2021-2022学年上海市复兴高级中学高二下学期在线期中自测物理试题 （解析版）

复兴高级中学2021学年第二学期在线自测

物理等级

一、单项选择题（共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。）

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

【答案】A

【解析】

【详解】根据可知，光子的能量与频率成正比，波长成反比；光子的速度为c，为定值；

故选A.

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

【答案】B

【解析】

【详解】泊松亮斑是光的衍射现象，干涉和衍射是典型的波动性特征，ACD错误B正确

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

【答案】C

【解析】

【详解】铀是天然放射性元素，所以铀核的衰变是能自发发生，而铀核的裂变是人工实现的，是用中子轰击铀核实现的，所以铀核的裂变，不能自发发生，故A、B、D错误，C正确．

4. 放射性元素A经过2次α衰变和1次β 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A的位置向前移动了

A. 1位 B. 2位 C. 3位 D. 4位

【答案】C

【解析】

【详解】α粒子是，β 粒子是，因此发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β 衰变电荷数增加1，据题意，电荷数变化为：，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位．故选项C正确．

【点睛】衰变前后质量数和电荷数守恒，根据发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β 衰变电荷数增加1可以计算出放射性元素电荷数的变化量．

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

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

【答案】C

【解析】

【详解】用很弱的光做单缝衍射实验，改变曝光时间在胶片出现的图样，说明光有波粒二象性，故A、B错误；说明光到达胶片上的不同位置的概率是不一样的，也就说明了光的能量在胶片上分而不均匀，故C正确，D错误．

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

【答案】A

【解析】

【详解】AB．根据左手定则可知，铝盘将作逆时针方向转动，A正确，B错误；

C．将电源两极对调，铝盘将作顺时针方向转动，C错误；

D．将蹄形磁铁的磁极对调，铝盘将作顺时针方向转动，D错误。

故选A。

7. 平均速度定义式为，当极短时，可以表示为物体在t时刻的瞬时速度，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

【答案】D

【解析】

【详解】 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D正确ABC错误。

故选D。

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，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、半圆柱体对小球的支持力的变化情况是（　　）

A. 增大，减小 B. 增大，增大 C. 减小，减小 D. 减小，增大

【答案】A

【解析】

【详解】对小球进行受力分析如图所示

根据几何关系可以得到

因此，当减小时，增大，减小，故A正确，BCD错误。

故选A。

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（A、D两线圈共面）。要使放在D中的A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

【答案】B

【解析】

【详解】A．金属棒MN加速向左运动时，根据右手定则可知大线圈D内的电流顺时针增大，由右手螺旋定则可知A线圈内的磁场垂直直面向里且逐渐增大，根据楞次定律“增反减同”和“增缩减扩”的规律，可知A线圈产生逆时针电流并且有收缩趋势，A错误；

B．金属棒MN加速向右运动时，根据右手定则可知大线圈D内的电流逆时针增大，由右手螺旋定则可知A线圈内的磁场垂直直面向外且逐渐增大，根据楞次定律“增反减同”和“增缩减扩”的规律，可知A线圈产生顺时针电流并且有收缩趋势，B正确；

C．金属棒MN减速向左运动时，根据右手定则可知大线圈D内的电流顺时针减弱，由右手螺旋定则可知A线圈内的磁场垂直直面向里且逐渐减弱，根据楞次定律“增反减同”和“增缩减扩”的规律，可知A线圈产生顺时针电流并且有扩张趋势，C错误；

D．金属棒MN减速向右运动时，根据右手定则可知大线圈D内的电流逆时针减弱，由右手螺旋定则可知A线圈内的磁场垂直直面向外且逐渐减弱，根据楞次定律“增反减同”和“增缩减扩”的规律，可知A线圈产生逆时针电流并且有扩张趋势，D错误。

故选B。

10. 已知两个共点力的合力为50N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30N。则（　　）

A. F1的大小是唯一的

B. F2的方向是唯一的

C. F2有两个可能的方向

D. F2可取任意方向

【答案】C

【解析】

【详解】作F1、F2和F的矢量三角形图

因

F2＝30N＞F20＝Fsin30°＝25N

且F2＜F，所以F1的大小有两种，即F1′和F1″，F2的方向有两种，即F2′的方向和F2″的方向，故选项ABD错误，C正确；

故选C。

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1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为，g取10m/s2（　　）

A. 三个 B. 四个 C. 五个 D. 六个

【答案】C

【解析】

【详解】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，在空中运动的总时间为

每隔抛出一个小球，在这1.2s内，共抛出6个球，第7个球即将抛出，不在抛出点以上。在第一个小球下落的阶段，第一个小球会依次与5个球在空中相遇。故第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为

故ABD错误，C正确。

故选C。

【点睛】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。

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A处，此时细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，则（　　）

A. 在A处，细线对小球的弹力大小为mgcos

B. 将小球由A缓慢拉至B的过程，细线所受拉力变大

C. 在A处，圆环对小球的弹力大小为mg

D. 将小球由A缓慢拉至B的过程，圆环所受压力变小

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】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F、支持力N三个力，受力平衡，作出受力分析图如下：
 

