2021-2022学年新教材高中物理 综合测评（A）（含解析）新人教版必修第一册.docx

1、综合测评(A)(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分。第15小题只有一个选项正确,第68小题有多个选项正确)1.某同学自编了这样一道题:“一架小型客机从静止开始在跑道上滑行,经过时刻t=20 s离开地面。它在跑道上滑行过程中的位移x=400 m,离开地面的平均速度v1=40 m/s,求它滑行过程的瞬时速度v2。”从题中可以看出,该同学用的概念正确的有()A.位移xB.时刻tC.平均速度v1D.瞬时速度v2答案:A解析:t=20s指的是时间,B错误;v1=40m/s是瞬时速度,v2是平均速度,C、D错误。x=400m是位移,A正确。2.我国玉兔二号月球车已

2、于2019年2月28日10时51分自主唤醒,继续进行月球探测、考察等任务,当它在月球表面行驶时()A.仍有惯性B.不受阻力C.不受支持力D.没有惯性答案:A解析:惯性是物体本身具有的一种性质,与物体是否运动、是否受力等外界因素无关,物体在任何状态下,任何时候都有惯性,故A正确,D错误;当它在月球表面行驶时受支持力和阻力,故B、C错误。3.高跷运动是一项有趣的运动,图甲为弹簧高跷。当人抓住扶手用力蹬踏板压缩弹簧后,人就向上弹起,进而带动高跷跳跃,如图乙所示。则下列说法正确的是()A.人向上弹起过程中,一直处于超重状态B.人向上弹起过程中,踏板对人的作用力大于人对踏板的作用力C.弹簧压缩到最低点时

3、,高跷对人的作用力大于人的重力D.弹簧压缩到最低点时,高跷对地的压力等于人和高跷的总重力答案:C解析:人向上弹起的过程中,先做加速度逐渐减小的加速直线运动(超重状态),而后做加速度逐渐增加的减速运动(失重状态),最后做匀减速直线运动到最高点,选项A错误;人向上弹起过程中,踏板对人的作用力和人对踏板的作用力属于作用力和反作用力,根据牛顿第三定律可知:二者等大反向,选项B错误;当弹簧压缩到最低点时,人有竖直向上的加速度,根据牛顿第二定律可知:高跷对人的作用力大于人的重力,人对高跷的作用力大于人的重力,高跷对地的压力大于人和高跷的总重力,选项C正确,选项D错误。4.如图所示,质量均为m的两物体a、b

4、放置在两固定的水平挡板之间,物体间竖直夹放一根轻弹簧,弹簧与a、b不粘连且无摩擦。现在物体b上施加逐渐增大的水平向右的拉力F,两物体始终保持静止状态,已知重力加速度为g,下列说法正确的是()A.物体b所受摩擦力随F的增大而增大B.弹簧对物体b的弹力大小可能等于mgC.物体a对挡板的压力大小可能等于2mgD.物体a所受摩擦力随F的增大而增大答案:A解析:对b进行分析,水平方向Ff=F,F增大,则Ff增大,故A项正确;由于b物体受到摩擦力,则上挡板必定对b物体有向下的正压力,在竖直方向上,受到重力、正压力和弹簧弹力保持平衡,那么弹簧弹力为重力和正压力之和,必定大于重力mg,故B项错误;弹簧弹力大于

5、mg,对a物体受力分析可知,a物体对下挡板的压力为其重力和弹簧弹力之和,大于2mg,故C项错误;对a物体受力分析可知,a物体在水平方向不受力的作用,摩擦力始终为0,故D项错误。5.滑沙是国内新兴的旅游项目。如图甲所示,即乘坐滑板从高高的沙山顶自然下滑,随着下滑速度的加快,在有惊无险的瞬间体味到了刺激和快感。其运动可以简化为如图乙所示的模型,一位游客先后两次从静止下滑,下列v-t图像中实线代表第一次从较低位置滑下,虚线代表第二次从较高位置滑下,假设斜面和地面与滑板之间的动摩擦因数相同,忽略空气阻力,拐弯处速度大小不变,则v-t图像正确的是()答案:D解析:设滑板与沙之间的动摩擦因数为,斜面与水平

