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全书综合测评—(原卷+解析)【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册全册综合同步训练题,文件包含全书综合测评解析版docx、全书综合测评原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共21页, 欢迎下载使用。
人教版高一物理必修第一册课堂同步精选练习全书综合测评(解析版)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,满分40分。在每小题给出的四个选项中,有的只有一项符合题目要求,有的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,有选错或不答的得0分。)1. 如图是体育摄影中“追拍法”的成功之作,摄影师眼中清晰的运动员是静止的,而模糊的背景是运动的,摄影师用自己的方式表达了运动的美.请问摄影师选择的参考系是( )A.大地 B.太阳C.滑板运动员 D.步行的人【答案】C【解析】“追拍法”是跟踪运动的物体,将运动的物体看做是静止的,该图片是运动的滑板运动员被摄影师当做静止的,而用镜头跟踪,所以参考系是滑板运动员,故C正确,A、B、D错误.在乒乓球比赛中,有一次某运动员采用如图所示的高抛发球,他紧贴台面将球向上抛出,球竖直上升1.5 m后下落,在距离台面0.3 m处被球拍击中,则在这一过程中,乒乓球经过的路程和位移大小分别为( )A.1.5 m,0.3 m B.2.7 m,0.3 mC.2.7 m,1.8 m D.1.8 m,0.3 m【答案】B【解析】路程是指物体所经过的路径的长度.乒乓球经过的路程是运动轨迹的长度,所以是2.7 m.位移是指从初位置到末位置的有向线段,位移的大小只与初、末位置有关,与经过的路径无关,所以乒乓球的位移是0.3 m.如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt.测得遮光条的宽度为Δx,用近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度.为使更接近瞬时速度,正确的措施是 ( )A.换用宽度更窄的遮光条 B.提高测量遮光条宽度的精确度C.使滑块的释放点更靠近光电门 D.增大气垫导轨与水平面的夹角【答案】A【解析】瞬时速度表示运动物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度,当Δt→0时,可看成物体的瞬时速度,Δx越小,Δt也就越小,A项正确;提高测量遮光条宽度的精确度,不能减小Δt,B项错误;使滑块的释放点更靠近光电门,滑块通过光电门的速度更小,时间更长,C项错误;增大气垫导轨与水平面的夹角并不一定能使更接近瞬时速度,D项错误.4. 关于加速度和速度的关系,下述运动中不可能出现的是( )A.物体的加速度增大,速度反而减小B.物体的加速度减小,速度反而增大C.物体的速度为零时,加速度却不为零D.物体的加速度不为零且始终不变,速度也始终不变【答案】D【解析】加速度和速度均为矢量,当加速度的方向与速度方向相同时,速度是增大的;当加速度的方向与速度方向相反时,速度是减小的,速度变大或变小与加速度的变大或变小没有关系,故A、B不符合题意;当速度为零时,加速度可能为零,也可能不为零,故C不符合题意;加速度是描述速度变化快慢的物理量,有加速度,物体的速度一定发生变化,故D符合题意. 5.(多选)在一次救灾活动中,一辆救灾汽车由静止开始做匀变速直线运动,刚运动了8 s,由于前方突然有巨石滚下,堵在路中央,所以又紧急刹车,匀减速运动经4 s停在巨石前.则关于汽车的运动情况,下列说法正确的是( )A.加速、减速中的加速度大小之比a1∶a2=2∶1B.加速、减速中的平均速度大小之比 1∶2=1∶1C.加速、减速中的位移之比x1∶x2=2∶1D.加速、减速中的加速度大小之比a1∶a2≠1∶2【答案】BC【解析】 汽车先做匀加速直线运动达到最大速度vm后又做匀减速直线运动,故两次的平均速度之比1∶2=∶=1∶1,所以选项B正确;根据a=可知,两次加速度大小之比为1∶2,所以选项A、D错误;根据x= t可知,两次位移之比为2∶1,所以选项C正确. 甲、乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动,其速度随时间的变化关系如图所示.