青海省西宁市新华联北外附属外国语中学2022-2023学年高二下学期期末考试物理试题（含解析）

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物理试题

考试时间：90分钟分值：100分

一、单项选择题（每小题2分，共30分）

1.一正弦式交变电流的i-t图像如图所示。下列说法正确的是（）

A.在t0.4s时电流改变方向B.该交变电流的周期为0.5s

C.该交变电流的表达式为D.该交变电流的有效值为

2.如图为氢原子的能级示意图。氢原子从高能级直接向的能级跃迁所产生的光谱，被称为巴尔末系。已知可见光的光子能量范围为。根据玻尔理论，下列说法正确的是（）

A.巴尔末系的所有谱线中没有可见光

B.巴尔末系中光子的能量可能为3eV

C.用能量的光照射处于基态的氢原子，氢原子可以跃迁到激发态

D.大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时会辐射出2种属于巴尔末系的光

3.在粒子散射实验中，下列图景正确的是（）

A.B.

C.D.

4.如图所示是黑体的辐射强度与其辐射波长的关系图像，下列说法正确的是（）

A.温度越高，黑体辐射的电磁波的波长越大

B.温度越高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

C.黑体的辐射强度按波长的分布与材料的表面状况有关

D.普朗克通过对黑体辐射的研究，提出了能量子的概念

5.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为1000匝和100匝，R1=5Ω，R2=10Ω，电容器的电容C=100μF。已知电容器上极板所带电荷量q按图乙所示的正弦规律变化，则下列判断正确的是（）

A.电阻R1的电功率为20W

B.原线圈输入电压的有效值为100V

C.穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.2Wb/s

D.变压器原线圈中电流的周期为0.4s

6.如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后，并联接在交流电源的两端，三盏灯亮度相同。要使灯泡变亮、灯泡变暗，下列措施中可行的是（）

A.只减小交流电的电压B.只增大交流电的电压u

C.只减小交流电的频率D.只增大交流电的频率

7.如图所示，一束由绿、橙、蓝三种单色光组成的复色光照射到三棱镜上，在右侧光屏M、N、P处各呈现一亮线，不计光在三棱镜中的多次反射，以下说法正确的是（）

A.光屏上的三条亮线由上到下的顺序是蓝、绿、橙

B.光屏上的三条亮线是光的干涉条纹

C.三种色光相比，照射到P处的色光在三棱镜中传播的时间最长

D.三种色光相比，照射到P处的色光最容易发生明显衍射

8.如图甲所示，螺线管匝数，横截面积，电阻，螺线管外接一个阻值的电阻，一方向平行于螺线管轴线向左的磁场穿过螺线管，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，规定电流方向从a经R流向b为电流正方向，则0~6s时间内流过电阻R的电流I随时间t的变化图像为（）

A.B.

C.D.

9.手摇式交流发电机结构如图所示，灯泡L与交流电流表A串联后通过电刷、滑环与矩形线圈相连。摇动手柄，使线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO'逆时针匀速转动，从时刻开始，线圈中的磁通量变化如图乙所示，下列说法正确的是（）

A.时刻线圈中电流最大B.时刻通过电流表的电流改变方向

C.时刻线圈所在平面和磁场平行D.线圈转速变快，交流电周期将变大

10.一单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则下列说法正确的是（）

A.此单摆的周期约为0.5s

B.此单摆的摆长约为1m

C.若摆长增加，共振曲线峰将向右移动

D.若把该单摆从福建移到北京，要使其固有频率不变，应减小摆长

11.如图所示，一列横波在x轴上沿x轴正方向传播，实线表示t=0时刻的波形图，虚线是t=0.2s时刻的波形图，下列说法错误的是（）

A.质点的振动周期一定是0.8s

B.该波的波速可能是10m/s

C.t=0时刻，x=4m处的质点振动方向向上

D.t=0.4s时刻，x=6m处的质点恰好位于波峰

12.如图甲所示，弹簧振子的平衡位置为O点，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，以振子从A点开始运动的时刻作为计时起点，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（）

