内容正文:
模块综合测评
1.B [踢香蕉球时,香蕉球产生的原因主要是旋转,所以足球的大小和形状不能忽略,即需要考虑足球的大小和形状,足球不能看作质点,故A错误;足球的惯性仅与足球的质量有关,与运动状态无关,即在飞行和触网时足球的惯性不变,故B正确;足球在飞行时不受脚的作用力,仅受重力和空气阻力,故C错误;触网时足球对网的力和网对足球的力是一对作用力与反作用力,大小相等、方向相反,故D错误。]
2.B [将拉力F正交分解如图所示,则在x方向可得出Fx曲 = F sin α,Fx直 = F sin β,在y方向可得出Fy曲 = F cos α,Fy直 = F cos β,由题知α<β则sin α<sin β,cos α>cos β,则可得到Fx曲<Fx直,Fy曲>Fy直,B正确,A错误;耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是作用力与反作用力,大小相等,与运动状态无关,C、D错误。故选B。]
3.A [轻绳b处在三个不同位置时,小球均处于平衡状态;对小球受力分析并根据平衡条件可知,它受到的三个力可以构成矢量三角形,如图所示,根据几何关系可知,F2垂直于轻绳a对小球的拉力最小,所以F1=F3>F2,而轻绳a的拉力T逐渐减小,故A选项正确。]
4.B [对N受力分析,其受重力、支持力、弹簧的弹力,可能受静摩擦力,且静摩擦力的方向可能沿着斜面向下,也可能沿着斜面向上,当用力F拉物块N时,因没有拉动,则弹簧的形变量不变,弹簧的弹力不变,选项A错误;若N受到的静摩擦力开始是沿着斜面向上,当用力F拉N时,N受到的静摩擦力可能会变为沿着斜面向下,大小可能和原来相等,选项B正确;从整体角度分析可知,当用力F拉N时,整体对地面的压力减小,有向右的运动趋势,因此水平地面对M的摩擦力发生变化,选项C、D错误。]
5.AB [小轿车在0~15 s内的位移为200 m,A正确;10~15 s 内小轿车匀速运动,加速度为零,B正确;0~25 s内小轿车始终未改变方向,C错误;小轿车4~9 s内的加速度大小是2 m/s2,16~24 s内的加速度大小是,D错误。]
6.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的时间,故B错误;丙在0~2 s内,物体的位移为Δs=0-0=0,故C错误;丁、戊两物体在25 s时到达同一位置而相遇,故D正确。]
7.BD [由于小木块轻放在传送带的最上端,并其相对传送带向上滑动,故其所受的滑动摩擦力方向沿斜面向下,其所受的滑动摩擦力大小为:Ff=μmg cos θ;当二者达到共速后,由于重力沿斜面向下的分力使小木块继续加速,故其速度超过传送带,故其所受的滑动摩擦力沿斜面向上,大小不变,方向反向,故A错误,B正确;而由于μ<tan θ,故其重力沿斜面向下的分力大于滑动摩擦力,故二者共速后小木块继续加速,但由牛顿第二定律可知其加速度减小,又由速度—时间图像的斜率表示小木块的加速度,故可知到达共速后的加速运动过程加速度减小,故C错误,D正确。]
8.BD [在恒力F作用下整个装置一起向上做匀加速运动,对整体由牛顿第二运动定律有F-(m1+m2)g=(m1+m2)a0,对球2由牛顿第二运动定律有F弹-m2g=m2a0,联立方程得F弹=2 N,故A错误,B正确;手停止运动的这一瞬间,绳变松弛,绳的拉力突变为0,弹簧弹力不能发生突变,F弹=2 N,对球1由牛顿第二运动定律有F弹+m1g=m1a1,解得a1=20 m/s2,方向竖直向下,对球2由牛顿第二运动定律有F弹-m2g=m2a2,解得a2=10 m/s2,方向竖直向上,故C错误,D正确。]
9.解析:(1)③由几何关系根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′=F tan 30°=F;④比较F1和F1′的大小,即可初步验证力的平行四边形定则。
(2)保持绳套2方向不变,绳套1从图示位置向下缓慢转动60°,此过程中保持橡皮筋的结点在O点处不动,说明两个细绳拉力的合力不变,作图如下:
故绳套1的拉力先减小后增加,故A、B、C错误,D正确。
答案:(1)③F ④F1与F1′的大小 (2)D
10.解析:(1)如图所示,根据表格中的数据在坐标纸上描点,连线时注意舍弃误差较大的点,不在图线上的点要均匀分布在图线两侧。
(2)由(1)所作图线是一条过原点的倾斜直线,所以可以判断加速度a和作用力F成正比。
(3)本实验过程采用了控制变量法的思想,在研究加速度和质量的关系时,应该保持物体所受的作用力不变。
答案:(1)见解析图 (2)正 (3)小车所受作用力
11.解析:(1)汽车从静止开始做匀加速直线运动,经过6 s后,速度达到15 m/s,故加速度大小为
a==2.5 m/s2。
