卷子答案网-一个不只有答案的网站安徽名校2022-2023学年度第二学期高二期末调研试卷物理试题
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1． 观察水面波衍射的实验装置如图所示，是波源，和是两块挡板，是两块挡板间的空隙，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹图中曲线之间的距离表示一个波长，关于波经过空隙之后的传播情况，下列说法正确的是（ ）
A．挡板前相邻波纹间距大于挡板后相邻波纹间距
B．此时能观察到明显的衍射现象
C．两挡板间空隙增大倍，衍射现象会更明显
D．波源振动频率增大倍，衍射现象会更明显
【答案】B
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】A、波的衍射现象没有改变波的频率，衍射图样的波长没有改变，所以挡板前相邻波纹间距等于挡板后相邻波纹间距。 A错误；
BC、发生明显的衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多。 B正确，C错误；
D、若AB两块挡板的空隙不变，波源频率增大，因为波速不变，由知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，D错误。
故答案为：B。
【分析】 本题考查发射明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多。 要求学生懂得通过衍射条纹判断波长，从而可以判断波长与小孔或障碍物尺寸的大小关系。
2． 如图为氢原子的部分能级示意图，下列说法正确的是（ ）
A．动能为的电子射向大量处于基态的氢原子，氢原子不会发生跃迁
B．当氢原子从能级跃迁到能级时，向外辐射的光子能量为
C．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，且总能量减小
D．用光子能量为的光照射一群处于基态的氢原子，电子可能跃迁到其它能级上去
【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A、由能级图知，n=1和n=2间的能级差为10.2eV，由于用电子撞击基态的氢原子，本分电子动能被吸收，则用能量为10.4eV的电子撞击处于基态的氢原子，可以使氢原子跃迁到n=2的能级，A错误；
B、由能级图知，当氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，向外辐射光子能量为：，B错误；
C、根据玻尔理论，氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，要释放一定频率的光子，总能量减小，库仑力对电子做正功，电子的动能增大，电势能减小，C正确；
D、由于12.5eV的能量不等于任一能级与基态的能级差，所以用能量为12.5eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，该光子不能被吸收而产生跃迁的，D错误。
故答案为：C。
【分析】本题考查氢原子核外电子的能级跃迁：高能级低能级，辐射光子，光子能量恰等于两个能级的能量差 ； 光照（吸收光子）：光子的能量必须恰等于能级差，；碰撞或加热等，只要入射粒子的能量大于或等于能级差，。
3． 如图所示，坐标系中，地球磁场沿轴正方向；环形金属线圈在平面内且以为中心；处平面内有一小磁针图中未画出，可绕轴在平面自由转动；当环形线圈中的电流为时，磁针与轴正方向的夹角为。已知线圈通有恒定电流时，环形电流在点产生磁场的磁感应强度大小和电流大小成正比，若要使小磁针与轴正方向的夹角变为，则线圈中的电流大小为（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；磁感应强度
【解析】【解答】由题意知，磁针与x轴正方向的夹角为，说明地球磁场大小与4.0A的环形电流在O处产生的磁场大小相等，设为BX，环形电流在O点产生磁场的磁感应强度大小和电流大小成正比，有得，故D正确。
故答案为：D。
【分析】本题要求学生明白，小磁针静止时北极所指的方向是合磁场方向。通过环形电流为4.0A时，中心处的磁场方向来判断地磁场的方向；然后通过磁场的合矢量大小方向变化，判断环形电流的大小。
4． 如图所示，两对等量异种电荷固定在正方形的四个顶点上，、、、是正方形四边的中点，用一个小型金属箱将其中一个正电荷封闭，并将金属箱外壳接地，则（ ）
A．、两点处电场强度相等
B．点处电场强度为
C．将一带正电试探电荷从移动至点，电场力做功为0
D．将一带负电试探电荷从移动至点，电场力做正功
【答案】C
【知识点】电场强度的叠加；电势差
【解析】【解答】A、用金属箱将其中一个正电荷封闭，相当于将该正电荷屏蔽了，M、N两点关于两个负电荷和另一个正电荷对称，所以M、N两点的电场强度大小相等，方向不同，A错误；
B、如果没有将其中一个正电荷封闭的话，O点处的电势为零，但正电荷已被封闭，所以O处的电势不为零，B错误；
CD、由于K、L两点关于两个负电荷和另一个正电荷对称，所以，K、L两点电势相等，所以将一带正电试探电荷从K移动到L，电场力做功为零，C正确，D错误。
故答案为：C。
【分析】本题由于一个正电荷被屏蔽且接地，所以该电荷对周围的各位置的电场强度及电势没有影响，考查电场强度的叠加，根据点电荷电场的特点和矢量合成法则，两个负电荷和正电荷求解各点的电场强度；根据点电荷的特点及两个负电荷对称知，M、N两点的电势相等，电荷在等势面上移动，电场力做功为零。
5． 水平传送带匀速运动，速度大小始终为，现将一小工件放到传送带上。设工件初速为零，它在传送带上滑动一段距离后速度达到而与传送带保持相对静止。设工件质量为，它与传送带间的滑动摩擦系数为，重力加速度为，则在工件相对传送带滑动的过程中下列说法错误的是（ ）