A.t=0.4s时，振子的回复力方向向左

B.t=0.8s时，振子的速度方向向右

C.t=0.8s到t=1.2s的时间内，振子的加速度逐渐增大

D.t=1.2s到t=1.6s的时间内，弹簧振子的势能逐渐增大

13.下列关于机械振动和机械波的说法正确的是（）

A.衍射是横波特有的现象，纵波不能发生衍射现象

B.声源靠近听者，听者接收到的声波频率大于声源的原频率

C.固有频率为2Hz的振子在9Hz的驱动力作用下做受迫振动的振动频率为2Hz

D.到两频率相同波源的距离之差为整数个波长的点一定是振动加强点

14.如图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则（）

A.甲为紫光干涉图样B.乙为紫光的干涉图样

C.丙为红光的干涉图样D.丁为红光的干涉图样

15.如图所示，固定在水平面上的光滑金属导轨AB、CD，导轨一端连接电阻R，导轨宽为L，垂直于导轨平面向下存在磁感应强度为B的匀强磁场，将一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，用恒力F向右拉动导体棒，经过距离x导体棒恰好达到最大速度v，则在此过程中（）

A.外力

B.从开始至速度最大所用的时间

C.定值电阻产生的焦耳热

D.通过导体棒的电荷量

二、多项选择题（每小题4分，选对但不全得2分，选错不得分，共计20分）

16.下列说法正确的是（）

A.X与Y互为同位素

B.X与X互为同位素

C.X与Y中子数相同

DU核内有92个质子，235个中子

17.用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种波长的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，而用另一波长的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，由此可说明（）

A.a光的波长小于b光的波长

B.用a光照射时，K极金属板的逸出功比用b光照射时大

C.若入射光波长小于a光波长，也能发生光电效应

D.增加b光的强度，也可能使电流计G的指针发生偏转

18.如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。在开关S闭合，断开的过程中，有关通过电流表的感应电流方向判断正确的是（）

A.闭合S瞬间，通过电流表的感应电流方向为b→c

B.闭合S瞬间，通过电流表的感应电流方向为a→b

C.断开S瞬间，通过电流表的感应电流方向为b→a

D.断开S瞬间，通过电流表的感应电流方向为a→b

19.以下四幅图中，图甲为“共振曲线”，图乙为“双缝干涉”实验，图丙为“用干涉法检测工件表面平整度”实验，图丁为“研究光的偏振现象”实验，针对这四幅图，下列说法中正确的是（）

A.由图甲可知，驱动力频率越大，能量越大，受迫振动的振动幅度越大

B.图乙实验中，若只将光源由蓝色光改为绿色光，则两相邻亮条纹间距离增大

C.图丙中，若将薄片向右移动，条纹间距将变小

D.图丁中，当M固定不动，将N从图示位置开始绕水平轴在竖直面内缓慢转动的过程中，光屏P上光的亮度保持不变

20.如图，相距的水平虚线间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。磁场上方有一质量为、电阻为、边长为的正方形线框，线框距磁场上边界处由静止释放，边刚进入磁场时的速度与边刚出磁场时的速度相等。线框向下运动的过程中，线框平面始终与磁场垂直且边保持水平，已知重力加速度为，下列说法正确的是（）

A.线框边刚要进入磁场时，线框的速度大小为

B.线框边刚要出磁场时，线框的加速度大小为

C.线框进入磁场过程中，安培力的冲量大小为

D.线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热为

三、实验题（每空2分，共18分）

21.如图所示，一验电器与锌板相连，在处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角。

（1）现用一带少量负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转。那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针______（选填“有”或“无”）偏转。

（3）为了进一步研究光电效应的规律，WZH小组设计了如图所示的电路，图中标有和的为光电管，其中为阴极，为阳极。现接通电源，用光子能量为的光照射阴极，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为，则光电管阴极材料的逸出功为______；现保持滑片位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数______（选填“为零”或“不为零”）。

