模块综合测评--2021年人教版（新课标）高中物理必修1配套练习

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修1全册综合课后复习题，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
1．甲、乙两车沿平直公路通过同样的位移．甲车在前半段位移以30 km/h的速度运动．后半段位移以60 km/h的速度运动；乙车在前半段时间内以30 km/h的速度运动，后半段时间内以60 km/h的速度运动，则甲、乙两车在整个位移中的平均速度eq \x\t(v)甲和eq \x\t(v)乙的大小关系是( )
A.eq \x\t(v)甲＝eq \x\t(v)乙
B.eq \x\t(v)甲eq \x\t(v)乙
D．由于不知道位移和时间，所以无法比较
B [设甲车前后两段位移均为x，则eq \x\t(v)甲＝eq \f(2x,\f(x,30)＋\f(x,60))＝eq \f(2×30×60,30＋60) km/h＝40 km/h
设乙车前后两段所用时间均为t，
则eq \x\t(v)乙＝eq \f(30t＋60t,2t)＝45 km/h
故eq \x\t(v)甲eq \f(27,6) m/s＝4.5 m/s，选项D正确，C错误．
甲 乙]
二、非选择题(本题共6小题，共60分)
11．(6分)如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材测定当地的重力加速度g.有一直径为d的金属小球由O处静止释放，下落过程中能通过O处正下方、固定于P处的光电门，测得OP间的距离为H(H远大于d)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t.
甲 乙
丙
(1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d＝_________mm.
(2)多次改变高度H，重复上述实验，作出eq \f(1,t2)随H的变化图象如图丙所示，已知图线的倾斜程度(斜率)为k，则重力加速度的表达式g＝________(用题中所给的字母表示)．
[解析] (1)小球的直径为
d＝5 mm＋0.05 mm×5＝5.25 mm.
(2)小球经过光电门的时间极短，平均速度可视为金属球经过光电门的瞬时速度，故v＝eq \f(d,t).
小球由静止到经过光电门这一过程，根据运动学公式有eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(d,t)))2＝2gH，
即eq \f(1,t2)＝eq \f(2g,d2)H，则k＝eq \f(2g,d2)，故g＝eq \f(1,2)kd2.
[答案] (1)5.25 (2)eq \f(1,2)kd2
12．(8分)某实验小组利用小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的小钩码探究加速度与力的关系，实验装置如图甲所示．
(1)图乙是实验中得到的一条纸带，图中打相邻两计数点的时间间隔为0.1 s，由图中的数据可得小车的加速度a为________m/s2.
(2)该实验小组以测得的加速度a为纵轴，所挂钩码的总重力F为横轴，作出的图象如图丙中图线1所示，发现图线不过原点，怀疑在测量力时不准确，他们将实验进行了改装，将一个力传感器安装在小车上，直接测量细线拉小车的力F′，作a­F′图如图丙中图线2所示，则图线不过原点的原因是__________________________，
对于图象上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，其原因是
____________________________________________________．
(3)该实验小组在正确操作实验后，再以测得的加速度a为纵轴，所挂钩码的总重力F和传感器测得的F′为横轴作图象，要使两个图线基本重合，请你设计一个操作方案：___________________
______________________________________________________.
[解析] (1)根据Δx＝aT2，运用逐差法得：
a＝eq \f(xBD－xOB,4T2)
＝eq \f(4.04－1.63－1.63×10－2,4×0.01) m/s2
＝0.195 m/s2.
(2)由图线可知，F不等于零时，a仍然为零，可知图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．力传感器可以直接得出绳子拉力的大小，用钩码的重力表示绳子的拉力，必须满足钩码的质量远小于小车的质量，否则绳子的拉力实际上小于钩码的重力．所以对于图线上相同的力，用传感器测得的加速度偏大．原因是钩码的质量未远小于小车的质量．
(3)要使两个图线基本重合，只要满足钩码的质量远小于小车的质量即可．
[答案] (1)0.195
(2)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 钩码的质量未远小于小车的质量
(3)将n个钩码都放在小车上，每次从小车上取一个钩码挂在细线上，其余钩码留在小车上随小车一起运动
13．(10分)以v0＝20 m/s的初速度竖直向上抛出一个小球，2 s后以相同的初速度在同一点竖直向上抛出另一个同样的小球，忽略空气阻力，则两球相遇处离抛出点的高度是多少？(g取10 m/s2)
[解析] 设第二个小球抛出后经过时间t和第一个小球相遇．
解法一：根据位移相等，有v0(t＋2)－eq \f(1,2)g(t＋2)2＝v0t－eq \f(1,2)gt2解得t＝1 s
代入位移公式得h＝v0t－eq \f(1,2)gt2＝15 m.
解法二：根据速度的对称性，上升过程和下降过程经过同一位置速度等大、反向，即－[v0－g(t＋2)]＝v0－gt，解得t＝1 s.
代入位移公式得h＝v0t－eq \f(1,2)gt2＝15 m.
解法三：根据时间的对称性，设第一个小球到达最高点所用时间为t′.则有t＋(t＋2)＝2t′，即t＝t′－1，式中t′＝eq \f(v0,g)＝eq \f(20,10) s＝2 s，解得t＝1 s，代入位移公式得h＝v0t－eq \f(1,2)gt2＝15 m.
[答案] 15 m
14．(10分)如图所示，质量为m的物体A放在倾角为θ＝37°的斜面上时，恰好能匀速下滑，现用细线系住物体A，并平行于斜面向上绕过光滑的定滑轮，另一端系住物体B，物体A恰好能沿斜面匀速上滑，求：
(1)物体A和斜面间的滑动摩擦因数；
(2)物体B的质量．
[解析] (1)当物体A沿斜面匀速下滑时，受力图如图甲所示：
根据共点力平衡条件，有：
Ff＝mgsin θ
FN＝mgcs θ
其中：Ff＝μFN
联立解得：μ＝tan 37°＝0.75.
(2)当物体A沿斜面匀速上滑时，受力图如图乙所示：
A物体所受摩擦力大小不变，方向沿斜面向下
沿斜面方向的合力为0，故：
TA＝Ff′＋mgsin θ
对物体B：
TB＝mBg
由牛顿第三定律可知：
TA＝TB
由以上各式可求出：
mB＝1.2m.
[答案] (1)0.75 (2)1.2m
15．(12分)如图所示，方形木箱质量为M，其内用两轻绳将一质量m＝1.0 kg的小球悬挂于P、Q两点，两细绳与水平的木箱顶面的夹角分别为60°和30°.水平传送带AB长l＝30 m，以v＝15 m/s的速度顺时针转动，木箱与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.75，g取10 m/s2，求：
(1)设木箱为质点，且木箱由静止放到传送带上，那么经过多长时间木箱能够从A运动到传送带的另一端B处；
(2)木箱放到传送带上A点后，在木箱加速的过程中，绳P和绳Q的张力大小分别为多少？
[解析] (1)在木箱相对于传送带相对滑动时，
由牛顿第二定律可知：
μ(M＋m)g＝(M＋m)a
解得a＝μg＝7.5 m/s2
当达到与传送带速度相等时，由运动规律得位移
x1＝eq \f(v2,2a)＝15 m，时间t1＝eq \f(v,a)＝2 s
因为x1＝15 m