江苏省无锡市高二（下）期末物理试卷

2022-2022学年江苏省无锡市高二（下）期末物理试卷　一、单项选择题（共5小题，每小题3分，满分15分）1．关于感应电流的产生，下列说法中正确的是（　　）A．导体在磁场中运动，导体中就有感应电流B．导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就有感应电流C．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就有感应电流D．闭合电路的一部分导本在磁场中运动，导体中就有感应电流2．美国科学家WillardS．Boyle与GeorgeE．Smith因电荷耦合器件（CCD）的重要发明荣获2022年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件不可作为传感器的是（　　）A．干簧管B．干电池C．霍尔元件D．热敏电阻3．一根条形磁铁自右向左穿过一个闭合线圈，则流过灵敏电流计的感应电流方向是（　　）A．始终由a流向bB．始终由b流向aC．先由a流向b，再由b流向aD．先由b流向a，再由a流向b4．如图所示，在远距离输电电路中，升压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电电线的电阻均不变，电表均为理想电表，若用户的总功率减小，则下列说法正确的是（　　）A．电压表V1示数减小，电流表A1减小B．电压表V1示数增大，电流表A1减小C．电压表V2示数增大，电流表A2减小D．电压表V2示数减小，电流表A2减小5．如图所示为发电机结构示意图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，其表面呈半圆柱面状．M是圆柱形铁芯，它与磁极柱面共轴，铁芯上绕有矩形线框，可绕与铁芯共轴的固定轴转动．磁极与铁芯间的磁场均匀辐向分布．从图示位置开始计时，当线框匀速转动时，下图中能正确反映线框感应电动势e随时间f的变化规律的是（　　）22/23A．B．C．D．　二、多项选择题（共4小题，每小题4分，满分16分.每小题有多个选项符合题意。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）6．关于涡流，下列说法中正确的是（　　）A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B．家用电器工作时在电磁炉的面板上产生涡流来加热食物C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流7．如图甲、乙所示电路中，若电容器选择适当的参数，可以实现的是（　　）A．图甲输入为直流与交流，输出为直流B．图甲输入为直流与交流，输出为交流C．图乙输入为高频交流与低频交流，输出为高频交流D．图乙输入为高频交流与低频交流，输出为低频交流8．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电阻R=22Ω，各电表均为理想交流电表，原线圈输入电压的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　）A．副线圈输出电压的频率为50HzB．t=0.01s时电压表的示数为0VC．电阻R消耗的电功率为22WD．通过原、副线圈的磁通量变化率之比为10：122/239．如图所示，电源的电动势为E，内阻不计，A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感线圈，有一定的直流电阻，关于这个电路以下说法正确的是（　　）A．开关闭合，A灯立即亮B．开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯逐渐变亮，最后亮度稳定C．开关由闭合到断开瞬间，A灯会比开关闭合稳定时更亮D．开关由闭合开断开瞬间，b点的电势低于a点的电势　三、选做题：[选修3－4]（共8小题，满分44分）10．关于光的现象，下列说法正确的是（　　）A．波源与观察者发生相对运动时，声波会产生多普勒效应，光波不会产生多普勒效应B．无影灯利用的是光的衍射原理C．阳光下肥皂泡呈现彩色是光的薄膜干涉现象D．雨后的彩虹是光的干涉现象11．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）A．电磁波和机械波都需要通过介质传播，它们由一种介质进入另一种介质时频率都不变B．发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调C．雷达发射的是直线性能好、反射性能强的超声波D．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波12．根据相对论，下列说法正确的是（　　）A．在不同的惯性参考系中，物理定律的数学形式是不同的B．真空中的光速在不同惯性参考系中不相同的C．一条沿身长度方向高速运动的杆子，其长度与静止时不同D．一条沿垂直于自身长度的方向高速运动杆子，其长度与静止时不同13．如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则（　　）A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮14．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以（　　）22/23A．增大S1与S2的间距B．增大双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光15．