山东省淄博第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

山东省淄博第一中学2019-2020学年高二上学期期中考试物理试题

淄博一中高2018级2019—2020学年第一学期期中考试 物理试题 ‎ 2019年11月 注意事项：‎ ‎1．本试题分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。第Ⅰ卷为选择题，共48分；第Ⅱ卷为非选择题，共52分，满分100分，考试时间为90分钟。‎ ‎2．第Ⅰ卷共4页，12小题，每小题4分；1-8小题为单选题，9-12题为多选题，选不全但对者得2分，有选错或不选得零分，请将选出的答案标号（A、B、C、D）涂在答卷纸上。‎ 第Ⅰ卷（共48分）‎ ‎1、1820年，丹麦物理学家奥斯特做了一个很著名的实验，发现了电流的磁效应，该实验称做奥斯特实验，试从下面的选项中选出最容易观察出该实验现象的通电导线（ ）‎ ‎2、水平抛出一个物体，经时间t后物体速度方向与水平方向夹角为θ，重力加速度为g,则平抛物体的初速度为（ ）‎ A.gtsinθ B. gt/tanθ C.gttanθ D. gtcosθ ‎3、如图所示,汽车在岸上用轻绳拉船,若汽车行进速度为v,拉船的绳与水平方向夹角为,则船速度为(    ) ‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎4、如图所示,1831年法拉第把两个线圈绕在一个铁环上,A线圈与电源、滑动变阻器R组成一个回路,B线圈与开关S、电流表G组成另一个回路通过多次实验,‎ 法拉第终于总结出产生感应电流的条件关于该实验下列说法正确的是(     )‎ A. 闭合开关S的瞬间,电流表G中有的感应电流 B. 闭合开关S的瞬间,电流表G中有的感应电流 C. 闭合开关S,滑动变阻器的滑片向左滑的过程中,电流表G中有的感应电流 D. 闭合开关S,滑动变阻器的滑片向左滑的过程中,电流表G中有的感应电流 ‎5、带电粒子仅在对应场力的作用下可能所处的状态是（ ）‎ ‎①在磁场中做匀速直线运动 ②在电场中做匀速圆周运动 ‎③在匀强磁场中做匀变速运动 ④在匀强电场中做匀速直线运动 ‎⑤在匀强磁场中做匀速圆周运动 ⑥在匀强电场中做匀变速运动 ‎ A、①②⑤⑥ B、①③④⑤ C、②③④⑥ D、①③④⑤‎ ‎6、‎2018年12月8日,肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射,“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测,率先在月背刻上了中国足迹”.已知月球的质量为M、半径为R,探测器的质量为m,引力常量为G,嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时,探测器的 (　　)‎ A. 向心加速度为 B.动能为 C.角速度为 D. 周期为 ‎7、假设地球可视为质量均匀分布的球体,已知地球表面重力加速度在两极的大小为,在赤道的大小为g；地球自转的周期为T,引力常量为则地球的密度为(    )‎ A. B. ‎ ‎ C. D. ‎ ‎8、如图所示,两平行直导线cd和ef竖直放置,通以方向相反大小相等的电流,a、b两点位于两导线所在的平面内,则(    )‎ A. b点的磁感应强度为零 B. ef导线在a点产生的磁场方向垂直纸面向里 C. cd导线受到的安培力方向向右 D. 同时改变两导线的电流方向,cd导线受到的安培力方向不变 ‎ ‎9、法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片P、Q分别于圆盘的边缘和铜轴接触,圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中,圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是(    ) A. 若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化 B. 若从上往下看,圆盘顺时针转动,则电流沿a到b的方向流动 C. 若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定 D. 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 ‎10、如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是（ ）‎ ‎ 　A．感应电流方向不变 ‎ 　B．CD段直线始终不受安培力 ‎ 　C．感应电动势最大值E＝Bav ‎ 　D．感应电动势平均值 ‎11、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示．设D形盒半径为R ‎．若用回旋加速器加速氘核时，匀强磁场的磁感应强度为B，高频交流电的频率为f．氘核质量为m，电荷量为e．则下列说法正确的是 （ ）‎ A． 高频交流电频率应为 B． 氘核被加速后的最大动能与狭缝间的加速电压、加速次数有关 C．氘核被加速后的最大动能不可能超过 ‎ D．