湖南省长沙市第一中学2020学年高二物理下学期模块性检测试题（含解析）

湖南省长沙市第一中学2020学年高二物理下学期模块性检测试题（含解析）

长沙市第一中学2020上学年高二模块性检测考试物理 ‎ 一、单选题：共8个小题，每小题4分，在每小题的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。‎ ‎1. 质点做直线运动的v-t图像如图所示，规定向右为正方向，则该质点在前8s内平均速度的大小和方向分别为 （ ）‎ A. 0.25m/s 向右 B. 0.25m/s 向左 C. 1m/s 向右 D. 1m/s 向左 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：由图可知，前8s的总位移s=×3×2-×5×2=-2m；则平均速度；‎ 负号说明物体的平均速度向左；故选B。‎ 考点：v-t图像；平均速度 ‎【名师点睛】本题考查图象面积的含义，注意若图象在上方则面积为正，若图象在下方，则面积为负，根据数学方法再求得总位移，若为正则位移沿正方向，若为负位移沿负方向。‎ ‎2. 线圈ab中的电流如图所示，设电流从a到b为正方向，那么在0~t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，从左向右看，它的方向是(     )‎ A. 顺时针 B. 逆时针 C. 先顺时针后逆时针 D. 先逆时针后顺时针 ‎【答案】A ‎【解析】试题分析：根据题意可知，设电流从a到b为正方向，当电流是从a流向b，由右手螺旋定则可知，线圈B的磁场水平向右，由于电流的减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，线圈B的感应电流顺时针（从左向右看）．当电流是从b流向a，由右手螺旋定则可知，线圈B的磁场水平向左，当电流增大，则磁通量变大，根据楞次定律可得，所以感应电流顺时针（从左向右看）．故电流方向不变，所以A正确，BCD错误；故选A。‎ 考点：楞次定律 ‎【名师点睛】考查右手螺旋定则、楞次定律、左手定则等应用，根据右手螺旋定则可知，螺线管内部磁场的方向，并由电流与时间的变化，从而确定穿过线圈B的磁通量的变化，最后根据楞次定律来确定感应电流的方向，并由左手定则来确定安培力的方向；注意根据电势差来确定电流的方向，同时要会区别左手定则与右手定则。‎ ‎3. 如图所示是物体在某段运动过程中的v—t图象,在t1和t2时刻的瞬时速度分别为v1和v2,则时间由t1到t2的过程中 ( )‎ A. 加速度增大 B. 平均速度v >‎ C. 平均速度v=‎ D. 平均速度v <‎ ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：匀变速直线运动图象应用为高考必考点，图象的截距、斜率、面积及交点的意义常为解题的关键，如本题中直线斜率在变化，因此是变速运动，同时由图象可知速度方向始终不变因此为直线运动，同时注意公式的适用条件．‎ v-t图象的斜率值表示加速度，若为曲线则曲线的切线的斜率值反应加速度的大小，到斜率值变小，故加速度不断变小，故A错误；平均速度的适用公式仅适用于匀变速直线运动中，本题中若在图象上做过的直线，则表示该直线运动的平均速度，根据面积表示位移大小可知平均速度，故BC错误D正确．‎ ‎4. 关于分子的热运动，下述正确的是（ ）‎ A. 分子的热运动就是布朗运动 B. 布朗运动是悬浮在液体中的微粒的无规则运动，它反映液体分子的无规则运动 C. 温度越高，悬浮微粒越大，布朗运动越激烈 D. 物体的速度越大，内部分子的热运动越激烈 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析：布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，故A错误，B正确．温度越高，布朗运动越激烈，悬浮微粒越小，布朗运动越激烈，故C错误．物体的速度是宏观量，而分子的热运动是微观量，它们之间没有关系，故D错误．故选B。‎ 考点：布朗运动 ‎【名师点睛】布朗运动是悬浮在液体当中的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则热运动的反映，温度越高，悬浮微粒越小，布朗运动越激烈；物体的速度和分子的热运动一个是宏观物理量，一个是微观物理量，没有直接的关系．