内容正文:
模块综合检测卷(一)
1
√
(时间:75分钟 分值: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,只有一项符合题目要求。
1.下列四幅书本插图中,体现了理想化模型的物理思想的是( )
A.甲图:研究地球绕太阳公转时把地球视为质点
B.乙图:研究物体的重心
C.丙图:通过平面镜观察桌面的微小形变
D.丁图:伽利略研究自由落体运动的规律
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模块综合检测卷
解析:研究地球绕太阳公转时把地球视为质点,体现了理想化模型法,故A正确;研究物体的重心,体现了等效替代的思想,故B错误;通过平面镜观察桌面的微小形变,体现了微小形变放大法,故C错误;伽利略在研究自由落体运动时,体现了实验和逻辑推理的方法,故D错误。
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模块综合检测卷
√
2.2024年8月1日凌晨,中国运动员以46秒40的成绩,赢得巴黎奥运会男子100米自由泳冠军,为国家争得荣誉。已知标准泳池的长度为50 m,下列说法正确的是( )
A.“100米”指的是位移大小
B.“46秒40”指的是时间间隔
C.研究运动员的触壁转身动作时,能将其看作质点
D.以隔壁赛道的运动员为参考系,中国运动员一直是静止的
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模块综合检测卷
解析:“100米”指的是路程,故A错误;“46秒40”表示时间间隔,故B正确;研究运动员的触壁转身动作时,运动员的形状、大小不能忽略不计,不可以把其看作质点,故C错误;中国运动员赢得冠军,速度最快,以隔壁赛道的运动员为参考系,中国运动员一直是运动的,故D错误。
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模块综合检测卷
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3.有以下几种情景:①轿车在红绿灯路口右转的过程中,仪表盘速度计显示的示数不变;②奥运会某射击运动员扣下气步枪扳机后的瞬间;③在平直公路上行驶的卡车为避免发生事故而紧急刹车;④轻轨在平直的轨道上高速运行。下列对情景的分析和判断的说法正确的是( )
A.轿车在右转过程中速度不变,故该过程轿车的加速度为零
B.因扣下扳机后瞬间,子弹准备开始加速,所以加速度不为零
C.卡车紧急刹车,速度很快减小,所以加速度很小
D.高速行驶的轻轨因速度很大,所以加速度也一定很大
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模块综合检测卷
解析:轿车在右转过程中速度大小不变,但是方向不断变化,故该过程轿车的加速度不为零,A错误;因扣下扳机后瞬间,子弹速度为零,子弹准备开始加速,所以加速度不为零,B正确;卡车紧急刹车,速度很快减小,速度变化很快,所以加速度很大,C错误;高速行驶的轻轨速度可能不变,所以加速度不一定很大,D错误。
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模块综合检测卷
√
4.一汽车刹车过程中的位移与时间的关系为x=30t-5t2(x单位:m,t单位:s),则该车刹车后5 s内通过的位移为( )
A.25 m B.30 m C.35 m D.45 m
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模块综合检测卷
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5.如图所示,粗糙的长方体木块A、B叠在一起,放在地面上,B木块受到一个水平向右大小F=10 N的力,两木块仍然保持静止。下列说法正确的是( )
A.木块B受3个力的作用
B.木块A受到的摩擦力向右
C.木块B受到地面的摩擦力向左
D.木块A给B的摩擦力大小为10 N
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模块综合检测卷
解析:木块A没有运动趋势,不受摩擦力,木块A不给B摩擦力,木块B受5个力的作用,分别是重力、地面的支持力、A对B的压力、拉力F和地面对B的摩擦力,故A、B、D错误;对A、B整体受力分析,由平衡可知,木块B受到地面的摩擦力与外力F等大、反向,木块B受到地面的摩擦力向左,故C正确。
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模块综合检测卷
√
6.如图a所示,轻绳AD跨过固定在水平杆BC右端的光滑定滑轮(重力不计)拴接一质量为M的物体,∠ACB=30°;如图b所示,轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端通过细绳EG拉住,∠EGH=30°,另一轻绳GF悬挂在轻杆的G端,也拉住一质量为M的物体,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.图a中BC杆对滑轮的作用力大小为Mg
B.图b中HG杆弹力大小为Mg
C.轻绳AC段张力TAC与轻绳EG段张力TEG大小之比为1∶1
D.轻绳AC段张力TAC与轻绳EG段张力TEG大小之比为2∶1
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模块综合检测卷
