湖南省长沙市高二物理上学期模块检测试题（含解析）.doc

湖南省长沙市2016-2017学年高二物理上学期模块检测试题（含解析）一、选择题 （本题共12小题，每小题4分。在每小题给 出的四个选项中。第l8题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1针对伽利略对自由落体运动的研究内容及过程，有以下叙述：伽利略借助数学知识和实验发现，如果速度与位移成正比，将会得到错误的结论；伽利略通过逻辑得出亚里士多德的结论是错误的；伽利略做了大胆的猜想：落体运动应该是一种简单的运动，落体的速度与时间或位移成正比；伽利略通过铜球沿阻力很小的斜面滚下这一严谨求实的实验测定，得出只要倾角一定，铜球的加速度不变，他进一步设想当倾角为90时，运动变为自由落体，其性质不变，且所有物体下落的加速度都一样，到此人类终于认识到自由落体运动是匀变速直线运动。根据伽利略研究的真实过程，你认为科学合理的排序的是（ )a b c d【答案】a【解析】故正确的顺序为：。故选：a。考点：伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法。 【名师点睛】要了解伽利略对自由落体运动的研究的内容、方法、原理以及物理意义，伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想化推理（也称作理想化实验）它标志着物理学的真正开端。在实验的基础上进行科学推理是研究物理问题的一种方法，通常称之为理想实验法或科学推理法。2一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生，称为“第五类交通方式”，它就是“hyperloop（超级高铁)”。 据英国每日邮报2016年7月6日报道，hyperloop one公司计划，将在欧洲建成世界首架规模完备的“超级高铁”（hyperloo p)，连接芬兰首都赫尔辛基和瑞典首都斯德哥尔摩，速度可达每小时700英里（约合1126公里/时)。如果乘坐hyperloop从赫尔辛基到斯德哥尔摩，600公里的路程需要40分钟，hyperloop先匀加速，达到最大速度1200 kmh后匀速运动，快进站时再匀减速运动，且加速与减速的加速度大小相等，则下列关于hyperloop的说法正确的是（ )a加速与减速的时间不一定相等b加速时间为10分钟c加速时加速度大小为2 ms2d如果加速度大小为10 ms2，题中所述运动最短需要32分钟【答案】b【解析】联立解得：t1=600s=10分，t2=1200s=20分，am/s20.56m/s2，故b正确、c错误；d、如果加速度大小为10 ms2，根据联立解得：t=s=30.5min，故d错误。故选b。考点：匀变速直线运动规律的综合运用。 【名师点睛】对于复杂的运动，从时间、速度、位移三个角度分析等量关系，列式求解。加速与减速的加速度大小相等，由逆向思维可得：加速与减速时间相等；该过程分为加速、匀速和减速，三个运动从时间、速度和位移角度找关系，建立等式联立求解。3如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定的偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性限度内 ）。与稳定在竖直位置时相比，小球高度（ )a一定升高 b一定降低 c保持不变 d升高或降低由橡皮筋的劲 度系数决定【答案】a【解析】故选：a。考点：牛顿第二定律；胡克定律。 【名师点睛】本题中考查牛顿第二定律的应用，以小球为研究对象，求出静止时小球到悬点间的高度差。当小车的加速度稳定在一定值时，在竖直和水平两个方向上分别列出平衡方程和牛顿第二定律方程，可得出橡皮筋的长度，求出其对应的竖直高度，与静止时的竖直高度比较即可。4“蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器， 它是目前世界上下潜能力最强的潜水 器。假设某次海试活动中，“蛟龙号”完成海底任务后竖直上浮，从上浮速度为v时开始计时，此后“蛟龙号”匀减速上浮，经过时间t上浮到海面，速度恰好减为零，则“蛟龙号”在t0（t0t）时刻距离海平面的深度为 （ )ab c d 【答案】a【解析】考点：匀变速直线运动规律的综合运用。 【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和位移时间公式，并能灵活运用，根据匀变速直线运动的速度时间公式求出“蛟龙号”的加速度，采用逆向思维，结合位移时间公式求出“蛟龙号”在t0时刻距离海平面的深度。5近年来，智能 手机的普及使“低头族”应运而生。近日研究发现，玩手机时，就有可能让颈椎承受多达60磅（约270n)的重量。不当的姿势与一系列 健康问题存在关联，如背痛、体重增加、胃痛、偏头痛和呼吸道疾病等，当人体直立时，颈椎所承受的压力等于头部的重量；但当低头时，颈椎受到的压力会随之变化。现将人低头时 头颈部简化为如图所示的模型；重心在头部的p点，颈椎op（轻杆)可绕o转动，人的头部在颈椎的支持力和沿pq方向肌肉拉力的作用下处于静止.假设低头时颈椎与竖直方向的夹角为45, pq与竖直方向的夹角为75，此时，颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到压力的（ ）a. 4. 