上海师范大学附属中学2021-2022学年高二物理下学期期中试题（合格考）（Word版附解析）

上海师范大学附属中学2021学年第二学期期中考试高二年级合格考物理试题（考试时间：60分钟满分：100分）一、单项选择题（共80分，1至25题每小题2分，26至35题每小题3分。每小题只有一个正确选项）1.把一条导线平行地放在磁针的上方附近，当导线中有电流通过时，磁针会发生偏转，首先观察到这个实验现象的物理学家是（）A.特斯拉B.奥斯特C.法拉第D.麦柯斯韦【答案】B【解析】【详解】首先观察到通电导线周围存在磁场这个实验现象的物理学家是奥斯特，B正确，ACD错误。故选B。2.下列涉及原子核裂变的链式反应的是（　　）A.核电站发电B.煤的形成C.石油的形成D.利用太阳能发电【答案】A【解析】【详解】A．核电站是利用原子核重核裂变的链式反应在可控制的反应堆中进行，A正确；B．煤的形成是植物遗体经过生物化学作用和物理化学作用而转化变成的沉积有机矿产，B错误；C．石油的形成是复杂的过程，属于生物化学作用，C错误；D．太阳能辐射是以热传递的形式传递热量，D错误；故选A。3.下列关于能量的转化，下列说法中正确的是（）A.因为能量守恒，所以“永动机”是存在的B.摩擦生热的过程是不可逆过程C.空调既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性D.由于能的转化过程符合能量守恒定律，所以不会发生能源危机 【答案】B【解析】【详解】第一类永动机违反能量守恒定律，所以不可能制成；第二类永动机虽然不违反能量守恒定律，但是违反热力学第二定律，所以也是不可能制成的，选项A错误；根据热力学第二定律，一切与热现象有关的过程都不可能自发的进行，则摩擦生热的过程是不可逆过程，选项B正确；空调既能制热又能制冷，是消耗了电能，不是自发进行的，故C错误．能量的转化过程尽管符合能量守恒定律，高品质的能量能够自发的变为内能耗散到空中，但耗散的低品质的能量不能再集中利用，所以会发生能源危机，故D错误；故选B.4.某电场的部分电场线如图所示，电场中有A、B两点，则（　　）A.A点场强比B点场强小B.A点放入负点电荷时所受电场力方向由A指向BC.A点放入正点电荷时所受电场力方向由A指向BD.B点不放入点电荷时场强为零【答案】C【解析】【详解】A．因A点电场线较B点密集，可知A点场强比B点场强大，选项A错误；B．A点放入负点电荷时，电场力方向与场强方向相反，则所受电场力方向由B指向A，选项B错误；C．A点放入正点电荷时，电场力方向与场强方向相同，所受电场力方向由A指向B，选项C正确；D．电场中某点的场强，与该点是否放试探电荷无关，则B点不放入点电荷时场强不变，不为零，选项D错误。故选C。5.垂直于磁场方向放置很短的一小段通电导线，导线中电流是I，导线长为，受到磁场力为F。根据B＝，下面说法正确的是（　　） A.B随着I、L的增大而减小B.B随着F的增大而增大C.B的方向与F的方向一致D.B与F、L的变化无关【答案】D【解析】【详解】B＝是磁感应强度的定义式，不是决定式，是磁场强弱的一种检测手段。磁场中某位置的磁感应强度取决于磁场本身，与该处放不放通电导线、导线所受的磁场力大小、电流大小、导线长度均无关。故选D。6.下列现象中，属于电磁感应现象的是A.磁场对电流产生力的作用B.电流的周围能产生磁场C.软铁棒可被磁场磁化而带磁性D.变化的磁场使闭合电路中产生电流【答案】D【解析】【详解】电磁感应指闭合回路中部分导体做切割磁感线运动，或者穿过闭合线圈的磁通量变化，回路中产生感应电流的现象．A.磁场对电流产生力的作用属于电流在磁场中受力．故A错误；B.电流的周围能产生磁场属于电流的磁效应．故B错误；C.软铁棒可被磁场磁化而带磁性属于铁磁性物质的磁化过程．故C错误；D.变化的磁场使闭合电路中产生电流是因磁通量的变化，从而产生感应电动势，形成感应电流的现象．属于电磁感应现象．故D正确7.