高考物理复习同步练习：第三章 模块知识整合与综合检测(必修1)

高考物理复习同步练习：第三章 模块知识整合与综合检测(必修1)

‎[迁移应用——能力大提升]‎ 一、选择题(本大题共9小题，每小题6分，共54分，在每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意)‎ ‎1．在平直公路上，自行车与同方向行驶的一辆汽车在t＝0时同时经过某一个路标，它们的位移随时间变化的规律为：汽车x＝10t－t2，自行车x＝5t(x的单位为m，t的单位为s)，则下列说法正确的是(　　)‎ A．汽车做匀加速直线运动，自行车做匀速直线运动 B．经过路标后的较短时间内自行车在前，汽车在后 C．当t＝2.5 s时，自行车和汽车相距最远 D．当两者再次同时经过同一位置时，它们距路标‎12.5 m 解析：由x＝10t－t2可知， v0＝‎10 m/s，a＝－‎2 m/s2，汽车做匀减速直线运动，A错误；因t＝0时，v0>v自＝‎5 m/s，故开始阶段，汽车在前，B错误；由v0＋at＝v自得：t＝2.5 s，可见在t＝2.5 s时，两车速度相等，相距最远，C正确；由x＝10t－t2＝5t可得：t＝5 s，此时两车相遇，x＝‎25 m，D错误。‎ 答案：C ‎2.如图1所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的弹力大小为F2，则(　　)‎ 图1‎ A．F1＝ B．F2＝Gtanα C．若缓慢减小悬绳的长度，F1与F2的合力变大 D．若缓慢减小悬绳的长度，F1减小，F2增大 解析：分析工人受力，由平衡条件得：F1＝，‎ F2＝Gtanα，A错误，B正确；若减小悬绳长度，则α增大，F1、F2均增大，而其合力大小仍为G，故C、D均错误。‎ 答案：B ‎3．设物体运动的加速度为a、速度为v、位移为x。现有四个不同物体的运动图像如图2所示，假设物体在t＝0时的速度均为零，则其中表示物体做单向直线运动的图像是(　　)‎ 图2‎ 解析：图像A中物体的位移的大小和正负均随时间做周期性变化，物体做往复运动，图像B中物体速度的大小和方向也做周期性变化，也是往复运动，图像C中，物体在第1 s内匀加速运动，第2 s内向前匀减速，t＝2 s时速度为零，在第3 s内又开始向前匀加速运动，故此物体将一直向前运动，但图像D中，第3 s内物体将反向匀加速运动。故正确的选项只有C。‎ 答案：C ‎4.如图3所示，在光滑的水平面上，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F的作用下，以加速度a向右做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度为a1和a2，则(　　)‎ 图3‎ A．a1＝a2＝0‎ B．a1＝a，a2＝0‎ C．a1＝a，a2＝a D．a1＝a，a2＝－a 解析：两物体在光滑的水平面上一起以加速度a向右匀加速运动时，弹簧的弹力F弹＝m‎1a。在力F撤去的瞬间，弹簧的弹力来不及改变，大小仍为m‎1a，因此对A来讲，加速度此时仍为a，对B物体：取向右为正方向，－m‎1a＝m‎2a2，a2＝－a，所以只有D项正确。‎ 答案：D ‎5.如图4所示，物体B靠在水平天花板上，在竖直向上的力F作用下，A、B保持静止，A与B间的动摩擦因数为μ1，B与天花板间的动摩擦因数为μ2，则关于μ1、μ2的值下列判断正确的是(　　)‎ 图4‎ ‎①μ1＝0，μ2≠0‎ ‎②μ1≠0，μ2＝0‎ ‎③μ1＝0，μ2＝0‎ ‎④μ1≠0，μ2≠0‎ A.①③ B.②④ C.①④ D.②③‎ 解析：选A、B组成的整体为研究对象，水平方向不受力作用，故水平方向的滑动摩擦力为零，故μ2可以为零，也可以不为零。再以B为研究对象，可分析出A、B之间有摩擦力作用，故μ1一定不为零。‎ 答案：B ‎6.如图5所示，一物块在光滑的水平面上受一恒力F的作用而运动，其正前方固定一个足够长的轻质弹簧，当物块与弹簧接触后，则(　　)‎ 图5‎ A．物块立即做减速运动 B．物块在开始的一段时间内做减速运动 C．当弹簧的弹力等于恒力F时，物块静止 D．当弹簧处于最大压缩量时，物块的加速度不为零 解析：物块与弹簧接触后，开始阶段，弹簧弹力较小，此时，F－kx＝ma，物块仍具有向左的加速度，故A、B错误；当kx＝F时，物块加速度为零，速度最大，C错误；此后kx>F，物块开始向左减速，直到停止，故压缩量最大时，物块的加速度不为零，D正确。‎ 答案：D ‎7.如图6所示，传送带的水平部分长为L，传动速率为v，在其左端无初速释放一小木块，若木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则木块从左端运动到右端的时间不可能是(　　)‎ 图6‎ A.＋　　　　　　　　 B. C. D. 解析：因木块运动到右端的过程不同，对应的时间也不同，若一直匀加速至右端，则L＝μgt2，得：t＝，C正确；若一直加速到右端时的速度恰好与传送带速度v相等，则L＝t，有：t＝，D正确；若先匀加速到传送带速度v，再匀速到右端，则＋v(t－)＝L，有：t＝＋，A正确；木块不可能一直匀速至右端，B错误。‎ 答案：B ‎8.如图7所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态。则(　　)‎ 图7‎ A．B受到C的摩擦力一定不为零 B．C受到水平面的摩擦力一定为零 C．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等 D．