‎ ‎5. 关于物体分子间的引力和斥力，下列说法正确的是（ ）‎ A. 当物体被压缩时，斥力增大，引力减小 B. 当物体被拉伸时，斥力减小，引力增大 C. 当物体被压缩时，斥力和引力均增大 D. 当物体被拉伸时，斥力和引力均增大。‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：依据分子力随距离的变化图可知，引力和斥力都随距离的减小而增大，随距离的增大而减小．当物体被压缩时，斥力和引力均增大，故A错误，C正确．当物体被拉伸时，斥力和引力均减小，故BD错误．故选C．‎ 考点：分子力 ‎【名师点睛】本题关键掌握分子力随距离的变化图象，依据分子力随距离的变化图可知，引力和斥力都随距离的减小而增大，随距离的增大而减小．此题是基础题．‎ ‎6. 在密闭的四壁绝热的房间里，使房里长期没工作的电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，经过一段较长时间之后（ ）‎ A. 房间内的温度将降低 B. 房间内的温度将不变 C. 房间内的温度将升高 D. 无法判断房间内温度的变化 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：冰箱只是把冰箱内的热量移到外面，但在绝热的密封舱中，冰箱门打开，整个房间内的热量应该是不变的，由于整个过程中只有电在做功，产生焦耳热，电能转化为内能，根据能量守恒可知室内温度升高了．故ABD错误，C正确，故选C．‎ 考点：能量守恒定律 ‎【名师点睛】掌握物态变化及物态变化时吸热与放热的情况是解题的关键，冰箱、空调等温控设备在调节局部空间温度时，要消耗电能，电能最终转化为内能，使环境温度升高。‎ ‎7. 一定质量的理想气体在状态变化的过程中，气体分子的平均动能始终不变，则在这过程中（ ）‎ A. 气体既不吸热，也不放热 B. 气体对外界不做功 C. 气体的内能不改变 D. 气体的压强和体积以相同比例减小 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：气体分子的平均动能始终不变，说明是恒温过程，理想气体的内能由温度决定，所以内能不变；温度不变时，根据理想气体状态方程知压强和体积成反比；改变内能的方式有做功和热传递，在此无法判断做功和吸放热情况．故选C．‎ 考点：热力学第一定律 ‎【名师点睛】解答此题要知道：温度是分子平均动能的标志，温度不变平均动能不变，改变内能的方式有做功和热传递，满足热力学第一定律△E=W+Q。‎ ‎8. 一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是（ ）‎ A. 物体机械能不变，内能也不变 B. 物体机械能减小，内能不变 C. 物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量减小 D. 物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量不变 ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：物体沿粗糙的斜面匀速下滑的过程中：速度不变，物体动能不变，高度减小，势能减小；物体下滑，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故内能增大，机械能减小．根据能量守恒定律：机械能与内能总量不变，故D正确，ABC错误。‎ 考点：能量守恒定律 二.多选题：本题共4小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目 ‎9. 封闭在气缸内一定质量的理想气体由状态A变到状态D，其体 积V 与热力学温度关T系如图所示，该气体的摩尔质量为M，状态A的体积为V0，温度为T0，O、A、D三点在同一直线上，阿伏伽德罗常数为NA。由状态A变到状态D过程中 （ ）‎ A. 气体从外界吸收热量，内能增加 B. 气体体积增大，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减少 C. 气体温度升高，每个气体分子的动能都会增大 D. 气体的密度不变 ‎【答案】AB ‎【解析】试题分析：A点和D点在过原点的连线上，说明气体由A到D压强不变，体积增大，密度减小，气体对外做功，温度升高气体的平均动能增加，内能增加，故需要吸热，故AB正确，CD错误．