（4）已知黄光的频率小于蓝光的频率，LW小组用强黄光、弱黄光、强蓝光、弱蓝光分别照射同一个光电管做光电效应实验，得到四条光电流I与电压U的关系曲线，如图所示（其中有一条曲线图中未画出），则曲线甲对应的入射光为___________（填“强黄光”、“弱黄光”、“强蓝光”或“弱蓝光”）。

22.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，现有毛玻璃屏、双缝、白光光源、单缝和透红光的滤光片等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．

（1）光具座上放置的光学元件依次为①光源、②滤光片、③单缝和双缝、④遮光筒、⑤光屏．

（2）在观察双缝干涉图样实验中，以下说法中正确的是______；

A．若用白光照射双缝，在屏上出现彩色条纹的原因是各种色光的速度不同

B．若将其中一条缝堵住，屏上的条纹图样不会改变

C．将单缝与双缝距高增大，屏上的条纹宽度变宽

D．将装置由空气移入水中，其它条件不变，屏上的条纹宽度变窄

E．实验中若观察不到干涉条纹，其原因可能光源与单缝间距太远

（3）调整装置，在光屏上出现清晰的干涉条纹．然后将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图所示，示数______mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐并记下示数．若已知双缝间距d为0.2mm，双缝到屏的距离L为0.700m，红光波长为660nm，相邻亮条纹的间距表达式______，可得相邻亮条纹的间距为______mm。

四、解答题（第23题10分，24题10分，25题12分．共32分）

23.如图所示，图甲是一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，图乙为质点P的振动图像，试求：

（1）该简谐横波的传播方向和波速；

（2）求再经过1.8s时P质点经过的路程；

24.真空中，一块半球形玻璃砖的横截面如图所示，球半径为R，球心为O。半圆弧上有P、Q两点，它们到底边直径的距离分别为和。一束平行于的细单色光从P点射入玻璃砖后，直接照射到Q点，经Q点射出的光线与直径的延长线交于M点（未画出）。已知光在真空中的传播速率为c，不考虑被半球内表面反射后的光线。求：

（1）玻璃的折射率；

（2）光从P点传播到M点的时间。

25.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ倾斜放置，导轨平面与水平面的夹角θ=30°，两导轨间距L=1.0m，底端NQ两点连接R=1.0Ω的电阻，匀强磁场方向垂直于导轨所在平面向上，磁感应强度大小为B=0.6T，质量m=0.2kg、阻值r=0.5Ω的导体棒垂直于导轨放置，在平行于平面向上的拉力F作用下沿导轨向上做匀速直线运动，速度v=10m/s。撤去拉力F后，导体棒沿导轨继续运动x=2.0m后速度减为零。运动过程中导体棒与导轨始终垂直并接触良好，g=10m/s2，导轨电阻不计。求：

（1）拉力F的大小；

（2）撤去拉力F后导体棒继续沿导轨上滑的过程中电阻R产生的焦耳QR和通过电阻R的电荷量q。

西宁市新华联北外附属外国语中学2022-2023学年高二下学期期末考试

物理试题答案解析

考试时间：90分钟分值：100分

一、单项选择题（每小题2分，共30分）

1.一正弦式交变电流的i-t图像如图所示。下列说法正确的是（）

A.在t0.4s时电流改变方向B.该交变电流的周期为0.5s

C.该交变电流的表达式为D.该交变电流的有效值为

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．由图可知t0.4s时电流为正方向最大，电流方向没有发生变化，故A错误；

