山东省枣庄八中2019-2020学年高二上学期期中物理试卷 (有解析)

山东省枣庄八中2019-2020学年高二上学期期中物理试卷

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1.下列说法中正确的是()

A. 两个匀速直线运动的合运动的轨迹必是直线

B. 两个匀变速直线运动的合运动的轨迹必是直线

C. 两个匀变速直线运动的合运动的轨迹必是曲线

D. 一个匀变速直线运动和一个匀速直线运动的合运动的轨迹必是直线

2.A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同时间内，它们通过的路程之比是3：4，运动方

向改变的角度之比是2：3，它们的向心加速度之比是()

A. 8：9

B. 1：2

C. 2：1

D. 4：9

3.对做圆周运动的物体所受的向心力说法正确的是()

A. 因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力

B. 向心力和向心加速度的方向都是不变的

C. 向心力是物体所受的合外力

D. 因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小

4.a、b两质点在同一直线上运动的位移一时间图线如图所示，b质点的加速

度大小始终为0.2m/s2，两图线相切于(5s,?2.7m)点，则()

A. 前5s内a、b两质点的运动方向相反

B. t=5s时，a、b质点的速度大小均为0.52m/s

C. b质点的初速度大小为是1.6m/s

D. 图中x0=5.5m

5.一个原来以角速度ω做匀速圆周运动的物体，当0

A. 将沿切线方向匀速直线飞出

B. 将做靠近圆心的曲线运动

C. 将做远离圆心的曲线运动

D. 将做变速圆周运动

6.关于感应电流，下列说法正确的是()

A. 根据楞次定律知，感应电流的磁场一定阻碍引起感应电流的磁通量

B. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的减弱

C. 感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向可能相同，也可能相反

D. 当导体切割磁感线运动时，只能用安培定则确定感应电流的方向

7.如图所示，两个相同的的环形导线圈A、B垂直且固定放置，圆心均在O

点．现在两导线圈中通以大小相等的电流I，已知导线圈A中的电流在圆

心O处产生的磁场磁感应强度大小为B，则下列说法中正确的是()

A. 两线圈中电流在圆心处产生的磁场磁感应强度为0

B. 两线圈中电流在圆心处产生的磁场磁感应强度大小为2B

C. 两线圈中电流在圆心处产生的磁场磁感应强度大小为√2B

D. 两线圈中电流在圆心处产生的磁场磁感应强度大小为√3B

8.如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板。质量为m、电荷量为q

的带负电粒子(不计重力)以初速度v由小孔水平射入两金属板间，当M、N间的电压为U时，粒子刚好能到达N板。如果要使这个带电粒子到达M、N两金属板中线位置处即返回，则下列措施能满足要求的是()

A. 使初速度减小为原来的1

2

B. 使M、N间的电压提高为原来的4倍

C. 使M、N间的电压加倍

D. 使初速度减小为原来的1

，同时M、N间的电压加倍

2

二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）

9.如图所示，一固定斜面倾角为θ，将小球A从斜面顶端以速率v0水平

向右抛出，击中了斜面上的P点；将小球B从空中某点以相同速率v0

水平向左抛出，恰好垂直斜面击中Q点．不计空气阻力，重力加速度

为g，下列说法正确的是()

A. 若小球在击中P点时速度与水平方向所夹锐角为φ，则tanθ=

2tanφ

B. 若小球在击中P点时速度与水平方向所夹锐角为φ，则tanφ=2tanθ

C. 小球A、B在空中运动的时间之比为2tan2θ：1

D. 小球A、B在空中运动的时间之比为tan2θ：1

10.如图所示，在XOY平面中有一通电直导线与OX、OY轴相交，导线中电

流方向如图所示，该区域有匀强磁场，通电直导线所受磁场力的方向与

OZ轴的正方向相同，该磁场的磁感应强度的方向可能是()

A. 沿X轴负方向

B. 沿Y轴负方向

C. 沿Z轴正方向

D. 沿Z

轴负方向

11.如图，匀强磁场垂直于纸面向里，匀强电场平行于斜面向下，斜面

是粗糙的．一带正电物块以某一初速度沿斜面向上滑动，经a点后

到b点时速度减为零，接着又滑了下来，设物块带电量保持不变，则从a到b和从b回到a两过程相比较()

A. 电场力做功相同

B. 摩擦产生热量相同

C. 电势能变化量大小相同

D. 动能变化量大小不相同

三、实验题（本大题共1小题，共9.0分）

12.某同学用频闪照相研究自由落体运动的加速度。他让一小球自由下落并拍出了频闪照片，将照

片复印到了方格纸上如图所示，为了计算出当地的重力加速度，他用游标卡尺测得小球的直径为24.3mm，并测得了图中方格纸每小格的边长为图中小球直径的4倍。若闪光频率为10Hz，则当地的重力加速度大小为________m/s2，拍摄图中A位置时小球的速度大小为________m/s。

