山东省泰安第一中学2018-2019学年高二上学期期中考试物理试卷（解析版）

山东省泰安第一中学2018-2019学年高二上学期期中考试物理试卷（解析版）

‎2018-2019学年山东省泰安第一中学高二 上学期期中考试物理试题此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 ‎ 物理 注意事项：‎ ‎1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。‎ ‎2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。‎ 第I卷（选择题)‎ 一、单选题 ‎1．关于匀速圆周运动的说法，正确的是(　　)‎ A．匀速圆周运动是匀速运动 B．匀速圆周运动是匀变速运动 C．匀速圆周运动是加速度不变的运动 D．匀速圆周运动是加速度不断改变的运动 ‎2．关于磁感应强度，下列说法正确的是（ ）‎ A．磁感应强度是矢量，方向与小磁针在该点静止时S极指向相同 B．某处的磁场方向就是该处磁感强度的方向 C．放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小和方向处处相同 D．一小段通电导体在磁场中某处不受磁场力，则该处的磁感应强度一定为零 ‎3．如图所示，a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一电子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方 向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是（ ）‎ A．向上 B．向右 C．向左 D．向下 ‎4．甲、乙两星球的平均密度相等，半径之比是R甲︰R乙＝4︰1，则同一物体在这两个星球表面受到的重力之比是（ ）‎ A．1︰1 B．1︰4 C．1︰16 D．4︰1‎ ‎5．如图所示，要使Q线圈产生图示方向的电流，可采用的方法有（ ）‎ A．闭合电键K后，把R的滑片向右移 B．闭合电键K后，把R的滑片向左移 C．闭合电键K后，把P中的铁心从左边抽出 D．闭合电键K后，把Q靠近P ‎6．图中能产生感应电流的是( )‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎7．如图所示，L1和L2为平行虚线，L1上方和L2下方有垂直纸面向里的磁感应强度相同的匀强磁场，A、B两点都在L2上。带电粒子从A点以初速度v与L2成30°角斜向上射出，经偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向上，粒子重力不计。下列说法中正确的是（ ）‎ A．带电粒子经过B点时的速度一定与在A点时的速度相同 B．若将带电粒子在A点时的初速度变大（方向不变），它仍能经过B点 C．若将带电粒子在A点的初速度方向改为与L2成60°角斜向上，它也一定经过B点 D．粒子一定带正电荷 二、多选题 ‎8．如图所示，在水平地面上O点正上方不同高度的A、B两点分别水平抛出一小球，如果两球均落在同一点C上，则两小球（ ）‎ A．落地的速度大小可能相同 B．落地的速度偏向角可能相同 C．两个小球下落时间一定不同 D．两个小球抛出时的初速度可能相同 ‎9．如图所示为一种回旋加速器的示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连，现分别加速氘核（12H）和氦核（24He），下列判断中正确的是（ ）‎ A．它们在D形盒中运动的周期相同 B．它们的最大速度相同 C．它们的最大动能相同 D．仅增大高频电源的电压可增大粒子的最大动能 ‎10．如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图．演员骑摩托车在一个圆台形结构的内壁上飞驰，做匀速圆周运动．图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托，在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹．不考虑车轮受到的侧向摩擦力，下列说法中正确的是（ ）‎ A．在a轨道上运动时线速度较大 B．在a轨道上运动时角速度较大 C．在a、b两个轨道上运动时摩托车对侧壁的压力相等 D．在a轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较大 第II卷（非选择题)‎ 三、实验题 ‎11．如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置．‎ ‎（1）将图中所缺的导线补接完整；‎ ‎（2）如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转一下，那么合上开关后可能出现的情况有：‎ A．将线圈A插入线圈B待电路稳定后，再将线圈A迅速拔出，灵敏电流计指针将________（填“向右”或“向左”）偏转一下．‎ B．线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向右拉时，灵敏电流计指针__________（填“向右”或“向左”）偏转一下．‎ ‎12．