高二上学期期中考试题-物理

山东省临沂第一中学高二上学期期中考试物理试题2018.11.8试卷满分：100分考试时间：90分钟考试范围：曲线运动万有引力与航天磁场动量和动量定理第Ⅰ卷（选择题共48分）一、选择题下列各题的四个选项中，1-6题每题只有一项最符合题意，7-12题每题有多个选项符合题意，请把所选答案的字母填在答题纸的表格里（本大题共12小题，每小题4分，共48分）1.下列说法正确的是（）A. 在恒力作用下，物体不可能做曲线运动B. 圆周运动的加速度总是指向圆心C. 在太空运行的轨道舱中可以用天平测物体的质量D. 带电粒子仅在重力、电场力和洛伦兹力作用下可能做匀速圆周运动2. 如图所示的皮带传动装置中,右边两轮是在一起同轴转动,图中A、B、C三轮的半径关系为R A=R C=2R B,设皮带不打滑,当格伦匀速转动时，下列比值错误的是（）A. A、B、C三点的线速度之比为1:1:2B. A、B、C三点的角速度之比为1:2:2C. A、B、C三点的转速之比为1:1:2D. A、B、C三点的向心加速度之比为1:2:43. 质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示。

下列表述正确的是（）。

A. M带正电，N带负电B. M的速率小于N的速率C. M的运行时间等于于N的运行时间D. 洛伦兹力对M、N做正功4. 如图所示，a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是R和2R（R为地球半径）。

下列说法中正确的是（）。

A. a、b的线速度大小之比2:1B. a、b的周期之比1:22C. a、b的角速度大小之比36:2D. a、b的向心加速度大小之比9︰45.如图所示,从某高度水平抛出一小球,经过时间t到达地面时,速度与水平方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g.下列说法正确的是( )A. 小球水平抛出时的初速度大小为gt tanθB. 若小球初速度增大,则θ减小C. 小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为θ/2D. 若小球初速度增大,则平抛运动的时间变长6. 人用绳子通过定滑轮拉物体A，A穿在光滑的竖直杆上，当以速度 v0匀速地拉绳使物体A 到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，则物体A实际运动的速度是（）。

A. v0cosθB. v0sinθC. v0cosθD. v0sinθ7. 如图所示,在斜面顶端先后水平抛出同一小球,第一次小球落到斜面中点,第二次小球落到斜面底端,从抛出到落至斜面上(忽略空气阻力)( )A. 两次小球落到斜面上时位移与水平方向的夹角相等B. 两次小球落到斜面上时速度与水平方向的夹角相等C. 两次小球运动时间之比t1:t2=1:2D. 两次小球抛出时初速度之比v01:v02=1:28. 轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心在竖直面内做半径为0.4m的圆周运动，如图所示，关于小球在最高点时的说法正确的是(g=10m/s2)（）A. 小球的速度不可能等于零B. 杆所受到的弹力可以等于零C. v﹥2m/s时杆对球的作用力为拉力，且随速度增大而增大D. v﹤2m/s时杆对球的作用力为支持力，且随速度增大而增大9. 2011年中俄联合实施探测火星计划，由中国负责研制的“萤火一号”火星探测器与俄罗斯研制的“福布斯—土壤”火星探测器一起由俄罗斯“天顶”运载火箭发射前往火星。

已知火星的质量约为地球质量的1/9，火星的半径约为地球半径的1/2。

下列关于火星探测器和火星的说法中正确的是（）A. 发射速度只要大于第一宇宙速度即可B. 发射速度应大于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度C. 火星表面的重力加速度等于地球表面重力加速的4/9D.探测器环绕火星运行的最大速度为地球第一宇宙速度的2/310. 一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。

F随时间t变化的图线如图所示，则（）。

A. t=1s时物块的速率为1m/sB. t=2s时物块的动量大小为4kg·m/sC. t=3s时物块的动量大小为5kg·m/sD. t=4s时物块的速度为零11. 质量为m 的金属细杆置于倾角为θ的导轨上，若给细杆通以如图所示的电流时，金属细杆都静止，下图所示的A 、B 、C 、D 四个图中，细杆与导轨间的摩擦力可能为零的是（ ）12. 如图所示，a 、b 、c 分别表示长方体金属板的长、宽、高，将金属板置于垂直导体板前后两个表面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，当电流由左侧面向右侧面通过导体板时，将在导体板的上、下两表面之间产生霍尔电压U H ，下列说法中正确的是（已知电流微观表达式为I=nsqv ）( )A. 金属板上表面电势高于其下表面电势B. 若用盛满电解质溶液的箱子替换导体仍然是上表面电势高于下表面电势C. 若保持通过金属板的电流恒定不变，只将金属板的高度c 减半，则U H 将减半D.若保持金属板左、右两端所加电压恒定不变，只将金属板的长度a 减半，则U H 将变为原来的2倍第Ⅱ卷（选择题 共52分）二、填空题（本大题共2小题，共12分）13. 在“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”实验中，方法和过程如下：⑴在该实验中，利用公式F n =m 4π2r T 2 计算钢球所受的向心力，可以用秒通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径r ，再用天平测出钢球的质量m ，即可利用公式计算出向心力． ⑵求小球受到的合力．结合上一问的测量，只要再测出悬点与小球间的竖直高度h ，分析计算合力F=______（用你所测物理量符号表示，重力加速度为g ）． ⑶若F n 与F 在误差范围相等，便粗略验证了向心力表达式正确性．14. 在“探究平抛运动的规律”的实验时,用一张印有小方格的纸记录物体的运动轨迹,小方格的边长 L=1.6cm,若小球的平抛运动轨迹中的几个位置如图中的a 、b 、c 、d 所示，并以a 为坐标原点建有效数字)。