(计算结果保留3位有效数字)

四、计算题（本大题共5小题，共50.0分）

13.某实验小组利用如图1所示的电路测量一节干电池的电动势和内电阻。现有的实验器材为：

A.待测干电池(电动势约为1.5V)

B.电压表(量程3V)

C.电压表(量程15V)

D.电流表(量程0.6A)

E.电流表(量程3A)

F.滑动变阻器(阻值范围0--10Ω)

G.滑动变阻器(阻值范围0--100Ω)H.开关、导线若干

①实验中，电压表应选用，电流表应选用，滑动变阻器应选用。(选填器材前的字母)

②在图2中按图1用笔画线代替导线将电路连线补充完整。

③如图3所示，他们根据实验数据绘制出图像，其中是电压表的读数，是电流表的

读数。由此可以得到，干电池的电动势________，内电阻_______。(结果保留两位有效数字)

14.如图所示，有一根均匀的导体，长为L、质量为m、电阻为R1，处于磁感应强度

为B的匀强磁场中．它由两根相同的轻弹簧悬挂在水平位置，这时每根弹簧伸长

量为x0.闭合电键S后，弹簧伸长量x为多大？已知电源电动势为E，内阻不计，

两弹簧总电阻为R2．

15.一根原长为l0=0.1m的轻弹簧，一端拴住质量为m=0.5kg的小球，以

另一端为圆心在光滑的水平面上做匀速圆周运动，如图所示，角速度为

ω=10rad/s，弹簧的劲度系数k=100N/m，求小球做匀速圆周运动

所受到的拉力大小．

16.我国将于2022年举办冬奥运会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，如图所示，质量m=

60kg的运动员从长直轨道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6m/s2匀加速下滑，到达助滑道末端B时速度v B=24m/s，A与B的竖直高度差H=48m。为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧，助滑道末端B与滑道最低点C的高度差?=5m，运动员在B、C间运动时阻力做功W=?1530J，取g=10m/s2。

(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力F f的大小；

(2)若运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大。

17.如图甲所示，在以O为圆心，内外半径分别为R1和R2的圆环区域内，存在辐射状电场和垂直纸

面的匀强磁场，内外圆间的电势差U为常量，R1=R0，R2=3R0.一电荷量为+q，质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域，不计重力．

(1)已知粒子从外圆上以速度v1射出，求粒子在A点的初速度v0的大小；

(2)若撤去电场，如图乙所示，已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v2射出，方向与OA延长线成45°，求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间；

(3)在图乙中，若粒子从A点进入磁场，速度大小为v3，方向不确定，要使粒子一定能够从外圆射出，磁感应强度应小于多少？

-------- 答案与解析 --------

1.答案：A

解析：解：A、两个匀速直线运动合成，合加速度为零，则合运动仍然是匀速直线运动．故A正确；

B、C、两个匀变速直线运动进行合成，若合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，物体做直线运动，若不在同一直线上做曲线运动．故BC错误；

D、分运动是直线运动，合运动不一定是直线运动，比如：平抛运动，故D错误．

故选：A

当合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，合运动是直线运动，不在同一条直线上，合运动是曲线运动．

解决本题的关键掌握判断合运动是直线运动还是曲线运动的方法，关键看合速度的方向与合加速度的方向．

2.答案：B

解析：解：因为相同时间内它们通过的路程之比是3：4，则线速度之比为3：4；

运动方向改变的角度之比为2：3，则角速度之比为2：3，

根据a=vω得，向心加速度之比为：a A

a B =v AωA

v BωB

=3

4

×2

3

=1

2

.故ACD错误，B正确。

故选：B。

根据相同时间内通过的路程之比得出线速度之比；根据相同时间内转过的角度之比得出角速度大小之比，通过a=vω得出向心加速度之比．

解决本题的关键掌握线速度与角速度的定义式，以及知道向心加速度与线速度、角速度的关系．3.答案：D

解析：解：A、物体做匀速圆周运动需要向心力，它始终指向圆心，因此方向不断改变，向心力不是恒力，故AB错误；

C、向心力是物体做匀速圆周运动所需要的指向圆心的合外力，但非匀速圆周运动不一定是合力充当向心力，故C错误；

D、由于向心力指向圆心，与线速度方向始终垂直，所以它的效果只是改变线速度方向，不会改变线速度大小．故D正确；

故选：D

物体做匀速圆周运动，这里的匀速是指速度大小不变，由于圆周运动方向时刻在变化．因此物体需要一个方向与速度垂直且指向圆心的合外力．这样的合外力只会改变速度方向，不会改变速度大