卢瑟福的α粒子散射实验的结果表明（　　）A.原子不可再分B.原子核还可再分C.原子具有核式结构D.原子核由质子和中子组成【答案】C【解析】 【详解】卢瑟福的α粒子散射实验的结果表明原子具有核式结构，故C正确，ABD错误；故选C。8.如图为卢瑟福的α粒子散射实验，①、②两条线表示实验中α粒子运动的轨迹，则沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为（　　）A.轨迹aB.轨迹bC.轨迹cD.轨迹d【答案】A【解析】【分析】【详解】卢瑟福通过α粒子散射并由此提出了原子的核式结构模型，正电荷全部集中在原子核内，α粒子带正电，同种电荷相互排斥，所以沿③所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹为a，因离原子核越近，受到的库仑斥力越强，则偏转程度越强。故选A。9.磁感应强度B在国际单位制中的单位是特斯拉（符号T），那么下面四个选项中与相等的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】根据可知，磁感应强度B的单位是故选D。 10.右图是小华同学自制的简易实验仪器示意图，该仪器可以用来（）A.测量电阻阻值大小B.检验物体是否带电C.测量电阻两端电压大小D.检验导线中是否有电流【答案】B【解析】【详解】该实验仪器通过金属丝向金属箔导电，当两个箔片带同种电荷，会因为排斥而分开，故此装置可以用来检验物体是否带电，故ACD错误，B正确．11.如图所示，环形通电导线内外各有小磁针A、B，则磁针静止时A.A、B的N极均垂直纸面向里B.A、B的N极均垂直纸面向外C.A的N极向里，B的N极向外D.A的N极向外，B的N极向里【答案】D【解析】【详解】由于环形电流的方向是顺时针的，由安培定则知道环心处的磁感应强度方向是垂直纸面向里的，而环外的磁场方向可以看成直线电流周围的磁场来确定方向，是向外的，因此，小磁针B的N极向里，A的N极向外． A、A项与上述分析结论不相符，故A错误；B、B项与上述分析结论不相符，故B错误；C、C项与上述分析结论不相符，故C错误；D、D项与上述分析结论相符，故D正确．．12.如图所示,有一正方形闭合线圈,在足够大匀强磁场中运动.下列四个图中能产生感应电流的是A.矩形线圈平行于磁场向右平移B.矩形线圈垂直于磁场向右平移C.矩形线圈绕水平轴OO′匀速转动D.矩形线圈绕竖直轴OO′匀速转动【答案】D【解析】【详解】A图中线框平行于磁场感应线运动，穿过线框的磁通量没有变化，不会产生感应电流，故A错误；B图中线框垂直于磁感线运动，虽然切割磁感线，但穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故B错误；C图中线框绕轴转动，但线框平行于磁场感应线，穿过的磁通量没有变化，因此也不会产生感应电流，故C错误；D图中线框绕轴转动，导致磁通量发生变化，因此线框产生感应电流，故D正确；13.如图，一电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到的电场力为F。若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，则A点的电场强度E为（　　）A.，方向与F相反B.，方向与F相反C.，方向与F相同D.，方向与F相同【答案】C【解析】 【详解】将一电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到的电场力为F，则该点的电场强度大小为方向与正电荷受力方向相同，即与F的方向相同；根据电场强度的物理意义：电场强度是反映电场本身性质的物理量，仅电场本身决定，与试探电荷无关。可知将该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，A点的场强大小仍然是，方向与F的方向相同。