如图甲所示，竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸．当振子上下自由振动时，振动频率为10Hz．现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，并以水平向左的速度v=5m/s匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图乙所示，则弹簧振子振动的振幅为　　，频率为　　．若将匀速转动把手的周期改为0.1s，则弹簧振子的振幅将　　（填“变大”、“变小”、“不变”）．16．如图所示是一列横波在某一时刻的波形图象．已知这列波的频率为5Hz，此时x=0.5m处的质点正向y轴正方向振动，可以推知：这列波正在沿x轴　　（填“正”或“负”）方向传播，波速大小为　　m/s，该质点1s内通过的路程为　　m．17．一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为n=，横截面如图所示，O表示半圆柱形截面的圆心，一束极窄的光线在横截面内从AOB边上的极靠近A点处以60°的入射角入射，已知真空中的光速为c，求：（1）光在透明体中的传播速度；（2）光线在极靠近A点处进入透明体后的折射角；（3）该光线从射入透明体到第一次射出透明体时的所经历的时间．　四、[选修3－4]（共8小题，满分0分）18．下列说法中符合物理史实的是（　　）A．玛丽居里首先提出原子的核式结构学说B．汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子核可再分C．牛顿把量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念D．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说19．关于光电效应，下列表述正确的是（　　）A．光照时间越长，光电流越大B．入射光频率大于极限频率时就能产生光电子22/23C．入射光足够强，就可以有光电流D．不同的金属逸出功都是一样的20．下列说法正确的是（　　）A．质子不能够发生衍射现象B．链式反应在任何条件下都能发生C．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，该元素的半衰期将增大21．如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干个不同频率的光，关于这些光，下列说法正确的是（　　）A．波长最大的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的B．频率最小的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同的频率的光D．从n=2能级跃迁到n=1能级电子动能增加22．我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应方程有：（1）U+n→Sr+Xe+kn（2）H+H→He+dn关于这两个方程的下列说法，正确的是（　　）A．方程（1）中k=10，方程（2）中d=1B．方程（2）是氢弹涉及的核反应方程C．方程（1）属于轻核聚变D．方程（2）属于α衰变23．利用如图甲所示的实验装置研究光电交应现象．当用不同的A、B两种光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图乙所示，已知A光的光子能量为5eV，则（1）A光照射时射出的光电子的最大初动能为　　eV．（2）金属的逸出功为　　eV．（3）A光的频率　　B光的频率．（填“大于”、“等于”或者“小于”）24．在核反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的轴238吸收快中子后变成铀239（U）很不稳定，会发生β衰变成钚239（Pu）．22/23（1）铀239（U）经过　　次β衰变后变成钚239（Pu）．（2）写出铀239（U）衰变成钚239（Pu）核反应方程式：　　．（3）若铀239（U）的质量为m1，钚239（Pu）的质量为m2，电子的质量为m3，光速为c，则铀239（U）衰变成钚239（Pu）放出的能量为　　．25．如图所示，光滑水平面上，质量为2m的小球B连接着轻质弹簧，处于静止；质量为m的小球A以初速度v0向右匀速运动，接着逐渐压缩弹簧并使B运动，过一段时间，A与弹簧分离，设小球A、B与弹簧相互作用过程中无机械能损失，弹簧始终处于弹性限度内，求：（1）当弹簧被压缩到最短时，A球的速度；（2）弹簧的最大弹性势能；（3）弹簧再次恢复原长时，A、B两球的速度．　五、解答题（共3小题，满分45分）26．如图所示，有一宽L=0.4m的矩形金属框架水平放置，右端接一个阻值R=2Ω的电阻，框架的其他部分电阻不计，框架足够长．垂直金属框平面有一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T．金属杆ab质量m=0.1kg，电阻r=1Ω，杆与框架接触良好，且与框架间的摩擦力不计．当杆受一水平恒定拉力F作用时刚好可以在框架上做匀速运动，速度大小为v=3m/s．求：（1）金属杆上的感应电动势的大小；（2）金属杆两端的电势差；（3）水平恒定拉力F的大小．27．如图所示，均匀电阻丝做成的单匝正方形线框abcd边长L=0.4m，总电阻为R=4Ω，置于方向竖直向下匀强磁场中，磁场感应强度为B=T．现让线框绕水平轴OO′顺时针匀速转动，转动的角速度ω=10πrad/s（取π=3）．