若将细绳剪断，B物体依然静止在斜面上，水平面对C的摩擦力为零 解析：若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力相等，则B与C间的摩擦力为零，A项错误；利用整体法判断，C一定受到水平面向左的摩擦力，B项错误；同理在竖直方向利用整体法判断，水平面对C的支持力小于B、C的总重力，C项错误；将细绳剪断后，利用整体法判断B、C系统在水平方向不受外力作用，D项正确。‎ 答案：D ‎9．如图8所示，两个光滑金属球a、b置于一个桶形容器中，两球的质量ma>mb，对于图中的两种放置方式，下列说法正确的是(　　)‎ 图8‎ A．两种情况对于容器左壁的弹力大小相同 B．两种情况对于容器右壁的弹力大小相同 C．两种情况对于容器底部的弹力大小相同 D．两种情况两球之间的弹力大小相同 解析：由几何知识可知，两种情况下两球球心的连线互相平行，也就是说，下面小球对上面小球弹力的方向相同。上面小球受到的弹力的竖直方向上的分力大小等于重力，水平方向上的分力等于对左壁的弹力，显然a球在上面时对左壁的弹力大，两球之间的弹力也大，A、D两项错误；将两球看做整体分析可知，在同一容器里对左壁的弹力大小等于对右壁的弹力大小，所以是b球在下面时对右壁作用力大，而对底部的作用力大小相同，B项错误，C项正确。‎ 答案：C 二、实验题(本大题共1小题，共14分，将答案填在题中横线上或按要求做答)‎ ‎10．以下是一位同学做“探究形变与弹力的关系”的实验。‎ ‎(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的，请你帮这位同学按操作的先后顺序，用字母排列出来是________。‎ A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组数据(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连结起来 B．记下弹簧不挂钩码时，其下端在刻度尺上的刻度L0‎ C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一刻度尺 D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码，并分别记下钩码静止时，弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内，然后取下钩码 E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与弹簧伸长量的关系式 F．解释函数表达式中常数的物理意义 ‎(2)这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据在图9中坐标上已描出：‎ 图9‎ ‎①在图中的坐标上作出F－x图线。‎ ‎②写出曲线的函数表达式(x用cm作单位)：________。‎ 解析：(1)根据实验先后顺序可知，实验步骤排列为CBDAEF。‎ ‎(2)②由图像可得k＝＝0.43 N/cm，所以F＝0.43x。‎ 答案：(1)CBDAEF ‎(2)①如图所示 ‎②F＝0.43x 三、计算题(本大题共2小题共32分，解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)‎ ‎11．(14分)如图10所示，水平面上放有质量均为m＝‎1 kg的物块A和B(均视为质点)，A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1＝0.4和μ2＝0.1，相距l＝‎0.75 m。现给物块A一初速度使之向物块B运动，与此同时给物块B一个F＝3 N水平向右的力使其由静止开始运动，经过一段时间A恰好能追上B。g＝‎10 m/s2。求：‎ 图10‎ ‎ (1)物块B运动的加速度大小；‎ ‎(2)物块A初速度大小。‎ 解析：(1)对B，由牛顿第二定律得：F－μ2mg＝maB 解得aB＝‎2 m/s2。‎ ‎(2)设物块A经过t时间追上物块B，‎ 对物块A，由牛顿第二定律得：μ1mg＝maA xA＝v0t－aAt2，xB＝aBt2‎ 恰好追上的条件为：v0－aAt＝aBt，xA－xB＝l 联立各式并代入数据解得：t＝0.5 s，v0＝‎3 m/s。‎ 答案：(1)‎2 m/s2　(2)‎3 m/s ‎12．(18分)如图11所示，质量为‎80 kg的物体放在安装在小车上的水平磅秤上，小车在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面无摩擦地向上运动，现观察到物体在磅秤上读数为1 000 N。已知斜面倾角θ＝30°，小车与磅秤的总质量为‎20 kg求：‎ 图11‎ ‎ (1)拉力F为多少？‎ ‎(2)物体对磅秤的静摩擦力为多少？‎ ‎(3)若小车在斜面间有摩擦，动摩擦因数为，斜面质量为‎100 kg，试求斜面对地面的压力和摩擦力分别为多少？(A一直静止在地面上)‎ 解析：(1)选物体为研究对象，将加速度a沿水平和竖起方向分解，则有：‎ FN－mg＝masinθ⇒a＝‎5 m/s2‎ 取小车、物体、磅秤这个整体为研究对象受力分析如图，M＝‎100 kg，‎ 受力分析得：F－Mgsinθ＝Ma 所以F＝Mgsinθ＋Ma＝1 000 N ‎(2)Ff静＝macosθ＝200 N 根据牛顿第三定律得，物体对磅秤的静摩擦力为200 N，方向水平向左 ‎(3)对斜面受力分析如图所示，得：‎ Ff地＝FN″sinθ＋Ff′cosθ＝Mgcosθsinθ＋μMgcos2θ ‎＝500 N FN＝MAg＋FN″fcosθ－Ff′sinθ＝1 500 N 由牛顿第三定律得：斜面对地面的压力为1 500 N，方向向下；‎ 摩擦力为500 N，方向水平向右。‎ 答案：(1)1 000 N　(2)200 N　水平向左　(3)1 500 N　方向向下　500 N　方向水平向右