2023-2024學年山東省濟南市高二下學期7月期末考試物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE12024年7月濟南市高二期末學習質量檢測物理試題本試卷分選擇題和非選擇題兩部分，共100分。考試時間90分鐘。注意事項：1．答題前，考生將自己的姓名、考生號、座號填寫在相應位置，認真核對條形碼上的姓名、考生號和座號，并將條形碼粘貼在指定位置上。2．選擇題〖答案〗必須使用2B鉛筆（按填涂樣例）正確填涂；非選擇題〖答案〗必須使用0.5毫米黑色簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3．請按照題號在答題卡各題目的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫的〖答案〗無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。保持卡面清潔，不折疊、不破損。一、單項選擇題（本題共10個小題，每小題3分，共30分。每小題只有一個選項符合題目要求。）1.碳循環(huán)理論認為像太陽這樣中等大小的恒星是以碳為催化元素來實現(xiàn)聚變的。碳循環(huán)中有一個步驟是放射性的氮—13衰變?yōu)樘肌?3，此過程的核反應方程為，其中X為（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗根據(jù)質量數(shù)與電荷數(shù)守恒有13-13=0，7-6=1可知，X的質量數(shù)為0，電荷數(shù)為1，即X為正電子，即X為。故選A。2.清澈幽深的泉水池底部，不斷有氣泡生成，氣泡上升至水面后破裂。氣泡在泉水中從泉池底部上升至水面破裂前的過程中，若不考慮泉水溫度的變化，下列判斷正確的是（）A.氣泡內壓強增大 B.氣泡中的氣體對外界做功C.氣泡放出熱量 D.氣泡勻速上升〖答案〗B〖解析〗ABC．氣泡在泉水中從泉池底部上升至水面破裂前的過程中，根據(jù)可知氣泡內壓強減??；不考慮泉水溫度的變化，根據(jù)玻意耳定律可知氣泡體積變大，則氣泡中的氣體對外界做功；由于溫度不變，則氣泡中的氣體內能不變，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣泡吸收熱量，故AC錯誤，B正確；D．由于氣泡體積變大，可知氣泡受到的浮力變大，所以氣泡加速上升，故D錯誤。故選B。3.2024年，中國科學院青藏高原研究所的科研人員利用礦物原位鋰同位素分析法，在地幔中發(fā)現(xiàn)了來自海洋的鋰元素，為研究青藏高原地質歷史時期不同圈層的相互作用提供了新思路。已知鋰的一種同位素的衰變方程為，此核反應過程發(fā)生了質量虧損。則下列說法中正確的是（）A.此核反應從外界吸收能量 B.此核反應向外界放出能量C.核比核多一個核子 D.核比核少一個核子〖答案〗B〖解析〗AB．此核反應過程發(fā)生了質量虧損，根據(jù)質能方程可知，此核反應向外界放出能量，故A錯誤，B正確；CD．核子數(shù)目等于質量數(shù)，核與核的質量數(shù)均為8，即核與核的核子數(shù)相等，故CD錯誤。故選B。4.如圖所示，在酒精燈燈芯上撒一些食鹽，燈焰能發(fā)出明亮的黃光。把鐵絲圈在肥皂液中蘸一下，使鐵絲圈掛上一層薄薄的液膜，用酒精燈的黃光照射液膜，液膜反射的光能使我們看到燈焰的像。