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）

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
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t0.4 s时电流改变方向 B. 该交变电流的周期为0.5 s
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=5 Ω，R2=10 Ω，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20 W
B. 原线圈输入电压的有效值为100 V
C. 穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.2 Wb/s
D. 变压器原线圈中电流的周期为0.4 s
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
D U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t0.4 s时电流改变方向 B. 该交变电流的周期为0.5 s
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t0.4 s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=5 Ω，R2=10 Ω，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20 W
B. 原线圈输入电压的有效值为100 V
C. 穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.2 Wb/s
D. 变压器原线圈中电流的周期为0.4 s
【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. D ②. 2.320 ③. 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，是双缝的间距。白光通过双缝后对7种单色光来讲，只有有是不同的，所以条纹间距也不同，导致7种单色光的亮条纹暗条纹交替出现形成彩色条纹，又由于各种色光传播的速度都一样均为，由公式
可知波长不同即频率不同，并不是速度不同，故A错误；
B．双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，若将其中一个缝封住，属于单缝衍射，那么单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，即将其中一条缝堵住，屏上的条纹图样会改变，故B错误；
C．将单缝与双缝距离增大，不会影响条纹间距，即屏上的条纹宽度不变，故C错误；
D．将装置由空气移入水中，由
可知水里面光的传播速度变小，而频率不变，于是波长变短，干涉条纹间隙正比于波长，自然变小，即亮纹变密集，故D正确；
E．光源与单缝间距太远，仍然有光进入滤光片以及单缝和双缝，只不过光线稍弱，只要其它仪器摆放正确，操作无误，在光屏上仍然有干涉条纹，故E错误。
故选D。
（3）[2]手轮上的示数为
[3]双缝干涉的条纹间距公式为
[4]由双缝干涉的条纹间距公式，代入相关数据可得相邻亮条纹的间距为
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；
【答案】（1）沿x轴正方向传播，10m/s；（2）3.6m
【解析】
【详解】（1）由图甲可知λ=4m，由图乙可知T=0.4s，则有该简谐横波的传播速度为
由图乙可知，在t=0时刻质点P处于平衡位置且向下振动，由同侧法结合图甲可知，波沿x轴正方向传播。
（2）再经过1.8s时
P质点运动的路程为
s=4.5×4A=3.6m
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。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【分析】
【详解】（1）作出光路图如图所示
P、Q两点到底边直径的距离分别为和由几何关系可知
，，
三角形为等腰直角三角形
光在P点的入射角，折射角根据
解得
（2）光在Q点的入射角为，根据光路可逆得出，折射角为，由几何关系可知三角形为等腰三角形
光在玻璃砖中传播速度
光从P点到M点的时间
联立解得
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。
【答案】（1）3.4N；（2），0.8C
【解析】
【详解】（1）由受力平衡条件可得
解得
（2）撤去拉力后由能量守恒可得
解得
所以
通过电阻R的电荷量q为