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2022--2023 学年第二学期高二年级期末物理试题
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）
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t 0.4s 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
如图为氢原子的能级示意图。氢原子从高能级直接向n 2 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1.62eV 3.11eV 。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
用13eV 能量的光照射处于基态的氢原子，氢原子可以跃迁到n 2 激发态
大量处于n 4 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
在 粒子散射实验中，下列图景正确的是（ ）
A． B． C． D．
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（ ）
温度越高，黑体辐射的电磁波的波长越大
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
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（ ）
电阻 R1 的电功率为 20 W
原线圈输入电压的有效值为 100 V
穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为 0.2 Wb/s
变压器原线圈中电流的周期为 0.4 s
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 L1 变亮、灯泡 L2 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
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
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
三种色光相比，照射到 P 处的色光最容易发生明显衍射
如图甲所示，螺线管匝数n 1000 ，横截面积 S 0.02m2 ，电阻r 1Ω ，螺线管外接一个阻值 R 4Ω 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．
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t 0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． t1 时刻线圈中电流最大 B． t3 时刻通过电流表的电流改变方向
C． t3 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
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（ ）
此单摆的周期约为 0.5s
此单摆的摆长约为 1m
若摆长增加，共振曲线的峰将向右移动
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
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
t=0 时刻，x=4m 处的质点振动方向向上
t=0.4s 时刻，x=6m 处的质点恰好位于波峰
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（ ）
t=0.4s 时，振子的回复力方向向左
t=0.8s 时，振子的速度方向向右
t=0.8s 到 t=1.2s 的时间内，振子的加速度逐渐增大
t=1.2s 到 t=1.6s 的时间内，弹簧振子的势能逐渐增大
下列关于机械振动和机械波的说法正确的是（ ）
衍射是横波特有的现象，纵波不能发生衍射现象
声源靠近听者，听者接收到的声波频率大于声源的原频率
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 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
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
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（ ）
外力
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）
下列说法正确的是（ ）
与 互为同位素 B． 与 互为同位素
(
C
．
与
)中子数相同 D． 核内有 92 个质子，235 个中子
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
用 a 光照射时，K 极金属板的逸出功比用 b 光照射时大
若入射光波长小于 a 光波长，也能发生光电效应
增加 b 光的强度，也可能使电流计 G 的指针发生偏转
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（ ）
闭合 S 瞬间，通过电流表的感应电流方向为 b→c
闭合 S 瞬间，通过电流表的感应电流方向为 a→b
断开 S 瞬间，通过电流表的感应电流方向为 b→a
断开 S 瞬间，通过电流表的感应电流方向为 a→b
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（ ）
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
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Δx 增大
图丙中，若将薄片向右移动，条纹间距将变小
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90 的过程中，光屏 P 上光的亮度保持不变
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 B 。磁场上方有一质
量为m 、电阻为 R 、边长为 L 的正方形线框abcd ，线框距磁场上边界 L 处由静止释放， cd 边刚进入磁场时的速度与cd 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cd 边保持水平，已知重力加速度为 g ，下列说法正确的是（ ）
线框ab 边刚要进入磁场时，线框的速度大小为
线框ab 边刚要出磁场时，线框的加速度大小为
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3mgL
三、实验题（每空 2 分，共 18 分）
如图所示，一验电器与锌板相连，在A 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。
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”）。
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。
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A 和K 的为光电管，其中K 为阴极， A 为阳极。现接通电源，用光子能量为10.5eV 的光照射阴极K ，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片 P 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6.0V ，则光电管阴极材料的逸出功为 eV ；现保持滑片 P 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”）。
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”）。
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。
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
将单缝与双缝距离增大，屏上的条纹宽度变宽
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
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Δx= ，可得相邻亮条纹的间距为
不考虑被半球内表面反射后的光线。求：
玻璃的折射率；
光从 P 点传播到 M 点的时间。
mm。
四、解答题（第 23 题 10 分，24 题 10 分，25 题 12 分。共 32 分）
23．（10 分）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：
该简谐横波的传播方向和波速；
求再经过 1.8s 时 P 质点经过的路程；
24．（10 分）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ab 的距离分别为 和 。一束平行于ab 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ab 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，
25．（12 分）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：
拉力 F 的大小；
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。
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