卷子答案网-一个不只有答案的网站2022-2023学年天津市名校联盟高二（下）期末物理试卷
一、单选题（本大题共4小题，共20分）
1. 下列说法中正确的是( )
A. 用光导纤维束传送图像信息，这其中应用了光的干涉
B. 通过两支夹紧的笔杆缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的干涉现象
C. 白光经过三棱镜得到彩色图样是光的衍射现象
D. 利用光的干涉原理可以检查光学平面的平整程度
2. 如图所示的平面内，光束经圆心射入半圆形玻璃砖，出射光为、两束单色光。下列说法正确的是( )
A. 在真空中光束的波长小于光束的波长
B. 在玻璃砖中光束的传播速度大于光束的传播速度
C. 玻璃砖对光束的折射率小于对光束的折射率
D. 、两束单色光由玻璃射入空气时光束发生全反射的临界角更大
3. 如图所示，一半径为的半圆形线圈，以直径为轴匀速转动，转速为，的左侧有垂直于纸面向里与垂直，磁感应强度为的匀强磁场。和是两个集流环，负载电阻为，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，下列说法中正确的是
A. 转动过程中电流表的示数为
B. 从图示位置起转过圈的时间内产生的平均感应电动势为
C. 从图示位置起转过圈的时间内负载电阻上产生的热量为
D. 从图示位置起转过圈的时间内通过负载电阻的电荷量为
4. 一列简谐横波沿轴传播，图甲为波在时刻的波形图，图乙为平衡位置在处质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播 B. 该波的波速为
C. 内，质点运动的路程为 D. 质点、的振动方向总是相同
二、多选题（本大题共4小题，共24分）
5. 物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是。( )
A. 赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
B. 查德威克用粒子轰击获得反冲核，发现了中子
C. 贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D. 卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
6. 甲、乙两个单摆，做简谐振动图象如图所示，则可知 ( )
A. 两个单摆完全相同
B. 两个单摆所受回复力最大值之比：：
C. 单摆甲速度为零时，单摆乙速度最大
D. 两个单摆的振动频率之比：：
7. 如图所示为某小型发电站高压输电示意图。发电站输出的电压不变；升压变压器输出电压为，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和。为了测高压电路的电压和电流，在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互感器，若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗，所有的电表均为理想电表，则下列说法错误的是 ( )
A. 为电流表，为电压表
B.
C. 仅将滑片下移，则输电线损耗功率减少
D. 凌晨时分，用户家的灯将变得更暗
8. 图甲是光电效应实验电路图，图乙为某次光电效应实验中得到的同一光电管两端的遏止电压随入射光频率变化的关系图像。下列判断不正确的是 ( )
A. 入射光的频率不同，遏止电压相同
B. 可利用图甲所示电路研究“光照强度不变时，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值”
C. 只要光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同
D. 入射光的频率不同，光照强度不同，图像的斜率相同
三、实验题（本大题共1小题，共12分）
9. 某同学利用所图所示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光；调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：
以下实验器材在图中未标出：毛玻璃屏、双缝、光源、单缝、滤光片。在图中从左至右合理的顺序为、、______、______、。
若想增加从目镜中观察到的条纹个数，该同学可______；
A.将单缝向双缝靠近 将毛玻璃屏向靠近双缝的方向移动
C.使用间距更大的双缝 将毛玻璃屏向远离双缝的方向移动
在实验前已获知的数据有：双缝间的间距为，双缝到屏的距离为。经测量，相邻两条亮条纹间的距离为，请写出计算该光波长大小的表达式______。
四、计算题（本大题共3小题，共44分）
10. 如图所示，两根光滑的金属导轨平行放置在倾角为的固定斜面上，导轨下端接有定值电阻的阻值为，导轨自身电阻忽略不计。导轨置于垂直于斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为，将一根质量为、电阻的阻值为的金属棒在导轨上方某处由静止释放，金属棒沿导轨下滑金属棒与导轨间的摩擦不计。设导轨足够长，导轨宽度为，金属棒下滑过程中始终与导轨接触良好，当金属棒沿导轨下滑的高度为时，速度恰好达到最大值。重力加速度大小为，金属棒由静止到刚开始匀速运动过程中，求：
