成才之路》高一物理必修1综合能力检测A.docx
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成才之路》高一物理必修1综合能力检测A
必修1综合能力检测
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分,时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项符合题目要求,有些小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.如图所示,斗牛将人高高挑起处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A.人受到2个力的作用,这2个力是共点力
B.牛角给人的弹力方向斜向上
C.人的重心一定通过支点,此时人受的合力为零
D.人的重力与牛角给他的弹力是一对作用力与反作用力
2.如下图所示,A是用绳拴在车厢底部上的氢气球,B是用绳挂在车厢顶的金属球。
开始时它们和车厢一起向右做匀速直线运动,若突然刹车使车厢做匀减速运动,则下图中哪个图能正确表示刹车期间车内的情况( )
3.(山东东营胜利一中09-10学年高一上学期期末)如图所示,竖直放置的轻弹簧一端固定在地面上,另一端与斜面P连接,P与斜放的固定挡板MN接触且处于静止状态,则斜面体P此刻所受到的外力个数有可能为( )
A.2个 B.3个
C.4个D.5个
4.(2011·江苏盐城市第一次调研)在2010年广州亚运会上,我国运动员陈一冰在吊环项目中取得了冠军。
如图是比赛中的一个场景,此时人静止不动,两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角。
下列判断正确的是( )
A.两根吊带受到环的拉力大小不等
B.手对吊环作用力方向竖直向下
C.每根吊带受到环的拉力大小都等于人重量的一半
D.两根吊带受到环的拉力的合力一定竖直向下
5.某人在静止的湖面上竖直上抛一小铁球,小铁球上升到最高点后自由下落,穿过湖水并陷入湖底的淤泥中。
不计空气阻力,取向上为正方向,在如图所示的v-t图象中,最能反映小球运动过程的是( )
6.如图所示,我国自行研制的“枭龙”战机04在四川某地试飞成功。
假设该战机起飞前从静止开始做匀加速直线运动,达到起飞速度v所需时间为t,则起飞前的运动距离为( )
A.vtB.
C.2vtD.无法确定
7.如下图所示,一轻质弹簧一端系在墙上的O点,自由伸长到B点,今用一小物体m把弹簧压缩到A点,然后释放,小物体能运动到C点静止,物体与水平地面间的动摩擦因数恒定,试判断下列说法中正确的是( )
A.物体从A到B速度越来越大,从B到C速度越来越小
B.物体从A到B速度越来越小,从B到C加速度不变
C.物体从A到B先加速后减速,从B到C一直减速运动
D.物体在B点所受合力为零
8.如下图所示,一个重力G=4N的物体放在倾角为30°的光滑斜面上,斜面放在台秤上,当烧断细线后,物块正在下滑的过程中与稳定时比较,台秤示数( )
A.减小2NB.减小1N
C.增大2ND.增大1N
9.(2011·青岛模拟)半圆柱体P放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的竖直挡板MN。
在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q,整个装置处于静止状态。
如图所示是这个装置的纵截面图。
若用外力使MN保持竖直,缓慢地向右移动,在Q落到地面以前,发现P始终保持静止。
在此过程中,下列说法正确的是( )
A.MN对Q的弹力逐渐减小
B.地面对P的摩擦力逐渐增大
C.P、Q间的弹力先减小后增大
D.Q所受的合力逐渐增大
10.一间新房即将建成时要封顶,考虑到下雨时落至房顶的雨滴能尽快地淌离房顶,要设计好房顶的坡度,设雨滴沿房顶下淌时做无初速度、无摩擦的运动,那么,图中所示的四种情况中符合要求的是( )
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、填空题(共3小题,每小题6分,共18分。
把答案直接填在横线上)
11.有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则:
在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3,回答下列问题:
(1)改变钩码个数,实验能完成的是( )
A.钩码的个数N1=N2=2,N3=4
B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4
C.钩码的个数N1=N2=N3=4
D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5
(2)在拆下钩码和绳子前,最重要的一个步骤是( )
A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C.用量角器量出三段绳子之间的夹角
D.用天平测出钩码的质量
(3)在作图时,你认为图中________是正确的。
(填“甲”或“乙”)
12.(西南师大附中09-10学年高一上学期期末)某同学用下图所示装置测定重力加速度(已知打点频率为50Hz)
(1)实验时下面的步骤先后顺序是________。
A.释放纸带 B.打开打点计时器
(2)打出的纸带如下图所示,可以判断实验时重物连接在纸带的________端。
(选填“左”或“右”)。
(3)已知纸带上记录的点为打点计时器打的点,打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为________m/s,所测得的重力加速度大小为________m/s2。
(4)若当地的重力加速度数值为9.8m/s2,请列出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因_____________________________。
13.(2012·潍坊质检)为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图所示)。
实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力。
(1)往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车________(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点。
(2)从纸带上选取若干计数点进行测量,得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表:
时间t/s
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
速度v/(m·s-1)
0.12
0.19
0.23
0.26
0.28
0.29
请根据实验数据作出小车的v-t图象。
(3)通过对实验结果的分析,该同学认为:
随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大,你是否同意他的观点?