三、计算题（本大题共4小题，共40分）15.如图所示，是美国的“卡西尼”号探测器经过长达7年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道．若“卡西尼”号探测器在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t，已知引力常量为G，求：（1）土星质量M（2）土星的平均密度ρ16.如图所示,在y﹤0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy平面并指向纸里,磁感应强度为B.一带负电的粒子(质量为m、电荷量为q)以速度v0从O点射入磁场,入射方向在xy平面内,与x轴正向的夹角为θ，粒子所受重力不计。

求：（1）该粒子在磁场中匀速圆周运动的半径（2）该粒子射出磁场的位置A到坐标原点O的距离（3）该粒子在磁场中运动的时间17. 质量为m=0.5kg的小球被系在不可伸长的轻绳一端,在竖直平面内做半径为R=0.4m的圆周运动,已知小球恰好能通过圆周的最高点，忽略一切阻力，试求出以下问题（g取10m/s2）：（1）小球到达最高点时速度是多大？（2）小球到达最低点时的速度大小和轻绳受到的拉力分别是多大？（3）若开始时小球静止在最低点，给小球一个初速度后开始运动，要使小球始始终不脱离圆轨道，则在最低点时给小球速度的大小应满足什么条件？18.如图所示的平面直角坐标系xoy，在第一象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第四象限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于xoy平面向里，正三角形边长为L，且ab边与y轴平行。

一质量为m、电荷量为q的粒子，从y轴上的P(0，h)点，以大小为v 0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第四象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第三象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力。

求：（1）电场强度E的大小；（2）粒子到达a点时速度的大小和方向；（3）abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值。

山东省临沂第一中学高二上学期期中考试物理答案 2018.11.81.D2.C3.C4.D5.B6.A7.ABC8.BC9.BCD 10.AB 11.AC 12.AD13. t n mgr h （2分，2分）14. 2 gL ,0.80m/s ,1.0m/s ,(－1.6cm ,－0.20cm)（2分，2分，2分，2分，1分，1分） 15.8分解：（1）（4分）由题知 “卡西尼”号的运行周期 T =t n …………. ① 设“卡西尼”号质量为m, 万有引力提供向心力，可得G Mm R+h 2=m 4π2T 2 R +h ………….. ②联立①②两式解得：M =4π2n 2 R+h 3Gt 2…③ (2)（4分） 土星的体积为V =43πR 3 …………..④土星的密度为ρ=MV ……………⑤ 联立③④⑤解得ρ=3πn 2 R+h 3Gt 2R 316.8分解:（1）（2分）带负电粒子射入磁场后,因为受到洛伦兹力的作用,粒子将沿图示的轨迹运动,从A 点射出磁场,射出时速度的大小仍为v 0,射出方向与x 轴的夹角仍为θ,由洛伦兹力公式和牛顿定律可得qv 0B =m v 02R …………….. ①式中R 为圆轨道半径,计算得出：R =mv 0qB（2）（3分）设O 、A 间的距离为L,圆轨道的圆心位于OA 的中垂线上,由几何关系可得:L 2=Rsin θ ……………………….. ②联解①②两式,得AO 间的距离为：L =2mv 0sin θqB（3）（3分）设粒子转过的圆心角为α，由几何关系得， α=2π−2θ ...③ 粒子在磁场中运动的时间为t =α2πT …………..⑤联立①③④⑤式解得 t =2 π−θ mqB17.12分解：（1）（3分）设小球恰能通过最高点时速度为v 0，根据牛顿第二定律得： mg =m v 02R …………………………………①代入数据解得 v 0=2m/s(2)（5分）设小球到达最低点时速度为v 1,小球受到的拉力为F T ,由最高点到最低点的过程根据动能定理得：2mgR =12mv 12−12mv 02 ……………………② 代入数据解得 v 1=2 5m/s根据牛顿第二定律得：F T −mg =m v 12R ………… ③代入数据解得 F T =30N由牛顿第三定律得轻绳受到的拉力大小为F T ˊ=F T =30N(3)（4分）由（2）可知当最低点速度≥v 1时小球可以始终不脱离圆轨道，而当小球最高只能上升到圆心高度时，小球也可以不脱离圆轨道，设此时小球在最低点的速度为v 2，根据动能定理得 −mgR =0−12mv 22 ……………………④ 解得 v 2=2 2m/s综上所述，要使小球始终不脱离圆轨道，最低点时的速度应满足 v ≥v 1或v ≤v 2即v ≥2 5m/s 或v ≤2 2m/s18. 12分解：（1）（3分）带电粒子在第一象限内做类平抛运动，有v 0t 1=2h …………………①12at 12=h …………………②且qE=ma ……………….. ③联立①②③解得：E =mv 022qh（2）（4分）竖直方向的分速度v y =at 1…….. ④a 点速度v a = v 02+v y2 ………..⑤ 解得 v a = 2v 0 与初速度方向夹角满足tan θ=v yv 0=1，即θ=45° （3）（5分）带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由带电粒子进入第三象限的速度与y 轴负方向成45°，可知带电粒子从ab 边射出磁场，轨迹如图所示：由牛顿第二定律得qvB =m v 2R …………⑥从ab 边射出磁场，弦长越长对应的半径越大，B 越小，即当带电粒子从b 点射出磁场时，R 最大，B 最小。