求：（1）线框中的最大感应电动势；（2）线框由图示的水平位置转过60°的过程中，线框中的平均感应电动势和通过ab边的电荷量；（3）线框转动一周的过程中ab边产生的焦耳热．22/2328．如图所示，粗糙斜面的倾角θ=37°，边长L1=0.5m的正方形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场．一个匝数n=10匝的刚性正方形线框，边长为L2=0.6m，通过松弛的柔软导线（对线框的作用力近似为零）与电阻R相连，R=1.25Ω．正方形磁场区域的一半恰好在正方形线框内部，已知线框质量m=2kg，总电阻R0=1.25Ω，与斜面间的动摩擦因数μ=0.5．从t=0时起，磁场的磁感应强度按B=B0﹣2t（T）的规律变化，线框能保持一段时间静止在斜面上．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：（1）线框不动时，回路中的感应电动势E；（2）B0的取值范围；（3）线框保持不动的时间内，电阻R上产生的热量Q的最大值是多少？　22/232022-2022学年江苏省无锡市高二（下）期末物理试卷参考答案与试题解析　一、单项选择题（共5小题，每小题3分，满分15分）1．关于感应电流的产生，下列说法中正确的是（　　）A．导体在磁场中运动，导体中就有感应电流B．导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就有感应电流C．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就有感应电流D．闭合电路的一部分导本在磁场中运动，导体中就有感应电流【考点】感应电流的产生条件．【分析】产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化，或闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动．根据这个条件进行选择．【解答】解：A、导体在磁场中运动，并一定切割，因此导体中不一定有感应电流，故A错误；BC、导体做切割磁感线运动，不一定有感应电流产生，只有当闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时才有感应电流产生．故B错误，C正确．D、闭合电路的一部分导本在磁场中运动，若没有切割，则导体中也不会有感应电流．故D错误．故选：C．　2．美国科学家WillardS．Boyle与GeorgeE．Smith因电荷耦合器件（CCD）的重要发明荣获2022年度诺贝尔物理学奖．CCD是将光学量转变成电学量的传感器．下列器件不可作为传感器的是（　　）A．干簧管B．干电池C．霍尔元件D．热敏电阻【考点】传感器在生产、生活中的应用．【分析】传感器是将非电学量转变成电学量，如力传感器是将力学量转变成电学量，从而即可求解．【解答】解：A、干簧管能将磁场的变化转化为电路的通断，可以作为传感器．故A不符合题意；B、干电池是电源，能给两极提供电势差的设备，不是传感器，故B符合题意；C、霍尔元件可以把磁场量转化为电学量，可以作为传感器．故C不符合题意；D、热敏电阻可以把温度转化为电学量，故D不符合题意．本题选择不可作为传感器的，故选：B　3．一根条形磁铁自右向左穿过一个闭合线圈，则流过灵敏电流计的感应电流方向是（　　）A．始终由a流向bB．始终由b流向aC．先由a流向b，再由b流向aD．先由b流向a，再由a流向b【考点】楞次定律．22/23【分析】根据楞次定律内容，结合右手螺旋定则，与条形磁铁的磁场分布，从而即可求解．【解答】解：条形磁铁的N极自右向左穿过闭合线圈，从而使得线圈向左的磁通量先增大后减小，根据楞次定律，则感应电流的磁场先向右，后向左，再由右手螺旋定则可得，感应电流方向先由b流向a，再由a流向b，故D正确，ABC错误；故选：D．　4．如图所示，在远距离输电电路中，升压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电电线的电阻均不变，电表均为理想电表，若用户的总功率减小，则下列说法正确的是（　　）A．电压表V1示数减小，电流表A1减小B．电压表V1示数增大，电流表A1减小C．电压表V2示数增大，电流表A2减小D．电压表V2示数减小，电流表A2减小【考点】远距离输电．【分析】正确解答本题需要掌握：理想变压器的输入功率由输出功率决定，输出电压由输入电压决定；明确远距离输电过程中的功率、电压的损失与哪些因素有关，明确整个过程中的功率、电压关系．理想变压器电压和匝数关系．【解答】解：A、根据得电压表V1两端的电压U1不变；根据P出=U1I1得通过电流表A1的电流I1将减小，根据得通过电流表A2的电流I2将减小，降压变压器原线圈两端的电压U=U1﹣I1R线将增大，根据得电压表V2两端的电压U2增大，故C正确；故选：C　5．如图所示为发电机结构示意图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，其表面呈半圆柱面状．M是圆柱形铁芯，它与磁极柱面共轴，铁芯上绕有矩形线框，可绕与铁芯共轴的固定轴转动．磁极与铁芯间的磁场均匀辐向分布．从图示位置开始计时，当线框匀速转动时，下图中能正确反映线框感应电动势e随时间f的变化规律的是（　　）22/23A．B．C．D．【考点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理．【分析】根据永久磁铁中磁感线的分布特点可知，线圈运动到任何位置切割情况都一样，产生的电动势大小不变，方向改变．【解答】解：由磁场分布特点知：线圈在每一位置的切割情况相同，故感应电动势大小是相同的，方向做周期性变化，故D选项正确．