B．由图可知，该交变电流的周期为T=0.4s，故B错误；

C．由图可知，电流的最大值为，角速度为

故该交变电流的表达式为

故C正确；

D．该交变电流的有效值为

故D错误。

故选C。

2.如图为氢原子的能级示意图。氢原子从高能级直接向的能级跃迁所产生的光谱，被称为巴尔末系。已知可见光的光子能量范围为。根据玻尔理论，下列说法正确的是（）

A.巴尔末系的所有谱线中没有可见光

B.巴尔末系中光子的能量可能为3eV

C.用能量的光照射处于基态的氢原子，氢原子可以跃迁到激发态

D.大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时会辐射出2种属于巴尔末系的光

【答案】D

【解析】

【详解】AB．巴尔末系为直接跃迁到时辐射出的光线，则有

可知，巴尔末系的所有谱线中有可见光，光子的能量不可能为3eV，故AB错误；

C．根据跃迁假设，从基态跃迁到第二激发态需要的能量为

故C错误；

D．根据题意可知，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时会辐射出2种属于巴尔末系的光，一种是从直接跃迁到辐射的，一种是从跃迁到辐射的，故D正确。

故选D。

3.在粒子散射实验中，下列图景正确的是（）

A.B.

C.D.

【答案】B

【解析】

【详解】AB．当粒子进入原子区域后，离带正电的原子核远的受到的库仑斥力小，运动方向改变小。只有极少数粒子在穿过时距离正电体很近，受到很强的库仑斥力，发生大角度散射，故A错误，B正确；

CD．由库仑定律和原子核式结构模型可知，电子的质量只有粒子的，它对粒子速度的大小和方向的影响的影响，完全可以忽略，粒子偏转主要是带正电的原子核造成的，故CD错误；

故选B。

4.如图所示是黑体的辐射强度与其辐射波长的关系图像，下列说法正确的是（）

A.温度越高，黑体辐射的电磁波的波长越大

B.温度越高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动

C.黑体的辐射强度按波长的分布与材料的表面状况有关

D.普朗克通过对黑体辐射的研究，提出了能量子的概念

【答案】D

【解析】

【详解】AB．温度越高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，但黑体辐射的电磁波波长并不是越大，AB错误；

C．一般物体的辐射强度除去与温度有关外，还和物体的材料及表面状态有关，但黑体的辐射强度按波长的分布只与黑体的温度有关，C错误；

D．普朗克通过对黑体辐射的研究，提出了能量子的概念，D正确。

故选D。

5.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为1000匝和100匝，R1=5Ω，R2=10Ω，电容器的电容C=100μF。已知电容器上极板所带电荷量q按图乙所示的正弦规律变化，则下列判断正确的是（）

A.电阻R1的电功率为20W

B.原线圈输入电压的有效值为100V

C.穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.2Wb/s

D.变压器原线圈中电流的周期为0.4s

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据图乙可知，电容器极板所带电荷量的最大值为，则极板之间电压的最大值为

则副线圈两端电压的有效值为

则电阻R1的电功率为

故A错误；

B．根据电压匝数关系有

解得

故B错误；

C．原线圈电压的最大值为

令穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为k，则有

解得

故C正确；

D．变压器不改变交流电的频率与周期，即变压器原线圈中电流的周期与电容器上极板所带电荷量q按图乙所示的正弦规律变化的周期相等，即为0.04s，故D错误。

故选C。

6.如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后，并联接在交流电源的两端，三盏灯亮度相同。要使灯泡变亮、灯泡变暗，下列措施中可行的是（）

