山东诗平县第一中学2019-2020学年高二物理上学期第一次质量检测试题

1、PAGE 15 -山东省东平县第一中学2019-2020学年高二物理上学期第一次质量检测试题一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为（）A. 0B. C. D. 有A、B两颗卫星绕地心O做圆周运动，旋转方向相同A卫星的周期为T1，如图所示在某一时刻两卫星相距最近，经时间t他们再次相距最近，则B卫星的周期T2为（）A. B. C. D. 某行星的质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半，那么一个物体在

2、此行星表面附近所受到的引力是它在地球表面附近所受引力的（）A. 2倍B. 4倍C. 倍D. 倍关于静止在地球表面(两极除外)随地球自转的物体，下列说法正确的是（ ）A. 物体所受重力等于地球对它的万有引力B. 物体的加速度方向可能不指向地球中心C. 物体所受合外力等于地球对它的万有引力D. 物体在地球表面不同处角速度可能不同2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（）在轨道上经过B的速度小于经过A的速度B. 在轨道上经过A的动能小于在轨道上经过A的动能C. 在轨道上经过A的加速度

3、小于在轨道上经过A的加速度D. 在轨道上经过B的向心力小于在轨道上经过A的向心力如图所示，一根通电导线垂直放在磁感应强度为1T的匀强磁场中，以导线为中心，半径为R的圆周上有a、b、c、d四个点，已知c点的实际磁感应强度为0，则下列说法中正确的是（）A. 直导线中电流方向垂直纸面向里B. d点的磁感应强度为0C. a点的磁感应强度为2T,方向向右D. b点的磁感应强度为,方向斜向下,与B成角如图所示为水平放置的两根等高固定长直细导线的截面图，O点是两导线间距离的中点，a、b是过O点的竖直线上与O点距离相等的两点，两导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流下列说法正确的是（）A. 两导线之间存在相互

4、吸引的安培力B. O点的磁感应强度为零C. O点的磁感应强度方向竖直向下D. a、b两点的磁感应强度大小相等、方向相反如图所示，用两根轻细金属丝将质量为m，长为l的金属棒ab悬挂在c。d两处，置于匀强磁场内。当棒中通以从a到b的电流I后，两悬线偏离竖直方向角处于平衡状态。为了使棒平衡在该位置上，所需的最小磁场的磁感应强度的大小。方向是（）A. ,竖直向上B. ,竖直向下C. ,平行悬线向下D. ,平行悬线向上如图所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到底端，速度为。若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时 ( ) A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不能确定的变化对于电场和磁场的描述，

5、下列哪个说法是正确的？（）A. 电场对放入其中的电荷一定有电场力作用,磁场对放入其中的通电导线一定有磁场力作用B. 正电荷受电场力的方向与所在处的电场方向相同,一小段通电导线受磁场的方向与所在处的磁场方向相同C. 同一通电导线放在磁场中的不同位置,受安培力大的地方,该处磁感应强度一定大D. 同一通电导线在磁场中的同一位置沿不同方向放置,受安培力最大时,磁场方向与导线一定垂直二、多选题（本大题共6小题，共24.0分）如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M，N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中

6、（）A. 从P到M所用的时间等于B. 从Q到N阶段,机械能逐渐变大C. 从P到Q阶段,速率逐渐变小D. 从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功2008年9月25日，我国利用“神州七号”飞船将翟志刚、刘伯明、景海鹏三名宇航员送入太空设宇航员测出自己绕地球做匀速圆周运动的周期为T，离地高度为H，地球半径为R，则根据T、H、R和引力常量G，能计算出的物理量是（）A. 地球的质量B. 地球的平均密度C. 飞船所需的向心力D. 飞船线速度的大小如图是回旋加速器的工作原理图D1和D2是两个中空的半圆金属盒，它们之间有一定的电压，A处的粒子源产生的带电粒子，在两盒之间被电场加速两半圆盒处于与盒面垂直的匀

7、强磁场中，粒子在半圆盒中做匀速圆周运动不计带电粒子在电场中的加速时间，不考虑由相对论效应带来的影响，则下列说法正确的是（）A. 粒子在D形盒中的运动周期与两盒间交变电压的周期相同B. 回旋加速器是靠电场加速的,因此其最大能量与电压有关C. 回旋加速器是靠磁场加速的,因为其最大能量与电压无关D. 粒子在回旋加速器中运动的总时间与电压有关如图所示,空间存在着匀强电场E和匀强磁场B组成的复合场。有一个质量为m、电荷量为+q的带电小球,以一定的初速度v0水平向右运动,则带电小球在复合场中可能沿直线运动的是( )B. C. D. 如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从

