人教版高中物理必修一全書綜合測評（解析版） 同步練習(xí)

人教版高一物理必修第一冊課堂同步精選練習(xí)全書綜合測評（解析版）一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，滿分40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一項(xiàng)符合題目要求，有的有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。)1.如圖是體育攝影中“追拍法”的成功之作，攝影師眼中清晰的運(yùn)動員是靜止的，而模糊的背景是運(yùn)動的，攝影師用自己的方式表達(dá)了運(yùn)動的美．請問攝影師選擇的參考系是()A．大地 B．太陽C．滑板運(yùn)動員 D．步行的人【答案】C【解析】“追拍法”是跟蹤運(yùn)動的物體，將運(yùn)動的物體看做是靜止的，該圖片是運(yùn)動的滑板運(yùn)動員被攝影師當(dāng)做靜止的，而用鏡頭跟蹤，所以參考系是滑板運(yùn)動員，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．在乒乓球比賽中，有一次某運(yùn)動員采用如圖所示的高拋發(fā)球，他緊貼臺面將球向上拋出，球豎直上升1.5m后下落，在距離臺面0.3m處被球拍擊中，則在這一過程中，乒乓球經(jīng)過的路程和位移大小分別為()A．1.5m,0.3m B．2.7m，0.3mC．2.7m,1.8m D．1.8m,0.3m【答案】B【解析】路程是指物體所經(jīng)過的路徑的長度．乒乓球經(jīng)過的路程是運(yùn)動軌跡的長度，所以是2.7m．位移是指從初位置到末位置的有向線段，位移的大小只與初、末位置有關(guān)，與經(jīng)過的路徑無關(guān)，所以乒乓球的位移是0.3m.如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時(shí)，其上的遮光條將光遮住，電子計(jì)時(shí)器可自動記錄遮光時(shí)間Δt.測得遮光條的寬度為Δx，用eq\f(Δx,Δt)近似代表滑塊通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度．為使eq\f(Δx,Δt)更接近瞬時(shí)速度，正確的措施是()A．換用寬度更窄的遮光條B．提高測量遮光條寬度的精確度C．使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門D．增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角【答案】A【解析】瞬時(shí)速度表示運(yùn)動物體在某一時(shí)刻(或經(jīng)過某一位置)的速度，當(dāng)Δt→0時(shí)，eq\f(Δx,Δt)可看成物體的瞬時(shí)速度，Δx越小，Δt也就越小，A項(xiàng)正確；提高測量遮光條寬度的精確度，不能減小Δt，B項(xiàng)錯(cuò)誤；使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門，滑塊通過光電門的速度更小，時(shí)間更長，C項(xiàng)錯(cuò)誤；增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角并不一定能使eq\f(Δx,Δt)更接近瞬時(shí)速度，D項(xiàng)錯(cuò)誤．4.關(guān)于加速度和速度的關(guān)系，下述運(yùn)動中不可能出現(xiàn)的是()A．物體的加速度增大，速度反而減小B．物體的加速度減小，速度反而增大C．物體的速度為零時(shí)，加速度卻不為零D．物體的加速度不為零且始終不變，速度也始終不變【答案】D【解析】加速度和速度均為矢量，當(dāng)加速度的方向與速度方向相同時(shí)，速度是增大的；當(dāng)加速度的方向與速度方向相反時(shí)，速度是減小的，速度變大或變小與加速度的變大或變小沒有關(guān)系，故A、B不符合題意；當(dāng)速度為零時(shí)，加速度可能為零，也可能不為零，故C不符合題意；加速度是描述速度變化快慢的物理量，有加速度，物體的速度一定發(fā)生變化，故D符合題意．5.