图中t2=,两段曲线均为四分之一圆弧,则下列说法正确的是( )A.两物体在t1时刻加速度相同B.两物体在t2时刻运动方向均改变C.两物体在t3时刻相距最远,t4时刻相遇D.0~t4时间内甲物体的平均速度大于乙物体的平均速度【答案】C【解析】因两段曲线均为四分之一圆弧,由题图知在t1时刻曲线的切线斜率的绝对值与直线斜率相等,即两者加速度大小相等,但方向相反,A项错误;两物体均做单方向的直线运动,B项错误;甲先做匀加速运动再做匀减速运动,乙先做加速度减小的减速运动,再做加速度减小的加速运动,在t3时刻,两物体相距最远,两物体在0~t4时间内图线与t轴所围面积相等,即两物体在t4时刻相遇,在0~t4时间内的平均速度相同,C项正确,D项错误.如图所示,在光滑地面上,水平外力F拉动小车和木块一起做无相对滑动的加速运动。小车质量是M,木块质量是m,力大小是F,加速度大小是a,木块和小车之间动摩擦因数是μ。则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是( ) A.μmg B. C.μ(M+m)g D.μMg【答案】B 【解析】以小车和木块组成的整体为研究对象,根据牛顿第二定律知,a=,以木块为研究对象,摩擦力Ff=ma=。故选B。(多选)拥堵已成为现代都市的一大通病,发展“空中轨道列车”(简称空轨,如图所示)是缓解交通压力的重要举措.假如某空轨从甲站沿直线运动到乙站,为了使旅客舒适,其加速度不能超过2.5 m/s2,行驶的速度不能超过50 m/s.已知甲、乙两站之间的距离为2.5 km,下列说法正确的是( )A.空轨从静止开始加速到最大速度的最短时间为25 sB.空轨从最大速度开始刹车到停下来运动的最小位移为500 mC.从甲站运动到乙站的最短时间为70 sD.从甲站运动到乙站的最大平均速度为25 m/s【答案】BC【解析】空轨从静止开始以最大加速度加速到最大速度时所用时间最短,则最短时间为t1==20 s,选项A错误;以最大加速度刹车时,空轨从最大速度开始刹车到停下来运动的位移最小,由v=2amaxx解得最小位移为x=500 m,选项B正确;以最大加速度加速到最大速度,然后以最大速度匀速运动,再以最大加速度刹车时,空轨从甲站到乙站的运动时间最短,且刹车时间与加速时间相等,等于t1,两段时间对应的位移相等,等于x,匀速运动时间为t2==30 s,所以最短时间为t=2t1+t2=70 s,选项C正确;从甲站运动到乙站的最大平均速度为= m/s=35.7 m/s,选项D错误.9. 如图所示,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为( )A.2- B. C. D.【答案】C【解析】解法一:设物块的质量为m,据平衡条件及摩擦力公式有拉力F水平时,F=μmg①拉力F与水平面成60°角时,Fcos 60°=μ(mg-Fsin 60°)②联立①②式解得μ=.故选C.解法二:受力变化时,物块和桌面间的动 摩擦因数不变,不妨假设摩擦力和支持力的合力方向与支持力的夹角为θ,则有tan θ==μ,因μ不变,故θ角不变,即F与mg的合力方向不变.由图可知,当F由水平变为与水平面夹角为60°时,F大小不变,θ=30°,再由μ=tan θ得μ=tan 30°=,选项C正确.10. 刀、斧、凿等切削工具的刃部叫做劈,如图是斧头劈木柴的示意图.劈的纵截面是一个等腰三角形,使用劈的时候,垂直劈背加一个力F,这个力产生两个作用效果,使劈的两个侧面推压木柴,把木柴劈开.设劈背的宽度为d,劈的侧面长为l,不计斧头的自身重力,则劈的侧面推压木柴的力约为 ( )A.F B.F C.F D.F【答案】B【解析】斧头劈木柴时,设两侧面推压木柴的力分别为F1、F2且F1=F2,利用几何三角形与力的三角形相似有=,得推压木柴的力F1=F2=F,所以B正确,A、C、D错误.二、非选择题(本题共6个小题,满分55分。)10.(8分) 用如图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律.主要实验步骤如下:a.安装好实验器材,接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次.b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔相同的时间间隔T,选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F、…所示.c.