山东省青岛市青岛九中2019-2020学年高二上学期月考物理试题

青岛九中2019~2020学年度第一学期阶段考试高二物理试题第一卷（选择题共60分）一．单选题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。全部选对的得4分，有选错或不答的得0分。1.关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的说法，正确的是（）A.若其质量加倍，则轨道半径也要加倍B.它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播C.它以第一宇宙速度运行D.它运行的角速度与地球自转角速度相同【答案】D【解析】【详解】A．地球同步卫星距离地球的高度为定值，半径也为定值，所以各国发射的这种卫星轨道半径都一样，与质量无关，故A错误；B．地球同步卫星只能在赤道的正上方，它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的。所以不可能定点在北京正上方，故B错误；C．地球同步卫星在轨道上的绕行速度约为3.1km/s，小于7.9km/s，故C错误；D．同步卫星是指与地球相对静止的卫星，这种卫星绕地球转动的角速度与地球自转的角度速度相同，故D正确。故选D。2.2015年9月20日，我国成功发射“一箭20星”，在火箭上升的过程中分批释放卫星，使卫星分别进入离地200~600km高的轨道，轨道均视为圆轨道，下列说法正确的是（）A.离地近的卫星比离地远的卫星运动速率小B.离地近的卫星比离地远的卫星向心加速度小C.上述卫星的角速度均大于地球自转的角速度D.同一轨道上的卫星受到的万有引力大小一定相同【答案】C【解析】【详解】A．据，得，则离地近的卫星比离地远的卫星运动速率大，故A错误；B．据，得，则离地近的卫星比离地远的卫星向心加速度大，故B错误；C．据，得，题中卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则题中卫星的角速度大于同步卫星的角速度，即题中卫星的角速度大于地球自转的角速度，故C正确；D．据，同一轨道上质量不同的卫星受到的万有引力大小不同，故D错误。故选C。3.地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a，地球的同步卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，向心加速度为a1，已知万有引力常量为G，地球半径为R，地球赤道表面的加速度为g，下列说法正确的是（）A.地球质量B.地球质量C.a、a1、g的关系是D.加速度之比【答案】BC【解析】【详解】AB．对同步卫星，有所以故A错误，B正确；CD．地球赤道上的物体随地球自转的周期等于同步卫星的周期，根据向心加速度知且又因为则地表的重力加速度大于同步轨道的重力加速度，则故C正确，D错误。故选BC。4.关于磁感应强度下列说法正确的（）A.关于定义式，磁场中某点的磁感应强度B与F成正比，与I成反比B.磁感应强度B是矢量，方向与该点的小磁针静止时N极所指的方向一致C.一小段通电导线放在某处如不受磁场力的作用，则该处的磁感应强度一定为零D.磁铁的磁感线总是从N极出发，到S极终止【答案】B【解析】【详解】A．磁场中某点的磁感应强度B是由磁场本身决定的，与放在该点的直导线的电流I以及其所受的安培力F无关，选项A错误；B．磁感应强度B是矢量，方向与该点的小磁针静止时N极所指的方向一致，选项B正确；C．一小段通电导线放在某处如不受磁场力的作用，可能是直导线与磁场方向平行，而该处的磁感应强度不一定为零，选项C错误；D．磁铁的磁感线在磁体的外部从N极到S极，在磁体的内部从S极到N极，组成闭合的曲线，选项D错误。故选B。5.如图所示，两根水平放置且相互平行的长直导线分别通有方向相反、大小相等的电流I1与I2。与两导线垂直的一平面内有a、b、c、d四点，a、b、c在两导线的水平连线上且间距相等，b是两导线连线中点，b、d连线与两导线连线垂直，则（）A.I2受到的磁场力水平向左B.b点的磁场为零C.d点磁感应强度的方向必定竖直向下D.a点和c点位置的磁感应强度不可能都为零【答案】CD【解析】【详解】A．电流I1在I2处的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知，安培力的方向水平向右，故A错误；B．根据右手螺旋定则，电流I2和I1在ｂ处的磁场方向均竖直向下，则合磁场不为零，选项B错误；C．电流I1在d点的磁场方向垂直I1和d点的连线指向右下方；电流I2在d点的磁场方向垂直I2和d点的连线指向左下方；两者大小相等，则合磁场方向竖直向下，选项C正确；D．根据远离导线，磁场较弱，靠近导线，磁场较强，因电流I2的大小等于电流I1的大小，则a点和c点位置的磁感应强度不可能都为零，故D正确。故选CD。6.如图所示，一条形磁铁放在水平地面上，在条形磁铁的左上方固定一根与磁场垂直的长直导线，当导线中通以图示方向的电流时（）A.磁铁对桌面的压力减小，且受到向左的摩擦力作用B.磁铁对桌面的压力减小，且受到向右的摩擦力作用C.磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用D.磁铁对桌面的压力增大，且受到向左的摩擦力作用【答案】B【解析】【详解】条形磁铁外部磁场由N指向S，根据左手定则知，直导线所受的安培力的方向斜向右下方；根据牛顿第三定律知，条形磁铁所受直导线的磁场力的方向斜向左上方，可知条形磁铁有向左的运动趋势，所受的摩擦力方向向右，磁铁对桌面的压力减小。故B正确，ACD错误。

