2018-2019学年高二物理上学期第一学段模块考试试卷(含解析).doc

2018-2019学年高二物理上学期第一学段模块考试试卷(含解析)一、选择题1.关于匀速圆周运动的向心加速度，下列说法正确的是（ ）A. 由于，所以线速度大的物体的向心加速度大B. 由于，所以旋转半径大的物体的向心加速度小C. 由于，所以角速度大的物体的向心加速度大D. 以上结论都不正确【答案】D【解析】由于可知，在半径相同时，线速度大的物体的向心加速度大，选项A错误； 由可知，在线速度一定时，旋转半径大的物体的向心加速度小，选项B错误；由可知，在半径一定时，角速度大的物体的向心加速度大，选项C错误；故选D.2.如图所示，A、B为咬合转动的两齿轮，RA=2RB，则A、B两轮边缘上两点的（）A. 线速度之比为2：1B. 线速度之比为1：2C. 角速度之比为1：2D. 角速度之比为2：1【答案】C【解析】【分析】咬后的两齿轮有两轮边缘上线速度大小相等，根据线速度大小相等和各物理量的关系求解即可；【详解】A、根据题意有两轮边缘上的线速度大小相等，即有vA=vB，即vAvB=11，故选项AB错误；B、根据角速度和线速度v的关系v=r得角速度与半径成反比：即AB=RBRA=12故C正确，选项D错误。【点睛】抓住齿轮咬合传动时，两轮边缘上线速度大小相等展开讨论，熟练掌握描述圆周运动的各物理量之间的关系是解决本题的关键。3. 如图所示，关于磁场方向、运动电荷的速度方向和洛仑兹力方向之间的关系正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】解：A、根据左手定则，洛伦兹力应该向上，故A错误；B、根据左手定则，洛伦兹力向下，故B正确；C、速度与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故C错误；D、速度与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故D错误；故选：B【点评】带电粒子在磁场中运动受洛伦兹力的条件以及左手定则的熟练应用是对学生的基本要求，要熟练掌握4.2018年2月2日，“张衡一号”卫星成功发射，标志着我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。“张衡一号”可以看成运行在离地高度约为500km的圆形轨道上。该卫星在轨道上运行时( )A. 周期大于地球自转的周期B. 速度大于第一宇宙速度C. 向心加速度大于同步卫星的向心加速度D. 加速度大于地球表面的重力加速度【答案】C【解析】【分析】第一宇宙速度是卫星近表面圆轨道的运行速度，由于“张衡一号”卫星做匀速圆周运动的轨道半径小于同步卫星的半径，由万有引力提供向心力即可求出运动周期T，向心加速度a的公式，进而比较即可；【详解】根据万有引力提供向心力GMmr2=m42T2r=ma，得：，T=2r3GM，a=GMr2；A、由T=2r3GM可知，轨道半径越小，周期越小，由于“张衡一号”距离地面的高度小于地球同步卫星距离地面的高度，可知其周期小于地球自转周期，故选项A错误；B、第一宇宙速度是绕地球的最大的圆轨道运行速度，则该卫星在圆轨道上运行速度小于第一宇宙速度，故B错误；C、由于“张衡一号”卫星的半径小于同步卫星的半径，则根据a=GMr2可知其加速度大于地球同步卫星的向心加速度，而小于地球表面的重力加速度，故C正确，D错误。【点睛】本题的关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出周期、向心加速度的表达式是解答的前提条件。5.三根通电长直导线P、Q、R互相平行、垂直纸面放置三根导线中电流方向均垂直纸面向里，且每两根导线间的距离均相等则P、Q中点O处的磁感应强度方向为（ ）A. 方向水平向左 B. 方向水平向右C. 方向竖直向上 D. 方向竖直向下【答案】A【解析】根据右手螺旋定则在知道P导线在O点产生的磁感应强度方向为竖直向下，R点在O点产生的磁感应强度方向为水平向左，Q导线在O点产生的磁感应强度方向为竖直向上，根据对称性可知直导线P在O点产生磁场与直导线Q在O点产生磁场方向相反，大小相等，故三个磁场叠加后的合磁场方向水平向左，A正确6.