故选AB．‎ 考点：V-T图线 ‎【名师点睛】此题考查分子动理论和V-T图象的应用，要求学生知道分子动理论的内容，根据图象知道AD两点在同一等压线上，结合分子动理论内容进行分析。‎ ‎10. 如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω， A、V为理想电流表和电压表.若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是(      )‎ A. 电流表的示数为2 A B. 原.副线圈匝数比为1∶2‎ C. 电压表的示数为电压的有效值 D. 原线圈中交变电压的频率为100 Hz ‎【答案】AC ‎【解析】试题分析：根据图象可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比即可求得结论．‎ 由图可知，原线圈输入的电压的有效值为，电压表的示数为110V，即为副线圈两端电压，根据电压与匝数成正比可得匝数比为2：1，根据电路图可知，电阻R的电压为110V，电阻为55Ω，所以电阻R的电流，故A错误；故B错误；电压表、电流表等的读数都是有效值，C正确；经过变压器前后电压的频率是不变的，根据图象可知，输出电压的频率为，所以原线圈中交变电压的频率也为50Hz，故D错误．‎ ‎11. 一辆汽车由静止开始做匀加速直线运动，经时间t，速度达到v，立即刹车做匀减速直线运动，又经2t停止，则汽车在加速阶段与减速阶段 （ ）‎ A. 速度变化量的大小相等 B. 加速度的方向相同 C. 加速度的大小相等 D. 加速阶段速度变化快 ‎【答案】AD 考点：加速度 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的速度时间公式，抓住速度变化量相同，根据速度时间公式比较加速度的大小，从而比较速度变化的快慢；能灵活运用，注意公式的矢量性。‎ ‎12. 如图所示，在光滑的斜面上放置3个相同的小球(可视为质点)，小球1、2、3距斜面底端A点距离分别为x1、x2、x3，现将它们分别从静止释放，到达A点的时间分别为t1、t2、t3，斜面的倾角为θ.则下列说法正确的是(　 　)‎ A. ＝＝ B. ＞＞‎ C. ＝＝ D. 若θ增大，则的值减小 ‎【答案】BC ‎【解析】小球在光滑斜面上释放时均做加速度大小为gsinθ匀加速运动，加速度相同，由位移公式，得，故A错误C正确；某段时间内的平均速度，因为三个小球到达底端的速度，可知平均速度，所以，故B正确；根据得，，变大，则的值增大，故D错误．‎ 第Ⅱ卷（非选择题 共52分）‎ 要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ 三、实验题：本题共2小题，共12分。‎ ‎13. 如图，用光电门等器材验证机械能守恒定律。直径为d、质量为m的金属小球由A处静止释放，下落过程中经过A处正下方的B处固定的光电门，测得A、B的距离为H(H>>d)，光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则 ‎（1）小球通过光电门B时的速度表达式____________________；（用题中所给物理量表示）‎ ‎（2）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图像如图所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球直径d满足以下表达式时，可判断小球下落过程中机械能_____________ (选填“守恒”、“不守恒”)；‎ ‎（3）实验中发现动能增加量△EK总是小于重力势能减少量△EP，增加下落高度后，‎ ‎△EP－△EK将________________________ （选填“增加”、“减小”或“不变”）。‎ ‎【答案】 (1). (2). 守恒 (3). 增加 ‎【解析】试题分析：（1）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球通过光电门B的速度表达式．（2）若小球的机械能守恒，则重力势能的减小量等于动能的增加量．（3）高度越大，阻力做功越多，重力势能的减小量和动能的增加量之差越大．‎ ‎（1）极短时间内的平均速度等于瞬时速度，则小球通过光电门B的速度表达式；‎ ‎（2）若小球下落过程中机械能守恒，则，整理得，．