海南海南中学2018-2019学年高二物理上学期期中试题.pdf

海南中学 2018-2019 学年度第一学期期中考试 高二物理 第卷 一、单选题（本大题有12 小题，共 36 分） 1.在下列各图中， 已标出了磁感应强度B的方向、 通电直导线中电流I的方向， 以及通电 直导线所受安培力F的方向，其中正确的是（） A.B. C. D. 2.运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向会发生偏转，这一点对地球上的生命 来说有十分重要的意义从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，称为宇宙射线， 在射 向地球时， 由于地磁场的存在， 改变了带电粒子的运动方向，对地球起到了保护作用如 图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图现有来自宇宙的一束质子流，以与地球表而 垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这质子在进入地球周围的空间将（） A.竖直向下沿直线射向地面B. 向西偏转 C. 向东偏转D. 向北偏转 3.有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于 地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位 置如图，则有（） A.a的向心加速度等于重力加速度g B. 线速度关系 C. d的运动周期有可能是20 小时 D. c在 4 个小时内转过的圆心角是 4.宇宙飞船环绕地球做匀速圆周运动，半径为r，己知地球质量为M引力常量为G，则宇 宙飞船在轨道上飞行的线速度大小为（） A. B. C. D. 5.如图所示，在水平放置的光滑绝缘杆ab上，挂有两个相同的 金属环M和N当两环均通以图示的相同方向的电流时，分析 下列说法中，哪种说法正确（） A. 两环静止不动B. 两环互相远离 C. 两环互相靠近D. 两环同时向左运动 6.如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为整个 装置处于沿竖直方向的匀强磁场中质量为m的金属杆ab垂直导轨放置，当杆中通有 从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止则（） A.磁场方向竖直向下 B.磁场方向竖直向上 C. ab所受支持力的大小为 D. ab所受安培力的大小为 7.如图所示，一个带正电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v若加上一个 垂直于纸面指向纸外的方向的磁场，则物体滑到底端时（） A.v变大B. v变小 C. v不变D. 不能确定 8.两个质量均为m的星体，其连线的垂直平分线为MN，O为两星体连线的中点，如图所示， 一物体从O沿OM方向运动，则它所受到的万有引力大小F随距离r的变化情况大致正 确的是（不考虑其他星体的影响）（） A. B. C. D. 9.如图所示，套在条形磁铁外的三个线圈，其面积S1S2=S3， 且 “3” 线圈在磁铁的正中间设各线圈中的磁通量依次为1、 2、3则它们的大小关系是（） A.B. C.D. 10.如图所示，在平行金属板A、B间分布着正交的匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸 面向里。一个质子以初速度v0垂直于电场和磁场沿OO从左端入射，恰能沿OO做直 线运动。则 ( ) A. A板的电势低于B板的电势 B. 氦原子核以初速度垂直于电场和磁场沿从左端入射，仍沿 做直线运动 C. 氦原子核以初速度垂直于电场和磁场沿从右端入射，仍沿 做直线运动 D. 电子以初速度垂直于电场和磁场沿从左端入射，运动轨迹将向A 板偏转 11.如图是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个半径为R的D形金属盒， 两金属盒表面 与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，并分别与一个高频电源两端相连现用它来加速质 量为m、电荷量为q的微观粒子（忽略相对论效应），则下列说法正确的是（） A.要使回旋加速器正常工作，高频电源的频率应为 B. 输出粒子获得的最大动能为 C. 要提高粒子输出时的最大速度，需提高电源的电压 D. 若先后用来加速氘核和氦核，则必须调整电源的频率 12.如图所示， 空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀 强磁场，电场和磁场区域中，有一个固定在竖直平面内的光滑 绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球，O点圆环的圆心，a、 b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，bO沿 水平方向，已知小球所受电场力与重力大小相等，现将小球从 环的顶端a点由静止释放，下列判断正确的是（） A. 当小球运动到b点时，小球受到的洛伦兹力最大 B. 当小球运动到c点时，小球受到的支持力一定大于重力 C. 小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小 D. 小球从a点运动到b点，重力势能减小，电势能增大 二、 多选题（本大题共4 小题，共20 分） 13.满载A国公民的一航班在飞行途中神秘消失，A国推断航班遭到敌对国家劫持，政府立 即调动大量海空军事力量进行搜救，并在第一时间紧急调动了21 颗卫星参与搜寻 “调 动”卫星的措施之一就是减小卫星环绕地球运动的轨道半径，降低卫星运行的高度，以 有利于发现地面（或海洋）目标下面说法正确的是（） A.轨道半径减小后，卫星的环绕速度增大 B. 轨道半径减小后，卫星的环绕速度减小 C. 轨道半径减小后，卫星的环绕周期增大 D. 轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小 14.如图，金属棒AB用软线悬挂在磁感应强度为B，方向如图所示的 匀强磁场中，电流由A向B，此时悬线张力为T，欲使悬线张力变 小，可采用的方法有（） A.