由图可知△OAF∽△GFA，即

解得

 N=G=mg

由于

故

F=2mgcosθ

将小球由A缓慢拉至B的过程，θ变大，则细线所受拉力F变小，圆环所受压力N不变，故ABD错误，C正确；
故选C。

二、填空题（每空2分，共20分）

13. 让两个相同的闭合金属环A和B分别从同高度静止开始释放，其中A穿过一条形磁铁，B下方无磁铁。发现A比B下落得慢。

分析其原因：

(1)A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A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A环下落要快一点。

【答案】    ①. 闭合导体内磁通量发生变化    ②. 楞次定律

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]A环下落时，由于穿过磁铁，环中会产生感应电流。理由是：闭合导体内磁通量发生变化。

(2)[2]由于A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。

14. 匀强磁场中有一根长度为0.5m重力为5N垂直于纸面水平放置的导体棒，用细线悬挂于O点，当导体棒通入方向垂直纸面向内的4A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___________。

【答案】    ①. 1.25    ②. 沿绳并指向左上方

【解析】

【分析】

【详解】[1][2]对导体棒受力分析如图所示，

绝缘线与竖直方向的夹角为θ=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=BminIL

解得最小的磁感应强度为

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。

15. 伽利略通过研究自由落体和物块沿光滑斜面的运动，首次发现了匀加速直线运动规律．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OA表示测得的时间，矩形OAED的面积表示该时间内物块经过的路程，则图中OD的长度表示___________．P为DE的中点，连接OP且延长交AE的延长线于B，则AB的长度表示 _____________．

【答案】    ①. OA时间内平均速度    ②. A时刻的瞬时速度

【解析】

【分析】

【详解】解：[1]建立时间轴和速度轴，如图所示，

OB段表示速度时间图线，反映速度随时间的变化情况；由图线可知，OD长度表示为OA时间段的平均速度。

[2]AB长度表示A时刻的瞬时速度。

考点：考查了伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法。

【点睛】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概念。

16. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶，两车的v-t图像如图所示。已知t=6s时两车并排行驶，则t=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______m。

【答案】    ①. 80    ②. 15

【解析】

【分析】

【详解】[1]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、乙两车的位移相等如图所示

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

[2]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

则t=0时甲、乙两车相距15m。2-4s内乙车与甲车位移之差为

可知，两车相距最远的距离为15m。

17. 如图所示，用两根细线把A、B两小球悬挂在天花板上的同一点O，并用第三根细线连接A、B两小球，然后用某个力F作用在小球A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A球可能受到_________个力的作用，F力可能为图中的_________。

【答案】    ①. 3或2    ②. 或

【解析】

【详解】[1]首先对B球受力分析，合力为零，故B球受重力和OB绳子的向上的拉力，由于B球保持静止，受力平衡，故AB绳子的拉力为零，再对A球受力分析，受重力，OA绳子的拉力和力F，A球受到3个力作用，当力F的方向竖直向上且大小等于A球的重力时，OA绳无拉力，此时A球受2个力作用；

[2]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OA绳子的拉力的合力必定在AO方向和竖直方向之间，故只有与 符合。

三、计算题（共40分。注意：列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。）

18. 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54km/h。

（1）里程表显示为多少千米；

（2）若出租车速度达到108km/h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。

【答案】（1）；（2）10点05分40秒；（3）

【解析】

【详解】（1）根据题意可知，从静止开始匀加速运动10s后速度为v=54km/h=15m/s，则路程为

（2）出租车的加速度

出租车的速度达到v’=30m/s时开始做匀速直线运动，用时为

则此时时间表应显示为10点05分40秒

（3）当时间表显示为10点06分00秒时，即过了40s，此时已经匀速运动20s，则匀速运动的路程为

匀加速运动的路程为

总路程为

19. 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=0.15Ω的电阻。质量m=0.5kg、阻值r=0.1Ω、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B=0.5T的匀强磁场中。初始时刻ef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势差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，金属棒速度将再次达到4m/s，分析此状态和初始时刻相比，金属棒的能量变化情况。

【答案】（1）1.2V；（2）；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）初始时刻，ab向上切割磁感线运动，产生感应电动势

此时回路中电流强度大小为

ab两端电压电源外电压

（2）初始时刻，对ab棒受力分析

由牛顿第二定律

其中

纯电阻电路

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。

20. 如图所示，用与斜面成θ角斜向上的拉力F拉物体，使物体静止于倾角为α的斜面上。现保持F的大小不变，使θ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】（1）合力大小不变；（2）支持力的逐渐增大；（3）见详解

【解析】

【详解】（1）物体始终处于静止状态，所以合力始终为零，即合力不变。

（2）在垂直斜面方向有

θ角逐渐减小，则逐渐减小，则逐渐增大，即物体所受支持力的逐渐增大。

（3）沿斜面方向，若开始有，则有

θ角逐渐减小，增大，f逐渐减小；

若开始有，则有

θ角逐渐减小，增大，f逐渐增大。