故选B。7.如图所示，竖直平面内用两根细线将粗细均匀的金属棒CD水平悬挂在天花板上，金属棒的质量为m，长度为L，重力加速度为g，水平方向的匀强磁场垂直于金属棒CD，磁感应强度大小为B，当金属棒中通以电流I时，细线中的拉力恰好为零，则电流I应满足（）A.，方向C到DB.，方向D到CC.方向C到DD.方向D到C【答案】A【解析】【详解】细线中拉力恰好为0，重力和竖直向上的安培力等大反向，根据平衡条件解得根据左手定则可知电流方向为C到D，则A正确，BCD错误。故选A。8.如图所示，水平直导线中通有恒定电流I，导线正下方处有一电子初速度，其方向与电流方向相同，以后电子将（）A.沿路径a运动，曲率半径变小B.沿路径a运动，曲率半径变大C.沿路径b运动，曲率半径变小D.沿路径b运动，曲率半径变大【答案】D【解析】【详解】水平导线中通有稳定电流I，根据安培定则判断导线上方磁场方向向里，导线下方的磁场方向向外，由左手定则判断可知，导线上面的电子所受的洛伦兹力方向身向上，则电子将沿b轨迹运动，其速率v不变，而离导线越远，磁场越弱，磁感应强度B越小，由公式可知，电子的轨迹半径逐渐增大，故轨迹不是圆，故ABC错误，D正确。故选D。9.如图所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场，经过t时间从C点射出磁场，OC与OB成角。现只改变带电粒子的速度大小，仍从A点沿原方向射入原磁场，不计重力，测出粒子在磁场中的运动时间变为2t、则粒子的速度大小变为（）A.v B.2v C.v D.3v【答案】C【解析】【详解】设圆形磁场区域的半径是R，以速度v射入时，由公式得根据几何关系可知所以运动时间设第二次射入时的圆心角为θ，根据分析可知则半径又得故C正确，ABD错误。故选C。10.质量和电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、N的速率相等B.M带负电，N带正电C.洛伦兹力对M、N做正功D.N的运行时间大于M的运行时间【答案】B【解析】【详解】A．粒子在磁场中运动，根据洛伦兹力提供向心力则有：解得速度的大小为在质量与电量相同的情况下，半径大说明速率大，即M的速度率大于N的速率，故选项A错误；B．由左手定则判断出N带正电荷，M带负电荷，故选项B正确；C．洛伦兹力始终与速度的方向垂直，洛伦兹力对M、N不做功，故选项C错误；D．粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为则M运行时间等于N的运行时间，故选项D错误。故选B。二.多选题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。11.我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站，如图所示，关闭动力的航天飞机在月球引力的作用下经椭圆轨道向月球靠近，并将与空间站在B处对接。已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，下列说法中正确的是（）A.图中航天飞机飞向B处的过程中，受到月球引力增大B.航天飞船在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速C.根据题中条件可以算出月球质量D.根据题中条件可以算出空间站受到月球引力大小【答案】ABC【解析】【详解】A．图中航天飞机在飞向B处的过程中，根据可知，两者距离减小，则引力逐渐变大，故A正确；B．航天器在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速，才不会做离心运动，故B正确；C．对空间站，根据万有引力提供向心力解得根据空间站的轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G就能计算出月球的质量M，故C正确；D．由于空间站的质量不知，根据万有引力定律知，不能求出空间站受到月球引力的大小，故D错误。故选ABC。12.据报道，美国国家航天航天局（NASA）首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler186f．若宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T；宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h处自由释放一个小球（引力视为恒力），落地时间为t，已知该行星半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（）A.该行星的第一宇宙速度为B.该行星的平均密度为C.如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度为D.宇宙飞船绕该星球做圆周运动的周期小于【答案】AB【解析】【详解】A．根据得，行星表面的重力加速度根据得，行星的第一宇宙速度故A正确；B．根据得，行星的质量则行星的平均密度故B正确；C．根据又解得故C错误；D．根据最小周期故D错误。故选AB。13.如图所示，框架面积为S，框架平面与磁感应强度为B的匀强磁场方向垂直，则下列关于穿过平面的磁通量的情况中，正确的是（）A.如图所示位置时磁通量为BSB.若使框架绕转过60°，磁通量为BSC.若从初始位置转过90°角，磁通量为零D.