8、静止开始自A沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，阻力不计，以下说法中正确的是( ) A. 液滴一定带负电B. 液滴在C点时动能最大C. 液滴从A运动到C的过程中机械能守恒D. 液滴将由B点返回A点如图所示，空间有垂直纸面向里的匀强磁场，氢元素的同位素氘核（一个质子，一个中子）和二价氦核（二个质子，二个中子）都从边界上的O点以相同速度先后射入磁场中，人射方向与边界成相同的角，则氘离子和二价氦离子在磁场中 运动轨迹的半径相同重新回到边界所用时间相同C. 重新回到边界时的动能相同重新回到边界时与O点的距离相等三、计算题（本大题共4小题，共36.0分）4月12日为国际航天日，现计

9、划发射一颗距离地面高度为地球半径R的圆形轨道地球卫星，卫星轨道平面与赤道平面重合，已知地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G。（1）求地球质量M和地球的密度；（2）求卫星绕地心运动周期T；如图，xOy在竖直平面内，x轴下方有匀强电场和匀强磁场电场强度为E、方向竖直向下磁感应强度为B、方向垂直纸面向里将一个带电小球从y轴上P(0，h)点以初速度v0竖直向下抛出小球穿过x轴后，恰好做匀速圆周运动不计空气阻力，已知重力加速度为g. (1)判断小球带正电还是负电；(2)求小球做圆周运动的半径；(3)求小球从P点出发，到第二次经过x轴所用的时间一小滑块带有q=510-4C的电荷放置在倾角=30的光滑绝

10、缘斜面上，斜面置于磁感应强度的大小B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示小滑块由静止开始沿斜面滑下，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时的速度为3.5m/s时，恰好离开斜面，g取10m/s2，结果保留两位有效数字，则：（1）小滑块带何种电荷？（2）小滑块质量多大？（3）该斜面的长度至少多长？如图所示，在倾角为=30的斜面上，固定一宽L=0.25m的平行金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R电源电动势E=12V，内阻r=1，一质量m=20g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B=0.80T、垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）。金属导轨是

11、光滑的，取g=10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：（1）金属棒所受到的安培力的大小。（2）通过金属棒的电流的大小。（3）滑动变阻器R接入电路中的阻值。（4）将图中磁场与竖直方向夹角缓慢较小到0，要保证金属棒始终静止，则B的大小应如何变化？高二物理答案和解析1.【答案】B【解析】解：飞船在距地面高度为h处，由万有引力等于重力得：解得：g=故选：B。飞船在距地面高度为h的位置，由万有引力等于重力列式求解重力加速度本题考查万有引力的应用，要能根据公式求解重力加速度，难度不大，属于基础题2.【答案】B【解析】解：两行星相距最近时，两行星应该在同一半径方向上，A多转动一圈时，第二次追上，转动的角

12、度相差2，即：t-t=2，解得：故ACD错误，B正确；故选：B两行星相距最近时，两行星应该在同一半径方向上，两行星相距最远时，两行星应该在同一直径上，由于A的周期小，故A转得较快，当A比B多转一圈时两行星再次相距最近根据几何关系得到两颗卫星相距最近和相距最远所满足的角度关系，最近时两卫星在同一半径上角度差为2弧度，卫星相距最远时，两卫星在同一直径上，转过的角度差为弧度3.【答案】A【解析】【分析】本题考查了万有引力定律的综合运用。根据万有引力等于重力结合万有引力定律表示出重力根据行星和地球的质量、半径关系求出行星上的重力和地球上重力关系求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示

13、出来，再进行之比。【解答】根据万有引力定律得：F=行星质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半，一个物体在此行星上的万有引力和地球上万有引力之比：=2，故A正确，BCD错误。故选A。4.【答案】B【解析】【分析】在地球的两极，物体所受的万有引力等于重力，在赤道，万有引力大于重力；物体随着地球一起自转，向心加速度的方向指向地轴，并不都指向地心，根据轨道半径的大小即可得出向心加速度的大小。解决本题的关键知道地球上除两极，各点的角速度大小相等，在两极，万有引力等于重力，在赤道，万有引力大于重力。【解答】A.物体在地球的两极，物体所受的万有引力等于重力，故A错误；B.物体随着地球一起自转，向心加速

