【物理】山东省济宁市兖州区2019-2020学年高二上学期期中考试检测试题（解析版） 16页

‎2019-2020学年第一学期期中检测 高二物理试题 一、选择题：（共14小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～14题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）‎ ‎1.一个做匀速直线运动的质点，突然受到一个与运动方向垂直的恒力作用时，且原来作用在质点上的力不发生改变，关于质点的运动说法正确的是（　　）‎ A. 一定做直线运动 ‎ B. 可能做直线运动，也可能做曲线运动 C. 可能做匀速圆周运动 ‎ D. 一定做匀变速运动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．质点受到一个与运动方向垂直的力，速度和合力成90°夹角，由曲线运动的条件，当力和速度不在同一直线上时，质点做曲线运动，AB错误；‎ C．匀速圆周运动受到的合外力的方向始终指向圆心，是变力。所以物体在恒力的作用下不可能做匀速圆周运动，C错误；‎ D．物体受与初速度方向垂直的恒力作用时，根据牛顿第二定律F=ma可知，加速度的大小与方向都不变。将运动分解为：初速度方向物体做匀速直线运动，垂直初速度方向做初速度为零的匀加速直线运动，合运动为匀变速曲线运动，D正确。故选D。‎ ‎2.如图所示，绳子一端拴着物体M，另一端绕过滑块系在水平向左运动的小车的P点，图示时刻滑轮左侧的绳子与水平方向成，则 A. 若小车匀速运动，则M加速上升 B. 若小车匀速运动，则M减速上升 C. 若小车做加速运动，则M匀速上升 D. 若小车做加速运动，则M减速上升 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．设绳子与水平方向的夹角为θ，绳子的瞬时速度大小为vA．将小车的运动分解为沿绳子方向的运动，以及垂直绳子方向的运动，‎ 则可得 vA=vcosθ 若小车匀速向左，即v不变，而θ减小，则cosθ增大，故vA增大，即物体向上做加速运动，故A正确，B错误；‎ CD．若小车做加速运动时，由 vA=vcosθ 可知，v增大，θ减小，则cosθ增大，故vA增大，物体M一定加速上升，故CD错误．‎ 故选A．‎ ‎3. 某机械传动结构的示意图如图所示．A在前齿构轮边缘上，B点在后齿轮边緣上，C在后轮边缘上；前齿轮和后齿轮通过链条传动，后齿轮和后轮固定在一起．前齿轮半径为l‎0cm，后齿轮半径为‎5cm，后轮半径为‎30cm．在它们匀速转动时，下列说法正确的是（ ）‎ A. A、B两点角速度相同 B. A点角速度是C点角速度的一半 C. A、C两点的加速度大小相同 D. B点的转动周期小于C点的转动周期 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】试题分析：A、AB是用皮带连接的；故AB两点线速度相同，因两点的半径不同；故两点的角速度不同；故A错误；‎ B、BC两点是共轴转动的，故两点的角速度相同；由v=rω可知，A的角速度是B的角速度的一半；故A角速度是C角速度的一半；故B正确；‎ C、由a=rω2可知，设A点的角速度是ω，结合B的分析可知C点的角速度是2ω，故加速度关系为：，两点的加速度大小不同；故C错误；‎ D、因BC两点角速度相同，则周期一定相同；故D错误；故选B ‎4.如图所示，线圈平面与水平方向夹角，磁感线竖直向下，线圈平面面积，匀强磁场磁感应强度。把线圈以为轴顺时针转过120°，则通过线圈磁通量的变化量为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】开始时穿过线圈的磁通量 Φ1=BScosθ=0.4×0.4×0.5 Wb =0.08Wb 当把线圈以cd为轴顺时针转过120°角时，线圈平面与磁感线的方向垂直，所以通过线圈磁通量 Φ2=BS=0.4×0.4 Wb =0.16Wb 由图可知，当把线圈以cd为轴顺时针转过120°角时，穿过线圈的磁通量的方向与开始时穿过线圈的磁通量的方向是相反的，所以磁通量的变化量：‎ Φ=Φ1+Φ2=0.8+0.16 Wb =0.24Wb 故ACD错误，B正确。故选B。‎ ‎5.质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备，它的构造原理如图所示．离子源S产生的各种不同正离子束（速度可视为零），经MN间的加速电压U加速后从小孔S1‎ 垂直于磁感线进入匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的P点．设P到S1的距离为x，则（ ）‎ A. 若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越大 B. 若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越小 C. 