下列關于液膜上燈焰像的形狀可能正確的是（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗由于重力作用，同一水平面液膜厚度相同，且上薄下厚，可知在較薄的區(qū)域，光程差增加的緩慢，較厚的區(qū)域，光程差增大的較快，所以呈現(xiàn)上疏下密的水平條紋。故選A。5.根據(jù)玻爾理論，氫原子的能級圖如圖甲所示。大量處于某一激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，發(fā)出的光通過玻璃三棱鏡后分成如圖乙所示的a、b、c、d四條可見光束。已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間，則c光為（）A.第3能級向第1能級躍遷產(chǎn)生的 B.第4能級向第1能級躍遷產(chǎn)生的C.第4能級向第2能級躍遷產(chǎn)生的 D.第5能級向第2能級躍遷產(chǎn)生的〖答案〗D〖解析〗AB．根據(jù)玻耳原子模型理論，依題意，因光子能量在1.62eV到3.11eV之間，不可能任何一個較高能級向第1能級躍遷而產(chǎn)生，因為從第2能級到第1能級輻射的光子能量最低，為10.2eV。故AB錯誤；CD．結合前面分析，因光子能量在1.62eV到3.11eV之間，也不可能是更高能級向第3能級躍遷產(chǎn)生的，因為輻射的最高能量為1.51eV，所以一定是從較高能級向第2能級躍遷時產(chǎn)生的。根據(jù)玻耳理論，第7能級向第2能級躍遷輻射光子的能量大于3.11eV，所以a、b、c、d四條光束只能是第6、5、4、3能級向第2能級躍遷輻射產(chǎn)生，且輻射光子能量依次減?。籥、b、c、d四條可見光通過三棱鏡，根據(jù)偏折程度可知，d光光子能量最大，c光光子能量第二，所以c光為第5能級向第2能級躍遷產(chǎn)生的。故D正確；C錯誤。故選D。6.如圖所示為雙縫干涉裝置示意圖，雙縫到光屏的距離為L，雙縫的中垂線與光屏交于O點。某種單色光照射到雙縫上，觀察到光屏上O處為第0級亮紋的中心位置，A點為第2級亮條紋的中心位置，圖中黑色表示亮條紋。現(xiàn)將光屏緩慢向左平移，該過程中A點由亮變暗的次數(shù)為（）A.4次 B.3次 C.2次 D.1次〖答案〗C〖解析〗根據(jù)干涉條紋間距公式有令A到O的間距為h，則有光屏緩慢向左平移，則有解得故選C。7.圖甲所示裝置用以測量發(fā)生光電效應時的遏止電壓。用同一入射光依次照射不同金屬材料的K極，發(fā)生光電效應時分別測得對應的遏止電壓，圖乙為所測遏止電壓與金屬材料逸出功W的關系。已知普朗克常量為h，則入射光的頻率為（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗根據(jù)光電效應方程與遏止電壓的規(guī)律有，解得結合圖像有，解得8.二氧化碳海洋封存技術能將二氧化碳封存在海底。研究發(fā)現(xiàn)，當水深超過2500m時，二氧化碳會變成近似固體的硬膠體。標準狀況下二氧化碳氣體的密度為，二氧化碳的摩爾質量為M，表示阿伏伽德羅常數(shù)，二氧化碳分子可近似看作直徑為D的球體。則標準狀況下體積為V的二氧化碳氣體變成硬膠體后的體積為（）A. B.C. D.〖答案〗D〖解析〗標準狀況下體積為V的二氧化碳氣體的質量二氧化碳的分子數(shù)為二氧化碳氣體變成硬膠體后，硬膠體的體積為解得故選D。9.臨床上常利用三棱鏡矯正斜視。如圖所示為兩眼均向右斜視患者的病因示意圖，由于眼球向右傾斜，光線會聚焦在視網(wǎng)膜一側的P點導致成像模糊。