2021-2022学年上海市虹口区复兴高级中学高二（下）期中物理试卷（附答案详解）

2021-2022学年上海市虹口区复兴高级中学高二（下）期

中物理试卷

一、单选题（本大题共12小题，共40.0分）

1.光子的能量与其（）

A.频率成正比B.波长成正比

C.速度成正比D.速度平方成正比

2.泊松亮斑是光的（）

A.干涉现象，说明光有波动性B.衍射现象，说明光有波动性

C.干涉现象，说明光有粒子性D.衍射现象，说明光有粒子性

3.铀核可以发生衰变和裂变，铀核的（）

A.衰变和裂变都能自发发生

B.衰变和裂变都不能自发发生

C.衰变能自发发生而裂变不能自发发生

D.衰变不能自发发生而裂变能自发发生

4.放射性元素4经过2次a衰变和1次0衰变后生成一新元素B,则元素B在元素周期表

中的位置较元素4的位置向前移动了（）

A.1位B.2位C.3位D.4位

5.用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间，在胶片上出现的图象如图所示，该实

验表明（）

时间较短时间稍长时间较长

A.光的本质是波

B.光的本质是粒子

C.光的能量在胶片上分布不均匀

D.光到达胶片上不同位置的概率相同

6.如图所示，把一个可以绕水平轴转动的铝盘放在蹄形磁铁

的磁极之间，盘的下边缘浸在水银槽中，将转轴和水银用

导线直接接在电源的两极上，则（）

A.由于磁场力的作用，铝盘将作逆时针方向转动

B.由于磁场力的作用，铝盘将作顺时针方向转动

C.将电源两极对调，铝盘转动方向不变

D.将蹄形磁铁的磁极对调，铝盘转动方向不变

7.平均速度定义式为B当4t极短时，言可以表示为物体在t时刻的瞬时速度外,

该定义应用的物理方法是（）

A.等效替代法B.控制变量法C.理想模型法D.极限思想法

8.如图，一光滑小球静置在半圆柱体上，被一垂直于圆柱面的挡板

挡住，设挡板跟圆心连线与底面的夹角为仇小球的半径忽略不

计。现缓慢减小。，则小球在移动过程中，挡板对小球的支持力Fi、0

半圆柱体对小球的支持力尸2的变化情况是（）

A.尻增大，尸2减小B.0增大,尸2增大

C."减小，尸2减小D.居减小

9.如图所示，在匀强磁场中，放着一个平行导轨与大

线圈D相连接（4、D两线圈共面）。要使放在。中的4线

圈产生顺时针电流并且有收缩趋势，金属棒MN的运

动情况是（）

A.加速向左B.加速向右C.减速向左D.减速向右

10.已知两个共点力的合力为50N,分力6的方向与合力F的方向成30。角，分力尸2的大

小为30N。则（）

A.Fi的大小是唯一的B.尸2的方向是唯一的

C.三有两个可能的方向D.尸2可取任意方向

11.小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速为6m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不

相碰.第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为（取g=10m/s2）（）

A.三个B.四个C.五个D.六个

12.如图，在水平地面上竖直固定一个光滑的圆环，一个质量为m的

小球套在环上，圆环最高点有一小孔P,细线上端被人牵着，下

端穿过小孔与小球相连，使球静止于4处，此时细线与竖直方向

的夹角为8,重力加速度为g,则（）

A.在4处，圆环对小球的弹力大小为mg

B.在4处，细线对小球的弹力大小为mgcos。

C.将小球由4缓慢拉至B的过程，细线所受拉力变大

D.将小球由4缓慢拉至B的过程，圆环所受压力变小

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二、填空题(本大题共5小题，共20.0分)