某同学在某砖墙前的高处水平抛出一个石子，石子在空中运动的部分轨迹照片如图所示．从照片可看出石子恰好垂直打在一倾角为37°的斜坡上的A点．已知每块砖的平均厚度为10cm（不计砖缝的宽度），抛出点到A点竖直方向刚好相距200块砖，取g＝10m/s2．sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），则石子在空中运动的时间为___________s，石子水平抛出的初速度大小为________m/s，石子的抛出点到A点的距离为_______m.（结果可以用根号表示）‎ 四、解答题 ‎13．如图所示，水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L=10cm，M和P之间接入电动势E=1.5V、内阻r=0.1Ω的电源．现垂直于导轨放置一根质量为m=0.1kg，电阻为 R=0.2Ω的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1T，方向与水平面夹角为37°且指向右斜上方，ab棒保持静止．求：‎ ‎（1）ab棒受到的安培力的大小；‎ ‎（2）ab棒受到的支持力和摩擦力各为多少．‎ ‎14．如图所示，在以坐标原点O为圆心的圆形区域内，存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场．一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿＋y方向飞出．已知粒子在磁场里的运动时间为t，磁感应强度大小为B，求：‎ ‎（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷．‎ ‎（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B′，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了120°角，求磁感应强度B′多大？‎ ‎15．如图所示，粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道．光滑半圆轨道半径为R=0.2m，两个光滑半圆轨道连接处C、D之间留有很小的空隙，刚好能够使小球通过，C、D之间距离可忽略．粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为h=1.5m．从A点静止释放一个可视为质点的小球，小球沿翘尾巴的S形轨道运动后从E点水平飞出，落到水平地面上，落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为s=1m．已知小球质量为m=0.8kg，不计空气阻力，g=10m/s2，求：‎ ‎（1）小球从E点水平飞出时的速度大小；‎ ‎（2）小球运动到半圆轨道的B点时对轨道的压力；‎ ‎（3）小球沿翘尾巴S形轨道运动时克服摩擦力做的功．‎ ‎16．如图所示，绝缘光滑的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B．电荷量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑，到达C点时离开MN做曲线运动．已知重力加速度为g，求：‎ ‎（1）小滑块从A点运动到C点时的时间t；‎ ‎（2）A、C两点间距离h ；‎ ‎（3）当小滑块运动到C点时迅速把电场方向转为竖直向下，若小滑块受到的电场力大小与重力相等，D点为小滑块在运动过程中速度最大的位置，且最大速度大小为v ，求C、D两点间的竖直高度H．‎ ‎2018-2019学年山东省泰安第一中学高二 上学期期中考试物理试题 物理答案 ‎1．D ‎【解析】‎ 匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，故速度是变化的，一定是变速运动，一定具有加速度，匀速圆周运动加速度大小不变，方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速运动，D正确．‎ ‎2．B ‎【解析】‎ A项：磁感应强度是矢量，方向与小磁针在该点静止时S极指向相反，故A错误；B项：某处的磁场方向就是该处磁感强度的方向，故B正确；C项：由通电导线受安培力F=BILsinθ 可知，放在匀强磁场中各处的通电导线，受力大小还与导线与磁场的方向有关，所以安培力的大小不一定处处相同，故C错误；D项：一小段通电导体在某处不受磁场力作用，有可能是导线与磁场平行，此处磁感应强度不一定为零，故D错误。故应选：B。‎ ‎3．A ‎【解析】‎ 根据等距下电流所产生的B的大小与电流成正比，得出各电流在O点所产生的B的大小关系，由安培定则确定出方向，再利用矢量合成法则求得B的合矢量的方向。‎ 根据题意，由右手螺旋定则知b与d导线电流产生磁场正好相互抵消，而a与c导线产生磁场正好相互叠加，由右手螺旋定则，则得磁场方向水平向左，当电子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，根据左手定则可知，它所受洛伦兹力的方向向上，故A正确。BCD错误。故选：A。‎ ‎【点睛】‎ 考查磁感应强度B的矢量合成法则，会进行B的合成，从而确定磁场的大小与方向。‎ ‎4．