6、面之间的夹角为,当游客与滑板沿斜面向下运动时,ma1=mgsin-mgcos,则a1=gsin-gcos,可知,向下滑动的加速度与斜面的高度无关,则在v-t图中两次加速的过程图线是重合的;在水平面上减速的过程中ma2=mg,所以a2=g,可知减速过程中的加速度也是大小相等的,则两次减速过程中的v-t图线是平行线,故A、B、C错误,D正确。6.静止在光滑水平面上的物体,同时受到在同一直线上的力F1、F2作用,F1、F2随时间变化的图像如图所示,则物体在02t时间内()A.离出发点越来越远B.速度先变大后变小C.速度先变小后变大D.加速度先减小后增大答案:AD解析:由图线可知,物体受到的合力先减小

7、后增大,加速度先减小后增大,速度一直变大,物体离出发点越来越远,选项A、D正确。7.如图所示,用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点,一根轻绳跨过滑轮,绳的一端拴在井中的水桶上,人用力拉绳的另一端,滑轮中心为O点,人所拉绳子与OA的夹角为,拉水桶的绳子与OA的夹角为。人拉绳沿水平面向左运动,把井中质量为m的水桶匀速提上来,人的质量为m0,重力加速度为g,在此过程中,以下说法正确的是()A.始终等于B.吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大C.地面对人的摩擦力逐渐变大D.地面对人的支持力逐渐变大答案:ACD解析:水桶匀速上升,拉水桶的轻绳中的拉力FT始终等于mg,对滑轮受力分析如图甲所示,垂直于OA方向有FTs

8、in=FTsin,所以=,沿OA方向有F=FTcos+FTcos=2FTcos=2mgcos,人向左运动的过程中+变大,所以和均变大,吊装滑轮的绳子上的拉力F变小,选项A正确,B错误;对人受力分析如图乙所示,=+逐渐变大,水平方向有Ff=FTsin,地面对人的摩擦力逐渐变大,竖直方向有FN+FTcos=m0g,地面对人的支持力FN=m0g-FTcos=m0g-mgcos逐渐变大,选项C、D正确。8.如图所示,x-t图像反映了甲、乙两车在同一条直线上行驶的位移随时间变化的关系,已知乙车做匀变速直线运动,其图线与t轴相切于10 s处,下列说法正确的是()A.5 s时两车速度相等B.甲车的速度为4

9、m/sC.乙车的加速度大小为1.6 m/s2D.乙车的初位置在x0=80 m处答案:BCD解析:位移时间图像的斜率等于速度,斜率大小越大,速度大小越大,则知5s时乙车速度较大,故A错误。甲车做匀速直线运动,速度为v甲=xt=205m/s=4m/s,故B正确。乙车做匀变速直线运动,其图线与t轴相切于10s处,则t=10s时,速度为零,将其运动反过来看成初速度为0的匀加速直线运动,则x=12at2,根据图像有:x0=12a102,20=12a(10-5)2,解得:a=1.6m/s2,x0=80m,故C、D正确。二、实验题(本题共2小题,共18分)9.(8分)(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度l

10、关系实验时得到如图甲所示的F-l图像,由图像可知:弹簧原长l0= cm,求得弹簧的劲度系数k= N/m。甲乙(2)按图乙所示的方式挂上钩码(已知每个钩码重G=1 N),使(1)中研究的弹簧压缩,稳定后指针指示如图乙所示,则指针所指刻度尺示数为 cm。由此可推测图乙中所挂钩码的个数为。答案:(1)3.0200(2)1.503解析:(1)由胡克定律F=k(l-l0),结合图中数据得:l0=3.0cm,k=200N/m。(2)由乙图知指针所示刻度为1.50cm,由F=k(l0-l),得弹力为F=3N,故所挂钩码的个数为3个。10.(10分)某探究学习小组的同学们要探究加速度与力、质量的关系,他们在实

11、验室组装了一套如图所示的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。实验时,调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)。(1)该实验中小车所受的合力(选填“等于”或“不等于”)力传感器的示数,该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量?(选填“需要”或“不需要”)。(2)实验获得以下测量数据:小车、力传感器和挡光板的总质量m,挡光板的宽度l,光电门1和光电门2的中心距离x。某次实验过程:力传感器的读数为F,小车通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1、t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重

