内容正文:
模块检测卷(一)
1.在某次汽车加速测试中,汽车由静止开始做加速直线运动,在前2 s内提速到100 km/h,且加速度a逐渐减小至零,则此过程中,下列说法正确
的是
A.该汽车的平均加速度大小约为50 m/s2
B.汽车的速度越大,它的加速度一定越大
C.该过程速度增大得越来越慢,位移增大得越来越快
D.该过程速度增大得越来越快,位移增大得越来越慢
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根据加速度的定义式可得,该汽车的平均加速度大小=≈
13.9 m/s2,故A错误;速度与加速度没有必然联系,速度很大的物体,其加速度可能为零,故B错误;该汽车加速运动过程中,加速度逐渐减小,但速度在逐渐增大,加速度是描述速度变化快慢的物理量,可知速度增加得越来越慢,速度逐渐增大,所以位移不断增大且增大得越来越快,故C正确,D错误。故选C。
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2.(2025·安徽天一大联考期末)如图所示,在倾角θ=30°的光滑斜面上固定一个光滑竖直挡板,三个质量均为m的正方体物块A、B、C用轻杆连接,构成一个等边三角形放在斜面与挡板之间。A与光滑竖直挡板接触,B放于光滑斜面上,C位于B的正上方,三个小物块均处于静止状态,重力加速度为g,则B对斜面的作用力大小为
A.3mg
B.6mg
C.mg
D.2mg
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对A、B、C整体研究,其受到挡板的弹力F、总重力3mg和
斜面的支持力FN,如图所示,根据平衡条件可得B受到斜面
的支持力大小为FN==2mg,根据牛顿第三定律可得,
B对斜面的作用力大小为FN'=FN=2mg。故选D。
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3.(2025·山东威海高一上学期期末)神舟飞船返回地面时,在距离地面1 m处启动着陆反推发动机,使飞船匀减速竖直下落,接触地面时的速度几乎为零。将最后1 m长的距离分成相等的两段,下列说法正确的是
A.飞船依次通过两段距离的平均速度大小之比为1∶(-1)
B.飞船依次通过两段距离的平均速度大小之比为∶1
C.飞船依次通过两段距离的速度变化量之比为1∶(-1)
D.飞船依次通过两段距离的速度变化量之比为∶1
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在初速度为零的匀加速直线运动中,通过连续相等位移所用的时间之比为1∶(-1)∶(-)∶…,神舟飞船返回地面的过程可以看作是反方向的初速度为零的匀加速直线运动,设返回地面过程中通过第一段距离所用时间为t2,通过第二段距离所用时间为t1,则飞船依次通过两段距离的平均速度大小之比为==,飞船依次通过两段的速度变化量之比为==。故选A。
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4.(2024·天津南开区高一上学期期末)刀、斧、凿等切割工具的刃部叫作劈。如图是斧头劈木柴的示意图,劈的纵截面ABC是一个等腰三角形,使用劈时沿BC中垂面施加一个竖直向下的力F,这个力产生两个作用效果,使劈的两个侧面推压木柴,把木柴劈开。设劈背BC的宽度为d,劈的侧面AB、AC长为L,劈的侧面推压木柴的力为F',不计劈自身重力,则
A.劈的侧面推压木柴的力F'=F
B.仅增大d,F'将增大
C.当d=L时,F'=F
D.仅减小L,F'将增大
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设劈的纵截面的等腰三角形顶角为θ,根据几何关系可得sin ==,将力F按垂直侧面方向进行分解,如图所示,可得F1=F2==F,则劈的侧面推压木柴的力为F'=F1=F,可知仅增大d,F'将减小;仅减小L,F'将减小;当d=L时,F'=F。故选C。
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5.游泳运动员蛙泳时的动作可分为蹬腿加速A和
惯性前进B两个过程,将这两个过程简化为水平
方向的直线运动,v-t图像如图所示。已知运动员
的质量为60 kg,重力加速度g=10 m/s2,下列说
法正确的是
A.0~0.5 s内运动员做匀加速直线运动
B.0.2~0.5 s内运动员的加速度大小为6 m/s2
C.0~0.5 s内运动员的平均速度大小为1.7 m/s
D.惯性前进过程中,水对运动员的作用力大小为40 N
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0~0.2 s内运动员做匀加速直线运动,0.2~0.5 s内运动员做匀减速直线运动,故A错误;0.2~0.5 s内运动员的加速度大小a== m/s2=
m/s2,故B错误;v-t图线与t轴围成的面积表示位移,则0~0.5 s内运动员的平均速度大小为= m/s=1.7 m/s,故C正确;运动员受重力和水的作用力,则F2-(mg)2=(ma)2,解得F=40 N,故D错误。故选C。
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6.(2025·湖北荆州高一上学期期末)如图所示,4块质量均为 1 kg的木块并排放在水平地面上,编号为1和3的木块与地面间的动摩擦因数为 μ1=0.2,编号为2和4的木块与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1,设所有木块的最大静摩力等于滑动摩擦力,当用10 N的水平力 F 推1号木块时,下列说法正确的是
A.相邻木块间的摩擦力相等