D ‎【解析】‎ 根据万有引力等于重力，结合质量和密度的关系求出重力加速度的表达式，得出重力加速度之比，从而求出同一物体在星球表面受到的重力之比。‎ 根据万有引力等于重力，得： ‎ 所以：‎ 又 解得： ‎ 因为半径之比是R甲：R乙=4：1，所以星球表面的重力加速度之比为4：1，则同一物体在这两个星球表面受到的重力之比为4：1，故D正确。‎ 故应选：D。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键掌握万有引力等于重力这一重要理论，得出重力加速度的表达式是解决本题的突破口。‎ ‎5．BD ‎【解析】‎ 闭合电键，在P中的磁场从左向右穿过Q；闭合电键K后，把R的滑片右移，则电流减小，Q中的磁场方向从左向右减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上．故A错误；同理可判断把R的滑片左移，则电流增加，Q中的磁场方向从左向右增加，根据楞次定律，左边导线电流方向向下．故B正确；闭合电键K后，将P中的铁心从左边抽出，Q中的磁场方向从左向右减小，根据楞次定律，左边导线电流方向向上．故C错误．闭合电键，将Q靠近P，Q中的磁场方向从左向右，且在增强，根据楞次定律，左边导线的电流向下．故D正确．故选BD.‎ ‎6．B ‎【解析】‎ 当条形磁铁向右运动过程中，穿过线圈的磁通量发生变化，会产生感应电动势，但由于线圈未闭合，故不会产生感应电流，A错误；导体棒向相反的方向运动，产生的感应电流方向方向相同，故有感应电流产生，B正确；由于通电直导线在线圈所在位置的磁场与线圈平面平行，穿过线圈的磁通量恒为零，故线圈没有感应电流产生，C错误；线圈向右运动过程中，穿过线圈的磁通量不变，不产生感应电流，D错误．‎ ‎7．ABC ‎【解析】‎ 画出带电粒子运动的可能轨迹，B点的位置可能有下图四种．‎ 如图，粒子B的位置在B2、B3时速度方向也斜向上，速度跟在A点时的速度大小相等，方向相同，速度相同．A正确；根据轨迹，粒子经过边界L1时入射点与出射点间的距离与经过边界L2时入射点与出射点间的距离相同，与速度无关．所以当初速度大小增大一点，但保持方向不变，它仍有可能经过B点，B正确；如图，设L1与L2之间的距离为d，则A到B2的距离为：，所以，若将带电粒子在A点时初速度方向改为与L2成60°角斜向上，当第一次以相同方向的速度通过L2的另一点时，两点间的距离，因为 ‎，知粒子能再次通过B点，C正确；如图分别是正负电荷的轨迹，正负电荷都可能．D错误；故选ABC。‎ 考点：带电粒子在匀强磁场中的运动。‎ ‎【名师点睛】‎ 解答带电粒子在匀强磁场中匀速圆周运动问题，关键是画出粒子圆周的轨迹．往往要抓住圆的对称性。就本题而言，（1）作出粒子的运动轨迹图，通过几何关系求出A、B两点间的距离．（2）质量为m的粒子从某点以初速度v与L2成一定角度射出，经过偏转后，第一次以相同方向的速度通过L2的另一点时，两点间的距离，判断AB间的距离是否是x的整数倍，如果是，知粒子能再次通过B点。‎ ‎8．AC ‎【解析】‎ 两球均做平抛运动，而平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，运用平抛运动的基本规律表示出落地的速度大小以及落地时速度方向与水平方向的夹角，即可分析。‎ A、D项：对于任意一球，设水平位移OC为x，竖直位移为h，初速度为v0‎ 则落地时竖直分速度大小为： ‎ 落地时速度大小为： ‎ 运动时间为： ‎ 初速度为： ‎ 则知，从A点抛出的小球初速度较大，但下落的高度较小，而从B点抛出的小球初速度较小，但下落的高度大，由知落地的速度大小可能相等，故A正确，D错误；‎ B项：速度偏向角：，x相同，h不同，可知落地的速度偏向角一定不相同，故B错误；‎ C项：由知运动时间一定不同，故C正确。‎ 故应选：AC。‎ ‎【点睛】‎ 本题主要考查了平抛运动的基本规律，知道平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，能根据运动学规律得到相关的表达式，再进行分析。‎ ‎9．AB ‎【解析】‎ A项：带电粒子在磁场中运动的周期，两粒子的比荷相等，所以周期相等，故A正确；‎ B项：根据，得，两粒子的比荷相等，所以最大速相等，故B正确；‎ C项：、最大动能两粒子的比荷相等，但两粒子电荷量不相等，故C错误；‎ D项：由最大动能知，要增大粒子的动能，增大电压，最大动能不变，需增加磁感应强度和D形盒的半径，故D错误。‎ 故应选：AB。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键知道回旋加速器是利用电场加速，磁场偏转来加速粒子．以及知道粒子在磁场中运动的周期和交流电的周期相同。‎ ‎10．AC ‎【解析】‎ 任选一摩托车作为研究对象，根据匀速圆周运动的合力提供向心力的特点，分析受力情况，作出力图，根据牛顿第二定律得到角速度、线速度与半径的关系，可比较它们的大小．根据力图，比较侧壁对摩托车的支持力和向心力的大小。‎ A、B项：以任摩托车为研究对象，作出力图，如图：‎ 设侧壁与竖直方向的夹角为θ，则根据牛顿第二定律，得 mgcotθ=mω2r，得到 ‎，θ相同，r大，则ω小，故在a轨道上运动时角速度较小，‎ ‎，解得：，r大，则v大，则在a轨道上运动时线速度较大，故A正确，B错误；‎ C项：设侧壁对车的支持力为FN，则由图得到：，故FN的大小一样，故C正确；‎ D项：向心力Fn=mgcotθ，故向心力Fn的大小相等，故D错误。