若从初始位置转过180°角，磁通量变化为2BS【答案】ACD【解析】【分析】图示时刻，线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积。当它绕轴转过θ角时，线圈在磁场垂直方投影面积为，磁通量等于磁感应强度与这个投影面积的乘积。线圈从图示转过时，磁通量为0，磁通量的变化量大小等于初末位置磁通量之差。【详解】A．线圈与磁场垂直，穿过线圈的磁通量等于磁感应强度与线圈面积的乘积．故图示位置的磁通量为，故A正确；B．使框架绕OO′转过角，则在磁场方向的投影面积为，则磁通量为，故B错误；C．当线圈从图示转过时，线框与磁场平行，故磁通量为0，故C正确；D．从初始位置转过角，磁通量变化为，故D正确。故选ACD。【点睛】本题要知道对于匀强磁场中磁通量计算的一般公式，θ是线圈与磁场垂直方向的夹角。夹角变化，磁通量也会变化，注意磁通量要分清穿过线圈的正反面。14.三个速度大小不同而质量相同的一价离子，从长方形区域的匀强磁场上边缘平行于磁场边界射入磁场，它们从下边缘飞出时的速度方向如图所示，以下判断正确的是（）A.三个离子均带负电B.三个离子均带正电C.离子1在磁场中运动的轨道半径最大D.离子3在磁场中运动的时间最短【答案】AD【解析】【详解】AB．根据左手定则可知，三个粒子均为负电荷，选项A正确，B错误；C．根据粒子的轨迹可以发现1的半径最短，3的轨迹半径最长，所以C错误；D．三个粒子的运动周期均为则运动时间画出三个粒子的轨迹，可以发现1的圆心角为90°，2的圆心角大于3的圆心角，但都小于90°，所以1在磁场中运动时间最长，3在磁场中运动的时间最短，选项D正确。故选AD。15.长为的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，板间距离也为，极板不带电。现有质量为、电荷量为的带正电粒子（重力不计），从左边极板间中点处垂直磁场以速度水平入射，如图所示。欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是（）A.使粒子速度 B.使粒子速度C.使粒子速度 D.使粒子速度【答案】AB【解析】【详解】如图所示设粒子恰好从右边穿出时圆心在点，有解得，又因为得所以时粒子能从右边穿出；粒子恰好从左边穿出时圆心在点，由得故时粒子能从左边穿出。故选AB。第二卷（非选择题共40分）三.实验题（共10分）16.磁体和电流之间、磁体和运动电荷之间、电流和电流之间都可通过磁场而相互作用，此现象可通过以下实验证明：（1）如图（a）所示，在重复奥斯特的电流磁效应实验时，为使实验方便效果明显，通电导线应______．此时从上向下看，小磁针的旋转方向是_________________（填顺时针或逆时针）．A.平行于南北方向，位于小磁针上方B.平行于东西方向，位于小磁针上方C.平行于东南方向，位于小磁针下方D.平行于西南方向，位于小磁针下方（2）如图（b）所示是电子射线管示意图.接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是__________．（填选项代号）A.加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B.加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C.加一电场，电场方向沿z轴负方向D.加一电场，电场方向沿y轴正方向（3）如图（c）所示，两条平行直导线，当通以相同方向的电流时，它们相互________（填排斥或吸引），当通以相反方向的电流时，它们相互___________（填排斥或吸引），这时每个电流都处在另一个电流的磁场里，因而受到磁场力的作用．也就是说，电流和电流之间，就像磁极和磁极之间一样，也会通过磁场发生相互作用.【答案】(1).A(2).逆时针(3).B(4).吸引(5).排斥【解析】【详解】（1）无通电导线时小磁针S极向南，所以为使实验方便效果明显，导线应平行于南北方向位于小磁针上方，根据左手定则，可以判断出从上向下看小磁针旋转方向为逆时针，故选A；（2）电子束运动径迹发生了弯曲，这表明运动电荷受到了磁场力，由左手定则知a阴极；故B对．（3）由图可知，当通入的电流方向相同时，导线靠拢，说明两导线相互吸引；当通入电流方向相反时，导线远离，说明两导线相互排斥；四.计算题：本题共3小题，共30分。要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位。17.如图所示，光滑的平行导轨与水平面的夹角为θ=30°，两平行导轨间距为L，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中．导轨中接入电动势为E、内阻为r的直流电源，电路中有一阻值为R的电阻，其余电阻不计．将质量为m，长度也为L的导体棒放在平行导轨上恰好处于静止状态，重力加速度为g，求：（1）通过ab导体棒的电流强度为多大？（2）匀强磁场的磁感应强度为多大？（3）若突然将匀强磁场的方向变为垂直导轨平面向上，求此时导体棒的加速度大小及方向．【答案】（1）；（2）；（3），方向沿斜面向上．【解析】【分析】（1）根据闭合电路的欧姆定律即可求得；（2）利用共点力平衡即可求得磁感应强度；（3）根据牛顿第二定律即可求的加速度【详解】（1）由闭合电路的欧姆定律可得

（2）导体棒静止，根据共点力平衡可得BILcos30°=mgsin30°

（3）由牛顿第二定律可得

BILmgsin30°=ma

解得，方向沿斜