A.只减小交流电的电压B.只增大交流电的电压u

C.只减小交流电的频率D.只增大交流电的频率

【答案】C

【解析】

【详解】根据感抗公式，要使灯泡变亮，应减小f或L，或同时减小f或L；

根据容抗公式，要使灯泡变暗，应减小f或C，或同时减小f和C；

增大或减小交流电的电压不能使灯泡变亮、灯泡变暗。

故选C。

7.如图所示，一束由绿、橙、蓝三种单色光组成的复色光照射到三棱镜上，在右侧光屏M、N、P处各呈现一亮线，不计光在三棱镜中的多次反射，以下说法正确的是（）

A.光屏上的三条亮线由上到下的顺序是蓝、绿、橙

B.光屏上的三条亮线是光的干涉条纹

C.三种色光相比，照射到P处的色光在三棱镜中传播的时间最长

D.三种色光相比，照射到P处的色光最容易发生明显衍射

【答案】C

【解析】

【详解】A．因绿光折射率最大，橙光折射率最小，可知光屏上的三条亮线由上到下的顺序是橙、绿、蓝，选项A错误；

B．光屏上的三条亮线是光的折射造成的色散现象，选项B错误；

C．三种色光相比，照射到P处的蓝光折射率最大，则由

可知，在棱镜中的速度最小，在棱镜中传播距离最长，可知该色光在三棱镜中传播的时间最长，选项C正确；

D．三种色光相比，照射到P处的蓝色光波长最短，则最不容易发生明显衍射，选项D错误。

故选C。

8.如图甲所示，螺线管匝数，横截面积，电阻，螺线管外接一个阻值的电阻，一方向平行于螺线管轴线向左的磁场穿过螺线管，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，规定电流方向从a经R流向b为电流正方向，则0~6s时间内流过电阻R的电流I随时间t的变化图像为（）

A.B.

C.D.

【答案】B

【解析】

【详解】在0~4s时间内，原磁场增大，则穿过螺线管的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应磁场方向向右，由安培定则可知，R中的电流方向从b流向a，感应电动势为

则通过R的电流大小为

在4~6s时间内，感应电动势为

则通过R的电流大小为

根据楞次定律可知，R中的电流从a流向b。

故选B。

9.手摇式交流发电机结构如图所示，灯泡L与交流电流表A串联后通过电刷、滑环与矩形线圈相连。摇动手柄，使线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO'逆时针匀速转动，从时刻开始，线圈中的磁通量变化如图乙所示，下列说法正确的是（）

A.时刻线圈中电流最大B.时刻通过电流表的电流改变方向

C.时刻线圈所平面和磁场平行D.线圈转速变快，交流电周期将变大

【答案】B

【解析】

【详解】A．时刻线圈中磁通量最大，磁通量变化率为0，电流为0，故A错误；

BC．时刻线圈位于中性面，线圈所在平面和磁场垂直，通过电流表的电流改变方向，故B正确，C错误；

D．线圈转速变快，交流电频率变大，周期变小，故D错误。

故选B。

10.一单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线（振幅A与驱动力频率f的关系）如图所示，则下列说法正确的是（）

A.此单摆的周期约为0.5s

B.此单摆的摆长约为1m

C.若摆长增加，共振曲线峰将向右移动

D.若把该单摆从福建移到北京，要使其固有频率不变，应减小摆长

【答案】B

【解析】

【详解】A．单摆做受迫振动，振动频率与驱动力频率相等；当驱动力频率等于固有频率时，发生共振，由题图知固有频率为0.5Hz，周期为2s，故A错误；

B．由公可得

故B正确；

C．若摆长增加，则固有频率减小，所以共振曲线的峰将向左移动，故C错误；

D．该单摆从福建移到北京，重力加速度变大，要使其固有频率不变，需增加摆长，故D错误。

故选B。

11.如图所示，一列横波在x轴上沿x轴正方向传播，实线表示t=0时刻的波形图，虚线是t=0.2s时刻的波形图，下列说法错误的是（）

A.质点的振动周期一定是0.8s

B.该波的波速可能是10m/s

C.t=0时刻，x=4m处的质点振动方向向上

D.t=0.4s时刻，x=6m处的质点恰好位于波峰

【答案】A

【解析】

【详解】AB．由图可知，波长λ=8m，波沿x轴正方向传播，根据周期性可知

解得周期为：

当n=0时，周期为0.8s，此时波速

故A错误，B正确；

C．根据波动规律可知，t=0时刻，x=4m处的质点振动方向向上，故C正确；

D．分析图象，t=0.2s时刻，x=6m处的质点通过平衡位置向上，根据对称性和周期性可知，t=0.4s时刻，x=6m处的质点恰好位于波峰，故D正确。

本题选择错误选项；

故选A。

12.如图甲所示，弹簧振子的平衡位置为O点，在A、B两点之间做简谐运动，取向右为正方向，以振子从A点开始运动的时刻作为计时起点，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是（）

