2020学年第一学期第一学段模块考试高二物理试题 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，即，故选项AB错误；B、根据角速度和线速度v的关系得角速度与半径成反比：即故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4.2020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，得：，；A、由可知，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，知B、C两点的角速度之比等于半径之反比，所以，而A点和B点具有相同的角速度，则角速度之比为： ；根据，知A、B的线速度之比等于半径之比，所以B、C线速度相等，所以线速度之比为：；根据，得向心加速度之比为：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，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：解得，半径大的线速度大，角速度小，周期大，即，故AC错误，B正确；D、将沿水平和竖直方向分解，在竖直方向上有： 则：，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. B. C. D. 【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、悬线拉力、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：，解得：。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：，即：，所以，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：，可知AB，因而vBvAvC，故A正确； AC的角速度相等；根据而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，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，故时刻，故B正确；C、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，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，故时刻，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