只要x相同，对应的离子质量一定相同 D. 只要x相同，对应的离子电荷量一定相同 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．根据动能定理得qU=mv2‎ 解得 根据 得 所以 若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越大，故B错误，A正确；‎ CD．根据 知x相同，则离子的荷质比相同，故CD错误．故选A．‎ ‎6.如图所示，在方框中有一能产生磁场的装置，现在在方框右边放一通电直导线（电流方向如图箭头方向），发现通电导线受到向右的作用力，则方框中放置的装置可能是下面哪个 A. A B. B C. C D. D ‎【答案】C ‎【解析】A．若在方框中放入A，则因为螺线管的右端是N极，则由左手定则可知，直导线受力方向向里，故A错误；‎ B．若在方框中放入B，则由左手定则可知，直导线将上端向里转动，下端向外转动，故B错误；‎ C．若在方框中放入C，则因为直导线所在位置的磁场向外，则由左手定则可知，直导线受力方向向右，故C正确；‎ D．若在方框中放入D，则由于同向电流相互吸引，直导线受力方向向左，故D错误.‎ 故选C.‎ ‎7.如图所示，一小船位于宽的河的正中央点处，从这里向下游处有一危险区，当时水流速度为，为了使小船避开危险区直线到达对岸，那么小船航行的最小速度（静水中）为（　　）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 详解】‎ 由题意可知，当船的速度越小，将被水流冲到下游的水平距离越长，速度取得最小值时，小船在B点上，则有 即 船速垂直于合速度，则有 解得 v船=‎4.5m/s 所以BCD错误，A正确。‎ 故选A。‎ ‎8.中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大．现有一可视为均匀球体的中子星，观测到它的自转周期为T=s，要维持该星体的保持稳定，不致因自转而瓦解的最小密度ρ约是（引力常量G=6.67×10﹣‎11m3‎/kg•s2）（　　）‎ A. ρ=1.27×‎1014kg/m3 B. ρ=1.27×‎1013kg/m3‎ C. ρ=1.27×‎1015kg/m3 D. ρ=1.27×‎1016kg/m3‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 解：要维持该星体的保持稳定，则中子星上半径为R处的质量为m的物体随中子星自转时所需向心力不大于它受到的万有引力；‎ 万有引力相当于质量的物体距m为R时对m的万有引力，‎ 故有：；‎ 所以， ，‎ 所以， ，‎ 故A正确，BCD错误；‎ 点睛：星体不解体的临界条件是万有引力完全用来提供向心力．‎ ‎9.如图所示， MN是匀强磁场中的一块薄金属板，带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板，曲线表示其运动轨迹，由图知：‎ A. 粒子带负电 B. 粒子运动方向是abcde C. 粒子运动方向是edcba D. 粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ABC、带电粒子穿过金属板后速度减小，由可知，轨迹半径应减小，故可知粒子运动方向是edcba.粒子所受的洛伦兹力均指向圆心，则粒子应带负电，故A正确，B错误，C正确；‎ D. 由可知，粒子运动的周期和速度无关，而上下均为半圆，故粒子的运动时间相等，均为T/2，故D错误；故选AC.‎ ‎10.如图所示，在图中虚线所围区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场．已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转．电子重力忽略不计，则在这区域中的E和B的方向可能是 A. E竖直向下，B垂直纸面向外 B. E竖直向上，B垂直纸面向里 C. E竖直向上，B垂直纸面向外 D. E、B都沿水平方向，并与电子运行方向相同 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．重力忽略不计的电子，穿过这一区域时未发生偏转；若E竖直向下，B垂直于纸面向外，则有电场力竖直向上，而磁场力由左手定则可得方向竖直向上，两个力方向相同，电子穿过此区域会发生偏转．故A错误；‎ B．若E竖直向上，B垂直于纸面向里，则有电场力方向竖直向下，而磁场力方向由左手定则可得竖直向下，所以两力不能使电子做直线运动，故B错误；‎ C．若E竖直向上，B垂直于纸面向外，则有电场力竖直向下，而磁场力由左手定则可得方向竖直向上，所以当两力大小相等时，电子穿过此区域不会发生偏转，故C正确；‎ D．若E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同，则有电子所受电场力方向与运动方向相反，而由于电子运动方向与B方向相互平行，所以不受磁场力，因此穿过此区域不会发生偏转，故D正确.