山东省济南市2023-2024学年高二下学期7月期末物理试题

高二物理试题 第1 页 (共8页) 绝密★启用并使用完毕前 2024年7月济南市高二期末学习质量检测 物 理 试 题 本试卷分选择题和非选择题两部分,共100分。考试时间90分钟。 注意事项: 1.答题前,考生将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置,认真核对条形码上的姓名、考生 号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。 2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑 色签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、 试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠、不破损。 一、单项选择题(本题共10个小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个选项符合题目 要求。) 1.碳循环理论认为像太阳这样中等大小的恒星是以碳为催化元素来实现聚变的。碳循环中有一 个步骤是放射性的氮-13衰变为碳-13,此过程的核反应方程为137N→136C+X,其中X为 A.01e B. 0 -1e C. 0 1n D. 0 1H 2.清澈幽深的泉水池底部,不断有气泡生成,气泡上升至水面后破裂。气泡在泉水中从泉池底 部上升至水面破裂前的过程中,若不考虑泉水温度的变化,下列判断正确的是 A.气泡内压强增大 B.气泡中的气体对外界做功 C.气泡放出热量 D.气泡匀速上升 3.2024年,中国科学院青藏高原研究所的科研人员利用矿物原位锂同位素分析法,在地幔中 发现了来自海洋的锂元素,为研究青藏高原地质历史时期不同圈层的相互作用提供了新思 路。已知锂的一种同位素的衰变方程为83Li→ 8 4Be+ 0 -1e,此核反应过程发生了质量亏损。则 下列说法中正确的是 A.此核反应从外界吸收能量 B.此核反应向外界放出能量 C.84Be核比 8 3Li核多一个核子 D. 8 4Be核比 8 3Li核少一个核子 高二物理试题 第2 页 (共8页) 4.如图所示,在酒精灯灯芯上撒一些食盐,灯焰能发出明亮的黄光。把铁丝圈在肥皂液中蘸一 下,使铁丝圈挂上一层薄薄的液膜,用酒精灯的黄光照射液膜,液膜反射的光能使我们看到 灯焰的像。下列关于液膜上灯焰像的形状可能正确的是 5.根据玻尔理论,氢原子的能级图如图甲所示。大量处于某一激发态的氢原子向低能级跃迁 时,发出的光通过玻璃三棱镜后分成如图乙所示的a、b、c、d 四条可见光束。已知可见光的 光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间,则c光为 A.第3能级向第1能级跃迁产生的 B.第4能级向第1能级跃迁产生的 C.第4能级向第2能级跃迁产生的 D.第5能级向第2能级跃迁产生的 6.如图所示为双缝干涉装置示意图,双缝到光屏的距离为 L,双缝的中垂线与光屏交于O 点。某种单色光照射到 双缝上,观察到光屏上O 处为第0级亮纹的中心位置, A 点为第2级亮条纹的中心位置,图中黑色表示亮条 纹。现将光屏缓慢向左平移 L 2 ,该过程中A 点由亮变 暗的次数为 A.4次 B.3次 C.2次 D.1次 7.图甲所示装置用以测量发生光电效应时的遏止电压。用同一入射光依次照射不同金属材料的 K 极,发生光电效应时分别测得对应的遏止电压,图乙为所测遏止电压UC 与金属材料逸出功 W 的关系。已知普朗克常量为h,则入射光的频 率为 A.ah B. b h C. a bh D. b ah 高二物理试题 第3 页 (共8页) 8.二氧化碳海洋封存技术能将二氧化碳封存在海底。研究发现,当水深超过2500 m时,二氧 化碳会变成近似固体的硬胶体。标准状况下二氧化碳气体的密度为ρ,二氧化碳的摩尔质 量为M,NA 表示阿伏伽德罗常数,二氧化碳分子可近似看作直径为D 的球体。则标准状 况下体积为V 的二氧化碳气体变成硬胶体后的体积为 A.4πρVD 3 3M NA B. 4πMVD3 3ρ NA C. πMVD3 6ρ NA D. πρVD3 6M NA 9.