故选D　二、多项选择题（共4小题，每小题4分，满分16分.每小题有多个选项符合题意。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）6．关于涡流，下列说法中正确的是（　　）A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B．家用电器工作时在电磁炉的面板上产生涡流来加热食物C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流【考点】*涡流现象及其应用．【分析】线圈中的电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，该感应电流看起来像水中的漩涡，所以叫做涡流．涡流会在导体中产生大量的热量．【解答】解：A、高频感应炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化．故A正确；B、电磁炉利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，当含铁质锅具放置炉面时，铁磁性锅体被磁化，锅具即切割交变磁感线而在锅具底部产生交变的涡流，不是通过面板上产生涡流来加热食物，故B错误；C、阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，当金属板从磁场中穿过时，金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用．故C正确；D、在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，要损耗能量，不用整块的硅钢铁芯，其目的是为了减小涡流，故D正确．故选：ACD．　7．如图甲、乙所示电路中，若电容器选择适当的参数，可以实现的是（　　）22/23A．图甲输入为直流与交流，输出为直流B．图甲输入为直流与交流，输出为交流C．图乙输入为高频交流与低频交流，输出为高频交流D．图乙输入为高频交流与低频交流，输出为低频交流【考点】电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用．【分析】根据电容器的特性：通交隔直，通高阻低来分析选择，从而即可求解．【解答】解：A、B、电容器通交流隔直流，则图甲中R得到的是交流成分．故A错误，故B正确．C、D、电容器通高频阻低频，高频被电容器短路了，故图乙中R得到的是低频成分．故C错误，D正确．故选：BD．　8．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电阻R=22Ω，各电表均为理想交流电表，原线圈输入电压的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（　　）A．副线圈输出电压的频率为50HzB．t=0.01s时电压表的示数为0VC．电阻R消耗的电功率为22WD．通过原、副线圈的磁通量变化率之比为10：1【考点】变压器的构造和原理；电功、电功率；正弦式电流的图象和三角函数表达式．【分析】根据图象可以求得输入电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，即可求得结论．【解答】解：A、根据图乙知，周期，频率，原副线圈的频率相同为50Hz，故A正确；B、电压的读数为有效值，原线圈电压的有效值，根据电压与匝数成正比得，副线圈两端电压的有效值，所以t=0.01s时电压表的示数为22V，故B错误；C、电阻R消耗的电功率为，故C正确；22/23D、变压器的工作原理为互感现象，通过原、副线圈的磁通量变化率之比为1：1．故D错误．故选：AC　9．如图所示，电源的电动势为E，内阻不计，A、B是两个相同的小灯泡，L是一个自感线圈，有一定的直流电阻，关于这个电路以下说法正确的是（　　）A．开关闭合，A灯立即亮B．开关闭合到电路中电流稳定的时间内，B灯逐渐变亮，最后亮度稳定C．开关由闭合到断开瞬间，A灯会比开关闭合稳定时更亮D．开关由闭合开断开瞬间，b点的电势低于a点的电势【考点】自感现象和自感系数．【分析】当通过线圈的电流发生变化时，会产生感应电动势去阻碍线圈中电流的变化．但阻碍不等于阻止，就使其慢慢的变化．根据楞次定律，即可判定电势的高低，从而进行分析．【解答】解：A、B开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻变亮，由于通过线圈电流要增大，磁能量增大，产生自感电动势，根据楞次定律可知，这个自感电动势将阻碍电流的增大，所以通过B灯的电流逐渐增大，故B灯逐渐变变，最后稳定时，通过线圈的电流不变，线圈对电流仍有一定阻碍，灯泡亮度稳定，但没有A灯亮．故AB正确；C、开关处于闭合状态时，由于RA=RB，而L是一个自感线圈，有一定的直流电阻，通过A灯的电流大于通过B灯的电流．在断开S瞬间，A灯中原来的电流消失，线圈产生自感电动势，给两灯提供瞬间电压，根据楞次定律可知，电路中的电流从B灯的电流值开始逐渐减小，所以此瞬间通过A灯的电流增大，但A灯会比开关闭合稳定时更暗．故C错误；D、在断开S的瞬间，线圈相当于电源，根据楞次定律可知，线圈中的电流方向不变，所以电流向左通过A灯，因此b点的电势高于a点的电势，故D错误；故选：AB．　三、选做题：[选修3－4]（共8小题，满分44分）10．关于光的现象，下列说法正确的是（　　）A．波源与观察者发生相对运动时，声波会产生多普勒效应，光波不会产生多普勒效应B．无影灯利用的是光的衍射原理C．阳光下肥皂泡呈现彩色是光的薄膜干涉现象D．