故选C。14.相互平行的光滑导轨上放置一导体棒，整个装置放在匀强磁场中，如图所示，当接通电源时导体棒受到向左的磁场力，则这个匀强磁场的方向可能是A.垂直于纸面向外B.平行于纸面向左C.垂直于纸面向里D.平行于纸面向右【答案】A【解析】【详解】A.由图可知导体中的电流向下，根据左手定则四指向下，大拇指向左指，则掌心朝里，可知磁场的方向垂直于纸面向外是可能的．故A正确；B.如磁场方向平行于纸面向左，磁场力垂直纸面向里．故B错误；C.如磁场方向垂直于纸面向里，则磁场力向右．故C错误；D.如磁场方向平行于纸面向右，磁场力垂直纸面向外，故D错误；故选A15.如图所示，两个框形金属导线框A、B放在光滑的水平面上，其中A处于有理想边界的匀强磁场内。使A匀速向B运动，刚好能进入B（有接触而无摩擦）。当A、B接触后的短暂时间内，A将（　　） A.加速向BB.加速离开BC.减速向BD.不动【答案】C【解析】【详解】金属导线框A在磁场中运动切割磁感线，产生感应电动势，当A、B接触时，构成了闭合回路，有了感应电流，这时金属导线框A受到与运动方向相反的安培力，因而金属导线框A将减速向B运动，选项C正确，ABD错误；故选C。16.以下几种带电体所带的电量不可能的是A.3.2×10-19CB.6.4×10-19CC.8.0×10-20CD.1.92×10-18C【答案】C【解析】【详解】最小的电荷量是1.6×10−19C，我们把这个最小的电荷量叫做元电荷，任何物体的带电量都是元电荷或是元电荷的整数倍．A.3.2×10-19C是1.6×10−19C的整数倍，故A不符合题意；B.6.4×10-19C是1.6×10−19C的整数倍，故B不符合题意；C.8.0×10-20C不是1.6×10−19C的整数倍，故C符合题意；D.1.92×10-18C是1.6×10−19C的整数倍，故D不符合题意．17.如图，O、P、Q三点不在一条直线上，OP<OQ，在O处有一正点电荷．若P、Q两点的电场强度分别为EP、EQ，则（） A.EP<EQ，且方向相同B.EP>EQ，且方向相同C.EP<EQ，且方向不同D.EP>EQ，且方向不同【答案】D【解析】【详解】点电荷周围的电场的方向由正点电荷指向外，可知P与Q点的电场强度的方向不同；由点电荷的电场强度的公式：，可知因为距离OP<OQ，所以EP>EQ，故D正确，ABC错误．18.以下有关在真空中传播的电磁波的说法正确的是（　　）A.频率越大，传播的速度越大B.频率不同，传播的速度相同C.频率越大，其波长越大D.频率不同，传播速度也不同【答案】B【解析】【详解】电磁波的传播速度是光速，所以频率不同，传播的速度相同。电磁波在真空中传播速度是确定不变的，因为，因此频率越高，其波长越短。故选B。19.关于天然放射线性质的说法正确的是（）A.γ射线就是中子流B.α射线有较强的穿透性C.β射线是高速电子流D.电离本领最强是γ射线【答案】C【解析】【详解】射线是不带电的光子流，射线是电子流，故A错误C正确；三种射线的贯穿本领依次增强，三种射线的电离本领依次减弱，故BD错误；20. ①验钞机的紫外线、②电视机遥控器的红外线、③CT机的X射线，它们都是电磁波，按频率从高到低的排列顺序是（）A.①②③B.③②①C.②③①D.③①②【答案】D【解析】【详解】CT机的X射线的频率高于验钞机的紫外线的频率；验钞机的紫外线的频率高于电视机遥控器的红外线的频率，故D符合题意，ABC不符合题意。21.核反应堆不锈钢外壳内除核燃料棒和控制棒以外还通入水，这些水除了起冷却作用外还起了（　　）A.使中子减速的作用B.使中子加速的作用C.吸收放射性物质D.吸收反应发出的射线【答案】A【解析】【详解】核反应堆不锈钢外壳内除核燃料棒和控制棒以外还通入水，这些水除了起冷却作用外还起了使中子减速的作用，故BCD错误，A正确。故选A。22.历史上，第一个在实验室测量出万有引力的科学家是（　　）A.卡文迪什B.哥白尼C.伽利略D.