故选CD．‎ ‎11.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形合D1、D2构成，其间留有空隙，下列说法正确的是 A. 离子由加速器的中心附近进入加速器 B. 离子由加速器的边缘进入加速器 C. 离子从磁场中获得能量 D. 离子从电场中获得能量 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】据回旋加速器的工作原理知，粒子由回旋加速器的中心附近进入加速器，且在电场中加速，通过磁场回旋，所以从电场中获得能量，故选AD．‎ ‎【点睛】回旋加速器的工作原理是利用电场加速，磁场偏转，且二者的周期相同，被加速离子由加速器的中心附近进入加速器，而从边缘离开加速器；洛伦兹力并不做功，而电场力对带电离子做功，即可加速正电荷也可加速负电荷．‎ ‎12. 在地面上方某点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中 A. 速度和加速度的方向都在不断变化 B. 速度与加速度方向之间的夹角一直减小 C. 在相等的时间间隔内，速率的改变量相等 D. 在相等的时间间隔内，动能的改变量相等 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于物体只受重力作用，做平抛运动，故加速度不变，速度大小和方向时刻在变化，选项A错误；‎ B．设某时刻速度与竖直方向夹角为θ，则，随着时间t变大，tan θ变小，θ变小，故选项B正确；‎ C．根据加速度定义式，则Δv=gΔt，即在相等时间间隔内，速度的改变量相等，故选项C错误；‎ D．根据动能定理，在相等的时间间隔内，动能的改变量等于重力做的功，即WG=mgh，对于平抛运动，由于在竖直方向上，在相等时间间隔内的位移不相等，故选项D错误．‎ ‎【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，结合加速度公式和动能定理公式灵活求解即可．‎ ‎【考点】平抛运动、动能定理 ‎13.通过观测冥王星的卫星，可以推算处冥王星的质量．假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量．这两个物理量可以是( )‎ A. 卫星的质量和轨道半径 B. 卫星的速度和角速度 C. 卫星的质量和角速度 D. 卫星的运行周期和轨道半径 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卫星围绕冥王星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则得 解得 知道卫星的质量和轨道半径，不能求出冥王星的质量，故A错误；‎ B．已知卫星的速度和角速度，则卫星的轨道半径为 代入 可得 可求出冥王星质量M，故B正确；‎ C．根据 解得 即卫星的质量可以约去，只知道角速度，不知道轨道半径，不能求出冥王星质量，故C错误；‎ D．根据 解得 即知道卫星的运行周期和轨道半径可求出冥王星质量M，故D正确．故选BD．‎ ‎14.“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道直奔月球，在距月球表面的点进行第一次变轨后被月球捕获，先进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图所示，之后，卫星在点又经过两次变轨，最后在距月球表面的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动，对此，下列说法正确的是（　　）‎ A. 卫星在轨道Ⅲ上运动的速度小于月球的第一宇宙速度 B. 卫星在轨道Ⅲ上运动的周期比在轨道Ⅰ上大 C. 卫星在轨道Ⅲ上运动到点的加速度等于沿轨道Ⅰ运动到点的加速度 D. Ⅰ、Ⅱ、Ⅱ三种轨道运行相比较，卫星在轨道Ⅰ运行的机械能最大 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．月球的第一宇宙速度是卫星绕月球圆周运动最大的运行速度，是近月卫星的环绕速度，所以卫星在轨道Ⅲ上运动的速度小于月球的第一宇宙速度，A正确；‎ B．根据开普勒第三定律 轨道的半长轴越长，周期越大，所以卫星在轨道Ⅰ运动的周期最长，B错误；‎ C．卫星在轨道Ⅲ上在P点和在轨道Ⅰ在P点时所受的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律，加速度相等，故C正确；‎ D．从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ和从轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ，都要减速，使卫星做近心运动，故其机械能要减小，故卫星在轨道Ⅰ上运行的机械能最大，在轨道Ⅲ上运行的机械能最小，故D正确。