為使光線正常聚焦在視網(wǎng)膜上的O點，虛線框中矯正三棱鏡的放置方式正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗為使光線正常聚焦在視網(wǎng)膜上的O點，射向兩眼的光線都需要向左偏折；根據(jù)光線通過三棱鏡后向底邊偏折的特點，可知虛線框中矯正三棱鏡的放置方式正確的是左邊是三棱鏡的底邊，故C正確，ABD錯誤。故選C。10.如圖甲所示，在均勻介質中同一平面內有A、B、C、D四個點，，，，O為AC的中點。在B、C、D處有三個振幅和頻率相同的橫波波源，振幅均為2cm，振動方向均與平面ABCD垂直。以三個波源同時起振的時刻為時刻，O處質點的振動圖像如圖乙所示，則A處質點的振動圖像為（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗和均是直角三角形由圖乙知，O處質點開始振動，所以波速周期波長根據(jù)乙圖O處的質點振幅為可知三處的波源起振方向相同，A距離B、D處波源最近，距離為3m，故波源B、D處的橫波最先傳播到A處，需要時間為即3s時A處質點開始振動，波源C處的橫波傳播到A處需要時間為即B、D處的橫波傳播到A處發(fā)生干涉后振動的時間為振幅為等到C處的橫波傳播到A處，A處質點已經(jīng)振動半個周期，即波源C處的橫波傳到A處時與前兩個振動反相，干涉后的振幅為故選C。二、多項選擇題（本題共6個小題，每小題4分，共24分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對得4分，選對但選不全的得2分，有錯選或不答的得0分）11.金屬玻璃是由傳統(tǒng)的金屬晶體經(jīng)過急冷處理制得的一種非晶體合金，下列說法正確的是（）A.傳統(tǒng)金屬沒有固定的熔點 B.金屬玻璃內部的原子排列是規(guī)則的C.金屬玻璃的物理性質具有各向同性 D.晶體與非晶體在一定條件下可以相互轉化〖答案〗CD〖解析〗A．傳統(tǒng)金屬是多晶體，有固定的熔點。故A錯誤；B．金屬玻璃是非晶體，內部的原子排列是不規(guī)則的。故B錯誤；C．金屬玻璃是非晶體，它的物理性質具有各向同性。故C正確；D．晶體與非晶體在一定條件下可以相互轉化。故D正確。故選CD。12.廣州虎門大橋曾發(fā)生過一次異常振動，是由于氣流旋渦給大橋施加一個周期性的力，從而引起大橋的周期性振動。當作用在大橋上的力的周期變大時，下列說法正確的是（）A.大橋振動的周期可能變小 B.大橋振動的周期一定變大C.大橋振動的振幅可能減小 D.大橋振動的振幅一定增大〖答案〗BC〖解析〗AB．由于氣流旋渦給大橋施加一個周期性的力，從而引起大橋的周期性振動，可知大橋做受迫振動，周期等于驅動力的周期，所以當作用在大橋上的力的周期變大時，大橋振動的周期一定變大，故A錯誤，B正確；CD．大橋做受迫振動，當驅動力周期等于大橋振動的固有周期時，大橋振動的振幅最大；由于不清楚大橋的固有周期，所以當作用在大橋上的力的周期變大時，大橋振動的振幅可能減小，也可能增大，故C正確，D錯誤。故選BC。13.一定質量的理想氣體經(jīng)歷a→b→c→d→a的變化過程，其壓強p與溫度t的關系圖像如圖所示，其中ad、bc與p軸平行，ab與cd平行，且ab的延長線與橫軸交點的橫坐標為-273.15℃，cd的延長線過原點，下列說法正確的是（）A.a→b過程，氣體的內能減小B.b→c過程，氣體分子的平均動能不變C.c→d過程，氣體體積不變D.d→a過程，氣體的密度增大〖答案〗BD〖解析〗A．