临床上常利用三棱镜矫正斜视。如图所示为两眼均向右斜视 患者的病因示意图,由于眼球向右倾斜,光线会聚焦在视网膜 一侧的P 点导致成像模糊。为使光线正常聚焦在视网膜上的 O 点,虚线框中矫正三棱镜的放置方式正确的是 10.如图甲所示,在均匀介质中同一平面内有A、B、C、D 四个点,AB=AD=3 m,BC=CD= 4 m,AC=5 m,O 为AC 的中点。在B、C、D 处有三个振幅和频率相同的横波波源,振幅 均为2 cm,振动方向均与平面ABCD 垂直。以三个波源同时起振的时刻为t=0时刻,O 处质点的振动图像如图乙所示,则A 处质点的振动图像为 高二物理试题 第4 页 (共8页) 二、多项选择题(本题共6个小题,每小题4分,共24分。每小题有多个选项符合题目要求,全 部选对得4分,选对但选不全的得2分,有错选或不答的得0分) 11.金属玻璃是由传统的金属晶体经过急冷处理制得的一种非晶体合金,下列说法正确的是 A.传统金属没有固定的熔点 B.金属玻璃内部的原子排列是规则的 C.金属玻璃的物理性质具有各向同性 D.晶体与非晶体在一定条件下可以相互转化 12.广州虎门大桥曾发生过一次异常振动,是由于气流旋涡给大桥施加一个周期性的力,从而 引起大桥的周期性振动。当作用在大桥上的力的周期变大时,下列说法正确的是 A.大桥振动的周期可能变小 B.大桥振动的周期一定变大 C.大桥振动的振幅可能减小 D.大桥振动的振幅一定增大 13.一定质量的理想气体经历a→b→c→d→a的变化过程,其压强p 与温度t的关系图像如图 所示,其中ad、bc与p 轴平行,ab与cd 平行,且 ab的延长线与横轴交点的横坐标为-273.15℃, cd 的延长线过原点,下列说法正确的是 A.a→b过程,气体的内能减小 B.b→c过程,气体分子的平均动能不变 C.c→d 过程,气体的体积不变 D.d→a 过程,气体的密度增大 14.建设大桥的过程中需要将重达千余吨的钢梁用钢索从水中吊起,为了探究在吊起钢梁过程 中钢索的拉力变化,某研究小组做了模拟实验:在始终保持钢板水平的情况下,将钢板用轻 绳从水下缓慢吊起,如图甲所示。在该过程中细绳拉力F 随时间t的变化情况如图乙所 示,下列说法正确的是 A.钢板在水面以下时的浮力约为2.0 N B.在吊起钢板的过程中,钢板所受的拉力始终大于钢板的重力 C.图乙中拉力F 最大能到38.5 N的原因是浮力消失 D.图乙中拉力F 最大能到38.5 N的原因是水分子与钢板分子之间存在引力 高二物理试题 第5 页 (共8页) 15.研究表明,光学介质的折射率不仅与介质材料有关,还与温度有关。某实验小组通过实验 探究了乙醇对某种单色光的折射率n 随温度t的变化关 系图像如图所示。该单色光在不同温度下的乙醇中传播 时,下列说法正确的是 A.温度高时的速度较大 B.温度高时的频率较大 C.温度高时的波长较大 D.温度高时光从乙醇进入空气发生全反射的临界角较大 16.如图所示为某简谐横波的波形图,实线为t1=0时的波形图,虚线为t2=2 s时的波形图。 下列说法正确的是 A.若波沿x轴正方向传播,波速v= 4n+1 2 m/s(n=0,1,2…) B.若波沿x轴负方向传播,波速v= 4n+1 2 m/s(n=0,1,2…) C.若波速为v=6.5 m/s,则波沿x 轴正方向传播 D.当波沿x 轴负方向传播且2T <t2-t1 <3T 时,波速v=4.5 m/s 三、非选择题(本题共6小题,共46分) 17.(6分)某实验小组利用如图所示的装置来探究一定质量的理想气体在保持温度不变的条 件下,气体压强与体积的关系。实验中气体的质量保持不变,气体的体积可从注射器壁上 的刻度直接读出,气体的压强由压强传感器精确测定。 (1)本实验中以下操作正确的是 ; A.要尽可能保持环境温度不变 B.实验过程中应快速推拉活塞 C.实验过程中要用手握紧注射器 D.实验前要在活塞与注射器壁间涂适量的润滑油 (2)实验时缓慢推动活塞逐渐减小气体的体积,记录多组注射器上的刻度数值V,以及相 应的压强传感器示数p,用计算机对数据进行拟合,做出p- 1 V 图像为一条过原点的直线,则 可以得到的实验结论为: ; (3)另一实验小组在缓慢推动活塞逐渐减小气体体积的实验过程中,记录4组注射器上的刻度 数值V,以及相应的压强传感器示数p,在采集第5组数据时,压强传感器的软管脱落,重新接上后 继续实验,又采集了4组数据,其余操作无误。