14、度的方向指向地轴，并不都指向地心，故物体的加速度方向可能不指向地球中心，故B正确；C.物体所受合外力等于地球对它的万有引力与地面对物体的支持力的合力，故C错误；D.除两极外，物体在地球表面不同处角速度都相同，故D错误。故选B。5.【答案】B【解析】解：A、根据开普勒第二定律可知航天飞机在远地点的速度小于在近地点的速度，即在轨道上经过B的速度大于经过A的速度，故A错误；B、当航天飞机在轨道上A点加速才能变轨到上，故在轨道上经过A的动能小于在上经过A点的动能，故B正确；C、由=ma可知，在轨道上经过A的加速度应等于在轨道上经过A的加速度，故C错误；D、在轨道上经过B需要做离心运动，在轨道上经过B的

15、向心力大于在轨道上经过B的万有引力，在轨道上经过A的向心力等于在轨道上经过A的万有引力，万有引力F=，所以在轨道上经过B的向心力大于在轨道上经过A的向心力，故D错误；故选：B卫星在椭圆轨道近地点速度大于远地点速度；卫星只要加速就离心；万有引力是合力满足牛顿第二定律开普勒第二定律说明卫星从近地轨道向远地轨道运动速度将变小，否则速度变大注意加速度与向心加速度的区别，加速度等于合力与m的比值，向心加速度等于合力在指向圆心方向的分力与m的比值，只有在匀速圆周运动二者才相同6.【答案】C【解析】解：A、由题意可知，c点的磁感应强度为0，说明通电导线在c点产生的磁感应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方

16、向相反，即得到通电导线在c点产生的磁感应强度方向水平向左，根据安培定则判断可知，直导线中的电流方向垂直纸面向外故A错误B、根据矢量合成规律可知，通电导线在d处的磁感应强度方向竖直向上，则d点感应强度为T，方向与B的方向成45斜向上故B错误C、通电导线在a处的磁感应强度方向水平向右，则a点磁感应强度为2T，方向与B的方向相同故C正确D、由上可知，通电导线在b点产生的磁感应强度大小为1T，由安培定则可知，通电导线在b处的磁感应强度方向竖直向下，根据平行四边形与匀强磁场进行合成得知，b点感应强度为T，方向与B的方向成45斜向下故D错误故选：C 由题，c点的磁感应强度为0，说明通电导线在O点产生的磁感

17、应强度与匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向相反，由安培定则判断出通电导线中电流方向通电导线在abcd四点处产生的磁感应强度大小相等，根据平行四边形定则进行合成分析b、c、d三点的磁感应强度大小和方向本题考查安培定则和平行四边形定则，注意在空间任意一点的磁感应强度都通电导线产生的磁场和匀强磁场的叠加7.【答案】C【解析】解：A、由图可知，两处电流的方向相反，所以它们之间存在相互排斥的作用力。故A错误。B、C、由安培定则可知，左侧的电流在O处产生的磁场方向竖直向下，右侧的电流在O处产生的磁场方向竖直向下，方向相同，所以合磁场的方向向下。故B错误，C正确。D、结合安培定则，分别作出两处电流在a、b两

18、点的磁场方向如图，可知a、b两点的磁感应强度方向相同。故D错误。故选：C。根据右手螺旋定则确定两根导线在a、b、O三点磁场的方向，根据平行四边形定则进行合成解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流与其周围磁场方向的关系，会根据平行四边形定则进行合成8.【答案】D【解析】解：为了使该棒仍然平衡在该位置上，Fmin=mgsin得：Bmin=，由左手定则知所加磁场的方向平行悬线向上。故D正确，A、B、C错误。故选：D。由矢量三角形定则判断安培力的最小值及方向，进而由安培力公式和左手定则的得到B的大小以及B的方向。考查安培力的方向与大小如何确定与计算，知道当安培力的方向与拉力的方向垂直，安培力最小，磁感