A．滑摩擦力对工件做的功为
B．工件的机械能增量为
C．工件相对于传送带滑动的路程大小为
D．工件与皮带间由于摩擦而产生的热量为
【答案】D
【知识点】功能关系
【解析】【解答】AB、工件的速度从零变化到v的过程中，动能增加，所以滑动摩擦力对工件做给功为，工件的机械能增加，A、B正确；
C、工件速度从零变化到v过程，时间为t，加速度为a，这个过程发生的位移为x1，则有
由（1）（2）（3）联立解得
传送带在t时间内运动了，
故工件相对传送带滑动的路程： ，C正确；
D、工件与传送带由于摩擦而产生的热量：，D错误。
故答案为：D。
【分析】本题要求学生首先要正确分析物块的运动性质和运动过程，结合牛顿第二定律求解物体及传送带在相应时间内发生的位移，找出物体与传送带间的位移关系；求解传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量等，常依据功能关系和能量守恒定律求解。
6． 关于下面热学中的五张图片所涉及的相关知识，描述不正确的是（ ）
A．甲是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，分子间的作用力表现为引力
B．要达到乙图的实验效果，应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉撒在水面上
C．丙图中对同一气体而言，实线对应的气体分子温度高于虚线对应的气体分子温度
D．丁图中，悬浮在液体中的颗粒越小，布朗运动表现得越明显
E．戊图中，猛推推杆压缩筒内封闭的气体，气体温度升高、压强变大
【答案】B
【知识点】布朗运动；分子间的作用力；用油膜法估测油酸分子的大小；热力学第一定律及其应用；温度和温标
【解析】【解答】A、当时，分子间的作用力表现为引力，A正确；
B、应该先把痱子粉撒在水面上，然后将一滴油酸酒精溶液滴入水面，B错误；
C、根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知，虚线占百分比较大的分子速率较小，对应于气体分子平均动能较小，即温度较低，C正确；
D、悬浮在液体中的颗粒越小，在液体分子的撞击下越不稳定，布朗运动表现得越明显，D正确；
E、猛推推杆压缩筒内封闭的气体，筒内的气体在极短的时间内无法与外界发生热传递，而外界对气体做功，由热力学第一定律知，气体的内能增加，气体温度升高，由理想气体状态方程知，气体的压强变大，D正确。
故答案为：B。
【分析】本题考查分子间的作用力、油膜法测分子直径、分子运动速率的统计分布规律、布朗运动、热力学第一定律，要加强对基础知识的学习和理解。
7． 如图所示，电阻不计的矩形线圈处于磁感应强度大小的匀强磁场中，线圈面积，匝数。线圈绕中心轴匀速转动，转动角速度。线圈的输出端与理想变压器原线圈相连，变压器的原、副线圈的匝数比：5：1，副线圈通过电流表与定值电阻和滑动变阻器相连，的电阻为，的最大电阻为。电流表与电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈中的感应电动势最大
B．电阻中电流方向每秒变化100次
C．改变滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器两端电压最大瞬时值为
D．改变滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器中消耗的最大电功率为
【答案】D
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】A，当线圈平面与磁场方向垂直时，ab、cd边的运动方向与磁场方向平行，此时线圈的感应电动势为零，A错误；
B、由知， ，原副线圈的频率相等，即电流方向每秒变化次，B错误；
C、原线圈两端：，由知，U2=40V，要使R2两端电压最大，则副线圈的电流最小，即此时R2=0，此时R2两端电压为40V，C错误；
D、将副线圈中的R1看成是副线圈等效电源的内阻，当R1=R2时，R2消耗的功率最大，，D正确。
故答案为：D。
【分析】本题考查交变电流的峰值和有效值的关系，电表的示数都是有效值。线圈转动产生交流电，框内电流方向会发生改变，线圈每一次经过中性面，电流方向就发生改变。
二、多选题（本大题共3小题，共12分）
8．（2022高二下·杭州期末）如图所示，两个位于x=0和x=6m处的波源分别处在介质I和Ⅱ中，x=3m是两介质的分界面。t=0时刻两波源同时开始沿y轴正方向作简谐振动，振幅A=1cm，分别产生沿x轴相向传播的两列机械波。t=2s时介质I的波恰好传到分界面，此时两波源都刚好第4次回到平衡位置，t=3s时，介质Ⅱ的波也刚好传到分界面。不计波传播过程中的能量损失，则（ ）
A．波在两介质中传播的波长相同
B．波在介质I和介质Ⅱ中的波速之比为2：3
C．t=3.25s时刻x=3m处的质点第一次达到最大位移
D．经过足够长时间后，在x轴上0m
【知识点】机械波及其形成和传播；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】B．波在介质I的波速为
波在介质Ⅱ的波速为
波在介质I和介质Ⅱ中的波速之比为3：2，B不符合题意；
A．t=2s时两波源都刚好第4次回到平衡位置，故两列波的周期都是1s，t=3s时，介质Ⅱ的波也刚好传到分界面，由题意可知，两列波在不同介质中传播的速度不同，由，波在介质I的波长为
波在介质Ⅱ的波长为
波在两介质中传播的波长不同，A不符合题意；
C．两列波的振动周期都是1s，t=3s时，介质Ⅱ的波刚好到达x=3m处，该点到两波源的波程差为0，两列波的相位差为，故为振动加强点，当再经过时第一次达到该处的质点第一次达到最大位移，故t=3.25s时刻x=3m处的质点第一次达到最大位移，C符合题意；