该小组绘出的V- 1 p 关系图像应是 。 高二物理试题 第6 页 (共8页) 18.(6分)小明同学看到苹果树上结的果子在风的扰动下摆动,决定研究一下它摆动的周期。 如图所示,他找到两个质量均为m=150 g的苹果,穿在一根长为L=1 m较细的轻杆上, 苹果M 固定在中点处,苹果N 固定在端点处,将轻杆另一端悬挂起来,并让它做微小角度 的自由摆动,做成一个“苹果摆”。已知当地重力加速度g=9.8 m/s2。 (1)小明猜想,轻杆很轻,两苹果和轻杆组成系统的重心位于两苹果的连线中点处,可以将 “苹果摆”看做一个摆长为 3 4L 的单摆,若忽略空气阻力和一切摩擦,则其周期表达式为T= (用题中所给的字母表示); (2)小明用秒表测得“苹果摆”完成50次全振动的时间为91.5 s,已知π2 约等于9.8。由 此可判断“苹果摆”的等效摆长 (选填“大于”、“小于”或“等于”)34L ; (3)为了精确研究“苹果摆”的摆动情况,小明多次改变轻杆的长度L,但仍然保持苹果 N 固定在端点,苹果M 始终固定在轻杆的中点,测出对应的周期T,画出T2-L 图像如图乙所 示,计算得出此图线的斜率k=103 ,若忽略空气阻力和一切摩擦,则“苹果摆”的等效摆 长L'= L。 19.(6分)如图所示为某一玻璃棱镜的截面图,三角形ABC 的三个角分别为30°、60°、90°。某 一单色光从BC 边某点射入棱镜,入射光线与BC 边夹角为30°,折射光线恰好与AB 边平 行。求 (1)棱镜对该单色光的折射率; (2)该单色光从棱镜的出射方向与从BC 边入射方向的夹角。 高二物理试题 第7 页 (共8页) 20.(8分)某重型卡车在安全行驶过程中轮胎内气体压强p 的允许范围为5×105 Pa≤p≤ 1.15×106 Pa,轮胎内气体的温度会受到车速的影响,胎内气体温度t与车速v 关系如图所 示。该卡车在某次冬季行车前的安全检查中,测得每个轮胎内气体压强为p0=9×105 Pa, 温度为t0=-3℃。轮胎内气体可视为理想气体,忽略运行过程中轮胎体积的变化,热力学 温度和摄氏温度关系为T=t+273 K。求 (1)该卡车安全行驶时允许的最大速度; (2)该卡车以60 km/h的速度匀速运行时,其中一个轮胎因为缓慢漏气使得胎内气体压 强减小。设漏出的气体质量与原有气体质量之比为k,为保证行车安全,求k的最大值。 21.(9分)如图所示,足够大的光滑水平桌面上,劲度系数为k的轻弹簧一端固定在桌面左端, 另一端与小球A拴接,当弹簧处于原长时,小球A位于P 点。将小球A用细线跨过光滑 的定滑轮连接小球B,桌面上方的细线与桌面平行,此时小球A静止于O 点,A、B两小球 质量均为M。现将小球A移至P 点后由静止释放,当小球A向右运动至速度为零时剪断 细线,此时小球B未接触地面。已知弹簧振子的振动周期T=2π m k (m 为振子的质量, k为弹簧的劲度系数),弹簧的弹性势能Ep= 1 2kx 2(k 为弹簧的劲度系数,x 为弹簧的形 变量),重力加速度为g,空气阻力不计,弹簧始终在弹性限度内。求 (1)小球A从P 点由静止释放后瞬间的加速度大小a; (2)剪断细线前瞬间细线的张力大小F ; (3)从剪断细线开始计时,小球A第一次返回O 点所用的时间t。 高二物理试题 第8 页 (共8页) 22.(11分)索末菲继承并进一步发展了玻尔的氢原子理论,除了能成功解释氢原子光谱的实 验规律,还能解释类氢离子光谱的实验规律,对量子力学的发展起到了重要的促进作用。 按照两人的相关理论,氢原子或类氢离子中的电子绕原子核(可以看作静止)做匀速圆周运 动的轨道只可能是某些确定的轨道,如图所示,轨道序号从内到外分别是n=1,2,3,4… 。 当电子在不同轨道上运动时,氢原子或类氢离子具有不同的能量状态,轨道序号n=1时的 能量状态称为基态,轨道序号n≥2时的能量状态称为激发态,氢原子或类氢离子的能量 等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。理论证明,电荷量分 别为+q1和-q2的点电荷相距为r时,取无穷远处为电势能零点,此两电荷系统的电势能 的表达式为Ep=-k q1q2 r ,其中k=9.0×109 N·m2/C2。