模块期末综合试卷--教科版高中物理必修第一册同步课件+讲义+专练（新教材）

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MOKUAIZONGHESHIJUAN
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.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、科学假说法和建立物理模型法等，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与时间公式时，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
2.(2023·浙江1月选考)如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为FT，墙壁对足球的支持力为FN，则A.FTG D.FT＝G
3.如图为一竖直放置的棋盘，该棋盘具有磁性，每个棋子均可视为能被棋盘吸引的相同质量的小磁体。对于静止在棋盘上的某颗棋子，下列说法正确的是A.受三个力作用B.棋盘对棋子的作用力大于重力C.磁性越强的棋子，所受的摩擦力越大D.减小棋子的质量，棋子所受到的摩擦力减小
棋子受重力、棋盘的吸引力、弹力和摩擦力，共四个力作用，A错误；静摩擦力大小等于重力大小，磁性增强，静摩擦力不变，减小棋子的质量，棋子所受到的摩擦力减小，C错误，D正确；
棋盘对棋子的吸引力和弹力平衡，静摩擦力与重力平衡，所以棋盘对棋子的作用力等于重力，B错误。
4.在升降电梯内的水平地板上放一体重计，电梯静止时，某同学站在体重计上，体重计示数为50.0 kg。若电梯运动中的某一段时间内，该同学发现体重计示数为如图所示的40.0 kg，则在这段时间内(重力加速度为g＝10 m/s2)A.该同学所受的重力变小了B.电梯一定在竖直向下运动C.该同学对体重计的压力小于体重计对她的支持力D.电梯的加速度大小为0.2g，方向一定竖直向下
该同学处于失重状态，并不是重力减小了，是支持力小于重力，选项A错误；支持力与压力为作用力与反作用力，大小
相等，选项C错误；电梯可能是向上减速，也可能是向下加速，mg－N＝ma，a＝0.2g，加速度方向一定竖直向下，选项B错误，D正确。
5.(2023·成都市高一期末)甲物体做直线运动的x－t图像如图甲所示，乙物体做直线运动的v－t图像如图乙所示。关于甲、乙两物体在前8 s内的运动，下列说法正确的是A.0～4 s内甲的位移小于乙的位移B.0～4 s内甲的平均速度等于乙的平均 速度C.4～6 s内甲的加速度等于乙的加速度D.甲、乙在6 s末改变运动方向
因为x－t图像的斜率表示速度，v－t图像的纵轴表示速度，所以由图像可得甲在4 s末改变运动方向，乙在6 s末改变运动方向，故D错误。
6.如图所示，两个小球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与竖直方向夹角为θ＝45°，已知弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，则弹簧形变量不可能是
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，根据平衡条件得：F与T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与细线Oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F的最小值为：
7.如图所示，带支架的平板小车沿水平面向右做直线运动，质量为m的小球A用轻质细线悬挂于支架，小车右端质量为M的物块B始终相对于小车静止。物块B与小车平板间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。若某段时间内观察到轻质细线与竖直方向夹角为θ，且保持不变，则在这段时间内A.小车一定正在做加速运动B.轻质细线对小球A的拉力大小为C.物块B所受摩擦力大小为μmg，方向水平向右D.小车对物块B的作用力大小为Mg ， 方向为斜向左上方
对A受力分析，由牛顿第二定律得F合＝mgtan θ＝maA，解得aA＝gtan θ，方向水平向左，则小车向右做减速运动，故A错误；