雨后的彩虹是光的干涉现象【考点】光的衍射；光的干涉．【分析】波源与观察者发生相对运动时，声波会产生多普勒效应，光波也会产生多普勒效应；无影灯是利用光的直线传播原理；阳光下肥皂泡呈现彩色是光的薄膜干涉现象；彩虹是光的折射现象．【解答】解：A、波源与观察者发生相对运动时，声波会产生多普勒效应，光波也会产生多普勒效应．故A错误；B、光源较大时，本影很小，无影灯是利用光的直线传播原理制成的．故B错误；22/23C、肥皂泡在阳光下呈现彩色条纹是肥皂膜内外反射的光线，相互叠加产生的现象，这是光的干涉造成的．故C正确；D、雨后的彩虹是光的折射现象，不是干涉现象．故D错误．故选：C．　11．关于电磁波，下列说法正确的是（　　）A．电磁波和机械波都需要通过介质传播，它们由一种介质进入另一种介质时频率都不变B．发射无线电波时需要对电磁波进行调制和解调C．雷达发射的是直线性能好、反射性能强的超声波D．根据麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波【考点】电磁波的发射、传播和接收．【分析】电磁波自身是物质，不需要通过介质传播；发射无线电波时需要对电磁波进行调制；雷达发射的微波；电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波．【解答】解：A、电磁波不需要通过介质，而机械波都需要通过介质传播，它们由一种介质进入另一种介质时频率都不变，故A错误；B、发射无线电波时需要对电磁波进行调制，而接收时，则需要解调，故B错误；C、雷达发射的是直线性能好、反射性能强的微波，故C错误；D、麦克斯韦电磁场理论，电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波是横波，故D正确；故选：D．　12．根据相对论，下列说法正确的是（　　）A．在不同的惯性参考系中，物理定律的数学形式是不同的B．真空中的光速在不同惯性参考系中不相同的C．一条沿身长度方向高速运动的杆子，其长度与静止时不同D．一条沿垂直于自身长度的方向高速运动杆子，其长度与静止时不同【考点】狭义相对论．【分析】解题要掌握以下知识：1、物理规律在所有惯性系中都具有相同的形式．这叫做相对性原理．　2、长度的相对性：，一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小；3、时间间隔的相对性：．时间延缓效应：在静止系中，同一地点发生的两事件的时间间隔称为固有时间，即τ．相对于物理事件运动的惯性系中测得两事件的时间间隔比固有时间长．【解答】解：A、根据相对论的两个基本假设可知，在不同的惯性参考系中，物理定律的数学形式是相同的．所以A错误．B、根据狭义相对论的光速不变原理，真空中光速在不同的惯性参考系中是相同的．故B错误．C、根据狭义相对论的相对性原理，一条沿身长度方向高速运动的杆子，其长度与静止时不同．故C正确．22/23D、根据狭义相对论的相对性原理，一条沿身长度方向高速运动的杆子，其长度与静止时不同，但沿垂直于自身长度的方向高速运动杆子，其长度与静止时相同．故D错误．故选：C　13．如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则（　　）A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮【考点】光的偏振．【分析】根据光的偏振现象，只要光的振动方向不与偏振片的狭逢垂直，都能有光通过偏振片．【解答】解：A、由题意可知，人眼在P处看不到光亮，是因为偏振片A与偏振片B相互垂直，a光是自然光，经过偏振片后，b光是偏振光，故A错误，B正确；C、由上分析可知，当SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮，故C错误，D正确；故选：BD　14．如图所示的双缝干涉实验，用绿光照射单缝S时，在光屏P上观察到干涉条纹．要得到相邻条纹间距更大的干涉图样，可以（　　）A．增大S1与S2的间距B．增大双缝屏到光屏的距离C．将绿光换为红光D．将绿光换为紫光【考点】光的干涉；光的衍射．【分析】由波的干涉中条纹的间距公式可得出为增大间距应采取的措施．【解答】解：在波的干涉中，干涉条纹的间距△x=，由公式可得，条纹间距与波长、屏之间的距离成正比，与双缝间的距离d成反比，故要增大间距，应减小d，或增大双缝屏到光屏的距离，或增大光的波长，故BC正确，AD错误；故选：BC．　15．如图甲所示，竖直悬挂的弹簧振子下端装有记录笔，在竖直面内放置记录纸．当振子上下自由振动时，振动频率为10Hz．现匀速转动把手，给弹簧振子以周期性的驱动力，并以水平向左的速度v=5m/s匀速拉动记录纸，记录笔在纸上留下记录的痕迹，建立坐标系，测得的数据如图乙所示，则弹簧振子振动的振幅为　5cm　，频率为　5Hz　．若将匀速转动把手的周期改为0.1s，则弹簧振子的振幅将　变大　（填“变大”、“变小”、“不变”）．22/23【考点】简谐运动的振幅、周期和频率．【分析】本题抓住弹簧振子的振动与记录纸同时运动，由匀速运动的速度公式v=求出周期．振幅是振子离开平衡位置的最大距离，等于振子在最高点与最低点间距离的一半．【解答】解：设周期为T，振幅为A．由于振幅是振子离开平衡位置的最大距离，等于振子在最高点与最低点间距离的一半，所以由题图得：A=5cm；由于振动的周期就是记录纸从O至x=1m运动的时间，所以，周期为s=0.2s则频率为：f=Hz=5Hz若将匀速转动把手的周期改为0.1s，则频率为：Hz=10Hz此时策动力的频率与弹簧振子的固有频率是相等的，所以振幅最大，则弹簧振子的振幅将变大．故答案为：5cm；5Hz；变大　16．如图所示是一列横波在某一时刻的波形图象．