B.木块的加速度大小为1 m /s2
C.2号木块与3号木块之间的弹力大小为 3 N
D.1号木块与2号木块之间的弹力等于3号木块与4号木块间的弹力
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木块与木块之间只有弹力,没有摩擦力,故A错误;对整体进行受力分析,由牛顿第二定律得F-Ff1-Ff2-Ff3-Ff4=4ma,解得a==1 m/s2,故B正确;对1、2号木块整体进行分析,由牛顿第二定律得F-Ff1-Ff2-F23=2ma,解得F23=F-μ1mg-μ2mg-2ma=5 N,故C错误;对1号木块进行分析,由牛顿第二定律得F-Ff1-F12=ma,解得F12=F-μ1mg-ma=7 N,对4号木块进行分析,由牛顿第二定律得F34-Ff4=ma,解得F34=ma+μ2mg=2 N,故D错误。故选B。
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7.如图所示,直杆弯折成90°固定在竖直面内,OA段竖直,OB段水平,绕过光滑滑轮的不可伸长的细线两端D、E分别固定在OA、OB上,质量为m的小球吊在滑轮下,静止时,DC段细线与竖直方向的夹角为45°,不计滑轮及细线的重力,重力加速度为g,则
A.细线上的拉力大小为mg
B.仅将D端缓慢沿杆向上移,细线上拉力不变
C.仅将E端缓慢沿杆向左移,细线上拉力增大
D.仅将D端缓慢沿杆向下移,在滑轮到达D端前,
DC段细线有可能变水平
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根据平衡条件,设细线上的拉力为FT,则有2FTcos 45°
=mg,解得FT=mg,A错误;仅将D端缓慢沿杆向
上移,根据几何关系可知,细线与竖直方向的夹角不
变,因此拉力大小不变,B正确;仅将E端缓慢沿杆向
左移,细线与竖直方向的夹角变小,因此拉力减小,C错误;仅将D端缓慢沿杆向下移,在滑轮到达D端前,由于滑轮两边细线与竖直方向的夹角总是相等,因此DC段细线不可能变水平,D错误。故选B。
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8.(2025·广西百色高一上学期期末)图1是消防员用于观测高楼火灾的飞行背包,在某次演练时,消防员背着飞行背包从地面开始竖直飞行,其v-t图像如图2所示,下列说法正确的是
A.消防员上升的最大高度为15 m
B.消防员在30~90 s内处于失重状态
C.消防员在210~225 s内处于超重状态
D.消防员在150~255 s内的平均速度大小为零
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v-t图像与横轴围成的面积表示物体运动的位移,可知消防员上升的最大高度为H= m=675 m,故A错误;在30~90 s内,消防员减速上升,加速度方向竖直向下,处于失重状态,故B正确;在210~225 s内,消防员减速下降,加速度方向向上,处于超重状态,故C正确;在150~255 s内,平均速度大小等于位移大小与时间的比值,由题图2可知h= m=675 m,== m/s= m/s,故D错误。故选BC。
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9.(2025·湖南长沙期末)如图所示,O点为竖直圆周的圆心,MN和PQ是两根光滑细杆,两细杆的两端均在圆周上,M为圆周上的最高点,Q为圆周上的最低点,N、P两点等高。两个可视为质点的圆环1、2(图中均未画出)分别套在细杆MN、PQ上,并从M、P两点由静止释放,两圆环滑到N、Q两点时的速度大小分别为v1、v2,所用时间分别为t1、t2,则
A.v1=v2
B.v1>v2
C.t1>t2
D.t1=t2
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连接NQ、MP,如图所示,圆环1从M点由静止释放,
根据牛顿第二定律可得a1=gsin θ,MN=a1,MN
=2Rsin θ,v1=a1t1,可得t1=,v1=sin θ,
同理可得t2==t1,v2=sin α<v1。故选BD。
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10.(2025·安徽临泉一中高一上学期末)如图所示,固定斜面的倾角θ=30°,底端由一小段光滑圆弧与水平传送带平滑连接(物体滑上传送带时速度大小不变),某快递物件(视为质点)质量m=1 kg,从高h=1.28 m处由静止从斜面上滑下,物件与斜面间的动摩擦因数μ1=、与传送带间的动摩擦因数μ2=0.4,长度L=3 m的传送带以速度v=2 m/s顺时针匀速转动,重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是
A.物件刚滑到斜面底端时的速度大小为3.2 m/s
B.物件滑上水平传送带后一直做匀减速运动
C.物件在传送带上运动的时间为0.3 s
D.物件相对于传送带的位移为0.18 m
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物件在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,设物件刚滑到斜面底端时的速度大小为v1,物体在斜面上的加速度为a1,由牛顿第二定律有mgsin θ-μ1mgcos θ=ma1,又有=2a1,解得v1=3.2 m/s,故A正确;由于v1>v,则物件在水平传送带上先做匀减速运动,设物件在水平传送带上做匀减速运动的加速度大小为a2,时间为t1,由牛顿第二定律有μ2mg=ma2,解得物件做匀减速运动的加速度大小a2=4 m/s2,