12、力加速度为g,则该实验要验证的关系式是。答案:(1)等于不需要(2)F=ml22x1t22-1t12解析:(1)由于力传感器显示拉力的大小,而拉力的大小就是小车所受的合力,故不需要让砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。(2)由于挡光板的宽度l很小,故小车在光电门1处的速度v1=lt1,在光电门2处的速度为v2=lt2,由v22-v12=2ax,得a=v22-v122x=12xl2t22-l2t12。故验证的关系式为F=ma=m2xl2t22-l2t12=ml22x1t22-1t12。三、计算题(本题共3小题,共42分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)11.(13分)如图

13、所示,具有一定质量的均匀细杆AO通过铰链固定在O点,使细杆AO可在竖直平面内自由转动。细杆与放在水平地面上的圆柱体的接触点为P,圆柱体靠在竖直的墙上而保持平衡。已知杆的倾角=60,圆柱体的重力大小为G,竖直墙对圆柱体的弹力大小为3G,各处的摩擦都忽略不计。(1)作出圆柱体的受力示意图;(2)求圆柱体对细杆支持力的大小和对地面压力的大小。答案:(1)见解析图(2)2G2G解析:(1)对圆柱体进行受力分析,如图所示,其中F1、F2、F3分别为地面、墙、细杆对圆柱体的弹力。(2)已知竖直墙对圆柱体的弹力大小F2=3G,对圆柱体根据平衡条件得水平方向F3sin60=F2竖直方向F1=F3cos60+G

14、解得F3=2GF1=2G则圆柱体对细杆支持力的大小和对地面压力的大小皆为2G。12.(14分)右图为一种叫“控子”的游戏:让小滑块从A点由静止释放,游戏者通过控制BC段上的可控区域的长度,让滑块到达C点时速度刚好为零,滑块自由落入洞D中即为成功。已知轨道AB、BC可视为斜面,AB长25 cm,BC长1 m,CD高20 cm,滑块在AB段加速下滑时加速度大小为a1=2 m/s2,在BC段非可控区域加速下滑时加速度大小为a2=1 m/s2,在可控区域减速时的加速度大小为a3=3 m/s2,滑块在B点、可控点前后速度大小不变,g取10 m/s2,求游戏成功时:(1)可控区域的长度l;(2)滑块从A到

15、洞D所经历的时间t。答案:(1)0.375 m(2)1.7 s解析:(1)设滑块在B点时速度大小为vB,则由运动学规律知vB2=2a1xAB且vB=a1t1代入数值解得t1=0.5s,vB=1m/s设滑块在E点进入可控区域,从B到E,由运动学规律知vE2-vB2=2a2(xBC-l),vE-vB=a2t2从E到C,由运动学规律知vE2=2a3l,vE=a3t3联立并代入数值解得t2=t3=0.5s,l=0.375m。(2)滑块从C到D,由自由落体运动规律知hCD=12gt42代入数值解得t4=0.2s所以滑块从A到洞D所经历的时间t=t1+t2+t3+t4=1.7s。13.(15分)滑冰车是儿

16、童喜欢的冰上娱乐项目之一。下图为小明妈妈正与小明在冰上游戏,小明与冰车的总质量是40 kg,冰车与冰面之间的动摩擦因数为0.1。在某次游戏中,假设小明妈妈对冰车施加100 N的推力,推力方向与运动方向在同一个竖直平面内,与水平方向成37斜向下,使冰车从静止开始运动10 s后,停止施加力的作用,使冰车自由滑行。(假设运动过程中冰车始终沿直线运动,小明始终坐在车上没有对车施加额外的力,冰面各处的动摩擦因数均相同)(计算结果均保留到小数点后两位)(sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2)。求:(1)从静止开始运动的前10 s内冰车所受摩擦力的大小;(2)冰车的最大速率;(3)

17、冰车在整个运动过程中滑行总位移的大小。答案:(1)46 N(2)8.50 m/s(3)78.63 m解析:(1)选冰车和小孩研究,竖直方向上FN=Fsin37+mg=460N前10s内所受滑动摩擦力Ff1=FN=0.1460N=46N。(2)水平方向上:Fcos37-Ff1=ma1得a1=0.85m/s2冰车的最大速率vm=a1t1=8.50m/s。(3)冰车在推力作用下发生的位移x1=12a1t12=120.85102m=42.50m撤去推力后Ff2=ma2Ff2=mg得a2=1m/s2撤去推力F后的位移x2=v22a2=8.50221m=36.13m整个过程的位移x=x1+x2=42.50m+36.13m=78.63m。