金属棒达到的最大速度；
该过程通过电阻的电量；
该过程中电阻产生的热量。
11. 如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与两物块、相连接，的质量，的质量为，开始静止在光滑的水平面上。时刻使获得水平向右的瞬时速度，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示。求：
物块的质量；
物块的最大速度。
12. 如图所示，光滑的平行水平金属导轨、相距；在点与点间连接个阻值为的电阻，在两导轨间矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为的匀强磁场，磁感应强度为、一个质量为、电阻为、长度刚好为的导体棒垂直置于导轨上，与磁场左边界相距。现用一个水平向右的力拉棒，使它由静止开始运动，棒离开磁场前已做匀速直线运动，棒与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，随与初始位置的距离变化情况如图乙所示。求
棒离开磁场右边界时的速度；
棒通过磁场区域的过程中流过电阻的电荷量；
棒通过磁场区域的过程中整个回路消耗的电能。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了光的干涉、衍射以及全反射的现象，要注意明确各物理现象所对应的物理规律，并会解释相关现象。
【详解】
A.用光导纤维束传送图像信息是利用光在纤维中不停地发生全反射而进行传递信息的，故A错误；
B.通过两支夹紧的笔杆间缝隙看发白光的灯丝能观察到彩色条纹，这是光的衍射现象，故B错误；
C.白光通过三棱镜形成彩色光带，是光的色散现象，不属于衍涉现象，故C错误；
D.用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】
【分析】
解题关键是根据光的偏折程度比较两束光折射率的大小，折射率大的光频率大，波长小，根据分析光在玻璃中的传播速度，根据判断发生全反射的临界角。
【解答】
C.由图可知，玻璃砖对光束的折射程度较大，则，玻璃砖对光束的折射率大于对光束的折射率，故C错误；
B.根据可知在玻璃砖中光束的传播速度小于光束的传播速度，故B错误；
A.折射率越大，则光的频率越大，根据可知在真空中光束的波长小于光束的波长，故A正确；
D.根据可知、两束单色光由玻璃射入空气时光束发生全反射的临界角更小，故D错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查平均电动势，电流的有效值等。线圈绕轴匀速转动产生交变电流，由求解感应电动势的最大值；根据法拉第电磁感应定律求得从图示位置起转过圈的时间内产生的平均感应电动势；根据有效值的定义求出交变电流的有效值，即转动过程中电流表的示数；由求得从图示位置起转过圈的时间内电动势的有效值，由求解负载电阻上产生的热量；推导出电荷量的表达式，求解从图示位置起转过圈的时间内，通过负载电阻的电荷量。
【解答】
A.转速为，则，，最大感应电动势，则因只有一半区域内有磁场，由有效值的计算公式可得：，则有效值，则电路中电流，即转动过程中电流表的示数为，故A错误；
B.转圈时磁通量变化为，所用的时间，根据法拉第电磁感应定律得，平均感应电动势，故B错误；
C、在线圈从图示位置转过的时间内，电动势的有效值为，电阻上产生的热量为，故C正确；
D.电量，故D错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查识别、理解振动图像和波动图像的能力，以及把握两种图像联系的能力。
波的图像反映不同质点在相同时刻的位置，振动图像反映同一质点在不同时刻的位置。要分清波的传播和质点的振动。从波的图像中可以直接读取波长，从振动图像中可以直接读取周期，然后利用可求得波速。对于波的图像往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系。同时，能熟练分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况。
【解答】
A.根据图乙可知， 时刻，质点向上振动，又根据图甲由同侧法可知，该简谐波沿轴负方向传播，故A选项错误；
B.根据图甲可知，该波的波长为 ，则波速为 故选项B错误；
C.当 ，波恰好传播了半个周期，则质点运动的路程为 故C选项正确；
D.根据同侧法的原理可知，质点、的振动方向总是相反的，故选项D错误。
故答案选C。
5.【答案】
【解析】
【分析】
考察对物理学家对物理学发展的贡献。
要熟记课本中提到的物理学家提出的物理学说和实验，理解物理学家在特定阶段对物理学发展巨大的推动作用。
【解答】
A.麦克斯韦曾提出光是电磁波，赫兹通过实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，故A正确；