小．向心力是物体做匀速圆周运动所需要的指向圆心的合外力，但非匀速圆周运动不一定是合力充当向心力．

向心力并不是物体所受的，但做匀速圆周运动需要一个指向圆心的合外力--向心力，方向时刻变化．4.答案：C

解析：

在位移?时间图象中，图象的斜率表示速度，根据图象的斜率分析物体的运动性质，b质点做匀变速直线运动，结合匀变速直线运动的速度公式和位移公式求解。

本题是位移?时间图象问题，要抓住图象斜率的含义以及图象与坐标轴交点的意义。

A.由题意得a质点在0～0.5s内静止，0.5s～5s沿负方向做匀速直线运动，b质点在t=5s前沿负方向做匀减速直线运动，两质点运动方向相同，故A错误；

m/s=?0.6m/s，大B.两图线相切于(5s,?2.7m)，故在t=5s时刻两质点速度相等且v=k=?2.7?0

5?0.5

小为0.6m/s，故B错误；

C.由题意，做匀减速直线运动的b质点加速度大小为0.2m/s2，根据运动学公式有：v1=v0+at，解得：v0=?1.6m/s，初速度大小为是1.6m/s，故C正确；

×5m=?5.5m，故b质点出发的位置离坐标原点D.对于b质点，前5s内，有：x=vt2=?1.6?0.6

2

的距离x0=|x|?2.7m=2.8m，故D错误。

故选C。

5.答案：C

解析：

物体做匀速圆周运动时，由合力提供物体所需要的向心力．当外界提供的合力小于所需要的向心力时，物体将做离心运动．

本题考查对离心运动的分析能力，抓住离心运动的条件是关键．基础题。

物体做匀速圆周运动时，由合力提供物体所需要的向心力，即有F合=mrω2，当F合

故选C。

6.答案：C

解析：

楞次定律的内容是：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。方向与引起感应电流的磁场方向可能相反，也可能方向与引起感应电流的磁场方向可能相同。

解决本题的关键掌握楞次定律的内容：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

A.由楞次定律知，感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化，故A错误；

B.感应电流的磁场总是阻碍电路中的原磁通量的变化，不是阻碍原磁场的变化，故B错误；

C.由楞次定律知，如果是因磁通量的减少而引起的感应电流，则感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向相同，阻碍磁通量的减少；如果是因磁通量的增加而引起的感应电流，则感应电流的磁场与引起感应电流的磁场方向相反，阻碍磁通量的增加，故C正确；

D.导体切割磁感线运动时，应直接用右手定则确定感应电流的方向；若闭合回路磁通量变化，由楞次定律确定感应电流的磁场方向，然后用安培定则确定感应电流的方向，故D错误。

故选C。

7.答案：C

解析：根据安培定则可知，竖直方向的通电圆环在圆心OO处产生的磁感应强度方向垂直纸面向里，大小为BB，水平方向的通电圆环在圆心OO处产生的磁感应强度方向竖直向上，大小为BB，两者相互垂直，故两线圈中电流在圆心处产生的磁场磁感应强度大小为√2B。

故选C。

8.答案：C

解析：

由题意知粒子射入电场后，电场力做负功，动能减小，根据动能定理列出方程；要使粒子刚好达到两板间距离的一半处，根据匀强电场沿电场线方向两点间电势差与距离成正比，再运用数学知识进行讨论，选择题意的选项。

本题考查了带电粒子在电场中的运动；本题根据动能定理研究带电粒子在电场中加速的问题，是常用的方法。

粒子刚好能达到B 金属板时，根据动能定理得，?qU =0?1

2mv 02，现在使带电粒子能到达MN 板间距的1

2处返回，则电场力做功等于?