请根据v-t图象简要阐述理由。
三、论述、计算题(本题共4小题,共42分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
14.(9分)如图所示,两个完全相同的球,重力大小为G,两球与水平地面间的摩擦因数都为μ,一根轻绳两端固定在两个球上,在绳的中点施加一个竖直向上的拉力,当绳被拉直后,两段绳间的夹角为α。
问当F至少为多大时,两球将会发生滑动。
15.(10分)(唐山一中11~12学年高一上学期期中)人类为了探测距离地球大约3.0×105km的月球,发射了一种类似四轮小车的月球探测器(如图)。
它能够在自动导航系统的控制下行走,且每隔10s向地球发射一次信号,探测器上还装着两个相同的减速器(其中一个是备用的),这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2,在某次探测实验中探测器的自动导航系统出现故障,从而使探测器只能匀速前进而不再避开障碍物。
此时地球上的科学家必须对探测器进行人工遥控操作。
下表为控制中心的显示屏上显示的数据:
收到信号时间
与前方障碍物距离(单位:
m)
9:
1020
52
9:
1030
32
发射信号时间
给减速器设定的加速度(单位:
m/s2)
9:
1033
2
收到信号时间
与前方障碍物距离(单位:
m)
9:
1040
12
已知控制中心的信号发射和接收设备工作速度极快。
科学家每次分析数据并输入命令至少需要3s。
问:
(1)探测器匀速运动时的速度;
(2)经过数据分析,你认为减速器是否执行了减速命令?
(3)假如你是控制中心的工作人员,应采取怎样的措施?
加速度需满足什么条件?
请计算说明。
16.(11分)为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离(如下图所示),已知某高速公路的最高限速v=120km/h。
假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车,到汽车开始减速所经历的时间(即反应时间)为t=0.50s,刹车时汽车受到阻力的大小F为汽车重力的0.40倍,该高速公路上汽车间的距离s至少应为多少?
(取重力加速度g=10m/s2)
17.(12分)(山东潍坊09~10学年高一上学期期末)滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”,如图甲所示,OAB是同一竖直平面上的滑行轨道,其中OA段是长27m的水平轨道,AB段是倾角θ=37°足够长的斜直轨道,OA与AB在A点平滑连接。
已知滑板及运动员总质量为60kg,运动员从水平轨道向左滑向斜直轨道,滑到O点开始计时,其后一段时间内的运动图象如图乙所示。
将滑板及运动员视为质点,滑过拐角时速度大小不变,在水平和斜直轨道上滑板和接触面间的动摩擦因数相
同。
(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,忽略空气阻力)
求:
(1)滑板与接触面间的动摩擦因数
(2)运动员到达坡底A点时速度大小
(3)运动员沿坡上滑的最大距离(保留三位有效数字)
详解答案
1答案:
AC
2答案:
D
解析:
汽车匀速运动时,A、B球用绳拉着均在竖直方向,当汽车刹车时,由于惯性,B球仍保持原有向右的速度,故向右偏;A球是一个氢气球,刹车时,A球周围的空气和气球均具有惯性,但周围空气的质量大于氢气球的质量,故周围空气的惯性大,氢气球的惯性小,空气向右运动将把气球挤向左方,即向左偏,选D。
3答案:
AC
解析:
若弹簧弹力与重力恰好平衡则物体虽然与挡板接触也没有作用力,此时只有2个力作用;若弹力大于重力,则物体必受斜向下的弹力作用,此时物体要平衡则必定有摩擦力作用,物体受到4个力作用,选项A、C正确。
4答案:
D
解析:
①由对称性可知,两根吊带受到环的拉力大小相等,故A错。
②由于吊带与竖直方向有一定夹角,所以手对吊环的作用力方向不沿竖直方向,每根吊带受到环的拉力大小也不等于人重量的一半,故B、C错。
③由平衡条件可知,两根吊带对环的拉力的合力与人的重力大小相等方向相反,即沿竖直向上的方向,所以环对两根吊带拉力的合力一定竖直向下,故D对。
5答案:
C
解析:
小球在空中上升阶段和下降阶段所受到的合外力相同,所以加速度也相同;小球进入水中至进入淤泥之前,受到重力和水的阻力,向下运动的加速度小于重力加速度即速度—时间图象的斜率减小;进入淤泥之后,受到的阻力大于球的重力,小球做匀减速直线运动,
