1、模块综合检测(一)(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分.每小题只有一个选项符合题目要求)1.帆船是利用风力前进的船,帆船前进时,船员感觉岸上的树木向后运动,他选择的参考系是()A.树木B.河岸 C.帆船 D.天空解析:帆船前进时,船员感觉岸上的树木向后运动,说明船员选择的参考系是其所在的帆船.而相对于河岸和天空,树木均是静止的.选项C正确.答案:C2.单脚站立可以锻炼平衡能力,对在练此动作的人进行受力分析,下列判断正确的是()A.支持力的施力物体是人B.支持力的反作用力作用在人身上C.重力的受力物体是人D.支持力和重力是一对相互作用力解析:支持力的
2、施力物体是地面,其反作用力是人对地面的压力,作用在地面上;重力的施力物体是地球,受力物体是人,支持力和重力是一对平衡力,并非相互作用力.选项C正确.答案:C3.冰壶是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目.被运动员掷出的冰壶在冰面上滑行过程中受到的力有()A.重力、支持力 B.重力、摩擦力C.重力、支持力、摩擦力 D.重力、支持力、推力解析:被运动员掷出的冰壶在冰面上滑行过程中受重力和支持力,冰壶最终会停止,是因为它还受到滑动摩擦力,由于冰壶已被掷出,不再受到推力,故选项C正确.答案:C4.打印机是现代办公不可或缺的设备,正常情况下,进纸系统能做到每次只进一张纸,进纸系统的结构如图所示.设图
3、中刚好有10张相同的纸,每张纸的质量均为m,搓纸轮按图示方向转动带动最上面的第1张纸向右运动.搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为1,纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为2.下列说法正确的是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A.第1张纸受到搓纸轮的摩擦力方向向左B.第2张纸与第3张纸之间的摩擦力大小为22mgC.第10张纸与摩擦片之间的摩擦力为0D.要做到每次只进一张纸,应要求12解析:第1张纸上表面受到搓纸轮施加的静摩擦力Ff,方向向右,第1张纸下表面受到第2张纸施加的滑动摩擦力Ff,方向向左,则Ff=2(mg+F),F为搓纸轮对第1张纸的压力;Ff=Ffmg,故必有12;第2张纸
4、与第3张纸之间的摩擦力及第10张纸与摩擦片之间的摩擦力都是静摩擦力,根据平衡条件可知,大小均为Ff.选项D正确.答案:D5.自卸车常用于土方、砂石、散料等的运输工作.如图所示,当自卸车的车厢从水平倾斜到一定程度时,车厢上的货物(如集装箱)就会自动滑下.下列说法正确的是()A.车厢倾角越大,集装箱对车厢的压力越大B.车厢倾角越大,集装箱与车厢的动摩擦因数越小C.集装箱静止在倾斜车厢上时,受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力D.集装箱开始下滑时,受到的摩擦力小于重力沿斜面方向的分力解析:集装箱处于平衡状态时,则有mgsin=Ff,FN=mgcos,车厢倾角越大,车厢与集装箱间的压力FN越小;动摩擦
5、因数与倾角无关;集装箱静止在倾斜车厢上时,受力平衡,受到的摩擦力等于重力沿斜面方向的分力;集装箱滑动后的摩擦力是滑动摩擦力,小于重力沿斜面方向的分力.故选项D正确.答案:D6.关于物体在共点力作用下,下列说法正确的是()A.物体的速度在某一时刻等于0,物体就一定处于平衡状态B.物体相对另一物体保持静止时,物体一定处于平衡状态C.物体处于平衡状态,所受合力一定为0D.物体处于平衡状态时,物体一定做匀速直线运动解析:处于平衡状态的物体,从运动形式上来看是处于静止或匀速直线运动状态;从受力上来看,物体所受合力为0.某一时刻速度为0的物体,合力不一定为0,故不一定处于平衡状态.物体相对于另一物体静止时
6、,该物体不一定处于平衡状态,如静止在加速上升的电梯中的人.故选项C正确.答案:C7.物体以12 m/s的初速度在水平冰面上做匀减速直线运动,它的加速度大小是0.8 m/s2,经20 s物体发生的位移是()A.80 mB.90 m C.100 m D.110 m解析:物体减速为0的时间为t=va=120.8 s=15 s,因为15 s20 s,所以经过20 s物体早已停止运动.故其位移为x=v22a=90 m,选项B正确,选项A、C、D错误.答案:B8.物块在轻绳的拉动下沿倾角为30的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜面平行.已知物块与斜面之间的动摩擦因数为33,g取10 m/s2.若轻绳能承受的最