13.让两个相同的闭合金属环4和B分别从同高度静止开始释放,

其中4穿过一条形磁铁，B下方无磁铁，发现4比B下落得慢。

分析其原因：

(1)4环下落时，由于穿过磁铁，环中会产生感应电流，理由

是：。

(2)由于4环中有感应电流，会受到一个向上的阻力作用，其理论依据是：

(3)而B环只受重力，做自由落体运动，因此比4环下落要快一点。

14.匀强磁场中有一根长度为0.5加重力为5N垂直于纸面水平放置的

导体棒，用细线悬挂于。点。当导体棒通入方向垂直纸面向内的44

电流时，处于如图所示的静止状态，图中细线与竖直方向成30。夹

角。磁场磁感应强度的最小值为T,方向是。

15.伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次

发现了匀加速运动规律.伽利略假设物块沿斜面运动与物

块自由下落遵从同样的法则，他在斜面上用刻度表示物块

滑下的路程，并测出物块通过相应路程的时间，然后用图

线表示整个运动过程，如图所示.图中04表示测得的时间，矩形04ED的面积表示

该时间内物块经过的路程，则图中。。的长度表示孑为。后的中点，连接。。且

延长交4E的延长线于8,则力B的长度表示

16.甲、乙两车在平直公路上同向行驶，两车的u—t图像如图所示。已知t=6s时两车

恰好并排行驶，则《=0〜6s时间内：两车两次并排行驶的位置之间的距离为

m,两车相距最远的距离为mo

17.如图所示，用两根细线把人B两小球悬挂在天花板

上的同一点0,并用第三根细线连接4、B两小球，

然后用某个力尸作用在小球4上，使三根细线均处于

直线状态，且OB细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态。则4球可能受到

个力的作用，产力可能为图中的

三、简答题(本大题共1小题，共13.0分)

18.如图，固定在竖直平面内且足够长的光滑平行金属导轨

间距L=1m、电阻不计，上端接电键S和一阻值R=0.15。

的电阻。质量？n=0.5kg、阻值r=0.10、长度等于导轨

间距的金属棒ef水平放置。系统处于垂直导轨平面向里、

磁感应强度8=0.57的匀强磁场中。初始时刻，e/正以

4m/s的初速度竖直向上运动，此时闭合电键S。(g取

10m/s2)

(1)求电键闭合瞬间金属棒两端的电压U；

(2)求电键闭合瞬间金属棒的加速度a；

(3)电键闭合后经一段时间，金属棒的速度大小将再次达到4m/s,分析此状态和初

始时刻相比，金属棒的能量变化情况。

四、计算题(本大题共2小题，共27.0分)

19.出租车上都安装有里程表、速率计和时间表等仪器。若在某次载客后，汽车从10点

05分20秒开始做匀加速直线运动，到10点05分30秒时，速度表显示54/cm"。

(1)里程表显示为多少千米？

(2)若出租车的速度达到108km"时开始做匀速直线运动，此时时间表应显示为多

少？(3)当时间表显示为10点06分00秒时，里程表显示为多少千米？

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如图所示，用与斜面成。角斜向上的拉力F拉物体，使物体静止

于倾角为a的斜面上。现保持F的大小不变，使。角逐渐减小，而

物体仍静止。则在此过程中，求：

(1)物体所受合外力的大小如何变化；

(2)物体所受支持力的大小如何变化；

(3)物体所受摩擦力的大小如何变化。

答案和解析

1.【答案】A

【解析】解：根据光子的能量的公式：E=fiy=争可知，光子的能量与其频率成正

比，与波长成反比，与速度无关。故A正确，8CO错误.

故选：Ao

根据光子的能量的公式即可做出判断.

该题考查光子的能量公式，解答的关键是理解光子的能量与光速无关.

2.【答案】B

【解析】解：泊松亮斑是光的衍射现象形成的，而光的衍射现象说明光的波动性；故3

正确，ACZ）错误。

故选：Bo

泊松亮斑是光的衍射现象，而光的干涉和衍射现象说明了光具有波动性。

本题考查泊松亮斑的原因以及光的波动性，要明确光具有波粒二象性，明确哪些现象证

明光的波动性。

3.【答案】C

【解析】解：衰变能自发发生.铀235发生裂变的条件是有慢速中子轰击.故C正确，

48。错误.

故选：C

衰变能自发发生.铀235发生裂变的条件是有慢速中子轰击，重核裂变时用中子轰击重

核，产生多个中子，中子又会撞击重核，产生更多的中子，使裂变不断进行下去，这就

是链式反应，产生链式反应的条件是中子再生率大于1.