D．两列波的振动周期、频率都相同，在不同介质中的波速、波长不同，经过3s时，介质Ⅱ的波刚好到达x=3m处，且此刻两列波的相位差为，振动加强点到x=0m和x=3m的距离差为半波长的偶数倍，即为（n=0，1，2，……）
在x轴上0m
在x轴上0m
在x轴上3m
【分析】根据波在介质中传播的波速和传播距离之间的关系得出两列波在介质中传播的速度之比，通过波的波长以及周期的关系 得出两列波的波长，利用两列波的干涉进行分析判断。
9． 如图甲为探究一电容器充电特性的电路。两次实验中电容器的电荷量随时间变化图像如乙图中所示，第一次充电时电容器两端电压与电荷量变化图像如图丙所示。不计电源内阻，则（ ）
A．第二次充电时，电容器图像斜率比丙图大
B．第一次充电过程中时刻比时刻电流大
C．两条曲线形状不同是由于不同引起的
D．两条曲线形状不同是由于不同引起的
【答案】B,D
【知识点】含容电路分析
【解析】【解答】A、电容器U-q图像斜率倒数表示电容器电容大小，，而电容器电容不变，所以两次充电电容器U-q图像斜率不变，A错误；
B、图乙中，图像上各点的切线表示充电电流的大小，，即t1时刻的电流比t2时刻电流大，B正确；
CD、由于两次充电稳定后电量q相同，而电容C不变，说明U相同，即电源电动势相同，C错误，t1时刻，第一次充电电流比第二次充电电流大，说明两次充电时，接入电路的R不同，D正确。
故答案为：BD。
【分析】本题主要是对电学图像的考查，电容器充满电后其电压等于电源电动势，图乙的最大值说明电源电动势不变，斜率表示充电电流大小，同一时刻充电电流的大小受电阻阻值的影响。图丙斜率表示平行板电容器电容大小。
10． 如图，由绝缘材料制成、内壁光滑、半径为的圆形细管水平固定，过圆心的直线上有、、三点，半径，。处固定一电荷量为的正点电荷，处固定一个电荷量未知的负点电荷，使得管内电势处处相等。一个质量为、电荷量绝对值为的带电小球在管内运动，经处时合力刚好等于该处电场力，静电力常量为，则（ ）
A．小球带正电
B．处电荷的电荷量绝对值为
C．小球经处时的速率为
D．小球在运动过程中电场力的功率始终为零
【答案】B,D
【知识点】库仑定律；电场及电场力
【解析】【解答】A、由题意知，由于管内电势处处相等，则小球在细管内做匀速圆周运动，小球在D点时，只有小球带负电，才能使小球受到A和B的库仑力合力指向圆心，A错误；
B、在C点，合力刚好等于该处电场力，，
，解得，B正确；
C、在C点，合力刚好等于该处电场力，得，C错误；
D、由于小球在水平面内，在电场力的作用下做匀速圆周运动，而电场力的合力总与速度方向垂直，所以，小球在运动过程中电场力的 功率始终为零，D正确。
故答案为：BD。
【分析】本题要求学生会通过管内电势处处相等，判断带电小球的运动性质，从而可以根据题意判断小球在C点、D点处合力的方向指向圆心，知道小球的带电性质。题意给的信息是关于C点的，所以也是通过小球在C点的受力来判断B的电量。
三、实验题（本大题共2小题，共20分）
11． 光电计时器同打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示；、分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从、间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为无摩擦的运动。
（1）我们可以用带有光电门、的气垫导轨以及滑块和来验证动量守恒定律，实验装置如图乙所示，采用的实验步骤如下：
A.用天平分别测出滑块、的质量、；
B.调整气垫导轨，使导轨处于水平状态；
C.在和间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，系统静止放置在气垫导轨上。
D.用游标卡尺测量小滑块的宽度，卡尺示数如图丙所示，读出滑块的宽度 。
E.按下电钮放开卡销，光电门、各自连接的计时器显示的挡光时间分别为和。滑块通过光电门的速度 ，滑块通过光电门的速度 。结果保留三位有效数字
（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是 。用题中字母表示
【答案】（1）1.015；2.03；2.99
（2）
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)；
；
；
(2)由A、B和弹簧组成的系统满足动量守恒定律，系统初状态动量为零，，则；
【分析】本题要求学生掌握游标卡尺的读数方法，这是高考的重点内容。知道滑块通过光电门的速度是滑块的宽度除以通过光电门的时间，由于系统水平方向所受合外力为零，系统水平方向动量守恒，在释放前系统的动量为零。
12． 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为。现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。
（1）用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图所示，读数为 ；
（2）实验中提供的器材有开关、若干导线及下列器材：
电压表量程，内阻约；
电压表量程，内阻约；
电流表量程，内阻约；
电流表量程，内阻约；
滑动变阻器最大阻值约；
滑动变阻器最大阻值约；
电源电动势为，内阻不计。
为了便于调节电路并能较准确地测出电阻丝的阻值，电压表应选择 、电流表应选择 、滑动变阻器应选 ；
（3）如图甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱和上，刻度尺的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头，触头上固定了接线柱，当按下触头时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出。实验采用的电路原理图如图乙所示，请在图丙中完成实物电路的连接；