7.如图所示,一轻弹簧竖直固定在水平地面上,弹簧正上方有一个小球自由下落。从小球接触弹簧上端到将弹簧压缩到最短的过程中,下列图线中关于小球的加速度a与时间t、弹簧形变量x关系正确的是(不计空气阻力,以向下为正方向)( )
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模块综合检测卷
解析:小球刚接触弹簧的一段时间内,重力大于弹力,则mg-kx=ma,加速度向下,即小球加速向下运动,随着向下位移的增加,形变量x增加,弹力变大,当弹力等于重力时,加速度为零,此时速度最大;此后弹力大于重力,加速度向上,则kx-mg=ma,即小球向下做减速运动,随着弹力的增加,加速度逐渐变大,到达最低点时加速度向上最大,则小球的速度先增大后减小,加速度先减小后增大,且加速度a与弹簧形变量x呈线性关系,但是与时间t不是线性关系。
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模块综合检测卷
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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,有多个选项符合题目要求。全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。
8.平板电脑置于支架上处于静止状态,如图所示,M、N为平板电脑上与支架接触的两个挡板,设接触面均粗糙,则( )
A.N处受到的支持力垂直于平板电脑
B.M处受到的支持力垂直于平板电脑
C.N处受到的摩擦力沿水平方向
D.M处受到的摩擦力水平向右
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模块综合检测卷
解析:N处受到的支持力垂直于平板电脑,受到的摩擦力平行于平板电脑,故A正确,C错误;M处受到的支持力垂直于支架底部,受到的摩擦力平行于支架底部水平向右,故B错误,D正确。
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模块综合检测卷
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9.下列说法正确的是( )
A.两个互成一定角度的共点力,只要有一个分力增大,合力必然增大
B.物体受摩擦力时必定同时受弹力,但是受弹力的时候不一定同时受到摩擦力
C.一个物体同时受到3 N、8 N和6 N三个共点力的作用时,该物体可能处于平衡态
D.一质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙斜面上,重力mg可以分解为使物体下滑的力mg cos θ和使物体压紧斜面的力mg sin θ
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模块综合检测卷
解析:两个互成一定角度的共点力,分力方向确定,根据平行四边形定则知,有一个分力增大时,合力可能增大,故A错误;根据摩擦力产生的条件知,物体受摩擦力时必定要有挤压力,故必受弹力,但是受弹力的时候只要有弹性形变即可,故不一定同时受到摩擦力,故B正确;一个物体同时受到3 N、8 N和6 N三个共点力的作用时,若三个力可以构成封闭三角形,则合力为零,物体就处于平衡态,故C正确;一质量为m的物体静止在倾角为θ的粗糙斜面上,根据正交分解法知,重力可以分解为使物体下滑的力mg sin θ和使物体压紧斜面的力mg cos θ,故D错误。
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模块综合检测卷
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10.在光滑水平面上有甲、乙、丙三个物块,甲和乙物块用轻质弹簧相连,乙和丙物块用细线相连,在水平外力F的作用下一起做匀加速直线运动。现在乙物块上粘一块橡皮泥,放上橡皮泥的瞬间,甲、乙两物块的加速度a1、a2和甲、乙两物块间的弹簧弹力FT1及乙、丙两物块间的细线拉力FT2的变化情况正确的是( )
A.a1不变 B.a2变小
C.FT1变大 D.FT2变大
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模块综合检测卷
解析:放上橡皮泥的瞬间,甲、乙之间的弹簧弹力FT1保持不变,根据牛顿第二定律FT1=m甲a1,可知甲物块的加速度a1不变。对乙、丙整体受力分析,由牛顿第二定律,可得F-FT1=(m乙+m丙)a2,放上橡皮泥的瞬间,乙物块质量增大,则a2变小。对丙物块,由牛顿第二定律F-FT2=m丙a2,可知FT2将变大。
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模块综合检测卷
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(8分)某同学利用钩码和刻度尺研究一橡皮筋所受弹力与其伸长量之间的关系。
(1)如图甲,先将橡皮筋的一端固定在铁架台上,橡皮筋的另一端系一轻质挂钩和指针。
(2)在挂钩上逐个挂上单个质量为10 g的钩码,并记录下指针所对应的刻度,L1~L6为所挂钩码数量1~6个时指针所对应刻度,L0为不挂钩码时指针所对应刻度。记录如表格所示。