开普勒【答案】A【解析】【详解】A．牛顿发现万有引力定律之后，并没有测出万有引力常量，是卡文迪许测出了万有引力常量，故A正确；B．哥白尼，与结论不相符，故B错误；C．伽利略，与结论不相符，故C错误；D．开普勒，与结论不相符，故D错误；故选A。23.α射线是（）A.光子流B.电子流C.质子流D.氦核流【答案】D 【解析】【详解】α射线是氦核流．A．光子流，与结论不相符，选项A错误；B．电子流，与结论不相符，选项B错误；C．质子流，与结论不相符，选项C错误；D．氦核流，与结论相符，选项D正确；故选D.24.带正电的物体（　　）A.有多余的电子B.有多余的中子C.有多余的原子D.缺少电子【答案】D【解析】【详解】物体由于有多余的电子而带上负电；由于缺少电子而带上正电。故选D。25.如图所示，虚线框内有垂直纸面向外的匀强磁场，A和B为垂直磁场方向放置的两个圆环，分别用ΦA和ΦB表示穿过两环的磁通量，则（  ）A.ΦA＞ΦBB.ΦA＜ΦBC.ΦA=ΦBD.无法确定【答案】C【解析】【详解】由题意可知，线圈A与线圈B虽然面积不同，但穿过线圈的磁场面积相同，且磁感应强度相同，所以穿过两环的磁通量相等，即ΦA=ΦB故选C。26.如图所示的四个实验现象中，不能表明电流能产生磁场的是 A.图甲中，导线通电后磁针发生偏转B.图乙中，通电导线在磁场中受到力的作用C.图丙中，当电流方向相同时，导经相互靠近D.图丁中，当电流方向相反时，导线相互远离【答案】B【解析】【详解】A、甲图中小磁针发生了偏转，说明小磁针受到了磁场的作用，故说明电流产生了磁场，故A正确；B、乙图中由于导线中通以电流使导线受到了安培力的作用，不能说明电流产生了磁场，故B错误；C、两导线相互靠近，是因为彼此处在了对方的磁场中，故说明了电流产生了磁场，故C正确；D、两导线相互远离是因为彼此处在对方产生的磁场中，从而受到了安培力，故D正确；本题选错误的，故选B．27.原子核表示（）A.核外有90个电子B.核内有234个质子C.核内有144个中子D.核内有90个核子【答案】C【解析】【详解】原子核其中234是质量数，90是电荷数，所以Th内有90个质子，中子数234-90=144个，质子和中子统称为核子，所以核内有234个核子．A．核外有90个电子，与结论不相符，选项A错误；B．核内有234个质子，与结论不相符，选项D错误；C．核内有144个中子，与结论相符，选项C正确；D．核内有90个核子，与结论不相符，选项D错误； 故选C。28.在图示的电路中U=12V，若电压表的示数也是12V，这说明可能A.电阻R1、R2中有断路发生B.灯泡L断路C.电阻R1、R2中有短路发生D.灯泡L和电阻R1都发生了断路【答案】A【解析】【详解】A.电压表示数为12V，则说明电路中发生了断路或灯泡L短路故障；如灯泡没有短路，电压表能和电源直接相连，则可知电阻R1、R2中有断路发生，故A正确；B.如果L断路，则电压表示数为零，故B错误；C.如果电阻R1、R2中有短路发生，电压表示数小于12V，故C错误；D.如果灯泡L和电阻R1都发生了断路，则电压表示数为零，故D错误；故选A.29.质量为m的通电导体棒置于倾角为θ的光滑导轨上，下面四个图中的磁场不可能使导体棒保持静止的是A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】A. 导线所受安培力竖直向上，若其大小等于重力，则导线可以静止在光滑的斜面上，故A可能静止，不符合题意；B.导线所受安培力水平向右，受重力和支持力，三个力可以平衡，所以导线能静止在光滑的斜面上，故B可能静止，不符合题意；C.导线所受安培力竖直向下，受重力和支持力，三个力不可能平衡，所以导线不能静止在光滑的斜面上，故C不可能静止，符合题意；D.导线所受安培力沿斜面向上，受重力和支持力，三力可以平衡，所以导线能静止在光滑的斜面上，故D可能静止，不符合题意．30.