A与小车相对静止，则小车与A具有相同的加速度，即小车的加速度大小为gtan θ，方向水平向左，此刻物块B的加速度与小车相同，
8.“奇迹石”是有名的旅游景点，这块有5 m3大的石头卡在两个巨大的岩石中间，吸引着世界各地的旅行者，如图甲所示。将该景观简化成如图乙的模型，右壁竖直，左壁稍微倾斜。设左壁与竖直方向的夹角为θ，石头的质量为m，忽略石头与岩石间的摩擦。若左壁对石头的压力为F1，右壁对石头的压力为F2，则(重力加速度为g)A.F1＝mgsin θ，F2＝mgtan θB.C.若由于左壁风化使得θ减小，则F1减小D.若由于左壁风化使得θ减小，则m受到的合力增大
由于左崖壁风化使得θ减小，sin θ和tan θ都减小，则左、右两壁对中间石块压力F1、F2都增大，但由于石头受力平衡，合力仍然为零，合力不变，C、D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.下雨时雨水从屋檐滴落是生活中常见的现象，如图所示。假设屋檐某一位置每隔相同的时间无初速度滴落一滴雨滴，不计空气阻力，雨滴可看成质点且处在无风的环境中，则下列说法正确的是(题目涉及到的雨滴都已滴出且未落地)A.相邻雨滴之间的距离保持不变B.相邻雨滴之间的速度之差保持不变C.相邻雨滴之间的距离越来越大D.相邻雨滴之间的速度之差越来越大
两相邻雨滴均做自由落体运动，设后一滴雨滴运动的时间为t，则前一滴雨滴运动时间为t＋Δt，则相邻雨滴之间的距离
距离越来越大，故A错误，C正确；相邻雨滴之间的速度之差Δv＝g(t＋Δt)－gt＝gΔt，为一个定值，故B正确，D错误。
10.如图所示，将两个质量分别为m1＝1 kg、m2＝2 kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接，两个大小分别为F1＝6 N、F2＝3 N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则达到稳定状态后，下列说法正确的是A.弹簧测力计的示数是3 NB.弹簧测力计的示数是5 NC.若突然撤去F2瞬间，则物体m1的加速度大小为6 m/s2D.若突然撤去F2瞬间，则物体m2的加速度大小为2.5 m/s2
先整体受力分析：F1－F2＝(m1＋m2)a再对m2受力分析：T－F2＝m2a，解得T＝5 N，a＝1 m/s2，选项A错误，B正确；撤去F2瞬间，m1的受力情况不变，加速度不变，仍为1 m/s2，选项C错误；再对m2受力分析：T＝m2a′，得a′＝2.5 m/s2，选项D正确。
11.将一质量不计的光滑杆倾斜地固定在直角墙壁上，如图甲所示，现在杆上套一光滑的小球，小球在一沿杆向上的拉力F的作用下沿杆向上运动。该过程中小球所受的拉力以及小球的速度随时间变化的规律如图乙、丙所示。取g＝10 m/s2，则下列说法正确的是A.在2～4 s内小球的加速度大小为0.5 m/s2B.小球质量为2 kgC.杆的倾角为30°D.小球在0～4 s内的位移为8 m
v－t图像的斜率表示加速度，在2～4 s内小球的加速度a＝ ＝0.5 m/s2，则A正确；
由题图乙、丙知，在0～2 s内小球做匀速直线运动，重力沿杆方向的分力等于5 N，设杆的倾角为α，则mgsin α＝5 N，在2～4 s内，由牛顿第二定律有F2－mgsin α＝ma，解得α＝30°，m＝1 kg，则B错误，C正确；v－t图像中图线与t轴围成的面积表示位移，即0～4 s内小球的位移为5 m，则D错误。
12.如图甲所示，光滑水平面上静置一个薄长木板，长木板上表面粗糙，其质量为M，t＝0时刻质量为m的物块以水平速度v滑上长木板，此后木板与物块运动的v－t图像如图乙所示，重力加速度g＝10 m/s2，则下列说法正确的是A.M＝mB.M＝2mC.木板的长度为8 mD.木板与物块间的动摩擦因数为0.1
物块在木板上运动的过程中，由牛顿第二定律得μmg＝ma1，而v－t图像的斜率绝对值表示加速度大小，故a1＝ m/s2＝2 m/s2，解得μ＝0.2，D错误；
对木板受力分析可知μmg＝Ma2，a2＝ m/s2＝1 m/s2，解得M＝2m，A错误，B正确；
由题图乙可知，2 s时物块和木板分离，则0～2 s内，两者v－t图线与t轴围成的面积之差等于木板的长度，故L＝ ×(7＋3)×2 m－ ×2×2 m＝8 m，C正确。