（4）实验中先移动滑动变阻器滑片，使电流表示数较大，以后不再移动滑动变阻器的滑片；再改变触头与电阻丝接触的位置，并分别测量出多组、间电阻丝的长度与对应的电压。利用测量数据画出图线，如图丁所示，其中是图线上的一个点的坐标。用电阻丝的直径、电流和坐标可计算得出电阻丝的电阻率 。用所给字母表示
【答案】（1）0.183
（2）；；
（3）
（4）
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）；
(2)由于电源电动势为4.5V，所以选择量程3V的电压表V1；，即电路的最大电流是150mA，所以选择量程100mA的电流表A1；滑动变阻器R2阻值相对电阻R太大，不便于调节电路，所以滑动变阻器选择R1。
（4）ap间的电阻为R，则，得关于U和I的关系式：，斜率，
有得。
【分析】本题要求学生掌握螺旋测微器的读数方法。电阻的测量最基本的原理是伏安法，电路可分为测量电路和控制电路，测量电路要求精确，误差小，可根据电压表、电流表与待测电阻的关系进行选择，从而选择电流表的内、外接法，而控制电路关键看变阻器的分压式接法或限流式接法，一般题干中会有暗示。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
13． 如图甲所示，两条电阻忽略不计的平行金属导轨、，导轨的间距为，其中、段导轨水平放置，、段导轨竖直放置。、是两根由相同材料制成的导体棒，电阻均为，质量均为，与导轨间的动摩擦因数均为。时把导体棒锁定在距距离为处，把导体棒由处在竖直段导轨、右侧紧靠导轨由静止释放，同时给整个导轨装置加上如图乙所示的规律变化、竖直向上的磁场，时导体棒恰好匀速下落，此时解除对导体棒的锁定，并给导体棒一个瞬时冲量使导体棒获得一速度，同时给导体棒施加水平力，使导体棒仍保持匀速下落。若导轨足够长，、两导体棒与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度大小取。求：
（1）磁场稳定时的磁感应强度大小；
（2）导体棒的速度的大小和方向；
（3）水平力的功率。
【答案】（1）解：由题图乙知内回路中感应电动势
设通过导体棒的电流为，则
导体棒匀速下落时的安培力
水平向左压紧导轨；导体棒匀速下落时，知
代入数据解得，；
（2）解：时给导体棒一个瞬时冲量使其获得一速度时，导体棒仍保持匀速下落，则
解得
由于导体棒的电流方向不变，根据右手定则知导体棒的速度方向向左。
（3）解：导体棒做匀速运动，则受到的水平力
解得
水平力的功率。
【知识点】电磁感应中的磁变类问题；电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】本题借助图像考查电磁感应的规律，一直是高考热点，根据给定的图像分析电磁感应，定性或定量求解有关问题，明白图像斜率的含义，图像和电磁感应过程之间的对应关系，"t=2s时导体b恰好匀速下落"是解决本题的关键，0~2s内虽然电流不变，但B变化，所以b受到的安培力在变化。
14． 如图所示，在处有平行于轴的虚线，虚线左侧所有空间分布着水平向左的匀强电场，在虚线右侧所有空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在点处，某时刻有一带负电的粒子以初速度沿轴正方向运动，粒子从点进入磁场，在磁场中运动一段时间后恰好又回到点，已知粒子的质量为，电荷量大小为，不计粒子重力，求：
（1）电场强度的大小和带电粒子运动到点的速度；
（2）磁感应强度大小和带电粒子从开始运动到恰好回到点的时间。
【答案】（1）解：作出粒子运动轨迹，如图所示
粒子在电场中做类平抛运动，则有，，
解得电场强度的大小
粒子在点时，沿轴正方向的速度
粒子在点的速度
方向与轴正方向成角；
（2）解：粒子在磁场中做匀速圆周运动则有
解得
由几何关系可知
解得
粒子做匀速圆周运动的时间，则有，
粒子从开始运动到回到点的时间。
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】本题考查带电粒子在组合场的运动，这类题，1、清楚场的性质、方向及范围，2、带电粒子在场区的受力情况可以确定粒子在对应场区的运动情况，3、正确画出粒子的运动轨迹，4、根据运动性质选择对应的运动规律处理，5、要明确带电粒子通过不同区域的交界处时，速度大小和方向关系，是上一个区域的末速度也是下一个区域的初速度。
15． 如图所示，固定轨道由水平部分和半圆形部分组成，两部分相切于点，部分光滑，部分长度为，部分足够长。三个小滑块、和的质量分别为、和，它们与部分的动摩擦因数均为。轻质弹簧固定在右端，与弹簧接触但不粘连，初始时系统保持静止。现给一个水平向右的瞬时冲量，开始向右滑行，与碰后立刻粘在一起，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度。
（1）求与碰撞过程中损失的机械能；
（2）欲使在半圆轨道上运动时不脱离半圆轨道，试分析讨论轨道半径需要满足的条件。
【答案】（1）解：对小滑块，根据动量定理可知其运动的初速度为
根据牛顿第二定律可知，在段滑行时的加速度大小为
设与碰前瞬间的速度为，根据匀变速直线运动规律有
解得
与碰撞后立刻粘在一起，设共同速度为，以水平向右为正方向
根据动量守恒定律有
解得
根据功能关系可知，在、碰撞过程中损失的机械能为
解得
（2）解：取水平向右为正方向，设被弹簧弹开时，和速度分别为和，
根据动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
解得、
不脱离半圆轨道有两种临界状态，
临界状态：恰好能到达点，设恰好到达点时的速度为，半圆形轨道半径为，
有
根据动能定理有
解得
临界状态：恰好能到达与圆心等高处，设此时半圆形轨道半径为，
根据动能定理有
