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模块综合测评
(分值:100分)
1.(4分)(2020·北大附属实验学校高一上月考)为提高百米赛跑运动员的成绩,教练员分析了运动员跑百米全程的录像带,测得运动员在前7 s跑了49 m,7 s末到7.1 s末跑了0.92 m,共用10 s。下列说法中正确的是 ( )
A.运动员在百米全过程的平均速度是7 m/s
B.运动员在前7 s的平均速度是10 m/s
C.运动员在7 s末的瞬时速度约为9.2 m/s
D.根据本题已知条件,无法判断运动员在7 s末的瞬时速度
C [运动员全程平均速度v=eq \f(x,t)=eq \f(100,10) m/s=10 m/s,A错误;运动员在前7 s的平均速度v′=eq \f(x′,t′)=eq \f(49,7) m/s=7 m/s,B错误;7~7.1 s内的平均速度v″=eq \f(x″,t″)=eq \f(0.92,0.1) m/s=9.2 m/s,因时间变化只有0.1 s,故此平均速度可视为7 s末的瞬时速度,C正确,D错误。]
2.(4分)某质点沿直线运动,其速度—时间图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.在0~6 s内,质点做匀变速直线运动
B.在6~10 s内,质点处于静止状态
C.在t=4 s前后,质点运动方向发生改变
D.在t=12 s时,质点的加速度大小为1 m/s2
D [在速度—时间图像中,图像的斜率表示加速度,知在0~6 s内,质点的加速度发生了改变,做的是非匀变速直线运动,故A错误;在6~10 s内,质点做速度为4 m/s的匀速直线运动,故B错误;在t=4 s前后,质点的速度均为正,运动方向没有发生改变,故C错误;在t=12 s时,质点的加速度大小为:a=eq \f(|Δv|,Δt)=eq \f(4,4) m/s2=1 m/s2,故D正确。]
3.(4分)(2020·常熟高一检测)明朝谢肇淛的《五杂组》中记载:“……姑苏虎丘寺塔倾侧,议欲正之,非万缗不可,一游僧见之曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间缓慢敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力为FN,(木楔重力、木楔与砖缝间的摩擦力不计)则有 ( )
A.FN=eq \f(F,2sin \f(θ,2)) B.FN=eq \f(F,2)sin eq \f(θ,2)
C.FN=eq \f(F,sin θ) D.FN=Fsin θ
A [选木楔为研究对象,木楔受到的力有:水平向左的F和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力,由于木楔处于平衡状态,所以两侧给木楔的垂直斜面的弹力与F沿两侧分解的力是相等的,力F的分解如图。
则F=F1cos(90°-eq \f(θ,2))+F2cos(90°-eq \f(θ,2))
=2F1cos(90°-eq \f(θ,2))=2F1sin eq \f(θ,2)
FN=F1
故得FN=eq \f(F,2sin \f(θ,2)),故A正确,B、C、D错误。]
4.(4分)如图所示,一小铁球用轻弹簧和轻绳悬挂处于静止状态,弹簧与水平方向成60°角,轻绳与竖直方向成60°角,重力加速度为g,则( )
A.弹簧和轻绳的拉力之比为1∶2
B.弹簧和轻绳的拉力之比为eq \r(3)∶1
C.若剪断轻绳,则剪断瞬间小球的加速度为eq \f(g,4)
D.若剪断轻绳,则剪断瞬间小球的加速度为g
B [装置静止时,以小球为研究对象,分析受力情况,小球受重力mg、轻绳的拉力T和弹簧的拉力F,由平衡条件知T与F的合力与mg等大反向,如图,则得eq \f(F,T)=tan 60°=eq \r(3),即弹簧和轻绳的拉力之比为eq \r(3)∶1,故A错误,B正确;由上得T=mgsin 30°=eq \f(1,2)mg,若剪断轻绳,弹簧的弹力来不及变化,F和mg的合力与原来的T等大反向,所以剪断轻绳瞬间小球的合力大小等于T,加速度a=eq \f(T,m)=eq \f(g,2),故C、D错误。]
5.(4分)如图所示,用与竖直方向成θ角(θ<45°)的倾斜轻绳a和水平轻绳b共同固定一个小球,这时轻绳b的拉力为F1,现保持小球在原位置不动,使轻绳b在原竖直平面内逆时针转过θ角固定,轻绳b的拉力为F2,再逆时针转过θ角固定,轻绳b的拉力为F3,则( )
A.F1=F3>F2 B.F1<F2<F3
C.F1=F3<F2 D.轻绳a的拉力增大
A [轻绳b处在三个不同位置时,小球均处于平衡状态;对小球受力分析并根据平衡条件可知,它受到的三个力可以构成矢量三角形,如图所示,根据几何关系可知,F2垂直于轻绳a对小球的拉力最小,所以F1=F3>F2,而轻绳a的拉力T逐渐
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