(多選)在一次救災(zāi)活動中，一輛救災(zāi)汽車由靜止開始做勻變速直線運(yùn)動，剛運(yùn)動了8s，由于前方突然有巨石滾下，堵在路中央，所以又緊急剎車，勻減速運(yùn)動經(jīng)4s停在巨石前．則關(guān)于汽車的運(yùn)動情況，下列說法正確的是()A．加速、減速中的加速度大小之比a1∶a2＝2∶1B．加速、減速中的平均速度大小之比eq\x\to(v)1∶eq\x\to(v)2＝1∶1C．加速、減速中的位移之比x1∶x2＝2∶1D．加速、減速中的加速度大小之比a1∶a2≠1∶2【答案】BC【解析】汽車先做勻加速直線運(yùn)動達(dá)到最大速度vm后又做勻減速直線運(yùn)動，故兩次的平均速度之比eq\x\to(v)1∶eq\x\to(v)2＝eq\f(vm,2)∶eq\f(vm,2)＝1∶1，所以選項(xiàng)B正確；根據(jù)a＝eq\f(vm,t)可知，兩次加速度大小之比為1∶2，所以選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；根據(jù)x＝eq\x\to(v)t可知，兩次位移之比為2∶1，所以選項(xiàng)C正確．甲、乙兩物體從同一地點(diǎn)開始沿同一方向運(yùn)動，其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示．圖中t2＝eq\f(t4,2)，兩段曲線均為四分之一圓弧，則下列說法正確的是()A．兩物體在t1時(shí)刻加速度相同B．兩物體在t2時(shí)刻運(yùn)動方向均改變C．兩物體在t3時(shí)刻相距最遠(yuǎn)，t4時(shí)刻相遇D．0～t4時(shí)間內(nèi)甲物體的平均速度大于乙物體的平均速度【答案】C【解析】因兩段曲線均為四分之一圓弧，由題圖知在t1時(shí)刻曲線的切線斜率的絕對值與直線斜率相等，即兩者加速度大小相等，但方向相反，A項(xiàng)錯(cuò)誤；兩物體均做單方向的直線運(yùn)動，B項(xiàng)錯(cuò)誤；甲先做勻加速運(yùn)動再做勻減速運(yùn)動，乙先做加速度減小的減速運(yùn)動，再做加速度減小的加速運(yùn)動，在t3時(shí)刻，兩物體相距最遠(yuǎn)，兩物體在0～t4時(shí)間內(nèi)圖線與t軸所圍面積相等，即兩物體在t4時(shí)刻相遇，在0～t4時(shí)間內(nèi)的平均速度相同，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．如圖所示,在光滑地面上,水平外力F拉動小車和木塊一起做無相對滑動的加速運(yùn)動。小車質(zhì)量是M,木塊質(zhì)量是m,力大小是F,加速度大小是a,木塊和小車之間動摩擦因數(shù)是μ。則在這個(gè)過程中,木塊受到的摩擦力大小是()A.μmg B.mFM+m【答案】B【解析】以小車和木塊組成的整體為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律知,a=FM+m,以木塊為研究對象,摩擦力Ff(多選)擁堵已成為現(xiàn)代都市的一大通病，發(fā)展“空中軌道列車”(簡稱空軌，如圖所示)是緩解交通壓力的重要舉措．假如某空軌從甲站沿直線運(yùn)動到乙站，為了使旅客舒適，其加速度不能超過2.5m/s2，行駛的速度不能超過50m/s.已知甲、乙兩站之間的距離為2.5km，下列說法正確的是()A．空軌從靜止開始加速到最大速度的最短時(shí)間為25sB．空軌從最大速度開始剎車到停下來運(yùn)動的最小位移為500mC．從甲站運(yùn)動到乙站的最短時(shí)間為70sD．從甲站運(yùn)動到乙站的最大平均速度為25m/s【答案】BC【解析】空軌從靜止開始以最大加速度加速到最大速度時(shí)所用時(shí)間最短，則最短時(shí)間為t1＝eq\f(vmax,amax)＝20s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；以最大加速度剎車時(shí)，空軌從最大速度開始剎車到停下來運(yùn)動的位移最小，由veq\o\al(2,max)＝2amaxx解得最小位移為x＝500m，選項(xiàng)B正確；以最大加速度加速到最大速度，然后以最大速度勻速運(yùn)動，再以最大加速度剎車時(shí)，空軌從甲站到乙站的運(yùn)動時(shí)間最短，且剎車時(shí)間與加速時(shí)間相等，等于t1，兩段時(shí)間對應(yīng)的位移相等，等于x，勻速運(yùn)動時(shí)間為t2＝eq\f(2500m－2x,vmax)＝30s，所以最短時(shí)間為t＝2t1＋t2＝70s，選項(xiàng)C正確；從甲站運(yùn)動到乙站的最大平均速度為eq\o(v,\s\up6(－))＝eq\f(2500,70)m/s＝35.7m/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．