解得
所以要使在半圆轨道上运动时不脱离半圆轨道，轨道半径应满足或
【知识点】竖直平面的圆周运动；动量与能量的其他综合应用
【解析】【分析】本题是力学观点、能量观点、动量观点三大观点的综合应用题，难度较大。根据动量定理得出初速度，结合牛顿运动定律、运动学公式、动量守恒定律、能量关系进行求解；理解竖直平面内圆周运动的临界状态，1、恰好到达F点，完全由重力提供向心力，2、恰好到达圆心等高处，速度为零。
安徽名校2022-2023学年度第二学期高二期末调研试卷物理试题
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1． 观察水面波衍射的实验装置如图所示，是波源，和是两块挡板，是两块挡板间的空隙，图中已画出波源所在区域波的传播情况，每两条相邻波纹图中曲线之间的距离表示一个波长，关于波经过空隙之后的传播情况，下列说法正确的是（ ）
A．挡板前相邻波纹间距大于挡板后相邻波纹间距
B．此时能观察到明显的衍射现象
C．两挡板间空隙增大倍，衍射现象会更明显
D．波源振动频率增大倍，衍射现象会更明显
2． 如图为氢原子的部分能级示意图，下列说法正确的是（ ）
A．动能为的电子射向大量处于基态的氢原子，氢原子不会发生跃迁
B．当氢原子从能级跃迁到能级时，向外辐射的光子能量为
C．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，且总能量减小
D．用光子能量为的光照射一群处于基态的氢原子，电子可能跃迁到其它能级上去
3． 如图所示，坐标系中，地球磁场沿轴正方向；环形金属线圈在平面内且以为中心；处平面内有一小磁针图中未画出，可绕轴在平面自由转动；当环形线圈中的电流为时，磁针与轴正方向的夹角为。已知线圈通有恒定电流时，环形电流在点产生磁场的磁感应强度大小和电流大小成正比，若要使小磁针与轴正方向的夹角变为，则线圈中的电流大小为（ ）
A． B． C． D．
4． 如图所示，两对等量异种电荷固定在正方形的四个顶点上，、、、是正方形四边的中点，用一个小型金属箱将其中一个正电荷封闭，并将金属箱外壳接地，则（ ）
A．、两点处电场强度相等
B．点处电场强度为
C．将一带正电试探电荷从移动至点，电场力做功为0
D．将一带负电试探电荷从移动至点，电场力做正功
5． 水平传送带匀速运动，速度大小始终为，现将一小工件放到传送带上。设工件初速为零，它在传送带上滑动一段距离后速度达到而与传送带保持相对静止。设工件质量为，它与传送带间的滑动摩擦系数为，重力加速度为，则在工件相对传送带滑动的过程中下列说法错误的是（ ）
A．滑摩擦力对工件做的功为
B．工件的机械能增量为
C．工件相对于传送带滑动的路程大小为
D．工件与皮带间由于摩擦而产生的热量为
6． 关于下面热学中的五张图片所涉及的相关知识，描述不正确的是（ ）
A．甲是分子间的作用力跟距离的关系图，当时，分子间的作用力表现为引力
B．要达到乙图的实验效果，应先将一滴油酸酒精溶液滴入水面，再把痱子粉撒在水面上
C．丙图中对同一气体而言，实线对应的气体分子温度高于虚线对应的气体分子温度
D．丁图中，悬浮在液体中的颗粒越小，布朗运动表现得越明显
E．戊图中，猛推推杆压缩筒内封闭的气体，气体温度升高、压强变大
7． 如图所示，电阻不计的矩形线圈处于磁感应强度大小的匀强磁场中，线圈面积，匝数。线圈绕中心轴匀速转动，转动角速度。线圈的输出端与理想变压器原线圈相连，变压器的原、副线圈的匝数比：5：1，副线圈通过电流表与定值电阻和滑动变阻器相连，的电阻为，的最大电阻为。电流表与电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈中的感应电动势最大
B．电阻中电流方向每秒变化100次
C．改变滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器两端电压最大瞬时值为
D．改变滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器中消耗的最大电功率为
二、多选题（本大题共3小题，共12分）
8．（2022高二下·杭州期末）如图所示，两个位于x=0和x=6m处的波源分别处在介质I和Ⅱ中，x=3m是两介质的分界面。t=0时刻两波源同时开始沿y轴正方向作简谐振动，振幅A=1cm，分别产生沿x轴相向传播的两列机械波。t=2s时介质I的波恰好传到分界面，此时两波源都刚好第4次回到平衡位置，t=3s时，介质Ⅱ的波也刚好传到分界面。不计波传播过程中的能量损失，则（ ）
A．波在两介质中传播的波长相同
B．波在介质I和介质Ⅱ中的波速之比为2：3
C．t=3.25s时刻x=3m处的质点第一次达到最大位移
D．经过足够长时间后，在x轴上0m
A．第二次充电时，电容器图像斜率比丙图大
B．第一次充电过程中时刻比时刻电流大
C．两条曲线形状不同是由于不同引起的
D．两条曲线形状不同是由于不同引起的
10． 如图，由绝缘材料制成、内壁光滑、半径为的圆形细管水平固定，过圆心的直线上有、、三点，半径，。处固定一电荷量为的正点电荷，处固定一个电荷量未知的负点电荷，使得管内电势处处相等。一个质量为、电荷量绝对值为的带电小球在管内运动，经处时合力刚好等于该处电场力，静电力常量为，则（ ）
A．小球带正电
B．处电荷的电荷量绝对值为
C．小球经处时的速率为
D．小球在运动过程中电场力的功率始终为零
三、实验题（本大题共2小题，共20分）
11． 光电计时器同打点计时器一样，也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图甲所示；、分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从、间通过时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间。气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为无摩擦的运动。
