝g；而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对物块3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg，因此物块3满足mg＝F，a3＝0；由牛顿第二定律得物块4满足a4＝ eq \f(F＋Mg,M)＝ eq \f(M＋m,M)g，所以选项C正确。6.复兴号在世界上首次实现速度350 km/h的自动驾驶功能，在行驶过程中非常平稳，放在桌上的水杯几乎感觉不到晃动。图为复兴号车厢示意图，A、B、C 三物块相互接触放在车厢里的桌面上。A 为一粗糙木块，B 为一铁块，C 为一块垫板。车向右以350 km/h的速度匀速通过一小角度倾斜的铁轨。桌面与车厢地面保持平行，A、B、C三物块相对于桌面始终保持静止。下列说法正确的是(　　)A．C物体对桌面的作用力竖直向下B．桌子对C物体的作用力垂直于桌面C．A物体一定受到4个力的作用D．B物体一定受到A物体对它向右的弹力解析：选A　由题意可知，A、B、C相对于桌面静止，对整体受力分析，可知受重力、桌面对C的支持力和摩擦力，根据共点力的平衡，可知桌面对C的支持力和摩擦力的合力大小等于整体的重力，方向竖直向上，根据牛顿第三定律，C对桌面的作用力竖直向下，故A正确，B错误。以B为研究对象，对其受力分析，若B受重力、C对B的支持力和C对B的摩擦力，若达到平衡，则B物体此时不受A物体对它的弹力。此时，A物体可能只受三个力作用，即重力、C对A的支持力和C对A的摩擦力，若达到平衡，则A只受三个力的作用，故C、D错误。7．一气球(可视为质点)以1.25 m/s2 的加速度从地面开始竖直上升，离地30 s后，从气球上掉下一物体，不计空气阻力，g取10 m/s2，则物体从离开气球至到达地面所需的时间为(　　)A．7 s　　B．8 s　　C．12 s　　D．15 s解析：选D　先求30 s后气球的速度及高度。速度v＝at0＝1.25×30 m/s＝37.5 m/s高度h1＝ eq \f(1,2)at02＝ eq \f(1,2)×1.25×302 m＝562.5 m上升阶段：物体继续上升的时间t1＝ eq \f(v,g)＝3.75 s继续上升的高度H＝ eq \f(v2,2g)＝ eq \f(1 125,16) m下降阶段：下降过程中物体做自由落体运动，下降时间t2＝ eq \r(\f(2(h1＋H),g))＝11.25 s物体从离开气球至到达地面所需的总时间为t＝t1＋t2＝15 s。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．如图所示是甲、乙、丙、丁、戊五个运动物体相对同一原点的位移—时间图像。下面有关说法中正确的是(　　)A．甲、乙运动的出发点相距s0B．乙比甲早出发t1的时间C．丙在0～2 s内，物体的位移大于2 mD．丁、戊两物体在25 s时相遇解析：选AD　由题图可知，乙从原点出发，甲从距原点s0处出发，故两物体的出发点相距s0，故A正确；甲在t＝0 时刻开始运动，而乙在t1时刻开始运动，故甲比乙早出发t1时间，故B错误；在0～2 s内，丙物体的位移为Δs＝0，故C错误；丁、戊两物体在25 s时到达同位置而相遇，故D正确。9．如图所示，人所受重力为600 N，木板所受重力为400 N，人与木板间、木板与地面间的动摩擦因数均为0.2。绳与滑轮的质量及它们之间的摩擦均不计。现在人用水平拉力拉绳，使他与木板一起向右匀速运动，则(　　)A．人拉绳的力是200 NB．人拉绳的力是100 NC．人的脚给木板的摩擦力方向水平向右D．人的脚给木板的摩擦力方向水平向左解析：选BC　选取人和木板组成的整体为研究对象，设绳中弹力大小为T，则2T＝μ(G人＋G木板)＝0.2×(600＋400)N＝200 N，所以T＝100 N，选项A错误，B正确；选取人为研究对象，水平方向上，人共受到两个力的作用：绳水平向右的弹力和木板对人的脚的摩擦力，因为二力平衡，所以该摩擦力与弹力等大反向，即摩擦力方向水平向左，根据牛顿第三定律，人的脚给木板的摩擦力方向水平向右，选项C正确，D错误。10．如图所示，将一个球放在两块光滑斜面板AB和AC之间，两板与水平面夹角都是60°。现在使AB板固定，使AC板与水平面的夹角逐渐减小，则(　　)A．球对AB板的压力先增大后减小B．球对AB板的压力逐渐减小C．球对AC板的压力先减小后增大D．球对AC板的压力逐渐增大解析：选BC　分析球的受力如图所示，FAC和FAB的合力与球的重力G等大反向，当使AC板与水平面的夹角减小时，由图可以看出，球对AB板的压力逐渐减小，对AC板的压力先减小后增大，故B、C正确。三、非选择题(本题共5小题，共54分)11．(7分)如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。(1)实验中还需要的测量工具有____________________________________________。(2)如图乙所示，根据实验数据绘图，纵轴表示钩码质量m，横轴表示弹簧的形变量x。由图乙可知，图线不通过原点，其原因是____________；弹簧的劲度系数k＝________N/m(计算结果保留2位有效数字，重力加速度g取9.8 m/s2)。(3)如图丙所示，实验中用两根不同的弹簧a和b，画出弹簧弹力F与弹簧长度L的关系图线，下列说法正确的是________。A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．弹力与弹簧长度成正比解析：(1)实验需要测量弹簧的长度，故还需要的测量工具是毫米刻度尺。(2)由题图乙可知，当m＝0，即F＝0时，x大于零，说明没有挂重物时，弹簧已经伸长，这是由于弹簧自身的重力造成的；由题中图线可知k＝ eq \f(ΔF,Δx)＝ eq \f((60－30)×10-3×9.8,(12－6)×10-2) N/m＝4.9 N/m。(3)在F­L图像中横截距表示弹簧的原长，则b的原长比a的长，故A错误；F­L图像的斜率表示弹簧的劲度系数k，则a的劲度系数比b的大，故B正确，C错误；弹簧的弹力与弹簧形变量的关系满足胡克定律，弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误。答案：(1)毫米刻度尺(2)弹簧自身有重力　4.9　(3)B12．(9分)为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验。其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两光电门间的距离为s，牵引砝码的质量为m。