一带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场粒子的一段径迹如图径迹上的每一小段都可近似看成圆弧由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小（带电量不变）从图可以确定（）A. 粒子带正电，从a运动到bB. 粒子带正电，从b运动到aC. 粒子带负电，从a运动到bD. 粒子带负电，从b到运动a【答案】B【解析】试题分析：由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小，速度逐渐减小，根据粒子在磁场中运动的半径公式可知，粒子的半径逐渐的减小，所以粒子的运动方向是从b到a，在根据左手定则可知，粒子带正电，所以B正确，故选B。考点：带电粒子在匀强磁场中的运动、洛仑兹力。【名师点睛】根据粒子在磁场中运动的半径公式来分析粒子的运动的方向，在根据左手定则来分析电荷的性质。7.如图所示的皮带传动装置，主动轮O1上两轮的半径分别为3r和r，从动轮O2的半径为2r，A、B、C分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则下比例正确的是（）A. A、B、C三点的加速度之比aA：aB；aC=6：2：1B. A、B、C三点的线速度大小之比vA：vB：vC=3：2：2C. A、B、C三点的角速度之比A：B：C=2：2：1D. A、B、C三点的加速度之比aA：aB：aC=3：2：1【答案】AC【解析】【分析】靠传送带传动的两个轮子边缘上各点的线速度大小相等，共轴转动的各点，角速度相等，据此求解即可；【详解】B点和C点具有相同大小的线速度，根据v=r，知B、C两点的角速度之比等于半径之反比，所以B:C=rC:rB=2:1，而A点和B点具有相同的角速度，则角速度之比为： A:B:C=2:2:1；根据v=r，知A、B的线速度之比等于半径之比，所以vA:vB=3:1B、C线速度相等，所以线速度之比为：vA:vB:vC=3:1:1；根据a=v2r=vvr=v，得向心加速度之比为：aA:aB:aC=6:2:1选项AC正确，BD错误。【点睛】解决本题的关键掌握靠传送带传动的点，线速度大小相等，共轴的点，角速度相等。要根据相等的条件，灵活选择公式的形式，知道向心加速度a=v，这个公式用得少，本题用来解题比较简洁。8.一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相等的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则（）A. 球A的角速度等于球B的角速度B. 球A的线速度大于球B的线速度C. 球A的运动周期小于球B的运动周期D. 球A与球B对筒壁的压力相等【答案】BD【解析】【分析】小球做匀速圆周运动，因此合外力提供向心力，对物体正确进行受力分析，然后根据向心力公式列方程求解即可；【详解】A、物体受力分析，受到重力和弹力作用，如图所示：A、二者的合力提供圆周运动的向心力，即：mgtan=mv2r=mr2=m42T2r解得v=grtan，=grtan，T=42rtang，半径大的线速度大，角速度小，周期大，即vAvB，ATB，故AC错误，B正确；D、将FN沿水平和竖直方向分解，在竖直方向上有：FNsin=mg 则：FN=mgsin，两球质量相等，则两球对筒壁的压力相等，故D正确。【点睛】解决这类圆周运动问题的关键是对物体正确受力分析，根据向心力公式列方程进行讨论，注意各种向心加速度表达式的应用。9.如图，条形磁铁放在水平桌面上，在磁铁右上方固定一根直导线，导线与磁铁垂直，当导线通入向里的电流时，则A. 磁铁对桌面的压力减小B. 磁铁对桌面的压力增大C. 磁铁相对桌面有向左动的趋势D. 磁铁相对桌面有向右动的趋势【答案】BC【解析】以导线为研究对象，由左手定则判断得知导线所受安培力方向斜向右上方，根据牛顿第三定律得知，导线对磁铁的安培力方向斜向左下方，使得磁铁有向左运动的趋势，故受到向右的摩擦力，同时磁铁对地的压力增大，故B、C正确，A、D错误。故选BC。【点评】本题考查转换对象研究法，灵活运用牛顿第三定律选择研究对象的能力关键存在先研究导线所受安培力10.