qU 2

，

A .当初速度为v

02，U 不变，则有带电粒子动能的变化：ΔE k =0?12

m (v 02

)2

=?18

mv 02≠?qU 2

，故A 错误；

B .电压提高到原来的4倍，则带电粒子运动到MN 板中点时电场力做功：W =?1

2q (4U )=?2qU ，与粒子动能变化不相等，故B 错误；

C.电压提高到原来的2倍，则带电粒子运动到MN 板中点时电场力做功：W =?12q (2U )=?qU ，

与粒子动能变化相等，故C 正确；

D .初速度减为原来的1

2，则带电粒子动能变化减为原来的1

4，MN 板间电压加倍 ，则运动到MN 板间中点电场力做功与原来相同，二者不同，故D 错误。 故选C 。

9.答案：BC

解析：解：AB 、对于A 球，有tanθ=

y x

=

12

gt 2v 0t

=

gt 2v 0

，得t =

2v 0tanθ

g

tanφ=v

y v 0

=gt

v 0

，则有tanφ=2tanθ.故A 错误，B 正确。

CD 、对于B 球，tanθ=v 0v y

′=v 0

gt′，得t′=v

0gtanθ，所以小球A 、B 在空中运动的时间之比为t ：t′=2tan 2θ：1.故C 正确，D 错误。 故选：BC 。

平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据竖直位移和水平位移的关系，求出A 球运动的时间，再由速度时间公式求出tanφ.B 球垂直斜面击中Q 点，速度与斜面垂直，由竖直分速度求时间．

解决本题的关键分析隐含的条件，判断两个分运动的关系，再运用运动学公式解答．

10.答案：AB

解析：解：A 、D 、根据左手定则，安培力必须与电流和磁场构成的平面，故磁场的方向一定在xy 平面内，由左手定则可知磁场的方向沿Y 轴负方向，符合左手定则或X 轴负方向； 故选：AB ．

通电导线在磁场中受到安培力，根据左手定则可确定安培力的方向，由安培力方向与磁场和电流方向所构成的平面垂直，即可求解．

考查左手定则，并让学生理解安培力、电流与磁场三方向的关系，同时安培力必须与电流和磁场构成的平面垂直；

注意：左手定则中，磁感线不一定垂直穿过手掌心．

11.答案：CD

解析：解：A、物块从a到b电场力做负功，物块从b回到a电场力做正功，故电场力做功不相同，故A错误；

B、因为有磁场存在，由左手定做可知，当向上运动时受到的磁场力垂直于斜面向上，而当物块下滑时受到的磁场力垂直于斜面向下，故摩擦力不相等，其产生的热量也不想等，故B错误；

C、从a到b和从b回到a两过程，沿电场线运动的距离相等，所以电势能变化量大小相同，故C正确；

D、上滑过程和下滑过程，都是重力、摩擦力及电场力做功，但是上滑时摩擦力小于下滑时的摩擦力，由动能定理得，动能变化量大小不相同，故D正确．

故选：CD

图中存在电场、磁场、重力场，分别对上滑和下滑过程运用动能定理即可求解．

此题考查复合场中物块运动、受力情况的分析能力，需要注意的是磁场力与电流方向有关，难度不大．

12.答案：9.72m/s22.43m/s

解析：

由于物体做自由落体运动，应用匀变速直线运动规律的推论：Δx=gt2解得当地的重力加速度大小；匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该段时间内的平均速度。

本题主要考查匀变速直线运动规律及推论的应用。

由匀变速直线运动规律推论：Δx=gt2，Δx=4×24.3×10?3m，t2=0.01s2，解得当地的重力加速度大小g=9.72m/s2；由于匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该段时间内的平均速度，故有：m/s=2.43m/s。

v A=5×4×2.43×10?3

2×0.1

故填：9.72 2.43

13.答案：①B D F

②如图：

③1.40.91

解析：

(1)根据电池电动势选择电压表，根据电路最大电流选择电流表，为方便实验操作，在保证安全的前提下，要选择最大阻值较小的滑动变阻器；

(2)根据伏安法测电源电动势与内阻的实验原理图将电路连线补充完整；

(3)电源的U?I图像与纵轴的交点坐标值是电源的电动势，图像斜率的绝对值是电源的内阻。

本题考查了测定电源的电动势和内阻；考查了实验器材的选取、作实验电路图、求电动势与内阻，知道实验器材的选取原则、知道实验原理、掌握应用图像法处理实验数据的方法即可正确解题；在计算电源的内阻的时候，一定要注意纵坐标的数值是不是从0开始的。

①干电池电动势约为1.5V，电压表应选B，根据U?I图像得出最大电流为0.55A，因此电流表应选D；

干电池电动势约为1.5V，电流表量程为0.6A，电路最小电阻约为：R=2.5Ω，为方便实验操作，滑动变阻器应选F；

故填B D F

②根据伏安法测电源电动势与内阻的实验原理图将电路连线补充完整：

③在U?I图像中图线与纵坐标的交点等于电源的电动势，所以由图可以读出电源的电动势为1.4V，

图像中的斜率绝对值表示电源的内阻，所以电源的内阻为r=△U

△I =1.4?0.9

0.55

Ω=0.91Ω；

故填1.40.91

故答案为：①B D F；

②如图：；

③1.40.91。

14.答案：解：S闭合前，导体棒受力平衡，故mg=2kx0，S闭合后，设弹簧伸长量为x，棒再次受力平衡，有：

F 安+2kx=mg，F

安

=BIL=BLE

R1?+R2?