三、非选择题(本题共6小题，共60分)13.(8分)(2022·镇江市高一期末)在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，实验装置及过程如图甲、乙、丙所示，E为橡皮筋原长时小圆环的位置，O为实验时小圆环被拉至的位置。
(1)图丁中弹簧测力计的示数为______N；
弹簧测力计最小分度为0.1 N，读数要读到0.01 N，图中读数为2.35 N。
(2)在实验过程中，必须记录的有________；A.甲图中E的位置B.乙图中O的位置C.OB、OC的方向D.弹簧测力计的示数
必须要记录的有两个分力F1和F2的大小和方向、合力F的大小和方向，力的大小通过弹簧测力计读出，两次都要使小圆环被拉到O点位置，所以必须记录的有B、C、D。
(3)下列选项中，与本实验要求相符的是_____；A.两细绳OB、OC夹角要尽量大一些B.读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度C.实验时，只需保证两次橡皮筋伸长量相 同即可D.多次实验时，均应将小圆环拉到O点处
两细绳OB、OC夹角要适当大一些，但不能太大，合力一定时，两分力夹角太大会导致两分力很大，导致测量误差变大，故A错误；读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，规范操作，故B正确；
实验时，不仅需保证两次橡皮筋伸长量相同，还必须都是沿竖直方向伸长至O点才行，故C错误；多次实验时，都要保证弹簧测力计把小圆环拉到的位置相同，故D正确。
(4)某次实验记录纸如图戊所示，拉力F1和F2的方向分别过P1和P2点，拉力F的方向过P点；三个力的大小分别为：F1＝2.70 N，F2＝2.30 N和F＝4.00 N。得出正确实验结论后，请根据实验结论和图中给出的标度：①在图中作出F1和F2的合力；
由于标度已经选定，作图时要保证表示F1、F2的线段长度为标度的2.7倍和2.3倍，作图如图所示。
②根据作图求出该合力为________N；
量出作图法求出的合力长度约为标度的3.99倍，所以合力大小为3.99 N。
(5)图己为小明与小华对本实验进行的探究方案，两人针对实验中是否需要记录O点的位置持有不同观点：小明认为需要记录，而小华认为不需要。你赞同______(选填“小明”或“小华”)的观点，理由是_________________________________________________________________________。
处于静止状态，两力的合力大小、方向就不变，所以不需要记录O点位置
图己方案中两个弹簧测力计的共同作用效果是平衡O点下方所悬挂重物的重量，所以即使O点位置发生移动，只要系统处于静止状态，两力的合力大小方向就不变，所以不需要记录O点位置的，故赞同小华的观点。
14.(8分)(2022·淮安市高一模拟)某同学设计了如图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。
(1)打点计时器接通频率为50 Hz的交流电源，释放小车，打出如图所示的的纸带。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。
相邻两计数点的时间间隔T＝0.1 s，
(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_____。
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，相当于已平衡阻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)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“＞”)。
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)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
本实验中力的大小可由力传感器直接得出，不需要使小车和力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；阻力可由力传感器测出，不需要平衡阻力，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。