已知这列波的频率为5Hz，此时x=0.5m处的质点正向y轴正方向振动，可以推知：这列波正在沿x轴　正　（填“正”或“负”）方向传播，波速大小为　10　m/s，该质点1s内通过的路程为　2　m．【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．【分析】由x=0.5m的质点的振动方向可确定波的传播方向．由图读出波长，根据v=λf求解波速．【解答】解：x=0.5m的质点此刻振动的速度方向向上，据波形平移法说明波沿x轴正方向传播．从图中可得出波长λ=2m，A=0.1m．这列波的频率是f=5Hz，所以v=λf=10m/s．1s=5T，所以该质点1s内通过的路程为20A=200cm=2m故答案为：正；10；2．　22/2317．一底面半径为R的半圆柱形透明体的折射率为n=，横截面如图所示，O表示半圆柱形截面的圆心，一束极窄的光线在横截面内从AOB边上的极靠近A点处以60°的入射角入射，已知真空中的光速为c，求：（1）光在透明体中的传播速度；（2）光线在极靠近A点处进入透明体后的折射角；（3）该光线从射入透明体到第一次射出透明体时的所经历的时间．【考点】光的折射定律．【分析】（1）由公式v=求光在透明体中的传播速度；（2）已知入射角i=60°，由折射定律n=求出光线从A点射入透明体后的折射角r．（3）由sinC=求出临界角C．判断光线在圆弧上能否发生全反射，作出光路图，由几何知识求解光线在透明体内的路程s，再由运动学公式求时间t．【解答】解：（1）光在透明体中的传播速度为：v==c（2）在A点，由折射定律n=得：sinr===可得，光线在A点处进入透明体后的折射角：r=30°；（3）设此透明物体的临界角为C，依题意有：sinC==＜sin60°经作图，光线在C、D处均发生全反射，由几何关系得，在透明体内的路径长为：s=3R经历的时间为：t===答：（1）光在透明体中的传播速度是c；（2）光线在极靠近A点处进入透明体后的折射角是30°；（3）该光线从射入透明体到第一次射出透明体时的所经历的时间是．　四、[选修3－4]（共8小题，满分0分）18．下列说法中符合物理史实的是（　　）A．玛丽居里首先提出原子的核式结构学说22/23B．汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子核可再分C．牛顿把量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念D．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说【考点】物理学史．【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．【解答】解：A、卢瑟福在用a粒子轰击金箔的实验中发现了质子，提出原子核式结构学说，故A错误；B、汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子可再分，故B错误；C、普朗克把量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念，故C错误；D、爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说，故D正确；故选：D．　19．关于光电效应，下列表述正确的是（　　）A．光照时间越长，光电流越大B．入射光频率大于极限频率时就能产生光电子C．入射光足够强，就可以有光电流D．不同的金属逸出功都是一样的【考点】光电效应．【分析】发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，入射光的频率越大，最大初动能越大．光的强度大不一定能发生光电效应，不一定有光电流，在发生光电效应时，入射光的强度影响光电流的大小．【解答】解：A、光电流的大小与入射光的强度有关，与光照射的时间长短无关，故A错误．B、发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，故B正确．C、能否发生光电效应与入射光的强度无关，入射光足够强，不一定能产生光电流，故C错误．D、不同的金属逸出功是不同的，故D错误．故选：B．　20．下列说法正确的是（　　）A．质子不能够发生衍射现象B．链式反应在任何条件下都能发生C．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D．将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，该元素的半衰期将增大【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度．【分析】微观粒子都具有波粒二象性；根据满足临界体积与临界质量时，才会发生链式反应；黑体辐射规律：温度越高，波长越短，辐射强度越强；元素的半衰期不会受环境的影响而变化．【解答】解：A、高速运动的质子能够发生衍射现象，故A错误；B、链式反应在满足临界体积与临界质量时，才能发生，故B错误；C、随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都会增加；另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故C正确；D、放射性元素的半衰期不受到环境的变化而变化，故D错误；22/23故选：C．　21．如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干个不同频率的光，关于这些光，下列说法正确的是（　　）A．