2022-2023学年天津市南开区高二（下）期末物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2022-2023学年天津市南开区高二（下）期末物理试卷一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）1.下列说法正确的是(

)A.红外线的光子能量比紫外线的大

B.真空中红外线的传播速度比紫外线的大

C.频率越高的振荡电路发射电磁波的本领越强

D.变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场2.如图所示，有关下列图片说法正确的是(

)

A.如图甲，3D立体电影的原理是光的偏振现象

B.如图乙，肥皂膜上的彩色条纹是光的折射现象

C.如图丙，筷子出现“折断”现象的原因是发生了全反射现象

D.3.居室装修中经常用到的花岗岩、大理石，都不同程度地含有放射性元素，装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一，有关放射性元素的说法正确的是(

)A.氧的半衰期为3.8天，若取4个氧核，经过7.6天就只剩下一个氧原子核

B. 92238U衰变为 18222Rn要经过4次α衰变，4次β衰变4.某振动系统的共振曲线如图所示，则下列说法正确的是(

)A.该振动系统的固有频率为0.3Hz

B.该振动系统的固有周期为0.3s

C.该振动系统做受迫振动时频率一定为0.35.在如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻都小于灯泡的电阻，闭合S使电路达到稳定，灯泡Q发光。下列说法正确的是(

)A.在电路甲中，断开S后，Q1立即熄灭

B.在电路甲中，断开S后，Q1先变得更亮，然后渐渐变暗至熄灭

C.在电路乙中，断开S后，Q2渐渐变暗至熄灭甲、乙

D.在电路乙中，断开S6.如图甲所示为一简谐横波在t=0时刻的图像，图乙所示为x=4m处的质点PA.这列波的波速是0.5m/s

B.这列波的传播方向沿x轴负方向

C.t=3.5s时P7.1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。下列有关光电效应的图与图像，说法正确的是验电斡都紫外线灯(

)

A.图1中，把紫外线灯换成红外线灯，验电器指针也会发生偏转

B.图2中，电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关

C.图3中，图像的斜率为普朗克常量h

D.图4中，由图像可知该金属的逸出功为E或h8.如图所示，电流表、电压表为理想电表，变压器为理想变压器，R1、R2是定值电阻R3为滑动变阻器。闭合开关S，下列说法正确的是A.仅将滑片P1上移时，电流表A的示数减小

B.仅将滑片P2下移时，电压表V的示数变大

C.滑片P1下移、P2上移时，电阻R1的功率增大

D.只断开开关S9.如图所示，竖直虚线MN的左侧有方向垂直于线圈所在平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一面积为S，电阻为R的单匝圆形线圈以大小为v的速度向左匀速进入磁场，线圈的直径CD始终与MN平行，下列说法正确的是(

)

A.在线圈进入磁场的过程中，线圈上产生的感应电流始终沿顺时针方向

B.在线圈进入磁场的过程中，线圈受到的安培力先水平向右后水平向左

C.当CD与MN重合时，线圈上产生的感应电动势大小为2Bv二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）10.下列说法正确的是(

)A.卢装福发现质子的核反应方程为 24He+714N→811.如图所示为氢原子的部分能级图，下列说法正确的是(

)A.一群处于n=4能级的氢原子最多可以辐射出3种频率的光子

B.欲使处于基态的氢原子被电离，可用13.9eV的光子照射

C.氢原子从n=5的激发态跃迁到n=3的激发态，要吸收光子

12.如图甲所示，在平静的水面下有一个点光源S，它发出的是两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光的圆形区域，周边为环状单色光区域，且为a光的颜色(见图乙)。则下列说法正确的是(

)A.a光的频率大于b光的频率

B.a光的折射率小于b光的折射率

C.a光在水中的传播速度比b光大

D.a光在水中发生全反射的临界角小于b光在水中发生全反射的临界角13.如图所示，实线是简谐横波在t1=0时刻的波形图，虚线是在t2=A.在t1到t2时间内，x=1m处的质点可能沿x轴正方向运动了1m

B.这列波的周期可能为415s

C.若波速为25m/s，则波沿x轴正方向传播

D.若波速为14.2020年9月，中国发布“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。碳排放问题的治本之策是转变能源发展方式，加快推进清洁替代和电能替代，一座小型水电站向山下村镇供电的示意图如图所示，升压变压器T1与降压变压器T2都是理想变压器。已知发电机输出电压U1=250V，两个变压器的匝数比n1：n2=1：100，n3：n4=A.输电线上损失的电压为800V

B.用户得到的电压为200V

C.输电线上损失的功率为32k三、实验题（本大题共2小题，共16.0分）15.如图甲所示，在“用双缝干涉测量光的波长”实验中，光具座上放置的光学元件依次为：①光源、②滤光片、③、④、⑤遮光筒、⑥毛玻璃。