(2)汽车从静止开始到速度达到25 m/s,发生位移为
s1==125 m
所用时间为
t1==10 s
之后匀速运动的时间为
t2==187 s
故汽车在空港大道直道OB段行驶所用的时间为
t=t1+t2=197 s。
答案:(1)2.5 m/s2 (2)197 s
12.解析:
(1)对结点O受力分析如图甲所示:
甲
T cos θ-mBg=0
T sin θ-F=0
且F=kx
解得x=4 cm。
(2)设物块A所受摩擦力沿斜面向下,对物块A受力分析如图乙所示:
乙
T-f-mAg sin α=0
解得f=-5 N
即物块A所受摩擦力大小为5 N,方向沿斜面向上。
答案:(1)4 cm (2)5 N,方向沿斜面向上
13.解析:(1)滑块所受摩擦力为滑动摩擦力,如图所示
f=μmg=0.5 N,方向水平向左
根据牛顿第三定律,滑块对木板的摩擦力为f′=0.5 N,方向水平向右。
(2)由牛顿第二定律得:μmg=ma
得出a=μg=1 m/s2。
(3)对木板,由牛顿第二定律μmg=m0a′
可得a′=0.5 m/s2
设经过时间t,滑块和长木板达到共同速度v,则满足:
对滑块:v=v0-at;
对长木板:v=a′t
由以上两式得:滑块和长木板达到的共同速度v=1 m/s。
答案:(1)0.5 N 方向水平向右 (2)1 m/s2 (3)1 m/s
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模块综合测评
(满分:100分)
一、单项选择题(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,只有一项符合题目要求)
1.在足球运动中,足球入网如图所示,则( )
A.踢香蕉球时足球可视为质点
B.足球在飞行和触网时惯性不变
C.足球在飞行时受到脚的作用力和重力
D.触网时足球对网的力大于网对足球的力
2.唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力,设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,α<β,如图所示,忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是( )
A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
3.如图所示,用与竖直方向成θ角(θ<45°)的倾斜轻绳a和水平轻绳b共同固定一个小球,这时轻绳b的拉力为F1,现保持小球在原位置不动,使轻绳b在原竖直平面内逆时针转过θ角固定,轻绳b的拉力为F2,再逆时针转过θ角固定,轻绳b的拉力为F3,则( )
A.F1=F3>F2 B.F1<F2<F3
C.F1=F3<F2 D.轻绳a的拉力增大
4.如图所示,斜面体M放在水平地面上,另有物块N放在斜面体上,轻质弹簧两端分别与物块N及固定在斜面体底端的挡板P连接,弹簧处于压缩状态,M、N静止。现用力F沿斜面向上拉物块N,但并未运动,下列说法正确的是( )
A.弹簧对挡板的作用力减小
B.M、N之间的摩擦力可能大小不变
C.M对地面的压力不变
D.水平地面对M的摩擦力不变
二、双项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分。在每小题给出的四个选项中,有两项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
5.如图所示是某司机在春节假期试驾小轿车在平直公路上运动的0~25 s内的速度随时间变化的图像,由图像可知( )
A.小轿车在0~15 s内的位移为200 m
B.小轿车在10~15 s内加速度为零
C.小轿车在10 s末运动方向发生改变
D.小轿车在4~9 s内的加速度大小小于16~24 s内的加速度大小
6.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。下面有关说法正确的是( )
A.甲、乙运动的出发点相距s0
B.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 m
D.丁、戊两物体在25 s时相遇
7.如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tan θ,则下列选项中能客观反映小木块的受力和运动情况的是( )
A B C D
8.如图所示,质量分别为m1=0.2 kg、m2=0.1 kg的小球1和2用轻质弹簧连接。某人用手通过轻绳给小球1施加F=6 N的竖直恒力,使整个装置一起竖直向上加速运动。某时刻手突然停止,此时小球1、2的加速度大小分别为a1和a2;重力加速度g=10 m/s2,忽略空气阻力,则下列说法正确的是 ( )