9.如圖所示，一物塊在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線運(yùn)動．若保持F的大小不變，而方向與水平面成60°角，物塊也恰好做勻速直線運(yùn)動．物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為()A．2－eq\r(3)B.eq\f(\r(3),6)C.eq\f(\r(3),3) D.eq\f(\r(3),2)【答案】C【解析】解法一：設(shè)物塊的質(zhì)量為m，據(jù)平衡條件及摩擦力公式有拉力F水平時(shí)，F(xiàn)＝μmg①拉力F與水平面成60°角時(shí)，F(xiàn)cos60°＝μ(mg－Fsin60°)②聯(lián)立①②式解得μ＝eq\f(\r(3),3).故選C.解法二：受力變化時(shí)，物塊和桌面間的動摩擦因數(shù)不變，不妨假設(shè)摩擦力和支持力的合力方向與支持力的夾角為θ，則有tanθ＝eq\f(f,FN)＝μ，因μ不變，故θ角不變，即F與mg的合力方向不變．由圖可知，當(dāng)F由水平變?yōu)榕c水平面夾角為60°時(shí)，F(xiàn)大小不變，θ＝30°，再由μ＝tanθ得μ＝tan30°＝eq\f(\r(3),3)，選項(xiàng)C正確．10.刀、斧、鑿等切削工具的刃部叫做劈，如圖是斧頭劈木柴的示意圖．劈的縱截面是一個(gè)等腰三角形，使用劈的時(shí)候，垂直劈背加一個(gè)力F，這個(gè)力產(chǎn)生兩個(gè)作用效果，使劈的兩個(gè)側(cè)面推壓木柴，把木柴劈開．設(shè)劈背的寬度為d，劈的側(cè)面長為l，不計(jì)斧頭的自身重力，則劈的側(cè)面推壓木柴的力約為()A.eq\f(d,l)FB.eq\f(l,d)FC.eq\f(l,2d)F D.eq\f(d,2l)F【答案】B【解析】斧頭劈木柴時(shí)，設(shè)兩側(cè)面推壓木柴的力分別為F1、F2且F1＝F2，利用幾何三角形與力的三角形相似有eq\f(d,F)＝eq\f(l,F1)，得推壓木柴的力F1＝F2＝eq\f(l,d)F，所以B正確，A、C、D錯(cuò)誤．二、非選擇題(本題共6個(gè)小題,滿分55分。)10.(8分)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律．主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：a．安裝好實(shí)驗(yàn)器材，接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運(yùn)動，重復(fù)幾次．b．選出一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)O(t＝0)，然后每隔相同的時(shí)間間隔T，選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖2中A、B、C、D、E、F、…所示．c．通過測量、計(jì)算可以得到在打A、B、C、D、E、…點(diǎn)時(shí)小車的速度，分別記作v1、v2、v3、v4、v5、….D．以速度v為縱軸、時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖3所示．圖3結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請你完成下列任務(wù)：(1)在下列儀器和器材中，還需要使用的有________和________(填選項(xiàng)前的字母)．A．電壓合適的50Hz交流電源B．電壓可調(diào)的直流電源C．刻度尺D．秒表E．天平(含砝碼)(2)在圖3中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、D、E對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)．