15.(8分)(2022·江阴市高一期末)公路上行驶的汽车，司机从发现前方异常情况到紧急刹车，汽车仍将前进一段距离才能停下来。要保持安全，这段距离内不能有车辆和行人，因此把它称为安全距离。通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s(这段时间汽车仍保持原速)。晴天汽车在干燥的路面上以108 km/h的速度行驶时，得到的安全距离为120 m。求：(重力加速度g＝10 m/s2)(1)刹车时汽车受到阻力的大小f为汽车重力的多少倍？
设汽车在干燥的路面刹车时的加速度大小为a，由题意可知安全距离为
代入数据解得a＝5 m/s2(1分)由牛顿第二定律f＝ma(1分)解得f＝0.5mg。(1分)即刹车时的汽车受到的阻力的大小f为汽车重力的0.5倍。
(2)设雨天汽车刹车时的阻力大小为晴天时的 ，若要求安全距离仍为120 m，则汽车在雨天安全行驶的最大速度是多少？
联立解得v1＝24 m/s。(1分)
16.(8分)如图甲所示为学校举行的教师托乒乓球跑步比赛情景，赛道为水平直道，假设该教师在比赛过程中以速度1 m/s做匀速直线运动，球拍的倾角始终为θ＝45°，质量为3×10－3 kg的乒乓球一直位于球拍中心相对球拍不动，如图乙所示。已知球受到的空气阻力f大小与其速度v的大小成正比，即f＝kv(比例系数k为常数)，f方向与运动方向相反。重力加速度g取10 m/s2。
(1)当教师以1 m/s的速度做匀速直线运动时，球拍与球之间的摩擦力恰好为零，求空气阻力大小与球速大小的比例系数k；
答案　0.03 N　0.03 N·s/m　
匀速运动时对乒乓球受力分析如图甲所示根据平衡条件得f1＝mgtan θ＝0.03 N(2分)又f1＝kv1，
(2)当教师以2 m/s的速度做匀速直线运动时，乒乓球仍位于球拍中心相对球拍不动，求此时乒乓球受到球拍施加的静摩擦力的大小。
对乒乓球受力分析如图乙所示，设f静沿球拍向下，f2＝kv2＝0.06 N(1分)f2cs θ＝mgsin θ＋f静(2分)
17.(14分)如图甲，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。求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数和力F的大小；
设有恒力F作用时物体的加速度大小为a1，由牛顿第二定律有F－mgsin θ－μmgcs θ＝ma1 (2分)撤去力F后，设物体的加速度大小为a2，由牛顿第二定律有mgsin θ＋μmgcs θ＝ma2 (2分)根据速度—时间图像的斜率绝对值表示加速度大小，
(2)t＝6 s时物体的速度大小；
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，设3 s后物体的加速度大小为a3，根据牛顿第二定律有
mgsin 30°－μmgcs 30°＝ma3 (2分)解得a3＝2 m/s2(1分)再过3 s，由速度公式得v＝a3t3＝6 m/s，故物体6 s末速度大小为6 m/s。 (1分)
(3)物体返回出发点时的速度大小。
v－t图线与时间轴所围的面积表示位移，
返回过程根据速度与位移关系式有v′2＝2a3x (1分)
18.(14分)(2023·济宁市高一期末)如图所示，左端带有竖直挡板的平板工件静置于水平桌面上，工件底面与水平桌面间的动摩擦因数μ1＝0.3；O为工件上表面一点(图中未画出)，工件上表面O点左侧光滑、右侧粗糙。一小滑块紧靠挡板放在工件上，其与工件上表面粗糙部分间的动摩擦因数μ2＝0.8。现对工件施加F＝12 N的水平向右推力，并在t0＝1.5 s后撤去，当滑块到达O点时工件速度恰好为零，已知工件质量M＝2 kg，滑块质量m＝1 kg，取重力加速度g＝10 m/s2，桌面足够长。
(1)求水平推力作用过程中，挡板对滑块弹力的大小；
对整体由牛顿第二定律可得F－μ1(M＋m)g＝(M＋m)a0(2分)对滑块则有F1＝ma0(1分)解得F1＝1 N(1分)
(2)求工件光滑部分的长度d；
撤去推力F时，滑块与工件的速度为v0＝a0t0(1分)撤去推力F后，滑块匀速到达O点，工件做减速运动对工件，由牛顿第二定律得μ1(M＋m)g＝Ma1(1分)
联立解得d＝0.25 m(1分)
(3)若最终滑块恰好未从工件上滑下，求工件的长度L。