如图长L、质量为m的导体棒ab，被两轻质细线水平悬挂，静置于匀强磁场中；当ab中通过如图的恒定电流I时，ab棒摆离原竖直面，在细绳与竖直方向成角的位置再次处于静止状态；已知ab棒始终与磁场方向垂直，则磁感应强度的大小可能是（ ） A. mgtanIL B. mgsinIL C. mgsin2IL D. 2mgsin3IL【答案】AB【解析】若磁场竖直向上，则画出从右侧看逆着电流方向的侧视图，如图甲所示：金属棒在重力mg、悬线拉力FT、安培力F三个力的作用下处于平衡状态由共点力平衡条件得：F=ILB=mgtan，解得：B=mgILtan。若所加磁场的方向应平行于悬线向上，此时所加磁场的磁感应强度最小，则棒平衡时所受的安培力有最小值由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力的三角形可知（如图乙）安培力的最小值为：Fmin=mgsin，即：ILBmin=mgsin，所以Bmin=mgILsin，故选项AB正确。点睛：对于安培力的方向与大小如何确定与计算，要知道当安培力的方向与拉力的方向垂直，安培力最小，磁感应强度最小。11.如图所示，A表示地球同步卫星，B为运行轨道比A低的一颗卫星，C为地球赤道上某一高山山顶上的一个物体，两颗卫星及物体C的质量都相同，关于它们的线速度、角速度、运行周期和所受到的万有引力的比较，下列关系式正确的是()A. vBvAvC B. ABCC. FAFBFC D. TATCTB【答案】AD【解析】AC的角速度相等，由v=r，可知CA；BC比较，同为卫星，由人造卫星的速度公式：vGMR，可知AB，因而vBvAvC，故A正确； AC的角速度相等；根据GMR3而A的角速度小于B的角速度；故A=C G，P有收缩的趋势B. 在t2时刻，FNG，穿过P的磁通量不变C. 在t3时刻，FNG，P中有感应电流D. 在t4时刻，FNG，P有收缩的趋势【答案】ABC【解析】【分析】当螺线管中通入变化的电流时形成变化的磁场，这时线圈P中的磁通量发生变化，由其磁通量的变化根据楞次定律可以判断P中产生感应电流的大小方向以及P线圈收缩和扩展趋势；【详解】A、当螺线管中电流增大时，其形成的磁场不断增强，因此线圈P中的磁通量增大，根据楞次定律可知线圈P将阻碍其磁通量的增大，故线圈有远离和面积收缩的趋势，即FNG，P有缩小的趋势，故A正确；B、当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，故t2时刻FN=G，故B正确；C、t3时刻螺线管中电流为零，但是线圈P中磁通量是变化的，因此此时线圈P中有感应电流，但此时刻二者之间没有相互作用力，即FN=G，故C正确；D、当螺线管中电流不变时，其形成磁场不变，线圈P中的磁通量不变，因此磁铁线圈中无感应电流产生，故t4时刻FN=G，此时穿过P的没有收缩的趋势，故D错误。【点睛】本题考查楞次定律的应用，要注意正确理解楞次定律中“阻碍”的含义，注意判断感应电流的大小看磁通量的变化率而不是看磁通量的大小。二、填空题13. 如图为研究磁场对通电导线的作用力的实验，问：（1）若闭合开关，导体棒AB 受到的安培力方向 （“向左”或“向右”）（2）如果向右滑动“滑动变阻器”触头，导体棒AB受到安培力方向 （“反向”或“不变”），安培力大小 （“变大”、“不变”或“变小”）【答案】（1）向左（2）不变，变小【解析】解：利用左手定则可以判断受力方向（1）向左，（2）当滑片滑动时，方向不变，但电流发生改变，故大小发生改变，故答案为：（1）向左（2）不变，变小【点评】本题主要考查了左手定则，即张开左手，使四指与大拇指在同一平面内，大拇指与四指垂直，把左手放入磁场中，让磁感线穿过手心，四指与电流方向相同，大拇指所指的方向是安培力的方向14.一同学用如图所示装置研究感应电流方向与引起感应电流的磁场变化的关系。已知电流从接线柱a流入电流表时，电流表指针右偏，实验时原磁场方向、磁铁运动情况及电流表指针均记录在下表中实验序号引起感应电流的磁场方向磁铁运动情况指针偏转情况1向下插入左偏2向下拔出右偏3向上插入右偏4向上拔出左偏（1）由实验1、3得出的结论是：穿过闭合回路的磁通量_（填“增加”、“减少”）时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向_（填“相同”、“相反”）。（2）由实验2、4得出的结论是：穿过闭合回路的磁通量 _（填“增加”、“减少”）时，感应电流的磁场方向与引起感应电流的磁场方向 _（填“相同”、“相反”）。（3）由实验1、2、3、4得出的结论是：_.【答案】 (1). 