故选ACD。‎ 二、实验题。‎ ‎15.某同学利用图示装置研究平抛运动．他的实验操作是：使小球A、B 处于同一高度，用小锤轻击弹性金属片，使小球A水平飞出，同时小球B被松开．‎ ‎（1）他观察到的现象是：小球A、B______（填“同时”或“不同时”）落地．‎ ‎（2）把小球A、B放回原处，改用较大的力敲击弹性金属片．小球A在空中运动的时间______（填“变长”“变短”或“不变”）．‎ ‎【答案】 (1). 同时 (2). 不变 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小锤轻击弹性金属片时，A球做抛运动，同时B球做自由落体运动．通过实验可以观察到它们同时落地．‎ ‎（2）用较大的力敲击弹性金属片，则被抛出初速度变大，但竖直方向运动不受影响，因此运动时间仍不变．‎ ‎16.如图是“研究平抛物体的运动”实验装置图 ‎ ‎ ‎(1)在实验前应________；‎ A.将斜槽的末端切线调成水平 B.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行 C.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点 D.测出平抛小球的质量 ‎(2)在一次实验中，某同学只记录了、、三个点的坐标如图所示，则物体做平抛运动的初速度为__________。（）‎ ‎【答案】 (1). AB (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1] A．实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用，A正确；‎ B．根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内，因此在实验前，应使用重锤线调整面板在竖直平面内，即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行，B正确；‎ C．应以小球平抛的初始位置即球心为坐标系的原点，建立坐标系，C错误；‎ D．小球轨迹与其质量无关，所以不必测量小球的质量，D错误。‎ 故选AB；‎ ‎(2)[2]A、B、C是平抛运动轨迹上的三个点，由水平位移可知：三个点时间间隔相等。竖直方向：自由落体运动，因时间相等，由 可得 t=0.1s 水平方向做匀速运动，则有 其中 xAB=‎‎0.1m 所以初速度为 v0=‎1m/s 三、计算题。‎ ‎17.一颗人造卫星靠近某行星表面做匀速圆周运动，经过时间t，卫星运行的路程为s，运动半径转过的角度为1rad，引力常量设为G，求：‎ ‎（1）卫星运行的周期；‎ ‎（2）该行星的质量．‎ ‎【答案】(1)2πt　(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)卫星的角速度 ω＝＝rad/s 周期 T＝＝2πt ‎(2)设行星的质量为M，半径为R，则有 R＝＝s 由牛顿第二定律得 ‎＝mω2R 解得 M＝.‎ ‎18.如图所示，为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，其半径为。轨道的点与光滑水平地面相切，质量为的小球由点静止释放，取。求：‎ ‎(1)小球滑到最低点时，小球速度的大小；‎ ‎(2)小球刚到达最低点时，轨道对小球支持力大小；‎ ‎(3)小球通过光滑的水平面滑上固定曲面，恰能到达最高点，到地面的高度为，小球在曲面上克服摩擦力所做的功是多少？‎ ‎【答案】(1)；(2)12N；(3)2.6J ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由动能定理得 则 ‎(2)由牛顿第二定律得 ‎ ‎ 则 ‎(3)对于小球从运动到的整个过程，由动能定理，得 则 ‎19.如图所示的平面直角坐标系，在第Ⅰ象限内有平行于轴的匀强电场，方向沿轴正方向；在第Ⅳ象限的正三角形区域内有匀强磁场，方向垂直于平面向里，正三角形边长为，且边与轴平行。一质量为、电荷量为的粒子，从轴上的点，以大小为的速度沿轴正方向射入电场，通过电场后从轴上的点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力。求：‎ ‎(1)电场强度的大小；‎ ‎(2)粒子到达点时速度的大小和方向；‎ ‎(3)区域内磁场磁感应强度的最小值。‎ ‎【答案】(1)；(2)，方向指向第Ⅳ象限与轴正方向成45°角；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设粒子在电场中运动的时间为，则有 联立以上各式可得 ‎(2)粒子达到点时沿负方向的分速度为 所以 方向指向第Ⅳ象限与轴正方和成45°角；‎ ‎(3)粒子在磁场中运动时，有 当粒子从点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有 所以磁感应强度的最小值