本题考查了重核裂变和产生链式反应的条件，难度不大，属于基础题.

4.【答案】C

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【解析】解：原子核经过一次a衰变，电荷数减小2,所以经过2次a衰变后电荷数减小4；

同时，经过一次0衰变，电荷数增加1；所以元素4经过2次a衰变和1次夕衰变后电荷数

减小3,则生成的新元素在元素周期表中的位置向前移3位，故C正确，4、B、。错误。

故选：Co

该题从一个比较特殊的角度考查对两种衰变的本质的理解，在解答中要根据a衰变与£

衰变的实质，分析质子数的变化即可.注意元素在元素周期表中的位置的变化与质子数

的变化有关.

5.【答案】C

【解析】

【分析】

根据爱因斯坦的“光子说”可知，单个光子表现为粒子性，而大量光子表现为波动性，

并且单个光子通过双缝后的落点无法预测，而光子到达的多的区域表现为亮条纹，而光

子到达的少的区域表现为暗条纹。

本题主要考查了光的波粒二象性及其表现形式，其实这类题目往往考查的内容很基础，

故只要注意基础知识的积累，就能顺利解决此类题目。

【解答】

AB.据爱因斯坦的“光子说”可知，单个光子表现为粒子性，而大量光子表现为波动

性，故AB错误；

CD、时间不太长时，底片上只能出现一些不规则的点子，说明了单个光子表现为粒子

性，光子到达的多的区域表现为亮条纹，而光子到达的少的区域表现为暗条纹，说明光

的能量在胶片上分布不均匀，光到达胶片上不同位置的概率不相同，故C正确,。错误；

故选：Co

6.【答案】A

【解析】解：AB.通电之后，有从铝盘圆心流向圆周的电流（相当于每根半径都是一个通

电导线），在磁场区域根据左手定则判断，磁场垂直于纸面向里，手心向外，电流向左，

安培力向下，故铝盘逆时针转动，故A正确，8错误；

CD电源两极对调或磁极两极对调，根据左手定则，安培力方向都会反向，转动方向也

就改变，故CC错误。

故选:A.

通电导线在磁场中受到安培力作用，方向由左手定则判断，受磁场方向、电流方向影响。

铝盘中的电流是以圆心为正极、圆周为负极的沿半径发散方向电流，但是只有在磁场区

域（最左侧）才受安培力作用。

7.【答案】D

【解析】解：当时间极短时，某段时间内的平均速度可以代替瞬时速度，该思想是极限

的思想方法。故。正确，A、B、C错误。

故选：Do

当At极短时，骨可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该物理方法为极限的思想方法。

极限思想法是一种很重要的思想方法，在高中物理中经常用到。要理解并能很好地掌握。

8.【答案】A

【解析】解：以小球为研究对象，受到重力、挡板对小球的支持力&、半圆柱体对小球

的支持力尸2,如图所示：

mg

根据图中几何关系可得：F]=mgcos。,F2=mgsind,

现缓慢减小。，则cos。增大、sin。减小，故尸1增大，尸2减小，故A正确、BCD错误。

故选：Ac

以小球为研究对象进行受力分析，根据平衡条件得到挡板对小球的支持力FI、半圆柱体

对小球的支持力尸2与。角的关系进行分析。

本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进

行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成，然后建立平衡方程进行解答。

9.【答案】B

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【解析】解：线圈4具有收缩的趋势，根据楞次定律可以知道此时一定是。中的磁场正

在增大，说明导体棒MN正在做加速运动;A线圈产生顺时针电流，。中的磁场正在增大，

根据楞次定律可知。中电流的方向逆时针方向，电流从N流向根据右手定则可知MN

是向右加速；故ACC错误，8正确。

故选：B。

线圈4具有收缩的趋势，根据楞次定律可以判定。中的电流的变化，然后再根据右手定

则判定导体棒MN的运动情况.

该题考查楞次定律和导体棒切割磁感线产生的电动势，楞次定律的使用可以安4个步骤

使用，也可以使用它的推论.属于基础题目.