a(chǎn)→b過程，溫度升高，氣體的內能增加，故A錯誤；B．b→c過程，氣體溫度不變，則氣體分子的平均動能不變，故B正確；C．由理想氣體狀態(tài)方程有由于cd的延長線過原點，令斜率為k，則有解得可知，c→d過程，隨溫度的降低，氣體的體積增大，故C錯誤；D．d→a過程，氣體溫度不變，壓強增大，根據(jù)玻意耳定律可知，氣體體積減小，則氣體的密度增大，故D正確。故選BD。14.建設大橋的過程中需要將重達千余噸的鋼梁用鋼索從水中吊起，為了探究在吊起鋼梁過程中鋼索的拉力變化，某研究小組做了模擬實驗：在始終保持鋼板水平的情況下，將鋼板用輕繩從水下緩慢吊起，如圖甲所示。在該過程中細繩拉力F隨時間t的變化情況如圖乙所示，下列說法正確的是（）A.鋼板在水面以下時的浮力約為2.0NB.在吊起鋼板的過程中，鋼板所受的拉力始終大于鋼板的重力C.圖乙中拉力F最大能到38.5N的原因是浮力消失D.圖乙中拉力F最大能到38.5N的原因是水分子與鋼板分子之間存在引力〖答案〗AD〖解析〗A．完全拉出水面時，拉力等于重力，拉力不在發(fā)生變化，可知鋼板重力鋼板在水面以下時的浮力故A正確；B．由圖知，在吊起鋼板的過程中，鋼板所受的拉力不始終大于鋼板的重力，故B錯誤；CD．分子間存在引力和斥力，隨著分子間距離增大，分子間表現(xiàn)為引力，圖乙中拉力F最大能到38.5N的原因是水分子與鋼板分子之間存在引力，故C錯誤，D正確。故選AD。15.研究表明，光學介質的折射率不僅與介質材料有關，還與溫度有關。某實驗小組通過實驗探究了乙醇對某種單色光的折射率n隨溫度t的變化關系圖像如圖所示。該單色光在不同溫度下的乙醇中傳播時，下列說法正確的是（）A.溫度高時的速度較大B.溫度高時的頻率較大C.溫度高時的波長較大D.溫度高時光從乙醇進入空氣發(fā)生全反射的臨界角較大〖答案〗ACD〖解析〗A．由題圖可知，溫度越高，折射率越小，由可知，溫度高時的速度較大，故A正確；B．光在介質中傳播時頻率不變，即光的頻率與折射率無關，即與溫度無關，因此溫度高時頻率不變，故B錯誤；C．由波長公式可知，溫度高時的速度較大，周期和頻率不變，則波長較大，故C正確；D．溫度高時折射率較小，由臨界角公式可知，溫度高時光從乙醇進入空氣發(fā)生全反射的臨界角較大，故D正確。故選ACD。16.如圖所示為某簡諧橫波的波形圖，實線為時的波形圖，虛線為時的波形圖。下列說法正確的是（）A若波沿x軸正方向傳播，波速（n=0，1，2…）B.若波沿x軸負方向傳播，波速（n=0，1，2…）C.若波速為，則波沿x軸正方向傳播D.當波沿x軸負方向傳播且時，波速〖答案〗AC〖解析〗A．若波沿x軸正方向傳播，則內波傳播的距離（n=0，1，2…）則波速為解得（n=0，1，2…）故A正確；B．若波沿x軸負方向傳播，則內波傳播的距離（n=0，1，2…）則波速為解得（n=0，1，2…）故B錯誤；C．若波速為，結合上述，假設波沿x軸正方向傳播，則有解得假設成立；假設波沿x軸負方向傳播，則有解得假設不成立，可知，若波速為，則波沿x軸正方向傳播，故C正確；D．結合上述，當波沿x軸負方向傳播時有（n=0，1，2…）若波速，則有解得可知，當波沿x軸負方向傳播，波速不可能等于，故D錯誤。故選AC。三、非選擇題（本題共6小題，共46分）17.某實驗小組利用如圖所示的裝置來探究一定質量的理想氣體在保持溫度不變的條件下，氣體壓強與體積的關系。實驗中氣體的質量保持不變，氣體的體積可從注射器壁上的刻度直接讀出，氣體的壓強由壓強傳感器精確測定。（1）本實驗中以下操作正確的是（）A.