人教版高一物理必修第一册综合测试卷
(考查范围:第一章-第三章)
(满分100分,100分钟完成) 班级_______姓名_______
一、选择题(其中1-6为单项选择,7-10为多项选择)
1 如图所示,小球沿足够长的斜面向上做匀变速运动,依次经a、b、c、d到达最高点e.已
知ab=bd=8 m,bc=1 m,小球从a到c和从c到d所用的时间都是2 s,设小球经b、c时的速度分别为v b 、v c ,则( ) A.v b =4m/s B.vc=3m/s C.de=8m D.从d到e所用时间为6s 答案:D
2 如图所示,三块形状不规则的石块叠放在水平桌面上并保持平衡,a、b之间和b、c之间
的接触面均不在水平面上。下列说法正确的是A. 桌面对石块c的作用力方向斜向右上 B. 水平桌面与石块c之间没有静摩擦力 C. 石块b只受到三个力的作用
D. 石块a的重力与石块b对a的支持力是一对平衡力 答案:B
解析:已知a保持平衡,即a合外力为隔离a进行受力分析,a自身受竖直向下的重力,
还受到b对a的斜向上的支持力和b对a的摩擦力。因为a合外力为0,故b对a的作用力对a摩擦力
对a支持力必定竖直向上,大小与a的重力大小一样。已知b保
受到a对b的摩擦力和a对b压力,这两个力的合力竖直向
持平衡,即b合外力为
下。b自身受到重力,竖直向上。因b合外力为0,故b必定还需要受到一个竖直向上的力。故b受到的力不止3个。故C错误。由“C”知,b必定还需要受到一个竖直向上的力,此力为c对b的作用力。故b对c的反作用力,即b对c的压力竖直向下。c保持平衡,c合外力为0,故桌面对c的作用力必定竖直向上。故A错误。由“A”知,桌面对c的作用力必定竖直向上,故水平桌面与石块c之间没有静摩擦力。也可以把abc看为一个整体,abc整体只受竖直向下的重力,故桌面对abc必定有竖直向上的支持力,故水平桌面与石块c之间没有静摩擦力。故B正确。因a、b接触面不在水平面上,即b对a的支持力斜向上垂直支持面。a自身重力竖直向下。b对a支持力与a自身重力不在同一直线,故不是一对平衡力。故D错误。故选:B。
3 如图所示,一倾角为30°的光滑斜面固定在地面上,一质量为m的小木块在水平力F的作
1
用下静止在斜面上。若只改变F的方向不改变F的大小,仍使木块静止,则此时力F与水平面的夹角为( ) A.60° B.45° C.30° D.15° 答案:A
解析:木块受重力、支持力和F处于平衡状态,受力如图所示,根据矢量三
角形知,F向上偏转60°后,大小不变,且木块仍然能处于平衡状态,所以此时力F与水平面的夹角为60°,故选A。
4如图所示,A、B两球用轻杆相连,用两根细线l1、l2将它们悬挂在水
平天花板上的O点.现有一水平力F作用于小球B上,使A、B两球和轻杆组成的系统保持静止状态且A、B两球在同一水平线上,细线l1垂直于轻杆.已知两球的重力均为G,轻杆与细线l1的长度均为L.则( )
A.细线l2的拉力的大小为2G B.细线l2的拉力的大小为G C.水平力F的大小为2G D.水平力F的大小为G 答案:D
解析:因为A球受到细线l1的拉力与其重力是一对平衡力,所以轻杆对A球的作用力为零,
轻杆对B球的作用力也为零,故B球只受到重力G、细线l2的拉力F′和水平拉力F的作用,根据力的正交分解知识和力的平衡条件有F=G,F′=2G,所以D正确. 5如图所示,水平桌面上有三个相同的物体a、b、c叠放在一起,a的左端通过一根轻绳与质量
为m=1kg的小球相连,绳与水平方向的夹角为60°,小球静止在光滑的半圆形器皿中,水平向右的力F=30N作用在b上,三个物体保持静止状态,g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A.物体c受到向左的静摩擦力 B.物体b受到一个摩擦力,方向向右 C.桌面对物体a的静摩擦力方向水平向左 D.撤去力F的瞬间,三个物体将获得向左的加速度 答案:C
6 一跨过光滑动滑轮的轻绳AB与杆的两端连接,滑轮下端连接一物体,现将
轻杆从如图所示的位置开始,绕过其中点的水平轴O在竖直平面内转动一个小角度,当再次平衡后下列说法正确的是( )
2
A.若将杆逆时针转动,绳AB上拉力不变 B.若将杆逆时针转动,绳AB上拉力变大 C.若将杆顺时针转动,绳AB上拉力不变 D.若将杆顺时针转动,绳AB上拉力变大 答案:B
解析:滑轮左侧绳与右侧绳为同一根绳的两部分,绳上的拉力大小相等
设两侧绳的夹角为θ,两绳的拉力大小均为F θ
则有:2Fcos =mg
2mg
即F=
θ2cos
2
当杆逆时针转过一个较小的角度时,滑轮向中间移动,两侧绳的夹角变大,故F变大;同理可知,杆顺时针转动时,F变小。
7 一物体从一行星表面的某高度处自由下落(不计表层大气阻力).自开始下落计时,得到物
体离行星表面的高度h随时间t变化的图像如右图所示,则( ) A.行星表面的重力加速度大小为8m/s
2
B.行星表面的重力加速度大小为10m/s C.物体落到行星表面时的速度大小为20m/s D.物体落到行星表面时的速度大小为25m/s 答案:AC
122h2×25解析:由图可以看出,物体自由下落25m所用的时间为2.5 s,由h=gt得g=2=2
2t2.5
m/s=8m/s,A正确,B错误;由v=gt得物体落到行星表面的速度v=gt=8×2.5m/s=20m/s,C正确,D错误.