請?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)C對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出v-t圖象．(3)觀察v-t圖象，可以判斷小車做勻變速直線運(yùn)動，其依據(jù)是________．v-t圖象斜率的物理意義是________．(4)描繪v-t圖象前，還不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動．用平均速度eq\f(Δx,Δt)表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從理論上講，對Δt的要求是________(填“越小越好”或“與大小無關(guān)”)；從實(shí)驗(yàn)的角度看，選取的Δx大小與速度測量的誤差________(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)．【答案】(1)AC(2)如解析圖所示(3)小車的速度隨時(shí)間均勻變化加速度(4)越小越好有關(guān)【解析】(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，故選A，不選B；相鄰打點(diǎn)間的時(shí)間是已知的，故不選D；計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離需要用刻度尺測量，故選C；由于不需要知道小車和重物的質(zhì)量，故不需要天平(含砝碼)，故不選E.(2)連線時(shí)要讓盡量多的點(diǎn)在一條直線上．(3)可以依據(jù)v-t圖象是傾斜的直線(斜率一定)，即小車的速度隨時(shí)間均勻變化，判斷出小車做勻變速直線運(yùn)動；v-t圖象的斜率表示加速度．(4)嚴(yán)格地講，eq\f(Δx,Δt)表示的是Δt內(nèi)的平均速度，只有當(dāng)Δt趨近于0時(shí)，eq\f(Δx,Δt)才表示瞬時(shí)速度，因此若用eq\f(Δx,Δt)表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，對Δt的要求是越小越好；從實(shí)驗(yàn)的角度看，選取的Δx越小，用eq\f(Δx,Δt)計(jì)算得到的平均速度越接近計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，但Δx過小，測量誤差增大，因此選取的Δx大小與速度測量的誤差有關(guān)．11.(6分)(1)某次研究彈簧所受彈力F與彈簧長度L的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)得到如圖甲所示的F-L的圖象．由圖象可知：彈簧原長L0＝________cm，由此求得彈簧的勁度系數(shù)k＝________N/m.(2)如圖乙的方式掛上鉤碼(已知每個(gè)鉤碼重G＝1N)，使(1)中研究的彈簧壓縮，穩(wěn)定后指針指示如圖乙，則指針?biāo)缚潭瘸呤緮?shù)為________cm.由此可推測圖乙中所掛鉤碼的個(gè)數(shù)________個(gè)．【答案】(1)3.0200(2)1.503【解析】(1)由題圖甲可知，彈簧原長L0＝3.0cm.由胡克定律F＝kx得k＝eq\f(F,x)＝eq\f(12N,0.09m－0.03m)＝200N/m.(2)由題圖乙可知，指針?biāo)缚潭瘸呤緮?shù)為L＝1.50cm.設(shè)鉤碼個(gè)數(shù)為n，由胡克定律得nG＝k(L0－L)，解得n＝eq\f(kL0－L,G)＝eq\f(200N/m×0.03m－0.015m,1N)＝3.12.(10分)為提高冰球運(yùn)動員的加速能力，教練員在冰面上與起跑線相距s0和s1(s1<s0)處分別放置一個(gè)擋板和一面小旗，如圖所示．訓(xùn)練時(shí)，讓運(yùn)動員和冰球都位于起跑線上，教練員將冰球以速度v0擊出，使冰球在冰面上沿垂直于起跑線的方向滑向擋板；冰球被擊出的同時(shí)，運(yùn)動員垂直于起跑線從靜止出發(fā)滑向小旗．訓(xùn)練要求當(dāng)冰球到達(dá)擋板時(shí)，運(yùn)動員至少到達(dá)小旗處．