10.【答案】C

【解析】解：已知一个分力有确定的方向，与尸成30。夹角，知另

一个分力的最小值为肉而30。=25/V.一奈

而另一个分力大小大于25N小于30N,所以分解的组数有两组解。'F

如图。故C正确，A3。错误

故选：C。

已知合力的大小为50,—个分力F］的方向已知，与F成30。夹角，另一个分力的最小值为

Fsin30°=25N,根据三角形定则可知分解的组数。

解决本题的关键知道合力和分力遵循平行四边形定则，知道平行四边形定则与三角形定

则的实质是相同的。

11.【答案】C

【解析】

【分析】

小球做竖直上抛运动，先求解出小球运动的总时间，然后判断小球在抛出点以上能遇到

的小球数.

本题关键明确第一个小球的运动情况，然后选择恰当的运动学公式列式求解出运动时间,

再判断相遇的小球个数.

【解答】

解：小球做竖直上抛运动，从抛出到落地的整个过程是匀变速运动，根据位移时间关系

2

公式，有：X=v0t-^gt

代入数据，有.：0=6t-|xl0xt2

解得：t=0(舍去)或t=1.2s

每隔0.2s抛出一个小球，故第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为：N=^-1=5

故选：Co

12.【答案】A

【解析】解：48、小球沿圆环缓慢上移可看做平衡状态，

对小球进行受力分析，小球受重力G、拉力尸、支持力N三

个力，受力平衡，作出受力分析图如下：

由图可知△04F/AGF4则：-=—=-

RAPR

由于细线与竖直方向的夹角为。，贝1J：cose=故尸=

2mgeos。,N=G=mg；故B错误，A正确；

CD、将球由4处缓慢地拉至B处的过程中，半径不变，4P长

度减小，角。变大，故F减小，N不变，故CO错误；

故选：Ao

对小球受力分析，作出力的平行四边形，同时作出AP与半径组成的图象；则可知两三

角形相似，故由相似三角形知识可求得拉力及支持力的表达式。

对于非直角三角情形，相似三角形法在处理共点力的动态平衡时常用的方法，当无法找

到直角时，应考虑应用此法。

13.【答案】闭合电路的磁通量发生变化楞次定律

【解析】解：Q)B下方无磁铁，则B环做自由落体运动，而4环下方存在磁铁，其下落

时，穿过环4的磁通量增加，从而产生感应电流，感应磁场要阻碍其磁通量的增加，进

而产生一个向上的安培阻力，因此环中产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发

生变化；

(2)由上分析，可知，4环中有感应电流，会受到一个向上的阻力作用，其理论依据是:

楞次定律；

故答案为：闭合导体内磁通量发生变化；楞次定律。

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4环竖直向下运动时，通过圆环的磁通量变化，产生感应电流.有安培阻力；

根据楞次定律可明确环与磁铁间存在相对阻碍运动.

解决本题的关键知道产生感应电流的条件，以及掌握条形磁铁的磁感线分布，同时能正

确应用楞次定律中的“来拒去留”规律分析运动问题.

14.【答案】1.25沿绳并指向左上方

【解析】解：对导体棒受力分析如图所示，

绝缘线与竖直方向的夹角为。=30°,磁感应强度B最小时，

导体棒所受安培力与绝缘线应垂直，

据平衡条件可得：mgsin30°=F=BminlL

解得最小的磁感应强度为Bmm=m9Sin3°Q=^-T=1.257,

Il4X0.5

根据左手定则可判断磁感应强度的方向沿绳并指向左上方。

故答案为：

1.25,沿绳并指向左上方。

绝缘线与竖直方向的夹角为。=30°,磁感应强度B最小时，导体棒所受安培力与绝缘线

应垂直，根据受力分析，结合力的矢量合成法则，可确定安培力与重力的关系，从而即

可求得.

考查平衡条件的应用，掌握力的合成法则的内容，注意重力与安培力的合力最小值的确

定是解题的关键.