（1）我们可以用带有光电门、的气垫导轨以及滑块和来验证动量守恒定律，实验装置如图乙所示，采用的实验步骤如下：
A.用天平分别测出滑块、的质量、；
B.调整气垫导轨，使导轨处于水平状态；
C.在和间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，系统静止放置在气垫导轨上。
D.用游标卡尺测量小滑块的宽度，卡尺示数如图丙所示，读出滑块的宽度 。
E.按下电钮放开卡销，光电门、各自连接的计时器显示的挡光时间分别为和。滑块通过光电门的速度 ，滑块通过光电门的速度 。结果保留三位有效数字
（2）利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是 。用题中字母表示
12． 在“测定金属丝的电阻率”的实验中，所用金属电阻丝的电阻约为。现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。
（1）用螺旋测微器测量电阻丝直径，其示数如图所示，读数为 ；
（2）实验中提供的器材有开关、若干导线及下列器材：
电压表量程，内阻约；
电压表量程，内阻约；
电流表量程，内阻约；
电流表量程，内阻约；
滑动变阻器最大阻值约；
滑动变阻器最大阻值约；
电源电动势为，内阻不计。
为了便于调节电路并能较准确地测出电阻丝的阻值，电压表应选择 、电流表应选择 、滑动变阻器应选 ；
（3）如图甲所示，将电阻丝拉直后两端固定在刻度尺两端的接线柱和上，刻度尺的中间有一个可沿电阻丝滑动的金属触头，触头上固定了接线柱，当按下触头时，触头才与电阻丝接触，触头的位置可从刻度尺上读出。实验采用的电路原理图如图乙所示，请在图丙中完成实物电路的连接；
（4）实验中先移动滑动变阻器滑片，使电流表示数较大，以后不再移动滑动变阻器的滑片；再改变触头与电阻丝接触的位置，并分别测量出多组、间电阻丝的长度与对应的电压。利用测量数据画出图线，如图丁所示，其中是图线上的一个点的坐标。用电阻丝的直径、电流和坐标可计算得出电阻丝的电阻率 。用所给字母表示
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
13． 如图甲所示，两条电阻忽略不计的平行金属导轨、，导轨的间距为，其中、段导轨水平放置，、段导轨竖直放置。、是两根由相同材料制成的导体棒，电阻均为，质量均为，与导轨间的动摩擦因数均为。时把导体棒锁定在距距离为处，把导体棒由处在竖直段导轨、右侧紧靠导轨由静止释放，同时给整个导轨装置加上如图乙所示的规律变化、竖直向上的磁场，时导体棒恰好匀速下落，此时解除对导体棒的锁定，并给导体棒一个瞬时冲量使导体棒获得一速度，同时给导体棒施加水平力，使导体棒仍保持匀速下落。若导轨足够长，、两导体棒与导轨始终垂直且接触良好，重力加速度大小取。求：
（1）磁场稳定时的磁感应强度大小；
（2）导体棒的速度的大小和方向；
（3）水平力的功率。
14． 如图所示，在处有平行于轴的虚线，虚线左侧所有空间分布着水平向左的匀强电场，在虚线右侧所有空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在点处，某时刻有一带负电的粒子以初速度沿轴正方向运动，粒子从点进入磁场，在磁场中运动一段时间后恰好又回到点，已知粒子的质量为，电荷量大小为，不计粒子重力，求：
（1）电场强度的大小和带电粒子运动到点的速度；
（2）磁感应强度大小和带电粒子从开始运动到恰好回到点的时间。
15． 如图所示，固定轨道由水平部分和半圆形部分组成，两部分相切于点，部分光滑，部分长度为，部分足够长。三个小滑块、和的质量分别为、和，它们与部分的动摩擦因数均为。轻质弹簧固定在右端，与弹簧接触但不粘连，初始时系统保持静止。现给一个水平向右的瞬时冲量，开始向右滑行，与碰后立刻粘在一起，碰撞时间极短，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度。
（1）求与碰撞过程中损失的机械能；
（2）欲使在半圆轨道上运动时不脱离半圆轨道，试分析讨论轨道半径需要满足的条件。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】波的衍射现象
【解析】【解答】A、波的衍射现象没有改变波的频率，衍射图样的波长没有改变，所以挡板前相邻波纹间距等于挡板后相邻波纹间距。 A错误；
BC、发生明显的衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多。 B正确，C错误；
D、若AB两块挡板的空隙不变，波源频率增大，因为波速不变，由知，波长减小，可能观察不到明显的衍射现象，D错误。
故答案为：B。
【分析】 本题考查发射明显衍射现象的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多。 要求学生懂得通过衍射条纹判断波长，从而可以判断波长与小孔或障碍物尺寸的大小关系。
2．【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】A、由能级图知，n=1和n=2间的能级差为10.2eV，由于用电子撞击基态的氢原子，本分电子动能被吸收，则用能量为10.4eV的电子撞击处于基态的氢原子，可以使氢原子跃迁到n=2的能级，A错误；
B、由能级图知，当氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，向外辐射光子能量为：，B错误；
C、根据玻尔理论，氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，要释放一定频率的光子，总能量减小，库仑力对电子做正功，电子的动能增大，电势能减小，C正确；