8 在地面上以初速度20m/s竖直上抛一物体A后,又以初速10m/s同地点竖直上抛另一物体
B,若要使两物体能在空中相遇,则两物体抛出的时间间隔可能是(不计空气阻力,g=10m/s)
A 1.5s B 2.5s C 3.5s D 4.5s
解:依据h=v0t-gt/2作h-t图象如图,显然,两条图线的相交点表示A、B相遇时刻,纵坐标对应位移sA=sB。由图可直接看出Δt满足关系式:2v0/g<△t<4v0/g时,B可在空中相遇,故
02△46t
22
2
2
2
s 3
BC正确。
9 如图所示,F1、F2为两个相互垂直的共点力,F是它们的合力。已知F1的大小等于3 N,F
的大小等于5 N.若改变F1、F2的夹角,则它们的合力的大小还可能是( )
A.2 B.4 N C.8 N D.12 N 答案:AB
解析:由题意得F2=F-F1=4 N,故F1、F2的合力大小范围为1 N≤F≤7 N,选项AB正确. 10 如图所示,横截面为直角三角形的斜劈A,底面靠在粗糙的竖直墙面上,力F指向球心水平
作用在光滑球B上,系统处于静止状态,当F增大时,系统还保持静止,则下列说法正确的是( )
A.A所受合外力增大 B.A对竖直墙壁的压力增大 C.B对地面的压力一定增大 D.墙面对A的摩擦力可能变为零 答案:BCD
解析:A一直处于静止,所受合外力一直为零不变,故A错误;以整体为研
究对象,受力分析,根据平衡条件,水平方向FN=F,FN为竖直墙壁对A的弹力,F增大,则FN增大,所以由牛顿第三定律可得,A对竖直墙壁的压力增大,故B正确;对B受力分析,如图所示。
根据平衡条件F=FN'sin θ,F增大,则FN'增大,FN″=mg+FN'cos θ,FN'增大,则FN″增大,根据牛顿第三定律得,球对地面的压力增大,故C正确;以整体为研究对象,竖直方向FN″+Ff=m'g,若FN″增大至与m'g相等,则Ff等于0,故D正确。 二、实验题
11 甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验.实验中,甲同学负
责释放金属小球,乙同学负责在小球自由下落的时候拍照.已知相机每间隔0.1 s拍1幅照片.
(1)若要从拍得的照片中获取必要的信息,在此实验中还必须使用的器材是____________.(填正确答案标号) A.米尺B.秒表C.光电门D.天平 (2)简述你选择的器材在本实验中的使用方法.