解得：x=x0[1?BLE

(R1+R2)mg

].

讨论：(1)(R1+R2)mg>BLE时，x>0，弹簧伸长．

(2)(R1+R2)mg=BLE时，x=0，弹簧无形变．

(3)(R1+R2)mg

答：(1)(R1+R2)mg>BLE时，x>0，弹簧伸长．

(2)(R1+R2)mg=BLE时，x=0，弹簧无形变．

(3)(R1+R2)mg

解析：以导体棒为研究对象，S闭合前列出平衡方程；S闭合后，列出导体棒的平衡方程，对表达式进行讨论

本题考查共点力的平衡，关键是对导体棒进行受力分析，注意S闭合后多了一个安培力，安培力的方向根据左手定则判断，注意对表达式进行讨论．

15.答案：解：设小球做匀速转动时，弹簧的长度为r，此时弹簧产生的拉力为F，由胡克定律知：

F=k(r?l0)…①

又弹簧的对小球的拉力提供向心力，则：

F=mω2r…②

①②两式联立得，带入数据得：

r=0.2m

则小球做匀速圆周运动所受到的拉力F=10N

答：小球做匀速圆周运动所受到的拉力大小是10N．

解析：小球做匀速圆周运动时需要的向心力由弹簧的弹力提供，根据胡克定律和向心力公式列式计算即可求出需要的物理量．

此题将弹力与圆周运动结合在了一起，处理时的关键点时弹簧伸长后的长度是小球做圆周运动的半径．

16.答案：解：(1)运动员在AB上做初速度为零的匀加速运动，设AB的长度为x，斜面的倾角为α，则有

v B2=2ax

根据牛顿第二定律得

mgsinα?F f=ma

又sinα=H

x

由以上三式联立解得F f=144N

(2)设运动员到达C点时的速度为v C，在由B到达C的过程中，由动能定理有

mg?+W=1

2mv C2?1

2

mv B2

设运动员在C点所受的支持力为F N，由牛顿第二定律得

F N?mg=m v C2

R

由运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍，即有F N=6mg

联立解得R=12.5m

答：

(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力F f的大小是144N；

(2)若运动员能承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为12.5m。

解析：(1)运动员在AB段做初速度为零的匀加速运动，已知初、末速度和位移，可根据速度位移公式求出加速度，再由牛顿第二定律求出阻力。

(2)运动员从B到C的过程，由动能定理求出到达C点的速度。在C点，由重力和轨道的支持力充当向心力，由牛顿第二定律列式，即可求解。

本题中运动员先做匀加速运动，后做圆周运动，是牛顿第二定律、运动学公式、动能定理和向心力

的综合应用，要知道圆周运动向心力的来源，涉及力在空间的效果，可考虑动能定理。

17.答案：解：(1)电、磁场都存在时，只有电场力对带电粒子做功，由动能定理

qU=1

2

mv12?

1

2

mv02

得v0=√v12?2qU

m

(2)由牛顿第二定律：qvB=m v2

R

如图1，由几何关系粒子运动轨迹的圆心O′和半径R

则有：R2+R2=(R2?R1)2

解得磁感应强度大小B=√2mv2

2qR0

粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期T=2πR v

2

由几何关系确定粒子在磁场中运动的时间t=1

4

T

解得t=√2πR0

2v2

(3)如图2，为使粒子射出，则粒子在磁场内的运动半径应大于过A点的最大内切圆半径，该半径为

R C=R2+R1

2

解得磁感应强度应小于B C=mv3

2qR0

解析：带电粒子在电场与磁场中，只有电场力对粒子做功，所以由动能定理可求出初速度，由于粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v2射出，则入射点与出射点连续是弦，因此弦的中垂线与射出速度的垂线交点即为轨道的圆心，从而由几何关系可求出磁感应强度大小及运动的时间．若粒子从A点进入磁场，速度大小一定，方向不定，要使粒子一定能够从外圆射出，粒子在磁场内的运动半径应大于过A点的最大内切圆半径，所以由轨道半径从而求出最小磁感应强度。

解决粒子做匀速圆周运动的步骤：定圆心、画圆弧、求半径．同时若粒子从A点进入磁场，速度大小一定而方向不定，要使粒子一定能够从外圆射出，求磁感应强度应最大值，则粒子在磁场内的运

动半径应大于过A点的最小内切圆半径。