D、由于12.5eV的能量不等于任一能级与基态的能级差，所以用能量为12.5eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，该光子不能被吸收而产生跃迁的，D错误。
故答案为：C。
【分析】本题考查氢原子核外电子的能级跃迁：高能级低能级，辐射光子，光子能量恰等于两个能级的能量差 ； 光照（吸收光子）：光子的能量必须恰等于能级差，；碰撞或加热等，只要入射粒子的能量大于或等于能级差，。
3．【答案】D
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；磁感应强度
【解析】【解答】由题意知，磁针与x轴正方向的夹角为，说明地球磁场大小与4.0A的环形电流在O处产生的磁场大小相等，设为BX，环形电流在O点产生磁场的磁感应强度大小和电流大小成正比，有得，故D正确。
故答案为：D。
【分析】本题要求学生明白，小磁针静止时北极所指的方向是合磁场方向。通过环形电流为4.0A时，中心处的磁场方向来判断地磁场的方向；然后通过磁场的合矢量大小方向变化，判断环形电流的大小。
4．【答案】C
【知识点】电场强度的叠加；电势差
【解析】【解答】A、用金属箱将其中一个正电荷封闭，相当于将该正电荷屏蔽了，M、N两点关于两个负电荷和另一个正电荷对称，所以M、N两点的电场强度大小相等，方向不同，A错误；
B、如果没有将其中一个正电荷封闭的话，O点处的电势为零，但正电荷已被封闭，所以O处的电势不为零，B错误；
CD、由于K、L两点关于两个负电荷和另一个正电荷对称，所以，K、L两点电势相等，所以将一带正电试探电荷从K移动到L，电场力做功为零，C正确，D错误。
故答案为：C。
【分析】本题由于一个正电荷被屏蔽且接地，所以该电荷对周围的各位置的电场强度及电势没有影响，考查电场强度的叠加，根据点电荷电场的特点和矢量合成法则，两个负电荷和正电荷求解各点的电场强度；根据点电荷的特点及两个负电荷对称知，M、N两点的电势相等，电荷在等势面上移动，电场力做功为零。
5．【答案】D
【知识点】功能关系
【解析】【解答】AB、工件的速度从零变化到v的过程中，动能增加，所以滑动摩擦力对工件做给功为，工件的机械能增加，A、B正确；
C、工件速度从零变化到v过程，时间为t，加速度为a，这个过程发生的位移为x1，则有
由（1）（2）（3）联立解得
传送带在t时间内运动了，
故工件相对传送带滑动的路程： ，C正确；
D、工件与传送带由于摩擦而产生的热量：，D错误。
故答案为：D。
【分析】本题要求学生首先要正确分析物块的运动性质和运动过程，结合牛顿第二定律求解物体及传送带在相应时间内发生的位移，找出物体与传送带间的位移关系；求解传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量等，常依据功能关系和能量守恒定律求解。
6．【答案】B
【知识点】布朗运动；分子间的作用力；用油膜法估测油酸分子的大小；热力学第一定律及其应用；温度和温标
【解析】【解答】A、当时，分子间的作用力表现为引力，A正确；
B、应该先把痱子粉撒在水面上，然后将一滴油酸酒精溶液滴入水面，B错误；
C、根据气体分子单位速率间隔的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化曲线的意义可知，虚线占百分比较大的分子速率较小，对应于气体分子平均动能较小，即温度较低，C正确；
D、悬浮在液体中的颗粒越小，在液体分子的撞击下越不稳定，布朗运动表现得越明显，D正确；
E、猛推推杆压缩筒内封闭的气体，筒内的气体在极短的时间内无法与外界发生热传递，而外界对气体做功，由热力学第一定律知，气体的内能增加，气体温度升高，由理想气体状态方程知，气体的压强变大，D正确。
故答案为：B。
【分析】本题考查分子间的作用力、油膜法测分子直径、分子运动速率的统计分布规律、布朗运动、热力学第一定律，要加强对基础知识的学习和理解。
7．【答案】D
【知识点】变压器的应用
【解析】【解答】A，当线圈平面与磁场方向垂直时，ab、cd边的运动方向与磁场方向平行，此时线圈的感应电动势为零，A错误；
B、由知， ，原副线圈的频率相等，即电流方向每秒变化次，B错误；
C、原线圈两端：，由知，U2=40V，要使R2两端电压最大，则副线圈的电流最小，即此时R2=0，此时R2两端电压为40V，C错误；
D、将副线圈中的R1看成是副线圈等效电源的内阻，当R1=R2时，R2消耗的功率最大，，D正确。
故答案为：D。
【分析】本题考查交变电流的峰值和有效值的关系，电表的示数都是有效值。线圈转动产生交流电，框内电流方向会发生改变，线圈每一次经过中性面，电流方向就发生改变。
8．【答案】C,D
【知识点】机械波及其形成和传播；波长、波速与频率的关系
【解析】【解答】B．波在介质I的波速为
波在介质Ⅱ的波速为
波在介质I和介质Ⅱ中的波速之比为3：2，B不符合题意；
A．t=2s时两波源都刚好第4次回到平衡位置，故两列波的周期都是1s，t=3s时，介质Ⅱ的波也刚好传到分界面，由题意可知，两列波在不同介质中传播的速度不同，由，波在介质I的波长为
波在介质Ⅱ的波长为
波在两介质中传播的波长不同，A不符合题意；
C．两列波的振动周期都是1s，t=3s时，介质Ⅱ的波刚好到达x=3m处，该点到两波源的波程差为0，两列波的相位差为，故为振动加强点，当再经过时第一次达到该处的质点第一次达到最大位移，故t=3.25s时刻x=3m处的质点第一次达到最大位移，C符合题意；
D．两列波的振动周期、频率都相同，在不同介质中的波速、波长不同，经过3s时，介质Ⅱ的波刚好到达x=3m处，且此刻两列波的相位差为，振动加强点到x=0m和x=3m的距离差为半波长的偶数倍，即为（n=0，1，2，……）
在x轴上0m
在x轴上0m
在x轴上3m
【分析】根据波在介质中传播的波速和传播距离之间的关系得出两列波在介质中传播的速度之比，通过波的波长以及周期的关系 得出两列波的波长，利用两列波的干涉进行分析判断。