如图所示，正方形线圈abcd的一半处于匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直。在线圈以ab为轴转过的过程中，穿过线圈的磁通量大小（　　）A.一直减小B.先增大后减小C.先减小后增大D.先不变后减小【答案】D【解析】【详解】在线圈以ab为轴旋转的过程中，由于线圈在垂直于磁场平面上的投影面积不变，即有效面积不变，故开始时磁通量不变；而当cd过进入磁场后，有效面积减小，故磁通量减小，即先不变后减小，故选D。31.某物体在地球表面受地球引力为G，则在距地面高度等于地球半径时，所受引力变为（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】由万有引力定律得到在地球表面 在距地面高度等于地球半径时故ABD错误，C正确。故选C。32.如图所示，一通电直线竖直放置，其右侧A、B两点的磁感应强度分别为BA和BB，则（　　）A.BA＞BB，方向均垂直纸面向里B.BA＜BB，方向均垂直纸面向里C.BA＞BB，方向均垂直纸面向外D.BA＜BB，方向均垂直纸面向外【答案】A【解析】【详解】通电直导线电流方向向上，根据安培定则可以判断出导线右方磁场垂直纸面向里，且越靠近导线的，磁场越强，故BCD错误，A正确。33.在如图所示的匀强磁场中有一光滑的金属轨道，轨道上放有两根平行金属棒AB、CD。当棒AB向右平行移动时，棒CD将（　　）A.保持静止B.向左运动C.向右运动D.发生转动 【答案】C【解析】【详解】对AB棒分析，AB棒向右做切割磁感线运动，产生感应电流的方向是顺时针方向。对CD棒分析，由左手定则可知，CD棒受到的安培力的方向是水平向右，CD棒向右运动。故ABD错误，C正确。故选C。34.已知万有引力常量为G，地球的质量为、半径为R，有一质量为的物体放在地球表面。地球表面重力加速度g的大小可表示为（）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】忽略地球自转的影响，根据地球表面的物体受到的重力等于万有引力，则有：可得地球表面的重力加速度：A．与分析不符，故A错误；B．与分析不符，故B错误；C．与分析不符，故C错误；D．与分析相符，故D正确；故选D。35.电阻R1、R2按图示方法接入电压恒定的电源上，闭合电键后保持R1的阻值不变，改变R2的阻值，则关于R1消耗的功率P1的说法正确的是（　　） A.R2增大，P1增大B.R2增大，P1减小C.R2减小，P1减小D.R2减小，P1不变【答案】B【解析】【详解】R1消耗的功率R1的阻值不变，发现，R2增大时，P1减小，R2减小时，P1增大。故选B。二、实验题（每题4分，共12分）36.在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，用________传感器测量螺线管的轴线上各点的磁感应强度，得到右图所示的B-d图线．实验中使用的螺线管的内径（直径）为m，根据图线估算螺线管中心的磁通量约为________Wb．【答案】①.磁②.Wb【解析】【详解】在“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”的实验中，用磁传感器测量螺线管的轴线上各点的磁感应强度．根据图线知，螺线管中心的磁感应强度的大小大约为4.5×10-3T，则磁通量Φ=BS=B∙＝4.5×10−3×=5.6×10-6Wb．37.如图所示是利用DIS测定电动机效率的电路，在实验中，通过A、B测得的物理量的数值分别是x、y，电动机线圈的电阻为r，请完成下列问题： （1）图中方框A、B所采用的传感器分别是：A：________________，B：_______________．（2）此时电动机的输入功率的表达式P入=__________；（3）在实验中，由于电动机的转动使质量为m的物体在t时间内匀速上升了h高度，则电动机的效率η=______________×100%．【答案】①.