假定運(yùn)動員在滑行過程中做勻加速運(yùn)動，冰球到達(dá)擋板時(shí)的速度為v1.重力加速度大小為g.求：(1)冰球與冰面之間的動摩擦因數(shù)；(2)滿足訓(xùn)練要求的運(yùn)動員的最小加速度．【答案】(1)eq\f(v\o\al(2,0)－v\o\al(2,1),2gs0)(2)eq\f(v0＋v12s1,2s\o\al(2,0))【解析】(1)對冰球分析，根據(jù)速度位移公式得veq\o\al(2,1)－veq\o\al(2,0)＝2as0根據(jù)牛頓第二定律得a＝－μg聯(lián)立得μ＝eq\f(v\o\al(2,0)－v\o\al(2,1),2gs0).(2)抓住兩者運(yùn)動時(shí)間相等列式．eq\f(s0,\f(v0＋v1,2))＝eq\f(s1,\f(v2,2))①amin＝eq\f(v\o\al(2,2),2s1)②聯(lián)立①②得amin＝eq\f(v0＋v12s1,2s\o\al(2,0)).13.(12分)如圖所示，一彈簧一端固定在傾角為θ＝37°的光滑固定斜面的底端，另一端拴住質(zhì)量為m1＝6kg的物體P，Q為一質(zhì)量為m2＝10kg的物體，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，勁度系數(shù)k＝600N/m，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)給物體Q施加一個(gè)方向沿斜面向上的力F，使它從靜止開始沿斜面向上做勻加速運(yùn)動，已知在前0.2s時(shí)間內(nèi)，F(xiàn)為變力，0.2s以后F為恒力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2.求：(1)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，彈簧的壓縮量x0；(2)物體Q從靜止開始沿斜面向上做勻加速運(yùn)動的加速度a的大小；(3)力F的最大值與最小值．【答案】(1)0.16m(2)eq\f(10,3)m/s2(3)eq\f(280,3)Neq\f(160,3)N【解析】(1)對整體受力分析，平行斜面方向有(m1＋m2)gsinθ＝kx0解得x0＝0.16m.(2)前0.2s時(shí)間內(nèi)F為變力，之后為恒力，則0.2s時(shí)刻兩物體分離，此時(shí)P、Q之間的彈力為零且加速度大小相等，設(shè)此時(shí)彈簧的壓縮量為x1對物體P，由牛頓第二定律得kx1－m1gsinθ＝m1a前0.2s時(shí)間內(nèi)兩物體的位移x0－x1＝eq\f(1,2)at2聯(lián)立解得a＝eq\f(10,3)m/s2.(3)對兩物體受力分析知，開始運(yùn)動時(shí)拉力最小，分離時(shí)拉力最大Fmin＝(m1＋m2)a＝eq\f(160,3)N對Q應(yīng)用牛頓第二定律得Fmax－m2gsinθ＝m2a解得Fmax＝m2(gsinθ＋a)＝eq\f(280,3)N.14.(12分)隨著科技的發(fā)展，未來的航空母艦上將安裝電磁彈射器以縮短飛機(jī)的起飛距離．如圖所示，航空母艦的水平跑道總長l＝180m，其中電磁彈射區(qū)的長度為l1＝120m，在該區(qū)域安裝有直線電機(jī)，該電機(jī)可從頭至尾提供一個(gè)恒定的牽引力F牽．一架質(zhì)量為m＝2.0×104kg的飛機(jī)，其噴氣式發(fā)動機(jī)可以提供恒定的推力F推＝1.2×105N．假設(shè)在電磁彈射階段的平均阻力為飛機(jī)重力的0.05倍，在后一階段的平均阻力為飛機(jī)重力的0.2倍．已知飛機(jī)可看做質(zhì)量恒定的質(zhì)點(diǎn)，離艦起飛速度v＝120m/s，航空母艦處于靜止?fàn)顟B(tài)，求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，取g＝10m/s2)(1)飛機(jī)在后一階段的加速度大?。?2)飛機(jī)在電磁彈射區(qū)的加速度大小和電磁彈射器的牽引力F牽的大?。敬鸢浮?1)4.0m/s2(2)58m/s21.1×106N【解析】(1)飛機(jī)在后一階段受到阻力和發(fā)動機(jī)提供的推力作用，做勻加速直線運(yùn)動，設(shè)加速度為a2，此過程中的平