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由运动学公式有v=v1-a2t1,解得物件在水平传送带上做匀减速运动的时间为t1==0.3 s,减速阶段的位移x2==0.78 m<L,则物件先做匀减速运动后做匀速运动,故B错误;物件在水平传送带上做匀速运动的时间t2==1.11 s,所以物件在传送带上运动的时间为t=t1+t2,解得t=1.41 s,故C错误;物件与传送带的相对位移大小Δx=x2-vt1=
0.18 m,故D正确。故选AD。
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11.(6分)(2025·山西太原高一上学期期末)某学习小组做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。图甲中,轻质小圆环挂在橡皮条的一端,另一端固定,橡皮条的长度为GE。图乙中,用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环,使小圆环处于O点。图丙中,用一个力F拉动小圆环,仍使它处于O点。
(1)该实验主要采用的科学方法是_______。
A.等效替代法
B.理想实验法
C.类比法
D.控制变量法
A
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该实验两次拉橡皮条的效果相同,主要采用的科学方法是等效替代法。故选A。
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(2)关于该实验,下列说法正确的是______。
A.与弹簧测力计相连的细绳应尽量短
B.图乙中,实验时两弹簧测力计夹角越大越好
C.应在细绳上用笔尖记录间距较远的两点来确定细绳的方向
C
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为了减小拉力方向的误差,与弹簧测力计相连的细绳应适当长一些,应在细绳上用笔尖记录间距较远的两点来确定细绳的方向,故A错误,C正确;实验时两弹簧测力计夹角不能太大,也不能太小,适当就好,故B错误。
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(3)作该实验力的图示,如图丁所示,合力的理论值是_______(选填“F”或“F'”)。
F'
由题图丁可知,F'是通过F1、F2的图示做平行四边形得到的合力的理
论值。
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(4)如果开始两弹簧测力计的夹角小于90°,保持弹簧测力计F1的方向以及节点O的位置不变,将弹簧测力计F2沿着逆时针缓慢转动,关于两弹簧测力计读数的变化,正确的是______。
A.弹簧测力计F1的读数先增大后减小,弹簧测力计F2的读数减小
B.弹簧测力计F1的读数增大,弹簧测力计F2的读数先减小后增大
B
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如果开始两弹簧测力计的夹角小于90°,保持弹簧测力计F1的方向以及节点O的位置不变,将弹簧测力计F2沿着逆时针缓慢转动,如图所示,可知弹簧测力计F1的读数增大,弹簧测力计F2的读数先减小后增大。故选B。
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12.(8分)(2025·山东淄博高一上学期期末)某实验小组利用图甲所示装置“探究物体质量一定时,加速度与力的关系”的实验。带滑轮的长木板放在水平桌面上,一轻绳跨过轻质的动滑轮和定滑轮一端连接力传感器,另一端连接砂桶,力传感器与滑轮之间的轻绳始终与长木板平行,力传感器可测出轻绳中的拉力大小。实验过程中,忽略轻绳与滑轮之间的摩擦,每次在释放小车稳定后,读出力传感器的示数并记为F。
(1)实验过程中,下列说法正确的是_______。
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.实验中必须先接通电源,再释放小车
C.实验中因为使用了力传感器,只需记
录力传感器的示数,所以不需要平衡摩擦力
B
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绳子拉力可由力传感器测得,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,故A错误;为充分利用纸带,实验中必须先接通电源,再释放小车,故B正确;为使两倍绳子拉力等于小车的合力,实验需要平衡摩擦力,故C
错误。
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(2)在实验中得到如图乙所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出),已知打点计时器使用的是频率为50 Hz的交流电源,根据纸带可计算出小车运动的加速度大小为_______m/s2(结果保留3位有效数字)。
2.00
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相邻两计数点的时间间隔为
T=5×=5× s=0.1 s
根据逐差法求出小车运动的加速度大小为
a==×10-2 m/s2≈2.00 m/s2。
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(3)以力传感器的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图像是一条直线,如图丙所示,图线的斜率为k,则小车的质量为______。
A.