电压传感器、.②.电流传感器；③.xy；④.【解析】【详解】（1）[1][2]A与电动机并联，一定是电压传感器；B与电动机串联，一定是电流传感器；（2）[3]电压传感器读数x，电流传感器读数是y，故电动机输入功率为：P入=xy；（3）[4]消耗的电能是Q=P入t=xyt，产生的机械能等于重力势能的增加量mgh，故效率为：η=故答案为（1）电压传感器、电流传感器；（2）xy；（3）.38.在研究电磁感应现象的实验中所用的器材如图所示，回答下列问题：（1）将未完成的电路补充完整______________________________；（2）连接好电路后，写出能产生感应电流的一种情况：______________________________ 【答案】①.②.闭合与断开开关瞬间．【解析】【详解】（1）[1]探究电磁感应现象实验电路分两部分，电源、开关、滑动变阻器、原线圈组成闭合电路，检流计与副线圈组成另一个闭合电路；电路连接如图所示：(2)[2]穿过闭合回路的磁通量发生变化时，回路会产生感应电流：把小线圈插入大线圈中，闭合与断开开关瞬间；闭合开关后把小线圈插入大线圈过程；闭合开关后移动滑动变阻器滑片过程等都会产生感应电流．故答案为（1）电路图如图所示；（2）闭合与断开开关瞬间．三、简答题（每题4分，共8分）39.如图，水平放置的光滑平行金属导轨右端与电阻R连接，金属棒ab垂直置于导轨上，导轨间存在垂直于导轨平面的匀强磁场。棒获得初速度v后开始向右运动。(1)指出ab棒中感应电流的方向；(2)ab棒运动过程中，速度如何变化。 【答案】(1)由b指间a；(2)变小【解析】【详解】(1)根据右手定则，伸开右手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从手心进入，并使大拇指指向导线运动方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向，所以电流的方向从b到a(2)根据左手定则，伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向，所以导体棒所受安培力水平向左，导体棒减速运动，速度变小40.有两只额定电压都是110V的灯泡A和B，A的额定功率是100W，B的额定功率是40W，为了使它们接在220V的电路上能正常发光。（1）图中哪些连接方法能使两灯正常发光；（2）哪种连接方法最省电？请简要写出分析过程。【答案】（1）图中甲、丁的连接方法能使两灯正常发光；（2）图甲的连接方式，见解析【解析】【详解】（1）对甲，由于两灯泡额定电压都是110V，A的额定功率是100W，B的额定功率是40W，可知把灯泡B与电阻并联，会使并联部分的总电阻变小，若使A与并联部分的总电阻相同，此时加在A两端的电压和B两端的电压均为110V，所以A、B能同时正常发光，并且并联部分消耗的功率与A灯泡的额定功率相同，则此时消耗的总功率为200W； 对乙，由于灯泡要满足110V的额定电压，所以当A灯泡与电阻串联以后，再与B灯泡并联，而B灯泡两端电压会高于额定110V的电压，不能正常工作；对丙，由于两灯泡额定电压都是110V，A的额定功率是100W，B的额定功率是40W，可知把灯泡A与电阻并联，会使并联部分的总电阻变得更小，所以A、B两端的电压不会相同，A、B不会同时正常发光；对丁，把A、B并联之后与电阻串连接入电路，若电阻的阻值与A、B并联的总电阻相等时，A、B两端电压均为110V，均可以正常发光，此时电阻消耗的功率等于A、B灯泡额定功率的和，此时电路消耗的总的功率的大小为280W。故图中甲、丁的连接方法能使两灯正常发光。（2）在问题之前的题干中已经提出“为了使两灯泡接在220V的电路上能正常发光”，结合对（1）的分析可知，图甲和图丁的连接方式可使二者正常发光，图甲连接的方法消耗的功率为200W，图丁中的连接方法消耗的功率为280W，故图甲的连接方法最省电。