7、大拉力为1 500 N,则物块的质量最大为()A.150 kgB.1003 kg C.200 kg D.2003 kg解析:对物块进行受力分析,如图所示,FT=Ff+mgsin 30,Ff=FN,FN=mgcos 30,代入数据解得m=150 kg,故选项A正确.答案:A二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分.每小题有多个选项符合题目要求.全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.在以后的学习中,我们将遇到动能的表达式Ek=12mv2.关于动能的单位,下列各式正确的是()A.kgm2/s2 B.Nm/s C.Nm/smsD.Nm解析:由Ek=12mv2得动能的单位是k
8、g(m/s)2=kgm2s-2=kgmms-2=Nm,选项A、D正确.答案:AD10.轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,弹簧下端悬挂一个小铁球,在电梯运行的过程中,乘客发现弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小,这一现象表明()A.电梯一定在下降 B.电梯可能在上升C.小铁球处于超重状态 D.小铁球处于失重状态解析:弹簧的伸长量比电梯静止时的伸长量小,说明小铁球受到的拉力小于重力,处于失重状态;物体发生失重现象时,加速度的方向向下,物体可能加速下降,也可能减速上升,故选项B、D正确.答案:BD11.一辆汽车从静止开始做匀加速直线运动,下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度,根据表中的数据通过分析、计算
9、可以得出()时刻/s1.02.03.04.05.06.0速度/(ms-1)3.06.09.0121518A.汽车运动的加速度为2 m/s2B.汽车前6 s内的位移为54 mC.汽车第8 s末的速度为24 m/sD.汽车运动第7 s内的位移为16 m解析:汽车的加速度a=6.0-3.02.0-1.0 m/s2=3 m/s2,选项A错误.根据x=12at2得前6 s内的位移x6=12362 m=54 m,选项B正确.根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度得,v4=v0+v82,所以v8=2v4=212 m/s =24 m/s,选项C正确.汽车第1 s内的位移为x1=12at12=12312
10、 m=1.5 m,根据连续相等时间内的位移比为135(2n-1),得x1x7=113,故x7=19.5 m,选项D错误.答案:BC12.在倾角为=30的长斜面上有一滑块,质量m=2 kg.该滑块从静止开始沿斜面下滑,它与斜面间的动摩擦因数为,滑块受到的空气阻力大小与滑块下滑的速度大小成正比,即F阻=kv.滑块从静止下滑的速度图像如图所示,图中直线l是t=0时v-t图像的切线,g取10 m/s2.则()A.k=3 Ns/m B.k=4 Ns/m C.=0.23 D.=0.58解析:明确滑块达到最大速度后受到的空气阻力不变是解答本题的关键.由v-t图像可知,滑块做加速度逐渐减小的加速运动,最终以最
11、大速度vm=2 m/s做匀速直线运动.t=0时,滑块的速度为0,空气阻力为0,滑块的加速度最大,此时的加速度a0=3 m/s2;根据牛顿第二定律得mgsin-mgcos=ma0,联立并代入数据得=0.23;当速度达到vm=2 m/s后,滑块做匀速直线运动,则mgsin-mgcos-kvm=0,k=mgsin-mgcosvm=3 Ns/m.答案:AC三、非选择题(本题共6小题,共60分)13.(6分)为了较准确地测量某细线能承受的最大拉力,小聪、小明分别进行了如下实验:小聪在实验室里找到一个弹簧测力计,按图甲所示安装细线和测力计后,他用力缓慢竖直向下拉测力计,直到测力计的示数达到量程(细线没有断
12、裂),读出测力计的示数F,将F记为细线能承受的最大拉力. 甲 乙小明在实验室里还找到一把刻度尺和一个玩具小熊,接着进行了如下的操作:A.用刻度尺测出细线的长度l,用弹簧测力计测出玩具小熊的重力G;B.按图乙所示安装玩具小熊、细线(玩具小熊悬挂在细线的中点);C.两手捏着细线缓慢向两边移动直到细线断裂,读出此时两手间的水平距离d;D.利用平衡条件算出结果.在不计细线质量和伸长影响的情况下,请回答:(1)小明算出的细线能承受的最大拉力是(用l、G、d表示);两位同学中,(选填“小聪”或“小明”)的测量结果较准确.(2)在小明两手捏着细线缓慢向两边移动的过程中,下列说法正确的是(填选项字母).A.细
13、线上的拉力大小不变B.细线上的拉力减小C.细线上拉力的合力大小不变D.细线上拉力的合力增大解析:(1)当细线断裂时,根据共点力平衡求出细线的最大拉力.绳子与竖直方向夹角的余弦值cos=l2-d2l,根据平衡有2FTcos=G,解得最大拉力FT=Gl2l2-d2.小聪的方案中,测力计示数达到量程时细线未断裂,细线能承受的最大拉力明显大于测力计的量程,所以小明的测量结果较准确.(2)在小明两手捏着细线缓慢向两边移动的过程中,根据共点力平衡的条件得出细线上拉力的合力大小不变,大小等于物体重力,细线上的拉力增大,选项C正确.答案:Gl2l2-d2小明(2)C14.(9分)某同学利用如图甲所示的装置来探