19、应强度最小。9.【答案】B【解析】【分析】对未加磁场和加上磁场两种情况分别应用动能定理，分析两种情况下摩擦力及做功的关系，而后判断速度大小的关系即可。本题考查了摩擦力及功的分析、动能定理的应用，解答时要注意分析摩擦力做功情况。【解答】未加磁场时，根据动能定理，有。加磁场后，多了洛伦兹力，洛伦兹力不做功，但正压力变大，摩擦力变大，根据动能定理，有，WfWf，所以vv，故B正确，ACD错误。故选B。10.【答案】D【解析】解：A、电场对放入其中的电荷一定有电场力作用，磁场对放入其中的与磁场平行的通电导线没有磁场力作用故A错误；B、正电荷受电场力的方向与所在处的电场方向相同，而根据左手定则，一小段通

20、电导线受磁场的方向与所在处的磁场方向垂直故B错误；C、磁感应强度是由磁场本身决定的，与通电导线在磁场中受到的安培力的大小无关故C错误；D、根据安培力的计算公式：F=BILsin，同一通电导线在磁场中的同一位置沿不同方向放置，受安培力最大时，磁场方向与导线一定垂直故选：D 电荷和电荷之间的相互作用是通过电场发生的、通电导体和通电导体之间的相互作用是通过磁场发生的，磁感应强度是由磁场本身决定的，与通电导线在磁场中受到的安培力的大小无关；安培力的计算公式：F=BILsin，磁场方向与导线垂直时安培力最大本题要重点掌握电场磁场的特点，知道电荷、磁极和通电导体间的相互作用都是通过场完成的，知道磁感应强度

21、是由磁场本身决定的11.【答案】CD【解析】【分析】根据海王星在PM段和MQ段的速率大小比较两段过程中的运动时间，从而得出P到M所用时间与周期的关系；抓住海王星只有万有引力做功，得出机械能守恒；根据万有引力做功确定速率的变化。解决本题的关键知道近日点的速度比较大，远日点的速度比较小，从P到Q和Q到P的运动是对称的，但是P到M和M到Q不是对称的。【解答】A.海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小，则PM段的时间小于MQ段的时间，所以P到M所用的时间小于，故A错误。B.从Q到N的过程中，由于只有万有引力做功，机械能守恒，故B错误。C.从P到Q阶段，万有引力做负功，速率减小，故C正确。D.根据

22、万有引力方向与速度方向的关系知，从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功，故D正确。故选CD。12.【答案】ABD【解析】【分析】人造地球卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据向心力公式和万有引力公式可求出相关物理量。本题关键抓住引力等于向心力，即可列式求解。【解答】AD.人造地球卫星做匀速圆周运动，万有引力等于向心力：F引=F向，即：=m=m，解得：M =，v=，故AD正确；C.由于缺少卫星质量，引力大小无法算出，故C错误；B.地球密度：=，故B正确。故选ABD。13.【答案】AD【解析】解：A、根据加速原理，当粒子在磁场中运动的周期与交变电压的周期同步时，才能处于加速状态，故A正确

23、；BC、加速器中的电场可以使带电粒子加速，而磁场只使粒子偏转，对粒子不做功，根据qvB=m得，最大速度v=，则最大动能EKm=mv2=可知，粒子的最大动能只与粒子本身的荷质比，加速器半径，和磁场大小有关，与加速电压无关，故BC错误；D、粒子在回旋加速器中运动的总时间，与粒子在电场加速与磁场偏转次数，而电压越高，则次数越少。故D正确；故选：AD。粒子在磁场中运动时，洛伦兹力提供向心力，满足qvB=m，运动周期T=（电场中加速时间忽略不计）对公式进行简单推导后，便可解此题理解回旋加速器工作原理，熟练运用相关公式，便可解出此题，特别注意加速获得的最大动能与电场的电压无关14.【答案】AD【解析】【分

24、析】当粒子不受洛伦兹力或者三力平衡时物体有可能沿着直线通过电磁场区域。本题关键在于洛伦兹力与速度垂直且与粒子速度方向垂直，要使粒子做直线运动，要么三力平衡，要么不受洛伦兹力。【解答】A.小球受重力、竖直向下的电场力、竖直向上的洛伦兹力，当重力与电场力之和等于洛伦兹力大小时，粒子做匀速直线运动，故A正确；B.小球受重力、水平向右的电场力、竖直向上的洛伦兹力，合力与速度可能共线，但速率的增大，导致洛伦兹力变化，从而一定做曲线运动，故B错误；C.小球受重力、向右上方的电场力、竖直向上的洛伦兹力，合力与速度可能共线，但速度的增大，导致合力变化，从而做曲线运动，故C错误；D.粒子受向下的重力和向上的电场