(1)光学元件③为______，光学元件④为______。

(2)若实验中发现干涉条纹太密，难以测量。下列操作可以使条纹变稀疏的是______。

A.改用波长较短的光(如紫光)做入射光

B.增大双缝到屏的距离

C.减少双缝间距

D.增大双缝间距

(3)将测量头的分划板中心刻线与某条亮条纹中心对齐，将该亮备纹定为第1条亮条纹，此时手轮上的示数如图乙所示。然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐，记下此时图丙中手轮上的示数______mm，求得相邻亮条纹的间距Δx为______mm；

(4)已知双缝间距d=2.0×1016.小明利用如图甲所示的单摆测量当地的重力加速度。

(1)下列说法正确的是______。

A.摆线要选择适当细些、长些，弹性小些的细线

B.质量大、体积小的摆球可以减小空气阻力带来的影响

C.单摆偏离平衡位置的角度越大越好

D.为了减小误差，摆球应从最高点开始计时

(2)为了更精确测量摆长，小明用10分度的游标卡尺测量摆球直径如图乙所示，摆球直径为______mm。利用刻度尺测得摆线长为97.10cm，则该单摆的摆长l=______cm。若他用秒表记录下单摆50次全振动所用时间，由图丙可知该次实验中50次全振动所用时间为______s。

(3)通过改变摆长，小明测出多组摆长l和周期T的数据，作出T2−l图线如图丁所示，则由图中数据计算重力加速度的表达式g=______(用l四、简答题（本大题共2小题，共28.0分）17.如图甲所示，交流发电机的矩形线圈abcd匝数n=100匝，ab，cd边长数L1=30cm，bc、ad边长L2=50cm，线圈电阻r=2Ω，外电阻R=4Ω。若线圈在磁感应强度B=0.05πT的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO′以角速度ω=100πrad18.如图所示，足够长的平行金属导轨MN、PQ相距L=0.5m，导轨平面与水平面夹角α=37°，导轨电阻不计。磁感应强度B=2T的匀强磁场垂直导轨平面斜向上，长L=0.5m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量m=0.1kg、电阻R=5Ω。两金属导轨的上端接定值电阻R=5Ω。金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5。将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离

答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、红外线的频率比紫外线的频率小，根据光子能量ɛ=hν，可知红外线的光子能量比紫外线的小，故A错误；

B、在真空中红外线和紫外线的传播速度相同，均为光速，故B错误；

C、振荡电路向外辐射能量的本领与振荡频率密切相关，频率越高发射电磁波的本领越强，故C正确；

D、根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围会产生磁场，但产生磁场不一定是变化的，均匀变化的电场周围会产生恒定的磁场。变化的磁场周围会产生电场，但产生电场不一定是变化的，均匀变化的磁场周围会产生恒定的电场，故D错误。

故选：C。

红外线的频率比紫外线的频率小，光子能量ɛ=2.【答案】A

【解析】解：A.立体电影是利用了光的偏振原理，看立体电影需要配戴特殊的眼镜，这个眼镜镜片由两个偏振片制成，它们允许光的振动方向是不一样的，故A正确；

B.肥皂膜上的彩色条纹是肥皂膜的两个表面反射回来的光发生干涉的结果，故B错误；

C.筷子出现“折断”现象的原因是发生了光的折射，故C错误；

D.光导纤维的原理是利用光的全反射原理，故D错误。

故选：A。

光在科学技术生产和生活中有着广泛的应用，根据光的特点判断现象在应用中是否正确。

本题属于基础题，要了解光的各种现象以及各种现象在生产和生活中的应用。3.【答案】B

【解析】解：A、半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，对于单个原子核不适用，故A错误；

B、设该衰变过程需要经过m次α衰变，n次β衰变，根据质量数守恒和核电荷数守恒有92=86+2m−n，238=222+4m

解得：m=4，n=2，所以该衰变过程要经过4次α衰变，2次β衰变，故B正确；

C、β衰变所释放的电子是由原子核内的中子转化的，故C错误；4.【答案】A

【解析】解：AB、根据共振原理，当驱动力的频率等于固有频率时，出现共振现象，振幅最大，则由图像可知该振动系统的固有频率为

f=0.3Hz

固有周期为

T=1f=10.3s=103s

故A正确，B错误；

C、该振动系统做受迫振动时频率等于驱动力的频率，不一定为0.3Hz，故C错误；5.【答案】D

【解析】解：AB、电阻R和自感线圈L的电阻都小于灯泡的电阻，所以在电路甲中，断开S后，由于线圈的自感作用，瞬间流过灯的电流大小不变，灯不会闪亮，Q1渐渐变暗至熄灭，故AB错误；

CD、在电路乙中，电路稳定后，经过自感线圈的电流比流过灯的电流大，所以在电路乙中，断开S后，由于线圈的自感作用，流过灯的电流大小瞬间等于自感线圈的电流，Q2先变得更亮，然后渐渐变暗至熄灭，故C错误，D正确。