A.装置在恒力F作用下加速运动时,弹簧的弹力大小为4 N
B.装置在恒力F作用下加速运动时,弹簧的弹力大小为2 N
C.手停止的瞬间,a1=10 m/s2,a2=
D.手停止的瞬间,a1=20 m/s2,a2=
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
9.某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则,设计的实验装置如图所示。固定在竖直木板上的量角器直边水平,橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点,另一端系绳套1和绳套2。
(1)实验步骤如下:
①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O点,记下弹簧测力计的示数F;
②弹簧测力计挂在绳套1上,手拉着绳套2,缓慢拉橡皮筋,使橡皮筋的结点达到O点,此时绳套1沿0°方向,绳套2沿120°方向,此时弹簧测力计的示数为F1;
③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′=________;
④比较________,即可初步验证力的平行四边形定则。
(2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向,同时绳套2沿120°方向不变,此过程中保持橡皮筋的结点在O点不动,关于绳套1的拉力大小的变化,下列结论正确的是________。
A.逐渐增大 B.先增大后减小
C.逐渐减小 D.先减小后增大
10.(9分)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,保持小车的质量不变,改变小车所受的作用力,测得的数据见下表。
组别
1
2
3
4
5
F/N
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
a/(m·s-2)
0.40
0.83
1.18
1.58
2.00
(1)如图所示的坐标纸上已描出了部分数据点,请在坐标纸上描出第2、4组数据对应的点,然后作出a -F图像。
(2)由所作图线可以得到结论:在质量一定的情况下,加速度a与作用力F成________比。
(3)当研究加速度与物体质量的关系时,应保持__________________不变,改变小车的质量来进行实验。
11.(12分)王老师开车送到外地求学的小王至天府机场后返回,汽车行驶示意图如图所示,从机场停车场收费出口O点驶入空港大道时,导航指令“沿当前道路继续行驶4.8 km”(即为空港大道直道OB段),汽车便从此时开始做初速度为零的匀加速直线运动,经过6 s后,汽车运动到空港大道的A点,此时车内速度表显示为54 km/h,已知3.6 km/h =1 m/s,忽略人的反应时间。求:
(1)汽车运动的加速度大小;
(2)汽车从A点继续以(1)问的加速度做匀加速直线运动,由于道路限速,当汽车速度为90 km/h时开始定速行驶,做匀速直线运动,则汽车在空港大道直道OB段行驶所用的时间是多少?
12.(14分)如图所示,放在粗糙、固定斜面上的物块A和悬挂的物体B均处于静止状态。轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点,轻弹簧中轴线沿水平方向,轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ=53°,斜面倾角α=37°,物块A和B的质量分别为mA=5 kg,mB=1.5 kg,弹簧的劲度系数k=500 N/m(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2)。求:
(1)弹簧的伸长量x;
(2)物块A受到的摩擦力。
13.(16分)如图所示,质量为m0=1 kg 的长木板静止在光滑水平面上,现有一质量m=0.5 kg的小滑块(可视为质点)以v0=3 m/s的初速度从左端沿木板上表面冲上木板,带动木板一起向前滑动。已知滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)滑块在木板上滑动过程中,长木板受到的摩擦力大小和方向;
(2)滑块在木板上滑动过程中,滑块相对于地面的加速度大小a;
(3)若长木板足够长,滑块与长木板达到的共同速度大小v。
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