A.t=0.4s时，振子的回复力方向向左

B.t=0.8s时，振子的速度方向向右

C.t=0.8s到t=1.2s的时间内，振子的加速度逐渐增大

D.t=1.2s到t=1.6s的时间内，弹簧振子的势能逐渐增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．由乙图可知t=0.4s时，振子的位移为零，根据

可知回复力为零。故A错误；

B．由乙图可知t=0.8s时，振子的位移正向，速度为零。故B错误；

C．同理，t=0.8s到t=1.2s的时间内，振子的位移逐渐减小，即加速度逐渐减小。故C错误；

D．t=1.2s到t=1.6s的时间内，振子的位移逐渐增大，由

可知弹簧振子的势能逐渐增大。故D正确。

故选D。

13.下列关于机械振动和机械波的说法正确的是（）

A.衍射是横波特有的现象，纵波不能发生衍射现象

B.声源靠近听者，听者接收到的声波频率大于声源的原频率

C.固有频率为2Hz的振子在9Hz的驱动力作用下做受迫振动的振动频率为2Hz

D.到两频率相同波源的距离之差为整数个波长的点一定是振动加强点

【答案】B

【解析】

【详解】A．衍射是一切波的特有的现象，横波和纵波都能发生衍射现象，故A错误；

B．根据多普勒效应，当观察者和声源相互靠近时，观察者接收到的声波频率比声源发出的声波频率大，故B正确；

C．受迫振动的频率等于驱动力的频率，固有频率为2Hz的振子在9Hz的驱动力作用下做受迫振动的振动频率为9Hz，故C错误；

D．判断减弱点和加强点，除了看路程差，还要看波源的振动情况，若两波源振动方向相反，则到两频率相同波源的距离之差为整数个波长的点是振动减弱点，故D错误。

故选B。

14.如图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则（）

A.甲为紫光的干涉图样B.乙为紫光的干涉图样

C.丙为红光的干涉图样D.丁为红光的干涉图样

【答案】B

【解析】

【详解】由干涉图样条纹间距公式知条纹是等间距的，甲乙是干涉条纹；由于衍射图样间距不等，丙丁是衍射条纹。

由于红光的波长长，条纹间距大，所以甲为红光的干涉条纹，乙为紫光的干涉条纹，丙是红光的衍射条纹，丁是紫光的衍射条纹，故B正确，ACD错误。

故选B。

15.如图所示，固定在水平面上的光滑金属导轨AB、CD，导轨一端连接电阻R，导轨宽为L，垂直于导轨平面向下存在磁感应强度为B的匀强磁场，将一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，用恒力F向右拉动导体棒，经过距离x导体棒恰好达到最大速度v，则在此过程中（）

A.外力

B.从开始至速度最大所用的时间

C.定值电阻产生的焦耳热

D.通过导体棒的电荷量

【答案】D

【解析】

【详解】A．导体棒速度最大时合力零，外力

故A错误；

B．由动量定理有

又由于

解得时间

故B错误；

C．由动能定理

解得

而电阻R上的焦耳热

故C错误；

D．通过导体棒的电荷量

故D正确。

故选D。

二、多项选择题（每小题4分，选对但不全得2分，选错不得分，共计20分）

16.下列说法正确的是（）

A.X与Y互为同位素

B.X与X互为同位素

C.X与Y中子数相同

D.U核内有92个质子，235个中子

【答案】BC

【解析】

【详解】A．X与Y的质子数不同，不是互为同位素，A错误；

B．X与X的质子数都为m，而质量数不同，所以互为同位素，B正确；

C．X内中子数为n－m，Y内中子数为

（n－2）－（m－2）＝n－m

所以中子数相同，C正确；

D．U核内有235－92＝143个中子，而不是235个中子，故D错误；

故选BC。

17.用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种波长的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，而用另一波长的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，由此可说明（）