故选：D。

6.【答案】B

【解析】解：A、由图像可以知道波长λ=4m，周期T=2s，则波速为：

v=λT=42m/s=2m/s，故A错误；

B、t=0时刻P点向−y方向振动，由波动和振动的关系可判断波向x轴负方向传播，故B正确；

C、因t=3.5s=134T，t=0时刻P点向−y方向振动，由质点7.【答案】D

【解析】解：A.红外线的频率比紫外线的频率小，因此能量低，光电效应要求入射光的频率大于等于截止频率，换成红外线灯，不一定能让金属表面发声光电效应，验电器指针不一定发生偏转，故A错误；

B.遏止电压只与频率有关，与光照强度无关，饱和电流大小与光照强度有关，故B错误；

C.根据公式

eU=Ek=hν−W0

可知

U=heν−W0e

因此斜率为he，故C错误；

D.根据公式

Ek=hν−W8.【答案】D

【解析】解：A、只将滑片P1上移时，副线圈匝数增大，原副线圈两端电压与匝数成正比，可知输出电压增大，输出功率增大，输入功率也增大，电流表A的示数增大，故A错误；

B、只将滑片P2下移时，R3接入的阻值减小，R3接入的阻值与R2的并联电阻减小，副线圈电流增大，R1两端电压增大，而副线圈两端电压不变，故电压表V的示数变小，故B错误；

C、滑片P1下移，副线圈电路电压减小，滑片P2上移，副线圈电路总电阻增大，故总电流减小，电阻R1的功率减小，故C错误；

D、只断开开关S，副线圈两端电压不变，电路总电阻增大，电流减小，消耗功率减小，原线圈输入功率也减小，电流表A的示数变小，R1两端电压减小，则电压表V测的是电阻R2两端的电压，示数变大，故D正确．

故选：9.【答案】C

【解析】解：AB、线圈进入磁场的过程中，磁通量增加，根据楞次定律可知感应电流的方向始终为逆时针方向，线圈在磁场中的部分受到安培力，由左手定则可知安培力始终水平向右，故AB错误；

C、由S=πr2可得线圈的半径r=Sπ，当CD与MN重合时，线圈切割的有效长度为线圈的直径，线圈上产生的感应电动势大小E=B×2rv

代入数据可得：E=2BvSπ，故C正确；

D、线圈开始进入磁场时的磁通量Φ1=0，线圈全部进入磁场时的磁通量Φ2=BS10.【答案】AD【解析】解：A.卢瑟福用α粒子轰击氮发现了质子，核反应方程为42He+147N→178O+11H，故A正确；

B.汤姆孙发现了电子，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，故B错误；

C.爱因斯坦提出光子的能量与光入射光的频率成正比，即E=h11.【答案】BD【解析】解：A.由n=4能级的氢原子最多可以辐射出C42=6种频率的光子，故A错误；

B.使基态的氢原子电离，光子的能量至少为13.6eV，故B正确；

C.从高能级跃迁到低能级辐射光子，能量减少，放出光子，故C错误；

D.n=4跃迁到n=2，辐射光子，能量减少，跃迁时，离圆心越来越近，引力做正功，电子的电势能减少，根据引力提供向心力有

kQqr2=mv2r

结合动能的公式

Ek12.【答案】BC【解析】解：ABD.a光照射的面积较大，知a光的临界角较大，根据

sinC=1n

知a光的折射率较小，根据光的折射率越小，频率也越小，可知a光的频率小于b光的频率，故AD错误，B正确；

C.根据

v=cn

可知知a光在水中传播的速度较大，故C正确；13.【答案】BC【解析】解：A.质点只能在自己平衡位置附近上下振动，不随波迁移，故A错误；

B.若波沿x轴正向传播，则

nT+T4=0.2s

(n=0,1,2,3...)

若波沿x轴负向传播，则

nT+3T4=0.2s

(n=0,1,2,3...)

当n=0时

T=415s

即这列波的周期可能为415s，故B正确；

C.若波速为2514.【答案】AC【解析】解：A、发电机的输出电流为I1=PU1=1000×103250A=4000A，根据I1I2=n2n1得输电线上的输送电流为I2=n1n2I1=1100×4000A=40A，则输电线上损失的电压为ΔU15.【答案】单缝

双缝

BC

13.870

2.310

Δxd【解析】解：(1)光具座上从左到右的光学元件为：①光源、②滤光片、③单缝、④双缝、⑤遮光筒、⑥毛玻璃。

(2)若实验中发现干涉条纹太密，难以测量。要使条纹变稀疏，即要增大条纹间距离，根据相邻明条纹中心间距公式Δx=Ldλ可知，需要改用波长较长的光(如红光)做入射光；需要增大双缝到屏的距离L；需要减少双缝间距；故BC正确，AD错误。

故选：BC。

(3)测量头的原理与螺旋测微器相同，螺旋测微器的最小分度值为0.01mm，乙图读数为：x1=2.0mm+32.0×0.01mm=2.320mm，

丙图读数为：x6=13.5mm+37.0×0.01mm=13.870mm

相邻明条纹中心间距Δx16.【答案】(1)AB；

(2)20.6；98