‎ ‎（3）由于该过程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多；故增加下落高度后，则将增大；‎ ‎14. 小强同学利用图示器材探究电路规律：‎ ‎（1）断开电键S，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆档，此时读数为20Ω，此时测得的是_______的阻值；‎ ‎（2）将旋转开关指向直流电流档（理想电流表），闭合电键S，将滑片从最左端缓慢移动到最右端，发现该过程中读数最大为320mA，则移动过程中读数变化情况是（________）‎ A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先减小后增大 D．先增大后减小 ‎（3）将旋转开关指向直流电压档（理想电压表），闭合电键S后移动滑动头，发现该过程中电表读数最大为1.2V，结合前两问条件可知，该电源电动势为________V。（结果保留两位小数）‎ ‎【答案】 (1). 滑动变阻器总电阻 (2). A (3). 1.48V ‎【解析】试题分析：（1）断开电键S，旋转选择开关，使其尖端对准欧姆档，由图知，此时欧姆档测量滑动变阻器总电阻。‎ ‎（2）将旋转开关指向直流电流档，闭合电键S，将滑片从最左端缓慢移动到最右端的过程中，变阻器滑片两侧的电阻并联，总电阻先增大后减小，则总电流先减小后增大．滑片从最右端移至中点的过程中，变阻器并联电阻增大，并联电压增大，而滑片右侧电阻减小，所以直流电流档的读数增大．滑片从中点移至最右端的过程中，电路的总电流增大，通过变阻器左侧电阻的电流减小，所以直流电流档的读数增大，故A正确。‎ ‎（3）将旋转开关指向直流电流档，闭合电键S时，读数最大时，由闭合电路欧姆定律得：‎ ‎，将旋转开关指向直流电压档，读数最大时，由闭合电路欧姆定律得：，联立解得。‎ 考点：闭合电路的欧姆定律 ‎【名师点睛】解决本题的关键要明确电路的结构，知道变阻器两侧电阻并联，当滑片位于中点时并联电阻最大．运用闭合电路欧姆定律求电源的电动势是常用的思路，要能熟练运用。‎ 四、计算题：‎ ‎15. 某轿车发动机的最大功率为60 kW，汽车满载质量为1200 kg，在平直路面满载时最大行驶速度是50m/s。当汽车在水平路面上行驶时：(g取10 m/s2)‎ ‎（1）汽车所受阻力与车重的比值是多少？‎ ‎（2）若汽车从静止开始，以1.0 m/s2的加速度做匀加速运动，则这一过程能维持多长时间？‎ ‎【答案】（1）k=0.1（2）t=25 s ‎【解析】试题分析：（1）当汽车的牵引力等于阻力时，匀速运动，汽车在路面上行驶的速度最大 由得，，受阻力与车重的比值是。‎ ‎（2）由牛顿第二定律可知，，匀加速达到最大速度为，，匀加速运动时间为，。‎ 考点：功率、平均功率和瞬时功率 ‎【名师点睛】解决本题的关键掌握发动机功率与牵引力和速度的关系，知道在平直路面上牵引力与阻力相等时，速度最大。‎ ‎16. 已知带正电的粒子在如图所示的电场中运动，图中E0大小未知。在t=0时刻释放该粒子，粒子仅受电场力的作用开始运动，已知在t=0到t=时间内粒子的位移为L。求在t=0到t=T的时间间隔内：‎ ‎（1）粒子的速度变化量；‎ ‎（2）粒子沿负方向运动的时间有多长？‎ ‎（3）粒子的位移。‎ ‎【答案】 （1）0（2）（3）‎ ‎【解析】试题分析：粒子在、、、‎ 时间间隔内做匀变速运动，设加速度大小分别为，由牛顿第二定律得、、、，由此得带电粒子在时间间隔内运动的图象如图 （a）所示，对应的图象如图（b）所示，故粒子时而沿正方向运动，时而；‎ 由图象可以知道，在到的时间内速度变化量；沿负方向运动时间为，整个过程中总位移为时间位移的2倍，即。‎ 考点：带电粒子在电场中的运动 ‎【名师点睛】本题考查带电粒子在电场中的运动，要注意明确各过程中粒子的受力情况，从而由牛顿第二定律分析物体的运动情况。‎ ‎17. 如图所示，交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长ab=cd=50cm，bc=ad=30cm，匝数n=100，线圈的总电阻r=10Ω，线圈位于磁感应强度B=0.050T的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向平行。