15.【答案】。4时间段的平均速度；4时刻的瞬时速度

【解析】

【分析】

本题关键要类比速度-时间图象进行分析，其实题中图就是速度时间图象，只不过在当

时还没有坐标系的概念。

类比速度-时间图象，图中04段表示时间，则48段表示速度。

【解答】

建立时间轴和速度轴，如图

。8段表示速度时间图线，反映速度随时间的变化情况。

故答案为：。4时间段的平均速度；4时刻的瞬时速度。

16.【答案】8015

【解析】解：根据v-t图像与时间轴所围的面积表示位移，可知，2〜6s内甲、乙两车

的位移相等，在t=6s时两车并排行驶，所以两车在t=2s时也并排行驶。t=2s时，

乙车的速度为15m/s,t=6s时乙车的速度为25m/s,两车两次并排行驶的位置之间的

距离等于2〜6s内乙车的位移大小，即为s=胃x4m=80m

两车在t=2s时第一次并排行驶，由图可知，0-2s内乙车的位移比甲车大，且△%=

等x2zn=15m,则t=0时甲、乙两车相距15m。

2-4s内乙车与甲车的位移之差为△/=等m=5m,可知，两车相距最远的距离为

15mo

故答案为：80,15。

由图象可知，2〜6s内甲、乙两车的位移相等，在t=6s时两车并排行驶，所以两车在

t=2s时也并排行驶，根据t图像与时间轴所围的面积表示位移求两车两次并排行驶

的位置之间的距离，并求两车相距最远的距离。

本题考查u-t图像的应用，要知道u-t图像与时间轴所围的面积表示位移，能利用图

像的“面积”来求两车的位移，结合图像的对称性分析位移关系。

17.【答案】3尸2与尸3

【解析】解：首先对B球受力分析，合力为零。故B球受重力和。B绳子的向上的拉力，

由于B球保持静止，受力平衡，故A3绳子的拉力为零；

再对4球受力分析，受重力，绳子的拉力和一个题中需要求解的力，根据三力平衡条

件，可以知道，任意两个力的合力必定与第三个力等值、反向、共线，由于重力和。4绳

子的拉力的合力必定在4。方向和竖直方向之间，故只有尸2与尸3符合

第12页，共15页

故答案为：3,尸2与尸3。

先结合平衡条件对B球受力分析，0B细线恰好沿竖直方向，得知绳子4B张力为零，再

对A球受力分析，然后根据共点力平衡条件分析即可。

本题关键先用隔离法对球B受力分析，得出绳子AB张力为零，再对4球受力分析，然后

根据三力平衡的条件分析.

18.【答案】解：(1)初始时刻，金属棒向上切割磁感线运动，产生感应电动势：E=BLv0=

0.5x1x41/=2V

此时回路中电流强度大小为：/=高=+4=84

金属棒两端电压为路端电压，则：U=/R=8x0.15V=1.2V；

(2)初始时刻，对金属棒根据左手定则可得安培力方向向下，

由牛顿第二定律：mg+FA=ma,其中以=B/L,

联立解得：a=18?n/s2,方向竖直向下；

(3)初末状态，速度大小相同，所以动能相同，金属棒在运动过程中，动能、重力势能、

电能相互转化，但总能量守恒。

整个过程中，安培力始终做负功，将机械能转化为回路中的内能，所以机械能总量应该

减小，初末状态动能不变，可知重力势能减少，此时金属棒应位于出发点下方。

答：(1)电键闭合瞬间金属棒两端的电压为1.2L

(2)电键闭合瞬间金属棒的加速度大小为18zn/s2,方向竖直向下；

(3)电键闭合后经一段时间，金属棒的速度大小再次达到4m/s过程中，金属棒的动能不

变、重力势能减小，减少的重力势能转化为电路的焦耳热。

【解析】(1)根据E=计算产生的感应电动势，根据闭合电路的欧姆定律求解回路

中电流强度大小，根据欧姆定律求解金属棒两端电压；

(2)由牛顿第二定律求解加速度大小；

(3)金属棒运动过程中，机械能逐渐转化为内能，动能不变，重力势能减小。

本题主要是考查电磁感应现象，关键是弄清楚导体棒的运动情况和受力情况，根据法拉

第电磁感应定律、牛顿第二定律列方程进行求解，知道金属棒运动过程中能量的转化情

况。

19.【答案】解：(1)出租车行驶的时间：t=10s,

出租车的速度：v=54km/h=15m/s,

a=Y=