通过测量、计算可以得到在打A、B、C、D、E、…点时小车的速度,分别记作v1、v2、v3、v4、v5、….D.以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示.图3结合上述实验步骤,请你完成下列任务:(1)在下列仪器和器材中,还需要使用的有________和________(填选项前的字母).A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源C.刻度尺 D.秒表E.天平(含砝码)(2)在图3中已标出计数点A、B、D、E对应的坐标点.请在该图中标出计数点C对应的坐标点,并画出vt图象.(3)观察vt图象,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是________.vt图象斜率的物理意义是________.(4)描绘vt图象前,还不知道小车是否做匀变速直线运动.用平均速度表示各计数点的瞬时速度,从理论上讲,对Δt的要求是________(填“越小越好”或“与大小无关”);从实验的角度看,选取的Δx大小与速度测量的误差________(填“有关”或“无关”).【答案】(1)A C (2)如解析图所示 (3)小车的速度随时间均匀变化 加速度 (4)越小越好 有关【解析】(1)打点计时器使用的是交流电源,故选A,不选B;相邻打点间的时间是已知的,故不选D;计数点间的距离需要用刻度尺测量,故选C;由于不需要知道小车和重物的质量,故不需要天平(含砝码),故不选E.(2)连线时要让尽量多的点在一条直线上.(3)可以依据vt图象是倾斜的直线(斜率一定),即小车的速度随时间均匀变化,判断出小车做匀变速直线运动;vt图象的斜率表示加速度.(4)严格地讲,表示的是Δt内的平均速度,只有当Δt趋近于0时,才表示瞬时速度,因此若用表示各计数点的瞬时速度,对Δt的要求是越小越好;从实验的角度看,选取的Δx越小,用计算得到的平均速度越接近计数点的瞬时速度,但Δx过小,测量误差增大,因此选取的Δx大小与速度测量的误差有关. 11.(6分)(1)某次研究弹簧所受弹力F与弹簧长度L的关系实验时得到如图甲所示的FL的图象.由图象可知:弹簧原长L0=________ cm,由此求得弹簧的劲度系数k=________ N/m.(2)如图乙的方式挂上钩码(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,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________个.【答案】(1)3.0 200 (2)1.50 3【解析】(1)由题图甲可知,弹簧原长L0=3.0 cm.由胡克定律F=kx得k===200 N/m.(2)由题图乙可知,指针所指刻度尺示数为L=1.50 cm.设钩码个数为n,由胡克定律得nG=k(L0-L),解得n===3. 12.(10分) 为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上与起跑线相距s0和s1(s1<s0)处分别放置一个挡板和一面小旗,如图所示.训练时,让运动员和冰球都位于起跑线上,教练员将冰球以速度v0击出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板;冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗.训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处.假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1.重力加速度大小为g.求:(1)冰球与冰面之间的动摩擦因数;(2)满足训练要求的运动员的最小加速度.【答案】(1) (2)【解析】(1)对冰球分析,根据速度位移公式得v-v=2as0根据牛顿第二定律得a=-μg联立得μ=.(2)抓住两者运动时间相等列式.= ①amin= ②联立①②得amin=. 13.(12分)如图所示,一弹簧一端固定在倾角为θ=37°的光滑固定斜面的底端,另一端拴住质量为m1=6 kg的物体P,Q为一质量为m2=10 kg的物体,弹簧的质量不计,劲度系数k=600 N/m,系统处于静止状态.