A.a光的波长小于b光的波长

B.用a光照射时，K极金属板的逸出功比用b光照射时大

C.若入射光波长小于a光波长，也能发生光电效应

D.增加b光的强度，也可能使电流计G的指针发生偏转

【答案】AC

【解析】

【详解】A．用某种波长的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转，发生光电效应，而用另一波长的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，没发生光电效应，说明a光频率大，波长短，故A正确；

B．逸出功由金属决定，与照射光无关，故B错误；

C．若入射光波长小于a光波长，频率大于a光，也能发生光电效应，故C正确；

D．b光照射不发生光电效应，结合光电效应发生的条件可知，增加b光的强度仍然不能发生光电效应，则不能使电流计G的指针发生偏转，故D错误。

故选AC。

18.如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上。在开关S闭合，断开的过程中，有关通过电流表的感应电流方向判断正确的是（）

A.闭合S瞬间，通过电流表的感应电流方向为b→c

B.闭合S瞬间，通过电流表的感应电流方向为a→b

C.断开S瞬间，通过电流表的感应电流方向为b→a

D.断开S瞬间，通过电流表的感应电流方向为a→b

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．开关S闭合瞬间，根据安培定则可知M中产生向右的磁场，P中向右的磁通量增大，根据楞次定律可知通过电流表的感应电流方向为a→b，故A错误，B正确；

CD．开关S断开瞬间，M中的磁场消失，P中向右的磁通量减小，根据楞次定律可知通过电流表的感应电流方向为b→a，故C正确，D错误。

故选BC。

19.以下四幅图中，图甲为“共振曲线”，图乙为“双缝干涉”实验，图丙为“用干涉法检测工件表面平整度”实验，图丁为“研究光的偏振现象”实验，针对这四幅图，下列说法中正确的是（）

A.由图甲可知，驱动力频率越大，能量越大，受迫振动的振动幅度越大

B.图乙实验中，若只将光源由蓝色光改为绿色光，则两相邻亮条纹间距离增大

C.图丙中，若将薄片向右移动，条纹间距将变小

D.图丁中，当M固定不动，将N从图示位置开始绕水平轴在竖直面内缓慢转动的过程中，光屏P上光的亮度保持不变

【答案】BC

【解析】

【详解】A．对于受迫振动，当驱动力频率等于振动系统固有频率时，振幅最大，故A错误；

B．图乙中，根据

若只将光源由蓝色光改为绿色光，波长增大，则两相邻亮条纹间距离增大，故B正确；

C．图丙中，当将薄片向右移动时，同级的光程差的间距变小，则干涉条纹间距会变小，故C正确；

D．图丁中，当M固定不动，将N缓慢转动的过程中，M、N的透振方向变为相互垂直，此时光屏P上光的亮度最暗，故D错误。

故选BC。

20.如图，相距的水平虚线间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。磁场上方有一质量为、电阻为、边长为的正方形线框，线框距磁场上边界处由静止释放，边刚进入磁场时的速度与边刚出磁场时的速度相等。线框向下运动的过程中，线框平面始终与磁场垂直且边保持水平，已知重力加速度为，下列说法正确的是（）

A.线框边刚要进入磁场时，线框的速度大小为

B.线框边刚要出磁场时，线框的加速度大小为

C.线框进入磁场的过程中，安培力的冲量大小为

D.线框穿过磁场的过程中，线框中产生的焦耳热为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．从释放到cd刚进磁场，有