25、力，当电场力等于重力时，则粒子做匀速直线运动，故D正确；故选AD。15.【答案】AB【解析】【分析】带电液滴由静止开始，在电场力和重力的作用下会向下运动，在运动过程中，带电粒子会受到洛伦兹力，所以粒子会沿逆时针方向偏转，到达C点时，洛伦兹力方向向上，此时粒子具有最大速度，在之后的运动中，粒子的电势能会增加速度越来越小，到达B点时速度为零，除重力以外的力做的功等于机械能的变化量。本题考查了带电粒子在复合场中的运动，首先受力分析，然后分析物体的运动状态。【解答】A.从图中可以看出，带电粒子由静止开始向下运动，说明重力和电场力的合力向下，洛伦兹力指向弧内，根据左手定则可知，液滴带负电，故A正确；B.

26、从A到C的过程中，重力正功，而电场力做负功，洛伦兹力不做功，但合力仍做正功，导致动能仍增大，从C到B的过程中，重力做负功，电场力做正功，洛伦兹力不做功，但合力却做负功，导致动能减小，所以滴在C点动能最大，故B正确；C.液滴除重力做功外，还有电场力做功，机械能不守恒，故C错误；D.液滴到达B处后，向右重复类似于ACB的运动，不能再由B点返回A点，故D错误。故选AB。16.【答案】ABD【解析】【分析】由题氘离子和二价氦离子的质量与电量关系，知进入同一磁场做匀速圆周运动的周期关系及半径关系，经计算两离子运动轨迹相同即可对各选项做出判断。此类题目应根据题意画出轨迹示意图，可根据几何关系求出回到边界时

27、离O点的距离；利用对称关系判断回到边界时速度的方向；带电粒子在磁场中做匀速圆周运动问题求运动时间，可用关系式有t=T，是轨迹的圆心角，而且轨迹的圆心角等于速度的偏转角。【解答】A.根据牛顿第二定律得：qvB=m得：r=，氘离子为，二价氦离子，由题v、B大小均相同，两离子电量和质量关系知r相同，故A正确；B.粒子的运动周期T=，则知T相同，又因半径r及速度还相同，都带正电，知运动轨迹完全相同，故B正确；C.两离子在磁场中均做匀速圆周运动，速度沿轨迹的切线方向，根据圆的对称性可知，重新回到边界时速度大小与方向相同，但因两离子质量不同，则重新回到边界时的动量不相同，故C错误；D.两离子运动轨迹完全相

28、同，所以重新回到边界时与O点的距离相等，故D正确。故选ABD 。17.【答案】解：（1）在地球表面的物体受到的重力等于万有引力解得：地球的体积为（2）卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：又因为故解得：（3）设至少经过t时间该卫星再次经过观察者A正上方，则：，即解得：【解析】（1）在地球表面的物体受到的重力等于万有引力求出质量，根据密度公式求出地球的密度；（2）卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，结合黄金代换式，解得卫星绕地心运动周期T；（3）卫星经过赤道上观察者A正上方，再次经过时，卫星和地球转动的角度之差为，列式解答。本题考查天体运动，关键是明白万有引力提供向心力，需要利

29、用地面加速度时，利用黄金代换式作答。18.【答案】解：画出小球运动的轨迹示意图（1）小球穿过x轴后恰好做匀速圆周运动有qE=mg方向竖直向上，故小球带负电（2）设小球经过O点时的速度为v，从P到O由匀变速运动规律得：v2=v02+2gh从O到A，根据牛顿第二定律qvB=故有：r=（3）设从P到O，小球第一次经过x轴所用时间为t1，则：v=v0+gt1而=2gh故设从O到A，小球第二次经过x轴，所用时间为t2则：=小球从P点出发，到第二次经过x轴所用的时间：t=t1+t2=答：（1）小球带负电（2）小球运动半径r=（3）小球从P点出发，到第二次经过x轴所用的时间t=【解析】（1）小球恰好做匀速圆周运动，则重力与电场力大小相等、方向相反，据此判断小球的电性（2）由洛伦兹力提供向心力，结合牛顿第二定律列方程得到半径（3）小球先做匀加速直线运动，后该做圆周运动，分别求出时间便可得到总时间挖掘出小球恰好做匀速圆周运动的隐含条件为：重力与电场力大小相等、方向相反；将