2倍 b. 3.3倍 c. 1.7倍 d. 1.4倍【答案】c【解析】试题分析：由题意可明确人的头受力情况，如图所示： 则由几何关系可知，人的颈椎对头的支持力f与重力的比值为：，所以f=g3.3g；故选：b。考点：共点力平衡的条件及其应用【名师点睛】本题考查共点力的平衡在实际生活中的应用，对人的头部进行分析，明确其受力情况，由共点力的平衡条件可得出对应的平行四边形，作出对应的图象，根据几何关系，由正弦定理可求得颈椎受到的压力。6如图所示，我们常见有这样的杂技表演：四个人a、b、c、d体型相似，b站在a的 肩上，双手拉着c和d，a撑开双手支持着c和d。如果四个人的质量均为m=60kg，g=10m/s2，估算a的手臂受到的压力和b的手臂受到的拉力分别为（ )a120n，240n b240n，480n c350n，700n d600n，1200n【答案】c【解析】fac=mgtan30=mg，即c受到a的推力约为mga的手臂受到的压力也是mg=6010350n；fbc=mg，即c受到b的拉力为mg，则b受到c的拉力也为mg=6010700n故选：c考点：共点力平衡的条件及其应用。 【名师点睛】本题是多个物体的平衡问题，关键是研究对象的选择，由三人组成的几何关系估算几何图形的夹角，以c作为研究对象，利用矢量三角形，由平衡条件列出平衡方程，可求b对c的拉力和a对c的推力。 7为估测一照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹已知每层砖的平均厚度为6cm，拍摄到的石子位置a距石子起落点竖直距离约5m这个照相机的曝光时间约为（ ）a110-3sb110-2s c510-2s d0.1s【答案】b【解析】考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用。 【名师点睛】本题关键是求出a点速度，然后将ab段近似为匀速直线运动，估算出时间；石子的初位置与a点间距为5m，应用自由落体运动的公式求出末速度ab间距为2块砖头的厚度，约为12cm=0.12m，由于0.12m远小于5m，故可以近似地将ab段当匀速运动，求出时间。 8如图甲所示，一物块放在粗糙斜面上，在平行斜面向上的外力f作用下斜面和物块始终处于静止状态，当f按图乙所示规律变化时，物块与斜面间的摩擦力大小变化规律可能是图中的（ )【答案】d【解析】故选d。考点：力的平衡、静摩擦力。 【名师点睛】t=0时，摩擦力可能向上，也可能向下，还可能等于零。若t=0时刻物体受到的静摩擦力方向沿斜面向上，由平衡条件得出摩擦力与时间的关系式，选择图象若t=0时刻物体受到的静摩擦力方向沿斜面向下，当f减小时，由平衡条件分析摩擦力如何，再选择图象。9如图所示，a、b两木块的重力均为50 n，放在倾角=37的斜面上，a、b与斜面间的动摩擦因数均为0.5。在沿斜面向上的大小为60 n的力f作用下，a、b静止在斜面上，此时，与a、b相连的轻弹簧被拉伸了3 cm，弹簧的劲度系数为400 n /m。则下列说法正确的是（ )aa、b所受的摩擦力均为零bb受的摩擦力为2n，方向沿斜面向上ca受的摩擦力为18n，方向沿斜面向下db受的摩擦力为18n，方向沿斜面向上【答案】cd【解析】故选：cd。考点：共点力平衡的条件及其应用、静摩擦力的判断与计算。【名师点睛】本题主要考查了共点力平衡条件的直接应用，要求同学们能正确分析物体受力，灵活选择研究对象，然后根据共点力平衡条件求解，要注意ab所受的是静摩擦力，不能根据滑动摩擦力公式求解。先根据胡克定律求出弹簧弹力，ab都处于静止状态，受力平衡，合力为零，分别对a、b两个物体受力分析，根据平衡条件列式求解即可。10如图所示，质量为m、顶角为的直角劈和质量为m的正方体放在两竖直墙和一水平面间，处于静止状态若不计一切摩擦，则（）a、水平面对正方体的弹力大小为（m+m）g b、墙面对正方体的弹力大小为mg/tan c、正方体对直角劈的弹力大小为mgcos d、直角劈对墙面的弹力大小为mgsin 【答案】ab【解析】试题分析：a、以直角劈和质量为m正方体整体为研究对象，分析受力情况，如图1所示，则由平衡条件得：故选a。考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用。【名师点睛】本题解题的关键是研究对象的选择，采用整体法和隔离法结合求解比较简便。以直角劈和质量为m正方体整体为研究对象，求解水平面对正方体的弹力大小。对直角劈研究，分析受力情况，根据平衡条件求解墙面对直角劈的弹力和正方体对直角劈的弹力大小。11如图所示，物体a、b用细绳连接后跨过滑轮a静止在倾角为45的斜面上，b悬挂着已知质量ma = 2mb，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45减小到15，但物体仍保持静止，那么下列说法中正确的是（ ）a绳子的张力将增大b物体a对斜面的压力将增大c绳子的张力及a受到的静摩擦力都不变d物体a受到的静摩擦力先减小后增大【答案】bd【解析】试题分析：a、设ma=mb=3m，对物体b受力分析，受重力和拉力，由二力平衡得到：t=2mg，则知绳子的张力不变，故a错误；b、再对物体a受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，如图根据平衡条件得到：n-3mgcos=0解得：n=3mgcos故选：bd。 