14、究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系. 甲(1)他先保持沙和沙桶质量不变,改变小车的质量m,分别得到小车的加速度a与质量m及对应的质量的倒数1m,数据如下表.请在图乙坐标系中画出a-1m图线,并根据图线求出小车加速度a与质量倒数1m之间的关系式为.实验次数12345678小车加速度a/(ms-2)1.901.721.491.251.000.750.500.30小车的质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67质量的倒数1m/kg-14.003.453.032.502.001.411.000.60 乙 丙 (2)再保持小车质量不变,改变沙和沙桶质量,该同学根据
15、实验数据作出了加速度a随合力F的变化图线如图丙所示.该图线不通过原点的主要原因是 .解析:(1)根据表格数据用描点法作图,如图所示.由图分析可知,a=12m.(2)a-F图线表明对小车施加一个较小的力时,小车没有加速度,说明没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.答案:(1)见解析图.a=12m (2)没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足15.(10分)如图所示,A与B两滑块叠放在水平面上,用一水平绳将B系于竖直的墙面上,已知A与B所受的重力分别为GA=40 N,GB=20 N,B与A及A与水平面之间的动摩擦因数相同.当水平力F=20 N时,才能将A匀速拉出,为多大?(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)解析:A上
16、表面受的摩擦力为Ff1=GB,A下表面所受摩擦力为Ff2=(GA+GB),要使A物体被匀速拉出,必须满足F=Ff1+Ff2,代入数据得=0.25.答案:0.2516.(10分)水平传送带被广泛应用于车站、港口、工厂等.下图为一水平传送带的示意图,绷紧的传送带始终保持v0=2 m/s的恒定速率运行,一质量为m的工件无初速度地放在A处,传送带对工件的滑动摩擦力使工件开始做匀加速直线运动,若工件与传送带间的动摩擦因数为=0.2,A、B之间的距离为l=10 m,g取10 m/s2.求工件从A处运动到B处所用的时间.解析:设工件做匀加速运动的加速度为a,加速的时间为t1 ,加速运动的位移为x,根据牛顿第
17、二定律,有mg=ma,代入数据可得a=2 m/s2;工件加速运动的时间t1=v0a,代入数据可得t1=1 s;此过程工件发生的位移x=12at12,代入数据可得x=1 m;由于xl,所以工件与传送带同速时,工件没有滑离传送带.设工件随传送带匀速运动的时间为t2,则t2=l-xv0,代入数据可得t2=4.5 s;所以工件从A处运动到B处的总时间t=t1+t2=5.5 s.答案:5.5 s17.(12分)一物块以一定的初速度沿足够长的斜面向上滑动,其速度大小随时间的变化关系如图所示,g取10 m/s2,求:(1)物块上滑过程和下滑过程的加速度大小a1、a2;(2)物块向上滑行的最大距离x;(3)斜
18、面的倾角.解析:(1)物块上滑的加速度大小为a1=v1t1=40.5 m/s2=8 m/s2,物块下滑的加速度大小为a2=v2t2=2 m/s2.(2)由位移公式有x=12v0t1=1 m,即物块向上滑行的最大距离为1 m.(3)设物块质量为m,物块与斜面间的动摩擦因数为,则有ma1=mgsin +mgcos ,ma2=mgsin -mgcos ,解得=30.答案:(1)8 m/s22 m/s2(2)1 m(3)3018.(13分)甲车以10 m/s的速度在平直的公路上匀速行驶,在t=0时刻经过乙车身边,此时乙车的速度为2 m/s,加速度为0.2 m/s2.若甲、乙两车同向运动,乙车做匀加速直
19、线运动.(1)当乙车的速度多大时,乙车落后于甲车的距离最远?这个最远的距离是多大?(2)当乙车的速度多大时,乙车追上甲车?乙车追上甲车用多少时间?解析:(1)甲、乙速度相等时,乙落后甲最远,设速度相等时经过的时间为t,则v甲=v乙=v乙0 +at,t=v甲-v乙0a=10-20.2 s=40 s.在这段时间里,甲、乙的位移分别为x甲=v甲t=1040 m=400 m,x乙=v甲2-v乙022a=102-2220.2 m=240 m.最远的距离xmax=x甲-x乙=160 m.(2)设经过时间t乙车追上甲车,则位移关系为x甲=x乙,即v甲t=v乙0t+12at2,解得t=80 s,或t=0(不合题意,舍去).则乙车的速度为v=v乙0+at=2 m/s+0.280 m/s=18 m/s.答案:(1)10 m/s160 m(2)18 m/s80 s