增加 (2). 相反 (3). 减少 (4). 相同 (5). 感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化【解析】（1）由表中信息可知，在实验1、3中，磁铁插入线圈，穿过线圈的磁通量增加，而穿过线圈的磁场方向相反，感应电流方向相反，感应电流磁场方向与原磁场方向相反，由此可知：穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反（2）由表中实验信息可知，在实验2、4中，穿过线圈的磁通量减小，磁场方向相反，感应电流方向相反，感应电流磁场方向与原磁场方向相同，由此可知：穿过闭合回路的磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同（3）综合分析4次实验可知：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化三、计算题： 15.xx年10月我国“嫦娥二号”探月卫星成功发射“嫦娥二号”卫星开始绕地球做椭圆轨道运动，经过若干次变轨、制动后，最终使它绕月球在一个圆轨道上运行设“嫦娥二号”距月球表面的高度为h，绕月圆周运动的周期为T已知月球半径为R，引力常量为G（1）求月球的质量M（2）求月球的密度【答案】（1）42(R+h)3GT2 （2）3(R+h)3GT2R3【解析】【分析】（1）研究“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量（2）根据密度的公式进行求解【详解】（1）设卫星质量为m，由万有引力定律及向心力公式知：GMm(R+h)2=m42T2R+h 解得：M=42R+h3GT2； （2）月球的体积为：V=43R3根据密度的定义有：=MV得月球的密度为：=3R+h3GT2R3。【点睛】本题考查了运用万有引力提供向心力列出等式，向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用。16.如图所示，在一个范围足够大、垂直纸面向里的匀强磁场中，用绝缘细线将金属棒吊起，使其呈水平状态。已知金属棒长L0.1 m，质量m0.05 kg，棒中通有I10 A的向右的电流。 （1）若磁场的磁感应强度大小B0.2 T，求此时金属棒受到的安培力F的大小，并判断安培力的方向；（2）若细线拉力恰好为零，求磁场的磁感应强度B的大小。【答案】（1）0.2N，方向向上（2）0.5T【解析】【分析】（1）根据左手定则判断出安培力方向，根据安培力公式求解其大小； （2）当细线拉力为零，则说明安培力与重力相等，因此由安培力大小公式可确定B的大小；【详解】（1）根据安培力公式可以得到导体棒受到的安培力大小为：F=BIL=0.2100.1N=0.2N，根据左手定则判断安培力向上；（2）悬线拉力恰好为零，金属棒受重力和安培力，由金属棒静止可得：F=BIL=mg所以：B=mgIL=0.5T。【点睛】本题比较简单，借助于物体平衡，考查了有关安培力的大小和方向问题，要熟练应用左手定则判断安培力的方向，同时熟练应用公式F=BIL进行有关计算。17.在竖直平面内有一个光滑的1/4圆弧轨道，其半径R=0.2m，一质量m=0.2kg的小滑块从轨道的最高点由静止释放，到达最低点时以一定的水平速度离开轨道，轨道的最低点距地面高度h=0.8m空气阻力不计，g取10m/s2，求：（1）小滑块离开轨道时的速度大小；（2）小滑块运动到轨道最低点时，对轨道的压力大小；（3）落地点距轨道最低点的水平距离x【答案】（1）2m/s（2）6N（3）0.8m【解析】【分析】（1）在滑块从轨道的最高点到最低点的过程中，根据机械能守恒定律即可求解；（2）小滑块到达轨道最低点时，受重力和轨道对它的弹力，根据牛顿第二定律即可求得弹力；（3）小滑块离开轨道后做平抛运动，设运动时间为t，根据平抛运动的基本公式即可求解；【详解】（1）设离开轨道时的速度为v，则根据机械能守恒有：mgR=12mv2代入数据解得：v=2m/s；（2）小滑块到达轨道最低点时，受重力和轨道对它的弹力为FN 根据牛顿第二定律有：FNmg=mv2R代入数据解得：FN=6N根据牛顿第三定律，对轨道的压力大小FN=6N。（3）小滑块离开轨道后做平抛运动水平方向：x=vt，竖直方向：h=12gt2代入数据得：x=0.8m。【点睛】本题主要