9．【答案】B,D
【知识点】含容电路分析
【解析】【解答】A、电容器U-q图像斜率倒数表示电容器电容大小，，而电容器电容不变，所以两次充电电容器U-q图像斜率不变，A错误；
B、图乙中，图像上各点的切线表示充电电流的大小，，即t1时刻的电流比t2时刻电流大，B正确；
CD、由于两次充电稳定后电量q相同，而电容C不变，说明U相同，即电源电动势相同，C错误，t1时刻，第一次充电电流比第二次充电电流大，说明两次充电时，接入电路的R不同，D正确。
故答案为：BD。
【分析】本题主要是对电学图像的考查，电容器充满电后其电压等于电源电动势，图乙的最大值说明电源电动势不变，斜率表示充电电流大小，同一时刻充电电流的大小受电阻阻值的影响。图丙斜率表示平行板电容器电容大小。
10．【答案】B,D
【知识点】库仑定律；电场及电场力
【解析】【解答】A、由题意知，由于管内电势处处相等，则小球在细管内做匀速圆周运动，小球在D点时，只有小球带负电，才能使小球受到A和B的库仑力合力指向圆心，A错误；
B、在C点，合力刚好等于该处电场力，，
，解得，B正确；
C、在C点，合力刚好等于该处电场力，得，C错误；
D、由于小球在水平面内，在电场力的作用下做匀速圆周运动，而电场力的合力总与速度方向垂直，所以，小球在运动过程中电场力的 功率始终为零，D正确。
故答案为：BD。
【分析】本题要求学生会通过管内电势处处相等，判断带电小球的运动性质，从而可以根据题意判断小球在C点、D点处合力的方向指向圆心，知道小球的带电性质。题意给的信息是关于C点的，所以也是通过小球在C点的受力来判断B的电量。
11．【答案】（1）1.015；2.03；2.99
（2）
【知识点】验证动量守恒定律
【解析】【解答】(1)；
；
；
(2)由A、B和弹簧组成的系统满足动量守恒定律，系统初状态动量为零，，则；
【分析】本题要求学生掌握游标卡尺的读数方法，这是高考的重点内容。知道滑块通过光电门的速度是滑块的宽度除以通过光电门的时间，由于系统水平方向所受合外力为零，系统水平方向动量守恒，在释放前系统的动量为零。
12．【答案】（1）0.183
（2）；；
（3）
（4）
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（1）；
(2)由于电源电动势为4.5V，所以选择量程3V的电压表V1；，即电路的最大电流是150mA，所以选择量程100mA的电流表A1；滑动变阻器R2阻值相对电阻R太大，不便于调节电路，所以滑动变阻器选择R1。
（4）ap间的电阻为R，则，得关于U和I的关系式：，斜率，
有得。
【分析】本题要求学生掌握螺旋测微器的读数方法。电阻的测量最基本的原理是伏安法，电路可分为测量电路和控制电路，测量电路要求精确，误差小，可根据电压表、电流表与待测电阻的关系进行选择，从而选择电流表的内、外接法，而控制电路关键看变阻器的分压式接法或限流式接法，一般题干中会有暗示。
13．【答案】（1）解：由题图乙知内回路中感应电动势
设通过导体棒的电流为，则
导体棒匀速下落时的安培力
水平向左压紧导轨；导体棒匀速下落时，知
代入数据解得，；
（2）解：时给导体棒一个瞬时冲量使其获得一速度时，导体棒仍保持匀速下落，则
解得
由于导体棒的电流方向不变，根据右手定则知导体棒的速度方向向左。
（3）解：导体棒做匀速运动，则受到的水平力
解得
水平力的功率。
【知识点】电磁感应中的磁变类问题；电磁感应中的动力学问题
【解析】【分析】本题借助图像考查电磁感应的规律，一直是高考热点，根据给定的图像分析电磁感应，定性或定量求解有关问题，明白图像斜率的含义，图像和电磁感应过程之间的对应关系，"t=2s时导体b恰好匀速下落"是解决本题的关键，0~2s内虽然电流不变，但B变化，所以b受到的安培力在变化。
14．【答案】（1）解：作出粒子运动轨迹，如图所示
粒子在电场中做类平抛运动，则有，，
解得电场强度的大小
粒子在点时，沿轴正方向的速度
粒子在点的速度
方向与轴正方向成角；
（2）解：粒子在磁场中做匀速圆周运动则有
解得
由几何关系可知
解得
粒子做匀速圆周运动的时间，则有，
粒子从开始运动到回到点的时间。
【知识点】带电粒子在电场与磁场混合场中的运动
【解析】【分析】本题考查带电粒子在组合场的运动，这类题，1、清楚场的性质、方向及范围，2、带电粒子在场区的受力情况可以确定粒子在对应场区的运动情况，3、正确画出粒子的运动轨迹，4、根据运动性质选择对应的运动规律处理，5、要明确带电粒子通过不同区域的交界处时，速度大小和方向关系，是上一个区域的末速度也是下一个区域的初速度。
15．【答案】（1）解：对小滑块，根据动量定理可知其运动的初速度为
根据牛顿第二定律可知，在段滑行时的加速度大小为
设与碰前瞬间的速度为，根据匀变速直线运动规律有
解得
与碰撞后立刻粘在一起，设共同速度为，以水平向右为正方向
根据动量守恒定律有
解得
根据功能关系可知，在、碰撞过程中损失的机械能为
解得
（2）解：取水平向右为正方向，设被弹簧弹开时，和速度分别为和，
根据动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
解得、
不脱离半圆轨道有两种临界状态，
临界状态：恰好能到达点，设恰好到达点时的速度为，半圆形轨道半径为，
有
根据动能定理有
解得
临界状态：恰好能到达与圆心等高处，设此时半圆形轨道半径为，
根据动能定理有
解得
所以要使在半圆轨道上运动时不脱离半圆轨道，轨道半径应满足或
【知识点】竖直平面的圆周运动；动量与能量的其他综合应用
【解析】【分析】本题是力学观点、能量观点、动量观点三大观点的综合应用题，难度较大。根据动量定理得出初速度，结合牛顿运动定律、运动学公式、动量守恒定律、能量关系进行求解；理解竖直平面内圆周运动的临界状态，1、恰好到达F点，完全由重力提供向心力，2、恰好到达圆心等高处，速度为零。