________________________________________________________________________. (3)实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5 cm、ac=58.7
22 4
cm,则该地的重力加速度大小为g=________m/s.(保留2位有效数字) 答案:(1)A (2)将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺 (3)9.7 解析:(1)此实验用数码相机替代打点计时器,故实验原理是相同的,仍然需要米尺来测量点与点之间的距离,故选A. (2)米尺在本实验中的使用方法为:将米尺竖直放置,使小球下落时尽量靠近米尺,这样便于测量连续几张照片上小球位置之间的距离. Δx58.7-24.5-24.5×10 m2(3)利用逐差法Δx=aT求加速度a.则a=2==9.7 m/s 2T0.1 s2-22
12 某同学在做“验证平行四边形定则”的实验中,遇到了以下问题,请帮助该同学解答。
(1)物理学中有很多物理方法,本实验采用的是 。 A.类比实验法B.等效替代法C.控制变量法D.极限法 (2)在做实验之前,该同学发现有一只弹簧测力计如图甲所示,则在使用前应该对弹簧测力计 。 (3)如图乙所示的四个力中,力 (填图中字母)是
由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的。 (4)该同学已经作出了两个分力的力的图示,如图丙所示,方格中每边的长度表示0.5 N,请帮助该同学用作图法作出合力F的图示,并求出合力的大小为 N。(结果保留两位有效数字)
答案:(1)B(1分) (2)调零(1分) (3)F'(2分) (4)图见解析(2分) 3.5(2分) 解析 (1)该实验采用的方法是等效替代法,B正确。
(2)由题图甲可知,弹簧测力计指针不在零刻度线处,故在进行测量前应先对弹簧测力计进行调零,使指针指在零刻度线处。
(3)F'与橡皮筋在同一条直线上,是由一只弹簧测力计直接拉橡皮筋测得的。
(4)以F1、F2为邻边,作出平行四边形,如图所示。由图可知,合力为F=7×0.5 N=3.5 N。
三、计算题(计算题应写出物理公式和重要演算步骤,只写出最后答案的不得分) 13一辆汽车在平直公路上行驶,突然前方路上出现事故,司机立即刹车(反应时间不计).
经过6s速度减小到4m/s,通过的位移为42m,求:
5
(1)汽车减速时的加速度大小; (2)再经过5s,汽车又行驶多远?
解析:(1)解法一:汽车运动方向为正方向,t=6s后的速度v=4m/s,x=42m。
由xvta= -1m/s
2
12at解得 2解法二:以汽车运动方向为正方向,刹车前速度为v0,t=6s后的速度v=4m/s,x=42m
v0vt解得v0=10m/s 2vv0加速度a1m/s2
t由x故加速度大小为1m/s
42
解法三:刹车3s末的瞬时速度v1=m/s= 7m/s,
6加速度a2
47m/s21m/s2 30v4s a(2)设再经t' 速度减为0,t'故再经5s,汽车的位移为x'vt'8m 214 甲乙两辆汽车在平直的公路上均以20m/s的速度同方向匀速行驶,甲在前乙在后,相距
的距离为38m,某时甲车关闭发动机,甲车便以1m/s的加速度做匀减速运动,8秒后乙车为了避免两车相撞,进行了紧急刹车,已知甲乙两辆汽车遇到紧急情况刹车时均能能使车速在3秒内从15m/s变为0,试通过计算说明两车会不会相撞。 解析:由题意知紧急刹车时的加速度为a2
v0155m/s2 t3甲车减速8s时速度为12m/s,此时乙车开始紧急刹车。设经过时间t两车速度相同则有:
12t205t解得t=2s两车速度相同为10m/s。
此时x甲201010150m 22010x乙2082190m
2x乙x甲40m38m
故会相撞。
6
15 用细绳AC和BC吊起一重物,两绳与竖直方向的夹角如图所示,AC能承受的最大拉力为
150 N,BC能承受的最大拉力为100 N。 (1)若挂一50 N的重物时,AC绳的拉力为多少? (2)为使绳子不断裂,所吊重物的质量不得超过多少? 答案:(1)253 N (2)103 kg
解析:(1)以结点为研究对象受力分析,运用合成法作图:
由几何关系:TAC=mgcos30°=253 N(3分)
(2)AC能承受的最大拉力为F1=150 N,则悬挂的重物mg=m=103 kg, (2分)
BC能承受的最大拉力为F2=100 N, 则悬挂的重物mg=
=200 N,m=20 kg, (2分)
=1003 N,
为保证两根绳子都不断,应取质量较小的, 即所吊重物质量不超过m=103 kg。
(2分)
16 小球A、B(可视为质点)用质量不计的轻杆相连,通过两段不可伸长的轻绳固定在天
花板上的M点,平衡时轻杆恰好水平,且两根悬线偏离竖直方向的夹角分别为30°和60°,如图甲所示。若用一根轻绳跨接在光滑定滑轮(滑小可不计)两端,重新平衡时如图乙所示,求:
(1)两个小球的质量之比
mA ; mBlA lB(2)图乙状态,滑轮两侧轻绳NA、NB长度之比
答案:(1)
31;(2) 13解析:(1)小球处于静止状态,受力平衡,对任意一个小球受力分析,受到重力、绳子的拉
力T和杆的支撑力F,根据平衡条件得:Tcosθ-mg=0 Tsinθ-F=0 解得:mg=Fcotθ 所以:
mAcot303 mBcot6017
(2对小球A受力分析,设绳子拉力为T,小球到滑轮的长度为l,O′C的距离为h,根据三角形相似,有
mgT hl解得:lTh mg所以:
lOAmB1 lOBmA3 8
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