B.查德威克用粒子轰击，获得反冲核，发现了中子，故B错误；
C.贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核有复杂的结构，故C正确；
D.卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，故D错误。
故选AC。
6.【答案】
【解析】
【分析】
从图象可知，两个单摆的振幅和周期，根据周期公式可判断单摆的是否相同，根据周期和频率的关系可得频率之比；根据简谐运动的特点可知在平衡位置速度最大，最大振幅处速度为零；根据回复力公式，由于两单摆不同，值不同，无法比较回复力的最大值．解题关键是知道单摆在摆角很小的情况下近似为简谐运动，具有简谐运动的特点，熟悉单摆的周期公式．
【解答】
解：从图象可知，两个单摆的振幅和周期不同，根据周期公式可知，两单摆摆长不同，故A错误；
B.根据回复力公式，由于两单摆不同，值不同，无法比较回复力的最大值，故B错误；
C.根据简谐运动的特点可知在平衡位置速度最大，最大振幅处速度为零，结合图象可知，单摆甲速度为零时，单摆乙速度最大，故C正确；
D.根据周期和频率的关系，由图象知：：，所以：：，故D正确。
故选：。
7.【答案】
【解析】
【分析】
接在火线与零线之间的为电压表，接在同一线上的为电流表，由输电线上由电压降辨析电压高低，由动态分析及功率公式分析输电线损耗功率及用户家灯的亮暗。
本题考查交流电，学生需结合电学动态分析等综合解题。
【解答】
解：由图可知接在火线和零线之间，为电压表，接在同一条线上，测得是电流，为电流表，故A错误，符合题意；
B.由于输电线上有电压降，所以，故B正确，不符合题意；
C.仅将滑片下移，则输电电压增大，不变，所以输电电流增大，而输电线损耗功率为
，所以输电线损耗功率增大，故C错误，符合题意；
D.凌晨时分，降压变压器的输出端用电量减少，电路中的电流减小，则输电线上的电压降减小，则降压变压器的输入电压增大，用户得到的电压变大，用户家的灯将变得更亮，故D错误，符合题意。
故选ACD。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了光电效应现象，关键是利用爱因斯坦光电效应方程分析解释。
由 结合图像分析判断。
【解答】逸出功与金属材料有关，与入射光的频率无关，由可知，入射光的频率不同，光电子的最大初动能不同，又，所以入射光的频率不同，遏止电压不同，故A错误；
B.按图甲的电路，当电压表示数增大到一定值时，电流计中的电流将消失，故B错误；
C.根据爱因斯坦光电方程可知，在入射光频率不同的情况下，光电子的最大初动能不同，最大初动能与光照强度无关，故C错误；
D.由可得，所以图像的斜率为相同的常量，故D正确。
选错误的，故选ABC。
9.【答案】；；；。
【解析】
【分析】
根据实验原理与实验操作分析判断；
、根据干涉条纹间距公式进行分析求解即可判断；
解决本题的关键是掌握干涉条纹间距公式，注意相邻亮条纹间距的求解是解题的关键。
【解答】
为获取单色相干线光源，滤光片后面要有单缝、双缝，即、；
若想增加从目镜中观察到的条纹个数，可以减小相邻明暗条纹之间的距离，条纹间距离为
A.将单缝向双缝靠近，不影响条纹间距，故A错误；
B.将屏向靠近双缝的方向移动，即减小双缝到屏的距离，则减小，故B正确；
C.使用间距更大的双缝，即增大双缝间的距离，则减小，故C正确；
D.将屏向远离双缝的方向移动，即增大双缝到屏的距离，则增大，故D错误；
故选BC；
由公式
可得。
10.【答案】解：当金属棒从静止开始到刚匀速的过程中，速度最大时有，
感应电动势为，感应电流为，
联立解得，金属棒达到的最大速度；
由法拉第电磁感应定律得，其中，
由闭合电路的欧姆定律得，
该过程通过电阻的电量，联立解得；
金属棒在下滑的过程中由能量守恒定律可知，
而该过程中电阻产生的热量，联立解得。
【解析】当金属棒受力平衡时有最大速度，根据平衡条件列方程求解。
11.【答案】内、组成的系统动量守恒
解得；
当弹簧恢复原长时的速度最大，两者组成的系统动量守恒
系统机械能守恒
解得。
【解析】两个物块与弹簧系统机械能守恒、动量守恒，根据动量守恒定律列式求物块质量；
当弹簧恢复原长时的速度最大，根据动量守恒定律和机械能守恒定律列式可解。
本题关键结合动量守恒和机械能守恒列式分析；同时根据图像，分析清楚物体的运动情况。
12.【答案】解：
棒离开磁场前已做匀速直线运动，根据平衡条件得
解得
根据公式
且
解得
根据动能定理得
功能关系可得
解得
【解析】
【分析】
由题，棒离开磁场右边界前已经做匀速运动，外力与安培力达到平衡．由法拉第电磁感应定律、欧姆定律推导出安培力与速度的关系式，由图读出外力的大小，即可由平衡条件列式求出速度．
应用法拉第电磁感应定律求出感应电动势，由欧姆定律求出电流，然后由电流的定义式求出电荷量．
在棒运动的整个过程中，外力与安培力做功引起动能变化，分析动能定理列式求出棒克服安培力做功，即等于整个回路产生的焦耳热．
本题关键要结合棒的运动状态，根据平衡条件和动能定理分析处理，关键要会推导安培力与速度的关系，知道克服安培力做功等于焦耳热．
第11页，共12页