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模块综合检测卷
代表符号 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6
数值(cm) 17.35 19.35 21.30 23.42 25.34 27.40 29.36
xn=Ln-L0 0 2.00 3.95 6.07 7.99 10.05 12.01
(3)根据测量数据作出x-m图,如图乙。
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模块综合检测卷
(4)由图像可得该橡皮筋的劲度系数k=________N/m(结果保留2位有效数字,g取9.8 m/s2)。
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模块综合检测卷
(5)由x-m图像,可以得出的结论是_________________________。
解析:x-m图像为过原点的直线,则可得出在弹性限度内,橡皮筋所受弹力与其伸长量成正比。
答案:见解析
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模块综合检测卷
(6)若考虑挂钩和指针,本实验测得橡皮筋的劲度系数比真实值________(选填“偏小”“偏大”或“相等”)。
解析:若考虑挂钩和指针,但图线斜率不变,则本实验测得橡皮筋的劲度系数不变。
相等
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模块综合检测卷
12.(10分)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。
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模块综合检测卷
(1)该实验中同时研究三个物理量间的关系是很困难的,因此我们采用的研究方法是________。
A.放大法 B.控制变量法 C.补偿法
解析:该实验中同时研究三个物理量间的关系是很困难的,因此我们采用的研究方法是控制变量法,故选B。
B
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模块综合检测卷
(2)为便于测量合力的大小,并得到小车总质量一定时,小车的加速度与所受合力成正比的结论,实验中________垫高长木板以平衡摩擦力,________满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件,________细线平行于小车的运动方向。(以上三个空均选填“需要”或“不需要”)
解析:为便于测量合力的大小,并得到小车总质量一定时,小车的加速度与所受合力成正比的结论,实验中需要垫高长木板以平衡摩擦力,为了用重物的重力来代替小车受到的拉力并保持拉力不变,需要满足所挂重物质量m远小于小车的总质量M的条件,需要细线平行于小车的运动方向。
需要
需要
需要
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模块综合检测卷
(3)图乙是实验得到纸带的一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出,相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50 Hz,则小车的加速度大小为________m/s2(结果保留3位有效数字)。
2.86
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模块综合检测卷
(4)在保持小车质量不变的情况下,通过调整改变小车所受合力,多次实验,由实验数据作出的a-F图像如图丙所示,分析此图线不过原点的原因可能是_________________________;
实验小组仔细分析图像,得出了实验所用小车的质量为________kg(结果保留2位有效数字)。
平衡摩擦力过度
0.50
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模块综合检测卷
13.(10分)依据运动员某次练习时推动冰壶滑行的过程建立模型如图所示,质量m=19.7 kg的冰壶,先在大小F=5 N、方向与水平方向夹角θ=37°的推力作用下沿着水平冰面做匀速直线运动。一段时间后运动员松手,冰壶在冰面上继续滑行的最远距离x=40 m。重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
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模块综合检测卷
(1)冰壶与冰面间的动摩擦因数;(4分)
解析:以冰壶为研究对象,由平衡条件可知,在水平方向有
F cos θ=f
其中f=μN
在竖直方向有F sin θ+mg=N
联立解得μ=0.02。
答案:0.02
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模块综合检测卷
(2)运动员松手时冰壶的速度大小。(6分)
解析:由匀变速直线运动的速度位移公式得
0-v2=2(-a)x
由牛顿运动定律得
μmg=ma
联立解得v=4 m/s
即运动员松手时冰壶的速度大小为4 m/s。
答案:4 m/s