‎ 故应选：AC。‎ ‎【点睛】‎ 本题是圆维摆类型，支持力和重力的合力提供物体的向心力．对于几个相似情况的比较，往往以任意情况情况为例研究，得到一般的公式，然后比较大小。‎ ‎11．（1） （2）向左；向右 ‎【解析】‎ ‎(1)将电源、电键、变阻器、线圈A串联成一个回路，注意滑动变阻器接一上一下两个接线柱，再将电流计与线圈B串联成另一个回路，电路图如图所示：‎ ‎(2)闭合开关，穿过副线圈的磁通量增大，灵敏电流表的指针向右偏；‎ 将线圈A插入线圈B待电路稳定后，再将线圈A迅速拔出，穿过副线圈的磁通量减小，灵敏电流表的指针向左偏，‎ 线圈A插入线圈B后，将滑动变阻器的滑片迅速向右拉时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，原线圈电流变大，穿过副线圈的磁场方向不变，但磁通量变大，灵敏电流计指针将右偏转。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查研究电磁感应现象及验证楞次定律的实验，对于该实验注意两个回路的不同．知道磁场方向或磁通量变化情况相反时，感应电流反向是判断电流表指针偏转方向的关键。‎ ‎12．t=2s；v0=15m/s； ‎ ‎【解析】‎ 根据石子下落的高度，结合位移时间公式求出石子运动的时间，抓住石子速度与斜面垂直，通过竖直分速度，结合平行四边形定则求出石子水平抛出的速度。‎ 由题意可知，石子落到A点的竖直位移为：y=200×10×10-2=20m；‎ 根据得：；‎ 竖直分速度为：vy=gt=10×2m/s=20m/s，‎ 根据平行四边形定则得：；‎ 石子落到A点的水平位移为：‎ 由平行四行定则得：。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。‎ ‎13．（1）F＝0.5N （2）FN =0.6N；Ff =0.3N ‎【解析】‎ 根据左手定则正确判断出导体棒ab所受安培力的方向，然后对棒ab正确进行受力分析，根据所处平衡状态列方程即可正确求解。‎ 根据左手定则可知，棒ab所受的安培力方向垂直与棒斜向作上方，其受力截面图为：‎ Fx合=Ff-Fsinθ=0‎ Fy合=FN+Fcosθ-mg=0‎ 解得：Ff=0.3N，FN =0.6N。‎ ‎14．(1) (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎(1)由粒子的飞行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷；‎ 粒子由 A点射入，由 C点飞出，其速度方向改变了90°，‎ 粒子在磁场里的运动时间为： ‎ 解得：；‎ ‎(2)设圆形区域的半径为R，‎ 粒子飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了120°角，由几何知可知，粒子做圆周运动的半径 由(1)可知，粒子由A点射入，由C点飞出，其速度方向改变了90°，‎ 则粒子轨迹半径 由公式 所以磁感应强度之比等于。‎ ‎【点睛】‎ 本题是带电粒子在磁场中运动的轨迹问题，关键运用几何知识画轨迹、求半径．要注意区别轨迹半径与磁场范围半径。‎ ‎15．（1） (2)F=97N，方向竖直向下 （3）W=3.1J ‎【解析】‎ ‎(1)小球从E点飞出做平抛运动，根据高度求出运动的时间，再根据水平位移和时间求出平抛运动的初速度；(2)小球从B点运动到E点的过程，机械能守恒，根据机械能守恒定律得求出B点速度，在B点，沿半径方向上的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出轨道对球的弹力，从而根据牛顿第三定律求出小球对轨道的压力；(3)根据动能定理求出小球沿轨道运动过程中克服摩擦力所做的功。‎ ‎【详解】‎ ‎(1)小球从E点水平飞出做平抛运动，设小球从E点水平飞出时的速度大小为vE，由平抛运动规律得：‎ s=vEt ‎ ‎ 联立解得：；‎ ‎(2)小球从B点运动到E点的过程，机械能守恒，根据机械能守恒定律得： ‎ 解得： ‎ 在B点，根据牛顿第二定律得： ‎ 由牛顿第三定律可知小球运动到B点时对轨道的压力为97N，方向竖直向下；‎ ‎(3)设小球沿翘尾巴的S形轨道运动时克服摩擦力做的功为W，则 ‎ 解得：。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键理清运动的过程，把握每个过程和状态的规律，知道竖直平面内的圆周运动在最高点和最低点由合外力提供向心力，综合运用牛顿定律和动能定理进行解题。‎ ‎16．(1) (2) (3)‎ ‎【解析】‎ 对小滑块受分析得出小滑块从A到C做自由落体运动，由速度公式求间和A、C间的距离，小滑块从C到D做圆周运动，由动能定理得求出C、D两点间的竖直高度H。‎ ‎(1)小滑块从A运动到C：受重力，水平向右的电场力，水平向左的洛伦兹力，MN对滑块的支持力，所以小滑块从A到C做自由落体运动，‎ 由于到达C点时离开MN，即 ‎ 解得： ‎ 由自由落体运动速度公式可知， ‎ 解得：；‎ ‎(2)由自由落体运动速度位移公式： ‎ 解得：；‎ ‎(3)小滑块从C到D做圆周运动，由动能定理得：‎ ‎ ‎ 又 ‎ 联立解得：。‎