要盡可能保持環(huán)境溫度不變 B.實驗過程中應快速推拉活塞C.實驗過程中要用手握緊注射器 D.實驗前要在活塞與注射器壁間涂適量的潤滑油（2）實驗時緩慢推動活塞逐漸減小氣體的體積，記錄多組注射器上的刻度數(shù)值V，以及相應的壓強傳感器示數(shù)p，用計算機對數(shù)據(jù)進行擬合，做出圖像為一條過原點的直線，則可以得到的實驗結論為：___________；（3）另一實驗小組在緩慢推動活塞逐漸減小氣體體積的實驗過程中，記錄4組注射器上的刻度數(shù)值V，以及相應的壓強傳感器示數(shù)p，在采集第5組數(shù)據(jù)時，壓強傳感器的軟管脫落，重新接上后繼續(xù)實驗，又采集了4組數(shù)據(jù)，其余操作無誤。該小組繪出的關系圖像應是___________。A. B. C. D.〖答案〗（1）AD（2）在溫度不變的情況下，氣體壓強與體積成反比（3）B〖解析〗【小問1詳析】[1]A．為了探究氣體壓強與體積的關系，要盡可能保持環(huán)境溫度不變，故A正確；B．若急速推拉活塞，則有可能造成漏氣和等溫條件的不滿足，所以應緩慢推拉活塞，故B錯誤；C．實驗過程中要用手握緊注射器可能導致活塞造成溫度變化，故C錯誤；D．為防止漏氣，實驗前要在活塞與注射器壁間涂適量的潤滑油，故D正確。故選AD?！拘?詳析】[2]在溫度不變的情況下，氣體壓強與體積成反比?！拘?詳析】[3]軟管脫落后，氣體向外漏出，p的測量值偏小，相應的橫坐標偏大，又因為是成正比的，要過原點。故選B。18.小明同學看到蘋果樹上結的果子在風的擾動下擺動，決定研究一下它擺動的周期。如圖所示，他找到兩個質量均為的蘋果，穿在一根長為較細的輕桿上，蘋果M固定在中點處，蘋果N固定在端點處，將輕桿另一端懸掛起來，并讓它做微小角度的自由擺動，做成一個“蘋果擺”。已知當?shù)刂亓铀俣?。?）小明猜想，輕桿很輕，兩蘋果和輕桿組成系統(tǒng)的重心位于兩蘋果的連線中點處，可以將“蘋果擺”看做一個擺長為的單擺，若忽略空氣阻力和一切摩擦，則其周期表達式為T=________（用題中所給的字母表示）；（2）小明用秒表測得“蘋果擺”完成50次全振動的時間為91.5s，已知約等于9.8。由此可判斷“蘋果擺”的等效擺長________（選填“大于”、“小于”或“等于”）；（3）為了精確研究“蘋果擺”的擺動情況，小明多次改變輕桿的長度L，但仍然保持蘋果N固定在端點，蘋果M始終固定在輕桿的中點，測出對應的周期T，畫出圖像如圖乙所示，計算得出此圖線的斜率，若忽略空氣阻力和一切摩擦，則“蘋果擺”的等效擺長________L。〖答案〗（1）（2）大于（3）〖解析〗【小問1詳析】將“蘋果擺”看做一個擺長為的單擺，若忽略空氣阻力和一切摩擦，由周期公式可得，其周期表達式為小問2詳析】用秒表測得“蘋果擺”完成50次全振動的時間為91.5s，可知周期為由周期公式可得

又有可知“蘋果擺”的等效擺長大于。【小問3詳析】由圖乙可得可得由周期公式可得等效擺長19.如圖所示為某一玻璃棱鏡的截面圖，三角形ABC的三個角分別為30°、60°、90°。某一單色光從BC邊某點射入棱鏡，入射光線與BC邊夾角為30°，折射光線恰好與AB邊平行。求：（1）棱鏡對該單色光的折射率；（2）該單色光從棱鏡的出射方向與從BC邊入射方向的夾角?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）由于折射光線與AB邊平行，則折射角有題知，入射角根據(jù)折射率公式（2）根據(jù)折射率與臨界角的關系光射到AC面時則光線在AC邊發(fā)生全反射，光射到AB面時，由幾何關系可得所以可以在AB面射出，根據(jù)可得與AC面平行，所以該單色光從棱鏡的出射方向與從BC邊入射方向的夾角為20.