不改变B和f，该回旋加速器也能用于加速ɑ粒子（即氦核）‎ ‎12、2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约时，它们相距约，绕二者连线上的某点每秒转动12圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（ ）‎ A．质量之和 B．速率之和 ‎ C．各自的自转角速度 D．质量之积 ‎ 第Ⅱ卷（共52分）‎ 非选择题部分：13—16题，共52分，请将解答过程和结果用黑色签字笔写在答题纸对应区域。‎ ‎13、（12分）如图所示的狭长区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,区域的左、右两边界均沿竖直方向,磁场左、右两边界之间的距离L,磁场磁感应强度的大小为某种质量为m,电荷量q的带正电粒子从左边界上的P点以水平向右的初速度进入磁场区域,该粒子从磁场的右边界飞出,飞出时速度方向与右边界的夹角为重力的影响忽略不计。‎ ‎ 求该粒子的运动速率； 求该粒子在磁场中运动的时间．‎ ‎14、（12分）据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间.照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见.如图所示，假设“天宫一号”正以速度v=‎7.7 km/s绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，M、N间的距离L=‎20 m，地磁场的磁感应强度垂直于v、MN所在平面的分量B=1.0×10- 5 T，将太阳帆板视为导体.‎ ‎（1）求M、N间感应电动势的大小E；‎ ‎（2）取地球半径R=6.4×‎103 km，地球表面的重力加速度g=‎9.8 m/s2，试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h（计算结果保留一位有效数字）. ‎ ‎15、（13分）一个质量为m带电量为+q的小球以水平初速度v0自离地面h高度处做平抛运动。不计空气阻力。重力加速度为g。试回答下列问题：‎ ‎（1）小球自抛出到第一次落地至点P的过程中发生的位移s大小是多少？‎ ‎（2）若在空间加一个竖直方向的匀强电场，发现小球水平抛出后做匀速直线运动，则匀强电场强度E是多大？‎ ‎（3）在第（2）问基础上，若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场，发现小球第一次落地点仍然是P。试问磁感应强度B是多大？‎ ‎16、（15分）如图所示，水平放置的两平行金属板间存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B1，方向与纸面垂直，电场的场强E＝2.0×105V/m，方向竖直向下，PQ为板间中线。紧靠平行板右侧边缘建立平面直角坐标系xOy，在第一象限内，存在着以AO为理想边界的两个匀强磁场区域，方向如图所示，磁感应强度B2＝B3＝0.6T，AO和y轴间的夹角＝30°。一束带负电的粒子，质量不同，带电量q＝2.5×10‎-8C，以v＝5×‎105m／s的水平速度从P点射入板间，沿PQ做直线运动，穿出平行板区域后从y轴上坐标为（0，‎0.3m）的Q点垂直于y轴射入磁场区域。（粒子的重力不计）‎ ‎（1）求磁感应强度B1的大小和方向；‎ ‎（2）若粒子不能穿过AO边界，试确定其质量m应满足的条件；‎ ‎（3）若m＝9.0×10‎-15kg，求粒子从Q点进入磁场区域开始至第n次通过AO边界时的位置到原点O的距离和该过程经历的时间。（结果可保留π） ‎ 淄博一中高2018级2019—2020学年第一学期期中考试 物理试题答案 第Ⅰ卷（共48分）‎ ‎1、A 2、B 3、A 4、D 5、A 6、D 7、C 8、D 9、BC ‎ ‎10、ACD 11、CD 12、AB ‎ ‎ 第Ⅱ卷（共52分）‎ ‎13、解：粒子运动的轨迹如图,由于飞出时速度方向与右边界的夹角为,所以偏转角是,由图中几何关系可得 由于粒子受到的洛伦兹力做向心力,则 ‎ 得 ‎ 粒子圆周运动的周期 根据运动轨迹的几何关系可知运动时间 ‎14、‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎15、‎ ‎ ‎ ‎16、解：（1）带电粒子在板间做直线运动，有 qvB1=qE………………（2分） 解得B1==0.4T …………（1分）‎ 方向垂直于纸面向里……………（1分）‎ ‎（2）如图所示，当粒子恰好与AO边界相切时，设其轨道半径为R，‎ 粒子质量为m0，则由几何关系可得 R+=………………（1分）‎ R==‎0.1m…………………（1分）‎ 由牛顿第二定律得 qvB2=m0……………………（1分）‎ 解得：m0==3×10‎-15kg…………………（1分）‎ 所以m≤3×10‎-15kg(或m＜3×10‎-15kg)……………（1分）‎ ‎（3）设质量m=9.0×10‎-15kg的粒子做匀速圆周运动的半径为r，有 qvB2=m……………………（1分）‎ 解得r==‎0.3m…………………（1分）‎ 设粒子第n次通过AO边界的点为An，则 ‎=(2n-1)r=(0.6n-0.3) m (n=1,2,3…) ……………（1分）‎ 带电粒子在磁场中运动的周期为T=…………………（1分）‎ 根据运动圆轨迹的圆心角，可得粒子第n次通过AO边界的时间为 t=+（n-1）T…………（1分）‎ t=（6n-5）×10-7s (n=1,2,3…)………（1分）‎ ‎ ‎