B.
C.
D.
B
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根据牛顿第二定律得2F=ma,可得a=F,则题图丙图线的斜率为k=,解得小车的质量为m=。故选B。
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(4)该实验__________(选填“需要”或“不需要”)满足砂和砂桶质量远小于小车质量。
不需要
绳子拉力可由力传感器测得,该实验不需要满足砂和砂桶质量远小于小车质量。
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13.(12分)(2025·安徽马鞍山高一上学期期末)马鞍山长江
大桥西起姥桥枢纽,上跨长江水道,东至马鞍山东枢纽,
桥面为双向六车道高速公路。如图为一辆车通过马鞍山
长江大桥时的照片,此时车的速度为4 m/s,从此刻开始计时,该车之后的一段运动过程可以看作加速度大小为2 m/s2的匀加速直线运动,求:
(1)该车第2 s末的速度大小;
答案:8 m/s
根据匀变速直线运动速度-时间公式可得该车第2 s末的速度大小为v2=v0+at2=4 m/s+2×2 m/s=8 m/s。
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(2)该车5 s内的位移大小;
答案:45 m
根据匀变速直线运动位移-时间公式可得该车5 s内的位移大小为x5=v0t5+a=4×5 m+×2×52 m=45 m。
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(3)该车第3 s内的平均速度大小。
答案:9 m/s
该车第3 s末的速度大小为
v3=v0+at3=4 m/s+2×3 m/s=10 m/s
则该车第3 s内的平均速度大小为
== m/s=9 m/s。
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14.(14分)如图所示,在建筑工地上,三根相同的匀质圆形钢管静置于水平地面上,质量均为m,B、C钢管刚好接触且无挤压,重力加速度为g,不计钢管之间的摩擦,求:
(1)B钢管对水平地面的压力大小;
答案:1.5mg
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以三根钢管整体为研究对象,有
2FN=3mg
解得水平地面对B钢管的支持力大小为
FN=1.5mg
根据牛顿第三定律可得B钢管对水平地面的压力大小为
FN'=FN=1.5mg。
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(2)水平地面对C钢管的摩擦力大小。
答案:mg
对A钢管受力分析如图所示,根据平衡条件得
F1cos 30°+F2cos 30°=mg
F1sin 30°=F2sin 30°
根据牛顿第三定律可知,A钢管对C钢管的弹力大小为F2'=F2
水平地面对C钢管的摩擦力大小
Ff=F2'sin 30°=mg。
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15.(14分)如图所示,质量为mA=1 kg的物块A和质量为mB=2 kg的小车B叠放在光滑的水平地面上,左边缘对齐,处于静止状态,A与B间的动摩擦因数为μ=0.2 ,某时刻对小车B施加水平向左的恒力F 。已知物块A可看作质点,小车B长为L=2 m,重力加速度g=10 m/s2 ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)水平恒力F至少为多大,物块A才能相对小车B滑动?
答案:6 N
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物块A在小车B上即将发生相对滑动时,物块A所受摩擦力达到最大静摩擦力
对物块A,根据牛顿第二定律可得μmAg=mAa
解得a=2 m/s2
对A、B整体分析,根据牛顿第二定律可得
F=a
解得F=6 N 。
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(2)若恒力F=3 N ,物块A所受摩擦力Ff大小是多少?
答案:1 N
因为F=3 N<6 N ,所以物块A在小车B上没有发生相对滑动,A、B保持相对静止一起加速运动,物块A所受摩擦力为静摩擦力
对A、B整体分析,有F=a1
解得a1=1 m/s2
对A分析,根据牛顿第二定律可得
Ff=mAa1=1×1 N=1 N 。
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(3)若恒力F=8 N,物块A离开小车B右边缘时的速度大小是多少?
答案:4 m/s
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因为F=8 N>6 N ,所以物块A在小车B上发生相对滑动,物块A和小车B都做匀加速直线运动
对A分析,有aA==μg=2 m/s2
对B分析,有F-μmAg=mBaB
解得aB=3 m/s2
设物块A经时间t1滑到小车B右边缘,则有xA=aA,xB=aB
且有xB-xA=L
解得t1=2 s
物块A离开小车B右边缘时的速度为
vA=aAt1=2×2 m/s=4 m/s 。
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谢 谢 观 看
模块检测卷(一)
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