解得

从cd刚进磁场到ab刚进磁场，有

从ab刚进磁场到cd刚出磁场，有

解得ab刚进磁场的速度

故A正确；

B．cd边刚进入磁场时的速度与cd边刚出磁场时的速度相等，由对称性可知ab边刚进、刚出磁场时的速度v2也相同，ab边进磁场到cd边出磁场在重力作用下加速，则cd边进磁场到ab边进磁场为减速才能使cd边刚进、刚出磁场速度相同；ab边刚出磁场时有

解得

故B错误；

C．线框进入磁场的过程中，设向下为正，有

故C错误；

D．线框穿过磁场的过程中，由能量守恒

解得

故D正确。

故选AD。

三、实验题（每空2分，共18分）

21.如图所示，一验电器与锌板相连，在处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角。

（1）现用一带少量负电的金属小球与锌板接触，则验电器指针偏角将______（选填“增大”“减小”或“不变”）。

（2）使验电器指针回到零，再用相同强度的钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转。那么，若改用强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到验电器指针______（选填“有”或“无”）偏转。

（3）为了进一步研究光电效应的规律，WZH小组设计了如图所示的电路，图中标有和的为光电管，其中为阴极，为阳极。现接通电源，用光子能量为的光照射阴极，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为，则光电管阴极材料的逸出功为______；现保持滑片位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数______（选填“为零”或“不为零”）。

（4）已知黄光频率小于蓝光的频率，LW小组用强黄光、弱黄光、强蓝光、弱蓝光分别照射同一个光电管做光电效应实验，得到四条光电流I与电压U的关系曲线，如图所示（其中有一条曲线图中未画出），则曲线甲对应的入射光为___________（填“强黄光”、“弱黄光”、“强蓝光”或“弱蓝光”）。

【答案】①.减小②.无③.④.为零⑤.强黄光

【解析】

【详解】（1）[1]在处用一紫外线灯照射锌板，钾板发生光电效应，光电子射出后。锌板带正电，用一带少量负电金属小球与锌板接触，会使锌板上带的正电减少，验电器指针偏角将减小。

（2）[2]用钠灯发出的黄光照射锌板，验电器指针无偏转，说明黄光不能使锌板产生光电效应；改用红外线灯照射锌板，红外线的频率小于黄光的频率，红外线也不能使锌板产生光电效应，验电器指针无偏转。

（3）[3][4]当滑片滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为，说明反向电压为，即最大初动能，根据

可知，光电管阴极材料的逸出功为。现保持滑片位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数为零。

（4）[5]入射光频率越大，遏止电压越大，所以甲、乙为同一种光，且甲、乙的频率小于丙的频率，则甲、乙为黄光，丙为蓝光。而入射光越强，饱和光电流越大，所以甲为强黄光。

22.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，现有毛玻璃屏、双缝、白光光源、单缝和透红光的滤光片等光学元件，要把它们放在如图所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长．

（1）光具座上放置的光学元件依次为①光源、②滤光片、③单缝和双缝、④遮光筒、⑤光屏．

（2）在观察双缝干涉图样实验中，以下说法中正确的是______；

A．若用白光照射双缝，在屏上出现彩色条纹的原因是各种色光的速度不同

B．若将其中一条缝堵住，屏上的条纹图样不会改变

C．将单缝与双缝距高增大，屏上的条纹宽度变宽

D．将装置由空气移入水中，其它条件不变，屏上的条纹宽度变窄

E．实验中若观察不到干涉条纹，其原因可能是光源与单缝间距太远

（3）调整装置，在光屏上出现清晰的干涉条纹．然后将测量头的分划板中心刻线与某条亮纹中心对齐，将该亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图所示，示数______mm，然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐并记下示数．若已知双缝间距d为0.2mm，双缝到屏的距离L为0.700m，红光波长为660nm，相邻亮条纹的间距表达式______，可得相邻亮条纹的间距为______mm。

【答案】①.D②.2.320③.④.2.310

【解析】

【详解】（2）[1]A．双缝干涉的条纹间距有

其中为双缝到屏的距离，为入射光的波长