电子绕原子核(可看作静止)在 轨道序号为n 的轨道上做圆周运动时,其轨道周长为电子物质波波长(电子物质波波长λ 与其动量mvn 的关系为λ= h mvn )的n 倍。已知氢原子中电子绕原子核运动的最小半径 r1=0.053 nm,电子电量e=1.6×10-19 C,普朗克常数h=6.63×10-34 J·s,真空中的光 速c=3.0×108 m/s。 (1)氢原子处于基态时的电子的动能; (2)氢原子处于基态时的能量; (3)核外只有一个电子的一价氦离子(He+)是一种类氢离子,求该离子处于基态时的 能量; (4)大量处于基态的一价氦离子(He+)受到激发后到某一激发态,所形成的光谱中仅有一 条可见光的谱线,已知可见光光子能量的范围为1.62 eV~3.11 eV,求该可见光谱线对应的 波长。 2024年7月济南市高二期末学习质量检测参考答案 一、单项选择题 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 题号 A B B D C B D C 二、 多项选择题 答案 11 12 13 14 15 16 题号 CD BC BD AD ACD AC 三、非选择题 17.(6分) (1)AD………2分 (2)一定质量的理想气体在保持温度不变的情况下，压强与体积成反比…2分 18.(6分) 3L (1)π， …2分 (2)大于 ，■t9年”99。t”t▣t1▣tt191+ …2分 …2分 6 19.(6分) (1)n= sin60 =3 …2分 sin309 15 (2)光线射到AC边时，sin60°>sinC=二= 光线在AC边发生全反射。…2分 由几何关系可知，光线反射到AB边时的入射角为30 h、 sin0 =3……l分 sin30° 解得：0=60°】 即光线从AB边的出射角为60 故单色光入射方向与从BC边出射方向的夹角为60°……………1分 20.(8分) (1) …2分 解得：T=345K 即1=72℃ 有温度与车速的关系可知：1=0.5v+30. 0。。4…:44▣e4▣44▣4404404“444444444440444441444t9f 代入1=72℃，可得v=84km/h.… 1分 (2)v=60km/h时，T=333K =2 T。T2 …1分 解得P2=1.11x10Pa %及北 …1分 TR 漏气之后： %spn上 TR k=-h=凸-pn=61 几2 P2 111 小小…2分 21.(9分) (1)对A: F'=Ma 1分 对B: Mg-F'=Ma …1分 解得： 9 …1分 2 (2)当小球A处于O点，A、B平衡时 k△r=Mg 或者：小球A从P点运动，向右减速到零的过程中 2三g式mooo 对A:G-F=Ma 对B:F-Mg=Ma 小小…1分 联立解得： f_3/g 2 (3)当细线断裂后，新弹簧振子的平衡位置在P点，当小球A回到O点时，路程为一振幅，因此时间 为 MπM …3分 6 22.(11分) (1) ke mvi 2 …】分 he? E-2m …1分 2r E1=13.58eV…1分 2)E=e E=Epl+E=- ke -=-13.58V…1分 2r (3)设一价氨离子(He)的原子核带电量为Q,处于序号为n的轨道时 k⑨e_m 2πrn=n h va …1分 n2h2 解得：.=4r2mkQe E.-1mv -KQe 2 2r Ens、ge E,-Em+Eu=-kQe=_2r'mk'O'e ……2分 2 n2h2 一价氮离子(He*)原子核电量为Q=2e,类比以上分析可知，一价氨离子(He*)系统基态的能量为 氢原子基态能量的4倍，即一价氦离子(He*)的基态能量为 E=-13.58eV×4=-54.32eV …1分 (4)一价氯离子(H)的处于不同能量态时的能量分别为： E=-54.32cV E,=-13.58eV E,=-6.04eV E4=-3.40eV E,=-2.18eV E。=-l.51eV 要能观察到可见光范围内的光谱线，发生跃迁的两能级的能量之差应在可见光的能量范围为1.63V~ 3.10心V,要仅能观察到一条可见光范围内的光谱线，由上述一价氦离子(H)的能级分布可知，可将一 价氦离子(H*)激发到第4或者第5能级，从第4能级跃迁到第3能级发出的光符合要求。 △E=E,-E3=2.64eV…1分 △E=h……4………1s分 解得：元=4.72×10m=472nm…1分