所以正确的选项为C。
6答案:
B
解析:
起飞前战机做匀变速直线运动,所以平均速度
=
,由x=
t得:
x=
。
7答案:
C
解析:
因为速度变大或变小取决于速度方向与加速度方向的关系(当a与v同向时,v变大;当a与v反向时,v变小),而加速度由合
力决定,所以要分析v、a的大小变化,必须先分析物体受到的合力的变化。
物体在A点时受两个力作用,向右的弹力kx和向左的摩擦力F′。
合力F合=kx-F′,物体从A→B过程中,弹力由大于F′减至零,所以开始一段合力向右,中途有一点合力为零,然后合力向左,而v一直向右,故先作加速度越来越小的加速运动,在A→B中途有一点加速度为零,速度达最大,接着做加速度越来越大的减速运动。
物体从B→C过程中,F合=F′为恒力,向左,所以继续做加速度不变的匀减速运动。
8答案:
B
解析:
本题考虑整体法求解,属于超重、失重的定量计算。
剪断细线后,物体匀加速下滑,下滑加速度a=gsin30°=
g,方向沿斜面向下,其中竖直向下的分量为a⊥=asin30°=
g,所以物块G失重,台秤示数减小量为ma⊥=
G=1N。
9答案:
B
解析:
以整体为研究对象,MN对Q的弹力和地面对P的摩擦力是一对平衡力,以Q为对象画受力分析图,可知MN右移时MN对Q的弹力和P、Q间的弹力都是增大的;Q始终处于平衡状态,因此合力始终为零,故只有B正确。
10答案:
C
解析:
设底边长为2l,底面与房顶的夹角为θ,则房顶坡面长x=
,由于房顶光滑,所以加速度a=gsinθ
由x=
at2得
=
gsinθ·t2
所以t=
显然当θ=45°时,时间最小。
11答案:
(1)BCD
(2)A (3)甲
解析:
(1)实验中的分力与合力的关系必须满足:
|F1-F2| (2)A (3)甲 实验中F3是竖直向下的。 12答案: (1)BA (2)左 (3)1.17m/s 9.75m/s2 (4)纸带与打点计时器的摩擦;空气阻力 13答案: (1)之前 (2)(见下图) (3)同意。 在v-t图象中,速度越大时,加速度越小,小车受到的合力越小,则小车受空气阻力越大。 14答案: 解析: 该题应采用整体和隔离相结合的方法。 设绳子拉力为T,选其中某一个球为研究对象,球发生滑动的临界条件是: Tsin =μN① 又因为 Tcos = ② 取整体为研究对象,由平衡条件得: F+2N=2G③ 由式①、式②、式③联立解得: F= 15答案: (1)2m/s (2)未执行命令 (3)立即输入命令,启动另一个备用减速器,加速度a>1m/s2,便可使探测器不与障碍物相碰。 解析: (1)由表中数据分析知: 9: 1020~9: 1030时间内探测器与障物距离从52m减小到32m,所以速度v= = m/s=2m/s; (2)9: 1030~9: 1040内探测器与前方障碍物距离由32m减小到12m;即都是在10s内减小距离20m,探测器还做匀速直线运动,故探测器并未执行命令而减速。 (3)启动另一个备用减速器。 在地球和月球间传播电磁波需时间t0= s=1s。 输入命令时间用3s,因此,探测器在9点10分44秒 执行命令时,距前方障碍物距离x=12m-(3+2t0)×2m=2m。 设定减速器的加速度为a,则由v2=2ax得a=1m/s2。 因此只要设定加速度大于1m/s2,便可使探测器不与障碍物相撞。 16答案: 156m 解析: 司机发现前车停止,在反应时间t=0.50s内仍做匀速运动,刹车后摩擦阻力提供刹车时的加速度,使车做匀减速直线运动,达前车位置时,汽车的速度应为零。 当汽车速度达到v=120km/h= m/s时 反应时间内行驶距离x1=vt= ×0.5m= m 刹车后的加速度a=- =- =-4m/s2 由公式v2-v =2ax知0-( )2=-2×4x2 得刹车过程的位移x2= m 所以公路上汽车间距离至少为s=x1+x2=156m。 17答案: (1)0.2 (2)6m/s (3)2.37m 解析: (1)由运动图象知a= =-2m/s2 在水平方向由牛顿第二定律-μmg=ma 联立解得μ=0.2 (2)设人运动到A点时速度为v,由运动学公式v2-v =2ax 解得: v=6m/s (3)运动员冲上斜面后做匀减速运动,设减速过程的加速度为a′ 由牛顿第二定律得: -mgsinθ-μFN=ma′ FN=mgcosθ 解得a′=-7.6m/s2 设沿坡上滑的最大距离为x,由运动学公式: 0-v2=2a′x 解得x=2.37m 即沿坡上滑的最大距离为2.37m
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