考点：共点力平衡的条件及其应用、静摩擦力【名师点睛】本题关键是先对物体b受力分析，受重力和拉力，由二力平衡得到拉力等于物体b的重力，知绳子的张力不变。再对物体a受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，然后根据共点力平衡条件求出支持力和摩擦力的表达式，根据角度的变化可知支持力和摩擦力的变化。 12随着空气质量的恶化，雾霾天气现象增多，危害加重。雾和霾相同之处都是视程障碍物会使有效水平能见度减小从而带来行车安全隐患。在一大雾天，一辆小汽车以30 m/s的速度匀速行驶在高速公路上，突然发现正前方30 m处有一辆大卡车以10 m/s的速度同方向匀速行驶，小汽车紧急刹车，刹车过程中刹车失灵如图所示，图线a、b分别为小汽车和大卡车的vt图象（忽略刹车反应时间），以下说法不正确的是（ ）a因刹车失灵前小汽车已减速，故不会发生追尾事故b在t3 s时发生追尾事故c在t5 s时发生追尾事故d. 若紧急刹车时两车相距40米，则不会发生追尾事故且两车最近时相距10米【答案】acd【解析】故选：b。考点：匀变速直线运动的速度与时间的关系。 【名师点睛】解答本题关键要抓住速度-时间图象与坐标轴所围的面积表示位移，知道图线的物理意义，当两车通过的位移之差等于30m时，两车会发生追尾。若不发生追尾，两车速度相等时相距最近，求出速度相等时的面积差。二、实验题（本大题2小题,共15分）13（6分）在“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计时器使用交流电源的频率是50hz，打点计时器在小车拖动的纸带上打下一系列点迹，以此记录小车的运动情况。（1）打点计时器的打点周期是 s。（2）图为某次实验打出的一条纸带，其中1、2、3、4为依次选中的计数点（各相邻计数点之间有四个点迹）。根据图中标出的数据可知，打点计时器在打出计数点2时小车的速度大小为 m/s，小车做匀加速直线运动的加速度大小为 m/s2。（计算结果均保留2位有效数字）【答案】（1）0.02 （2）0.64；6.4【解析】试题分析：（1）打点计时器使用交流电源的频率是50hz，打点计时器的打点周期是0.02s 考点：探究小车速度随时间变化的规律。 【名师点睛】要提高应用匀变速直线运动的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。根据匀变速直线运动的推论公式x=at2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小。14（9分）橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内伸长量x与弹力f成正比，即f=kx，k的值与橡皮筋的原长l、横截面积s有关，理论与实验都证明，其中y是由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量（1）在国际单位中，杨氏模量y的单位应为a、n b、m c、n/m d、 n/m2（2）某同学通过实验测得该橡皮筋的一些数据，做出了外力f与伸长量x之间的关系图像如图所示，由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=_ n/m（3）若橡皮条的原长为10.0cm，面积为1.0mm2，则该橡皮筋的杨氏模量y的大小是_（只填数字，单位取（1）中正确单位，结果保留两位有效数字）【答案】（1）d（2）500n/m （3）5.0107n/m2【解析】【名师点睛】【分析】本题结合图象考查了胡克定律的基础知识，是一道考查基础知识的好题。要求学生具有一定的根据实验数据、图像获取信息的能力根据表达式推导出y的单位。要掌握f-x图线的斜率表示劲度系数，根据图象中的直线部分由胡克定律求出劲度系数。 三、计算题（本大题3小题,共37分）15（8分）如图所示，一电荷量q=310-4c带正电的小球，用绝缘细线悬于竖直放置足够大的平行金属板电容器中的o点s合上后，小球静止时，细线与竖直方向的夹角=37已知两板相距d=0.1m，电源电动势e=12v，内阻r=2，电阻r1=4，r2=r3= r4 =12，（g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）求：（1）流过电源的电流强度；（2）两板间的电场强度的大小；（3）小球的质量；（4）如电容器电容为30pf，求断开s后通过r2的电荷量？【答案】（1）1a （2）100n/c （3）m=410-3kg （4）1.510-10c【解析】试题分析：（1）r2与r3并联后的电阻值 解得r23=6由闭合电路欧姆定律得： ,解得：i=1a （4）电容器所带电量q=cu=3010-1210c=310-10c断开s后通过r2的电荷量q2=q/2=1.510-10c考点：考查了含电容电路【名师点睛】先求出r2r3并联后的总电阻，然后根据闭合电路欧姆定律求干路的电流强度。根据u=ir求出电容器两端的电压，然后根据e=求出极板间的场强。对小球进行受力分析，根据平衡条件求小球的质量。根据电容器所带电量q=cu求出电容器所带的电量，通过r2、r3的电量相等，求出通过r2的电量。16. 如图所示，电路中电源电动势e=200v，内阻r=10，r1=r2=60，r为滑动变阻器.水平放置的平行金属板a、b间的距离d=410-3m，金属板长为l=0.4m.在两金属板左端正中间