将磁场反向，且适当增大磁感应强度 B. 改变电流方向，且适当增大电流强度 C. 电流方向不变，且适当增大电流强度 D. 磁场方向不变，且适当增大磁感强度 15.质谱仪是用来分析同位素的装置，如图为质谱仪的示意图，其由竖直放置的速度选择器、 偏转磁场构成。 由三种不同粒子组成的粒子束以某速度沿竖直向下的方向射入速度选择 器，该粒子束沿直线穿过底板上的小孔O进入偏转磁场，最终三种粒子分别打在底板 MN上的P1、P2、P3三点，已知底板MN上下两侧的匀强磁场方向均垂直纸面向外，且磁 感应强度的大小分别为B1、B2，速度选择器中匀强电场的电场强度的大小为E不计粒 子的重力以及它们之间的相互作用，则（） A.速度选择器中的电场方向向右 B. 三种粒子的速度大小均为 C. 如果三种粒子的电荷量相等，则打在点的粒子质量最大 D. 如果三种粒子电荷量均为q，且、的间距为，则打在、两点的粒子质 量差为 16.如图所示，在垂直纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场中，质量为m，带电量为 +q 的小球穿在足够长的水平固定绝缘的直杆上处于静止状态，小球与杆间的动摩擦因数为 现对小球施加水平向右的恒力F0，在小球从静止开始至速度最大的过程中，下列说 法中正确的是（） A. 直杆对小球的弹力方向不变 B. 直杆对小球的摩擦力先减小后增大 C. 小球运动的最大加速度为 D. 小球的最大速度为 第卷 三、填空题（本大题共2 小题， 17 题 4 分， 18 题 6 分，共 10.0 分） 17.在下面括号内列举的科学家中，对发现和完善万有引力定律有贡献的是 。（安培、牛顿、焦耳、第谷、卡文迪许、麦克斯韦、开普勒、法拉第） 18.已知绕中心天体做匀速圆周运动的星体的轨道半径r，运动周期为T。求： (1) 中心天体的质量M= ； (2) 若中心天体的半径为R，则其平均密度 =_ _ ； (3) 若星体是在中心天体的表面附近做匀速圆周运动，则其平均密度的表达式 = _。 四、计算题（本大题共4 小题， 19 题 6 分， 20、21 题各 9 分， 22 题 10 分。共 34.0 分） 19.宇航员到达某行星上，一小球从高为h 处自由下落， 落到星球表面时速度为V0，设行星 的半径为R、引力常量为G，求： 该行星表面的重力加速度大小； 该行星的质量。 20. 电子质量为m， 电荷量为q， 以速度v0与x轴成 角射入磁感应强度为B的匀强磁场中， 最后落在x轴上的P点，如图所示，求： （1）电子运动的轨道半径R； （2）OP的长度； （3）电子由O点射入到落在P点所需的时间t 21. 如 图所示，通电直导线ab质量为m、长为l，水平地放置在倾角为 的光滑斜面上，通以a 到b方向的电流，电流强度为I，要求导线ab静止在斜面上。 （1）若磁场方向竖直向上，求磁感强度为多大? （2）若要求磁感强度最小，求磁感强度方向及大小? 22. 质量为m，带电量为q的液滴以速度v沿与水平成45°角斜向上进入正交的匀强电场和 匀强磁场叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，如图所示 液滴带正 电荷，在重力、电场力及磁场力共同作用下在场区做匀速直线运动试求： （1）电场强度E和磁感应强度B各多大？ （2）当液滴运动到某一点A时，电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，不考虑因电场 变化而产生的磁场的影响，此时液滴加速度多少？说明此后液滴的运动情况（即求： 半径与 周期） 高二物理答案 1.A 2.C 3.D 4.D 5.C 6.B 7.A 8.B 9.C 10.B 11.B 12.C 13.AD 14.CD 15.ACD 16.BC 17. 第谷（ 1 分）开普勒（ 1 分） 牛顿（ 1 分）卡文迪许（ 1 分） 18. （1）（2）（3） 19. 【答案】 解：由题意知：小球做自由落体运动， ghv2 2 0 2 分 解得： h v g 2 2 0 1 分 对行星表面的任一物体所受到的重力等于物体与行星间的万有引力， 设行星质量为M，则 2 分 由解得行星的质量 1 分 20. 【答案】 解：（ 1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力， 由牛顿第二定律得：qv0B=m， 2 分 解得：； 1 分 （2）粒子运动轨迹如图所示： 由几何知识得：OP=2R?sin =； 3 分 （3）由图中可知圆弧对应的圆心角为2， 粒子做圆周运动的周期：， 2 分 粒子的运动时间：t= 1 分 答：（ 1）电子运动的轨道半径R为； （2）OP的长度为； （3）电子由O点射入到落在P点所需的时间t为 21. 【答案】 解：（ 1）若磁场方向竖直向上，从 a向b观察，导线受力情况如图甲所示 由平衡条件得： 在水平方向上：F-FNsin =0 2 分 在竖直方向上：mg-FNcos=0 2 分 其中F=BIL，联立以上各式可解得： B= 1 分 （2）若要求磁感应强度最小，则一方面应使 磁场方向与通电导线垂直，另一方面应调整磁场方向使与重力、支持力合力相平衡的安培力 最小 如图乙所示，由力的矢量三角形讨论可知，当安培力方向与支持力垂直时，安培力最小，对 应磁感应强度最小，设其值为Bmin，则： BminIL=mgsin ， 2 分 得：Bmin= 2 分 根据左手定则判定知，该磁场方向垂直于斜面向上 答：（ 1）若磁场方向竖直向上，则磁感应强度B为 （2）若要求磁感应强度最小，磁感应强度的最小值为方向垂直于斜面向上 22. 【答案】 解：（ 1）液滴带正电，液滴受力如图所示： 根据平衡条件，有： Eq=mgtan =mg 1 分 qvB= 1 分 故： 1 分 ； 1 分 （2）电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，故电场力与重力平衡，洛伦兹力提供向心 力，粒子做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有： a= 2 分 qvB=m 2 分 解得： R= 1 分 1 分 答：（ 1）电场强度E为，磁感应强度B为； （2）液滴加速度为g，此后液滴做匀速圆周运动，半径为，周期为