回答下列问题：(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平。在不增加其他仪器的情况下，如何判定调节是否到位：________________________________________________________________________。(2)若取M＝0.4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是________。A．m1＝5 g　　　　　　　 B．m2＝15 gC．m3＝40 g D．m4＝400 g(3)在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，求得加速度的表达式为________________________________________________________________________。(用Δt1、Δt2、D、s表示)解析：(1)如果气垫导轨水平，则不挂砝码时，滑行器应能在任意位置静止不动，或推动滑行器后能使滑行器匀速运动。(2)应满足M≫m，故m4＝400 g不合适，应选D。(3)由v1＝ eq \f(D,Δt1)，v2＝ eq \f(D,Δt2)，v22－v12＝2as可得a＝ eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,Δt2)))\s\up12(2)－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,Δt1)))\s\up12(2),2s)。答案：(1)见解析(2)D(3)a＝ eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,Δt2)))\s\up12(2)－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(D,Δt1)))\s\up12(2),2s)13．(11分)一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B(中央有孔)，A、B间由轻绳连接着，它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态。此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，A、B间的轻绳处于伸直状态，且与水平线成30°角。已知B球的质量为 3 kg(g取10 m/s2)，求：(1)轻绳对B球的拉力大小；(2)A球的质量。解析：(1)对B球进行受力分析，如图所示，将绳对B的拉力T在水平方向和竖直方向上进行正交分解，根据竖直方向上B球受力平衡有T sin 30°＝mBg则T＝2mBg＝60 N。(2)对A球受力分析，将绳对A的拉力T′在水平方向和竖直方向上进行正交分解，A球处于静止状态，则在水平方向上有T′cos 30°＝NA sin 30°在竖直方向上有FNAcos 30°＝mAg＋T′sin 30°又T＝T′，解得mA＝6 kg。答案：(1)60 N(2)6 kg14．(12分)“嫦娥五号”是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器，为中国探月工程的收官之战，这也成为了每个中国人的骄傲。着陆探测器在月球表面预定落点着陆。若着陆探测器总质量为3 000 kg，着陆过程简化如下：着陆探测器向下先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动，到达月球表面速度恰好为零。控制系统倒计时记录了最后50 s内不同时刻着陆探测器与月球表面的距离h，并记录在下面的表格中，已知倒计时40 s时开始匀减速下落，月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的六分之一。求：(1)表格中H的数值；(2)倒计时40 s时的速度大小；(3)倒计时40 s时，发动机推力的变化量。解析：(1)最后40 s逆向思维做初速度为零的匀加速运动，逆向看最后20 s，根据s＝ eq \f(1,2)a2t2解得a2＝0.1 m/s2逆向看40 s，H＝ eq \f(1,2)a2t12＝80 m。(2)倒计时40 s时的速度大小v＝a2t1＝0.1×40 m/s＝4 m/s。(3)倒计时45 s时刻是50～40 s的中间时刻，设此时的速度为v1，则v1＝ eq \f(100－80,10) m/s＝2 m/s40 s时刻是加速的末速度也是减速的初速度v1＋a1×5＝v，解得a1＝0.4 m/s2设月球表面重力加速度为g，推力增加了ΔF加速阶段有mg－F＝ma1减速阶段F＋ΔF－mg＝ma2解得ΔF＝1 500 N。答案：(1)80 m　(2)4 m/s　(3)1 500 N15．(15分)如图所示，在倾角为θ＝37°的足够长的斜面上，有一质量m＝1 kg的物体，物体与斜面之间的动摩擦因数为μ＝0.2，物体受到沿斜面向上的F＝9.6 N的绳的拉力作用，并从静止开始运动，经过2 s绳子突然断开。试求绳断后多长时间物体的速度大小达到22 m/s？(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)解析：在最初的2 s内，物体在F＝9.6 N的拉力作用下，从静止开始沿斜面做匀加速直线运动，受力分析如图所示，根据牛顿第二定律可知F－mg sin θ－f＝ma1FN＝mg cos θ，且f＝μFN解得a1＝ eq \f(F－mg sin θ－μmg cos θ,m)＝2 m/s22 s末绳子突然断开，物体的瞬时速度v1＝a1t1＝4 m/s绳子断开后，物体继续沿斜面向上运动到达最高点速度为零的过程中，物体不再受绳的拉力F的作用，其他受力情况不变加速度a2＝ eq \f(－(mg sin θ＋μmg cos θ),m)＝－7.6 m/s2经历的时间为t2＝ eq \f(0－v1,a2)≈0.53 s设物体从最高点沿斜面下滑过程中加速度为a3，从最高点到物体的速度大小达到22 m/s所用时间为t3，则由牛顿第二定律和运动学的基本公式，得a3＝－g sin θ＋μg cos θ＝－4.4 m/s2，t3＝ eq \f(－22 m/s,－4.4 m/s2)＝5 s综上所述，从绳子断开到物体速度大小达到22 m/s所经历的总时间为t＝t2＋t3＝5.53 s。答案：5.53 s倒计时刻t/s5040200到月球表面的距离h/m100H200