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模块综合检测卷
14.(12分)质量为3m的木箱静止在光滑水平面上,其内有质量为m的物块,如图所示。现用竖直向上的恒力F1=9mg提起木箱,重力加速度为g。
(1)求木箱的加速度a的大小。(4分)
解析:对木箱和物块的整体受力分析可知,根据牛顿第二定律有
F1-(3m+m)g=(3m+m)a
解得a=1.25g。
答案:1.25g
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模块综合检测卷
(2)求物块对木箱的压力大小FN。(4分)
解析:对物块分析可知
FN′-mg=ma
解得FN′=2.25mg
根据牛顿第三定律可知物块对木箱的压力大小
FN=2.25mg。
答案:2.25mg
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模块综合检测卷
(3)若物块与木箱间的动摩擦因数μ = 0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,现改用水平向右的恒力F2拖动木箱,为确保物块相对于木箱始终静止,F2的最大值为多少?(4分)
解析:当物块与木箱之间的摩擦力达到最大时,对物块由牛顿第二定律有
μmg=mam
对整体分析有
F2=(m+3m)am
解得F2=2mg。
答案:2mg
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模块综合检测卷
15.(14分)如图所示,一质量M=2 kg的长木板在大小F=5 N、方向水平向右的外力作用下,在水平地面上向右以大小v=3 m/s的速度做匀速直线运动,某时刻一质量m=2 kg的物块(视为质点)以大小v0=10 m/s的速度从木板的左端滑上木板,在物块滑上木板的瞬间撤去外力,物块恰好未滑离木板。物块与木板间的动摩擦因数μ=0.6,重力加速度大小g取10 m/s2。求:
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模块综合检测卷
(1)撤除外力后瞬间物块的加速度大小a1以及木板的加速度大小a2;(6分)
解析:设木板与地面间的动摩擦因数为μ′,有
F=μ′Mg
解得μ′=0.25
物块滑上木板后,物块做匀减速直线运动,有
μmg=ma1
解得a1=6 m/s2
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模块综合检测卷
木板做匀加速直线运动,有
μmg-μ′(m+M)g=Ma2
解得a2=1 m/s2。
答案:6 m/s2 1 m/s2
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模块综合检测卷
(2)木板的长度L。(8分)
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模块综合检测卷
答案:3.5 m
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模块综合检测卷
解析:汽车刹车过程中的位移与时间的关系为x=30t-5t2,结合匀减速直线运动位移时间公式x=v0t- eq \f(1,2) at2,可得初速度大小和加速度大小分别为v0=30 m/s,a=10 m/s2,则汽车从开始刹车到停下所用时间t0= eq \f(v0,a) =3 s,该车刹车后5 s内通过的位移x= eq \f(v0,2) t0=45 m。
解析:题图a中轻绳对滑轮的作用力如图1所示,由几何关系可知F合=TAC=TCD=Mg,由平衡条件可知,BC杆对滑轮的作用力大小为Mg,A正确;题图b中G点的受力情况如图2所示,由图2可得F杆= eq \f(Mg,tan 30°) = eq \r(3) Mg,B错误;TEG= eq \f(Mg,sin 30°) =2Mg,则 eq \f(TAC,TEG) = eq \f(1,2) ,C、D错误。
解析:根据受力平衡可得F弹=mg,又F弹=kx,联立可得x= eq \f(g,k) m,可知x-m图像的斜率 eq \f(g,k) = eq \f(Δx,Δm) = eq \f(12×10-2,60×10-3) m/kg=2 m/kg,解得橡皮筋的劲度系数k=0.5g=4.9 N/m。
解析:每相邻两计数点间有四个点未画出,可知T=0.1 s,由逐差法可知小车的加速度大小
a= eq \f(16.29+13.43+10.59-7.72-4.88-2.01,9×0.12) cm/s2≈2.86 m/s2。
解析:由a-F图像可知,当合力F=0时小车的加速度不为0,可知此图线不过原点的原因可能是平衡摩擦力过度;实验小组仔细分析图像,根据F+f0=Ma,得a= eq \f(1,M) F+ eq \f(f0,M) ,则 eq \f(1,M) =k= eq \f(5.0-1.0,2.0) kg-1=2 kg-1,可得M=0.50 kg。
解析:设从撤去外力起,经时间t后,物块与木板的速度相同,有
v0-a1t=v+a2t
解得t=1 s
在这段时间t内,物块运动的距离
x1=v0t- eq \f(1,2) a1t2
解得x1=7 m
木板运动的距离
x2=vt+ eq \f(1,2) a2t2
解得x2=3.5 m
又L=x1-x2
解得L=3.5 m。
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