现给物体Q施加一个方向沿斜面向上的力F,使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动,已知在前0.2 s时间内,F为变力,0.2 s以后F为恒力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2.求:(1)系统处于静止状态时,弹簧的压缩量x0;(2)物体Q从静止开始沿斜面向上做匀加速运动的加速度a的大小;(3)力F的最大值与最小值.【答案】(1)0.16 m (2) m/s2 (3) N N【解析】(1)对整体受力分析,平行斜面方向有(m1+m2)gsin θ=kx0解得x0=0.16 m.(2)前0.2 s时间内F为变力,之后为恒力,则0.2 s时刻两物体分离,此时P、Q之间的弹力为零且加速度大小相等,设此时弹簧的压缩量为x1对物体P,由牛顿第二定律得kx1-m1gsin θ=m1a前0.2 s时间内两物体的位移x0-x1=at2联立解得a= m/s2.(3)对两物体受力分析知,开始运动时拉力最小,分离时拉力最大Fmin=(m1+m2)a= N对Q应用牛顿第二定律得Fmax-m2gsin θ=m2a解得Fmax=m2(gsin θ+a)= N. 14.(12分) 随着科技的发展,未来的航空母舰上将安装电磁弹射器以缩短飞机的起飞距离.如图所示,航空母舰的水平跑道总长l=180 m,其中电磁弹射区的长度为l1=120 m,在该区域安装有直线电机,该电机可从头至尾提供一个恒定的牵引力F牵.一架质量为m=2.0×104 kg的飞机,其喷气式发动机可以提供恒定的推力F推=1.2×105 N.假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0.05倍,在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0.2倍.已知飞机可看做质量恒定的质点,离舰起飞速度v=120 m/s,航空母舰处于静止状态,求:(结果保留两位有效数字,取g=10 m/s2)(1)飞机在后一阶段的加速度大小;(2)飞机在电磁弹射区的加速度大小和电磁弹射器的牵引力F牵的大小.【答案】(1)4.0 m/s2 (2)58 m/s2 1.1×106 N【解析】(1)飞机在后一阶段受到阻力和发动机提供的推力作用,做匀加速直线运动,设加速度为a2,此过程中的平均阻力f2=0.2mg根据牛顿第二定律有F推-f2=ma2代入数据解得a2=4.0 m/s2.(2)飞机在电磁弹射阶段受恒定的牵引力、阻力和发动机提供的推力作用,做匀加速直线运动,设加速度为a1,末速度为v1.此过程中飞机受到的阻力f1=0.05mg根据匀加速直线运动的规律有v=2a1l1v2-v=2a2(l-l1)根据牛顿第二定律有F牵+F推-f1=ma1代入数据解得a1=58 m/s2,F牵=1.1×106 N. 15.(12分)某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,先做自由落体运动,跳离飞机一段时间后打开降落伞做减速运动下落。他打开降落伞后的速度图线如图(a)。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为30°,如图(b)。已知人的质量为50 kg,降落伞质量也为50 kg,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力f与速率v成正比,即f=kv(已知g取10 m/s2。)。求:(1)打开降落伞前人下落的距离;(2)阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小和方向;(3)悬绳能够承受的拉力至少为多少?【答案】(1)20 m (2)200 N·s/m 30 m/s2 竖直向上 (3) N【解析】(1)由v-t图象知人打开降落伞时速度为:v0=20 m/s,则打开降落伞前人下落的距离为:h0== m=20 m;(2)当人和降落伞的速度达到v=5 m/s时做匀速运动,则:kv=2mg,解得:k=200 N·s/m对整体,根据牛顿第二定律得:kv0-2mg=2ma,解得:a==30 m/s2,方向竖直向上;(3)设每根绳拉力为T,以运动员为研究对象有:8T cos 30°-mg=ma,T= N由牛顿第三定律得:悬绳能承受的拉力至少为 N。
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