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R=90Ω的定值电阻连接。现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴OOˊ以角速度ω＝400rad/s匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。求：‎ ‎（1）线圈中感应电流的最大值；‎ ‎（2）线圈转动过程中电阻R的发热功率；‎ ‎（3）从线圈经过图示位置开始计时，经过周期时间通过电阻R的电荷量。‎ ‎【答案】 （1）Im=3.0A（2）P=405W（3）‎ ‎【解析】试题分析：（1）线圈产生感应电动势的最大值Em=nBωab×bc=300V 根据闭合电路欧姆定律可知，线圈中感应电流的最大值 解得：Im=3．0A ‎（2）通过电阻R的电流的有效值I=‎ 线圈转动过程中电阻R的热功率P=I2R 解得：P=405W ‎（3）根据法拉第电磁感应定律有：‎ 根据闭合电路欧姆定律有：‎ 解得：‎ 考点：交流电的产生。‎ ‎【名师点睛】对有效值的理解 ‎（1）交变电流的有效值是根据电流的热效应（电流通过电阻产生热量）进行定义的，所以在进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热进行计算。注意“三同”：即“相同电阻”，“相同时间内”产生“相同热量”。计算时“相同时间”一般取一个周期。‎ ‎（2）利用两个公式Q＝t和Q＝I2Rt可以分别求得交变电流的电压有效值和电流有效值。‎ ‎（3）并不是所有交变电流的有效值都是I＝，只有正余弦交变电流的有效值才是，其他的交变电流的有效值应根据电流的热效应求解。‎ ‎（4）若图象部分是正弦（或余弦）交流电，其中的和周期部分可直接应用I＝Im/，U＝Um/的关系。‎ ‎（5）交变电流的有效值不是交变电流的平均值。有效值是根据电流的热效应规定的，而交变电流的平均值是交变电流中物理量对时间的平均值，交变电流的平均值的大小与Δt的取值有关，在计算交变电流通过导体产生的热量、热功率时只能用交变电流的有效值，不能用平均值，而在计算通过导体的电荷量时，只能用交变电流的平均值，而不能用有效值。‎ ‎18. 如图甲所示，质量为M=0.5 kg的木板静止在光滑水平面上，质量为m=1 kg的物块以初速度v0=4 m/s滑上木板的左端，物块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，在物块滑上木板的同时，给木板施加一个水平向右的恒力F。当恒力F取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为s，给木板施加不同大小的恒力F，得到的关系如图乙所示，其中AB与横轴平行，且AB段的纵坐标为1 m-1。将物块视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10 m/s2。‎ ‎（1）若恒力F=0，则物块会从木板的右端滑下，求物块在木板上滑行的时间是多少？‎ ‎（2）图乙中BC为直线段，求该段恒力F的取值范围及函数关系式。‎ ‎【答案】（1） （2） ‎ ‎【解析】试题分析：（1）以初速度v0为正方向，物块的加速度大小：‎ 木板的加速度大小：‎ 由图乙知，板长 滑块相对木板的路程：‎ 联立解得：‎ 当时，滑块的速度为，木板的速度为 ‎，而当物块从木板右端滑离时，滑块的速度不可能小于木板的速度，应舍弃，故所求时间为。‎ ‎（2）①当F较小时，物块将从木板右端滑下，当F增大到某一值时物块恰好到达木板的右端，且两者具有共同速度v，历时t1，则：‎ 联立解得：‎ 由图乙知，相对路程：‎ 代入解得：‎ ‎②当F继续增大时，物块减速、木板加速，两者在木板上某一位置具有共同速度；当两者共速后能保持相对静止（静摩擦力作用）一起以相同加速度a做匀加速运动，则：‎ 由于静摩擦力存在最大值，所以：‎ 联立解得：‎ ‎③综述：BC段恒力F的取值范围是，函数关系式是。‎ 考点：牛顿运动定律的综合应用；匀变速直线运动的位移与时间的关系 ‎【名师点睛】本题考查牛顿运动定律．滑块问题是物理模型中非常重要的模型，是学生物理建模能力培养的典型模型．滑块问题的解决非常灵活，针对受力分析、运动分析以及牛顿第二定律的掌握，还有相对运动的分析，特别是摩擦力的变化与转型，都是难点所在．本题通过非常规的图象来分析滑块的运动，能从图中读懂物体的运动。‎