波长最大的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的B．频率最小的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同的频率的光D．从n=2能级跃迁到n=1能级电子动能增加【考点】氢原子的能级公式和跃迁．【分析】根据玻尔理论和氢原子的能级公式分析辐射的光子的频率与波长关系，并根据库仑引力提供向心力，从而确定跃迁过程中，电势能与动能的变化情况．【解答】解：A、由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光，能量最大，频率最大，波长最短，故A错误；B、由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光，能量最小，频率最小，故B正确；C、处于n=4能级的氢原子能发射N==6种频率的光，故C错误；D、电子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量，根据引力提供向心力，即=m，可知，电势能减小，但动能增加，故D正确．故选：BD．　22．我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应方程有：（1）U+n→Sr+Xe+kn（2）H+H→He+dn关于这两个方程的下列说法，正确的是（　　）A．方程（1）中k=10，方程（2）中d=1B．方程（2）是氢弹涉及的核反应方程C．方程（1）属于轻核聚变D．方程（2）属于α衰变【考点】裂变反应和聚变反应．【分析】重核裂变是质量数较大的核裂变为质量中等的核，聚变是质量数较小的和转化为质量较大的核，在转化过程中质量数和电荷数都守恒．【解答】解：A、由质量数守恒和电荷数守恒知，235+1=90+136+K，方程（1）中k=10，2+3=4+d，方程（2）中d=1，故A正确，22/23B、氢弹爆炸能量来自于核聚变；是氘核和氚核进行的核聚变反应，则B正确C、方程（1）属于重核裂变，故C错误；D、方程（2）属于轻核聚变，故D错误；故选：AB　23．利用如图甲所示的实验装置研究光电交应现象．当用不同的A、B两种光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图乙所示，已知A光的光子能量为5eV，则（1）A光照射时射出的光电子的最大初动能为　2　eV．（2）金属的逸出功为　3　eV．（3）A光的频率　小于　B光的频率．（填“大于”、“等于”或者“小于”）【考点】光电效应．【分析】根据图乙得出A光照射时的遏止电压，结合动能定理求出A光照射时射出光电子的最大初动能，根据光电效应发出求出金属的逸出功．根据遏止电压比较光电子的最大初动能，结合逸出功相同，比较两个的频率大小．【解答】解：（1）A光照射后遏止电压为﹣2V，根据动能定理知：，则光电子最大初动能为：Ekm=2eV．（2）根据光电效应方程知：Ekm=hv﹣W0，解得金属的逸出功为：W0=hv﹣Ekm=5eV﹣2eV=3eV．（3）由乙图可知，B光照射后遏止电压较大，则B光照射后光电子的最大初动能较大，逸出功相等，根据光电效应方程知，A光的频率小于B光的频率．故答案为：（1）2；（2）3；（3）小于．　24．在核反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的轴238吸收快中子后变成铀239（U）很不稳定，会发生β衰变成钚239（Pu）．（1）铀239（U）经过　2　次β衰变后变成钚239（Pu）．（2）写出铀239（U）衰变成钚239（Pu）核反应方程式：　U→Pu+2e　．（3）若铀239（U）的质量为m1，钚239（Pu）的质量为m2，电子的质量为m3，光速为c，则铀239（U）衰变成钚239（Pu）放出的能量为　（m1﹣m2﹣m3）c2　．22/23【考点】爱因斯坦质能方程；裂变反应和聚变反应．【分析】（1、2）β衰变，电荷数增加1，质量数不变，根据电荷数、质量数的变化求出β衰变次数，根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程．（3）衰变过程满足质能方程，根据这个方程列方程即可求解．【解答】解：（1、2）β衰变，电荷数增加1，质量数不变，铀239衰变成钚239，电荷数增2，质量数不变，可知，发生了2次β衰变．核反应方程为：U→Pu+2e．（3）上述衰变过程的质量亏损为：△m=mPu﹣mU﹣mα放出的能量为：△E=c2•△m解得：△E=（m1﹣m2﹣m3）c2．故答案为：2，U→Pu+2e，（m1﹣m2﹣m3）c2．　25．如图所示，光滑水平面上，质量为2m的小球B连接着轻质弹簧，处于静止；质量为m的小球A以初速度v0向右匀速运动，接着逐渐压缩弹簧并使B运动，过一段时间，A与弹簧分离，设小球A、B与弹簧相互作用过程中无机械能损失，弹簧始终处于弹性限度内，求：（1）当弹簧被压缩到最短时，A球的速度；（2）弹簧的最大弹性势能；（3）弹簧再次恢复原长时，A、B两球的速度．【考点】动量守恒定律；功能关系．【分析】（1）、（2）当A、B速度相同时，弹簧被压缩到最短，弹簧的弹性势能最大，根据动量守恒定律求共同速度即小球A的速度，再由能量守恒定律求出弹簧的最大弹性势能．（3）弹簧再次恢复原长时，根据系统的动量守恒和动能守恒列式，可求得A、B两球的速度．【解答】解：（1）当A球与弹簧接触以后，在弹力作用下减速运动，而B球在弹力作用下加速运动，弹簧的弹性势能增加，当A、B速度相同时，弹簧的压缩量最大，弹性势能最大．设A、B的共同速度为v，弹簧的最大势能为EP，取向右为正方向，A、B系统动量守恒，则有mv0=（m+2m）v可得v=v0．（2）根据系统的机械能守恒得：EP=mv02﹣（m+2m）v2联立两式得　EP=（3）设弹簧恢复原长时A和B的速度分别为v1和v2，在碰撞过程中系统的动量守恒，系统的动能守恒，则有：mv0=mv1+2mv2，22/23根据能量守恒定律得：mv02=mv12+•2mv22联立解得v1=﹣v0，方向向左，v2=，方向向右．答：（1）当弹簧被压缩到最短时，A球的速度是v0；（2）弹簧的最大弹性势能是；（3）弹簧再次恢复原长时，A球的速度大小为v0，方向向左，B球的速度大小为，方向向右．　五、解答题（共3小题，满分45分）26．如图所示，有一宽L=0.4m的矩形金属框架水平放置，右端接一个阻值R=2Ω的电阻，框架的其他部分电阻不计，框架足够长．垂直金属框平面有一竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=1T．金属杆ab质量m=0.1kg，电阻r=1Ω，杆与框架接触良好，且与框架间的摩擦力不计．当杆受一水平恒定拉力F作用时刚好可以在框架上做匀速运动，速度大小为v=3m/s．求：（1）金属杆上的感应电动势的大小；（2）金属杆两端的电势差；（3）水平恒定拉力F的大小．【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电势差；闭合电路的欧姆定律．【分析】（1）由E=BLv求出感应电动势．（2）应用欧姆定律求出金属杆两端的电势差．（3）应用安培力公式求出安培力，然后由平衡条件求出拉力大小．【解答】解：（1）感应电动势为：：E=BLv=1×0.4×3=1.2V；（2）感应电流为：：I===0.4A，金属杆两端电压为：U=IR=0.4×2=0.8V；（3）安培力为：F安培=BIL=1×0.4×0.4=0.16N，由平衡条件得：F=F安培=0.16N；答：（1）金属杆上的感应电动势的大小为1.2V；（2）金属杆两端的电势差为0.8V；（3）水平恒定拉力F的大小为0.16N．　22/2327．如图所示，均匀电阻丝做成的单匝正方形线框abcd边长L=0.4m，总电阻为R=4Ω，置于方向竖直向下匀强磁场中，磁场感应强度为B=T．现让线框绕水平轴OO′顺时针匀速转动，转动的角速度ω=10πrad/s（取π=3）．求：（1）线框中的最大感应电动势；（2）线框由图示的水平位置转过60°的过程中，线框中的平均感应电动势和通过ab边的电荷量；（3）线框转动一周的过程中ab边产生的焦耳热．【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式；焦耳定律．【分析】（1）根据Em=BSω求得产生的最大感应电动势；（2）根据求得产生的平均感应电动势，有q=求得流过的电荷量（3）求产生的焦耳热用电流的有效值即可【解答】解：（1）线圈产生的最大感应电动势（2）转过60°所需时间t=，产生的平均感应电动势，平均感应电流，故流过的电荷量q=（3）转动一周产生的感应电动势的有效值E=，故产生的焦耳热Q=答：（1）线框中的最大感应电动势为1.2V；（2）线框由图示的水平位置转过60°的过程中，线框中的平均感应电动势和通过ab边的电荷量分别为和；（3）线框转动一周的过程中ab边产生的焦耳热为0.036J　28．如图所示，粗糙斜面的倾角θ=37°，边长L1=0.5m的正方形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场．一个匝数n=10匝的刚性正方形线框，边长为L222/23=0.6m，通过松弛的柔软导线（对线框的作用力近似为零）与电阻R相连，R=1.25Ω．正方形磁场区域的一半恰好在正方形线框内部，已知线框质量m=2kg，总电阻R0=1.25Ω，与斜面间的动摩擦因数μ=0.5．从t=0时起，磁场的磁感应强度按B=B0﹣2t（T）的规律变化，线框能保持一段时间静止在斜面上．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：（1）线框不动时，回路中的感应电动势E；（2）B0的取值范围；（3）线框保持不动的时间内，电阻R上产生的热量Q的最大值是多少？【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；焦耳定律．【分析】（1）根据法拉第电磁感应定律计算回路中感应电动势的大小；（2）计算出回路中的电流强度，以线框为研究对象，当摩擦力方向向下时，磁感应强度最大、如果开始摩擦力方向向上，则B0最小，根据共点力平衡条件求解B0的取值范围；（3）分析B的最大值和最小值，求出最长的作用时间，根据焦耳定律求解电阻R上产生的热量Q的最大值．【解答】解：（1）根据法拉第电磁感应定律可得：，所以回路中感应电动势的大小为2.5V；（2）回路中的电流强度为：I=，根据楞次定律可得，磁感应强度减小，俯视电流方向为顺时针，根据左手定则可得安培力方向向上；以线框为研究对象，当摩擦力方向向下时，根据共点力的平衡条件可得：nB0IL1=mgsinθ+μmgcosθ，代入数据解得：B0=4T；如果开始摩擦力方向向上，则B0最小，根据共点力平衡条件可得：nB0IL1=mgsinθ﹣μmgcosθ，代入数据解得：B0=0.8T；所以B0的取值范围为0.8T＜B0≤4T；（3）当B0=4T，磁感应强度从4T减小到0.8T的过程中经过的时间为t，则：0.8=4﹣2t，解得：t=1.6s，此过程中线框一直保持静止状态，根据焦耳定律可得：Q=I2Rt=12×1.25×1.6J=2J．答：（1）线框不动时，回路中的感应电动势为2.5V；（2）B0的取值范围为0.8T＜B0≤4T；（3）线框保持不动的时间内，电阻R上产生的热量Q的最大值是2J．　22/23