某重型卡車在安全行駛過程中輪胎內氣體壓強p的允許范圍為，輪胎內氣體的溫度會受到車速的影響，胎內氣體溫度t與車速v關系如圖所示。該卡車在某次冬季行車前的安全檢查中，測得每個輪胎內氣體壓強為，溫度為。輪胎內氣體可視為理想氣體，忽略運行過程中輪胎體積的變化，熱力學溫度和攝氏溫度關系為。求：（1）該卡車安全行駛時允許的最大速度；（2）該卡車以60km/h的速度勻速運行時，其中一個輪胎因為緩慢漏氣使得胎內氣體壓強減小。設漏出的氣體質量與原有氣體質量之比為k，為保證行車安全，求k的最大值?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）依題意，輪胎內的理想氣體為等容變化?？傻媒獾糜蓤D像可知聯(lián)立，可得（2）速度為60km/h時，輪胎溫度為假設輪胎沒有漏氣，根據(jù)等容變化解得假設漏到外界的氣體的溫度和壓強與漏氣后輪胎中氣體的溫度和壓強是一樣的，設定輪胎的體積為V，漏到外界的氣體體積是，根據(jù)等溫膨脹過程，有解得比值解得21.如圖所示，足夠大的光滑水平桌面上，勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在桌面左端，另一端與小球A拴接，當彈簧處于原長時，小球A位于P點。將小球A用細線跨過光滑的定滑輪連接小球B，桌面上方的細線與桌面平行，此時小球A靜止于O點，A、B兩小球質量均為M?，F(xiàn)將小球A移至P點后由靜止釋放，當小球A向右運動至速度為零時剪斷細線，此時小球B未接觸地面。已知彈簧振子的振動周期（m為振子的質量，k為彈簧的勁度系數(shù)），彈簧的彈性勢能（k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量），重力加速度為g，空氣阻力不計，彈簧始終在彈性限度內。求（1）小球A從P點由靜止釋放后瞬間的加速度大小a；（2）剪斷細線前瞬間細線的張力大小F；（3）從剪斷細線開始計時，小球A第一次返回O點所用的時間t。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）小球A從P點由靜止釋放后瞬間彈簧彈力為零，設細線拉力大小為，小球A的加速度大小為，對小球A，由牛頓第二定律得對小球B由牛頓第二定律得解得（2）小球A靜止于O點平衡時A、B組成的簡諧振動中，振幅為由對稱性，小球A向右運動至最遠點時，對A有對B有解得（3）細線斷裂后A球單獨做簡諧振動，振幅變?yōu)閯tA球單獨做簡諧振動的振動方程為當小球A第一次返回O點時，有解得22.索末菲繼承并進一步發(fā)展了玻爾的氫原子理論，除了能成功解釋氫原子光譜的實驗規(guī)律，還能解釋類氫離子光譜的實驗規(guī)律，對量子力學的發(fā)展起到了重要的促進作用。按照兩人的相關理論，氫原子或類氫離子中的電子繞原子核（可以看作靜止）做勻速圓周運動的軌道只可能是某些確定的軌道，如圖所示，軌道序號從內到外分別是。當電子在不同軌道上運動時，氫原子或類氫離子具有不同的能量狀態(tài)，軌道序號時的能量狀態(tài)稱為基態(tài)，軌道序號時的能量狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)，氫原子或類氫離子的能量等于電子繞原子核運動的動能、電子與原子核系統(tǒng)的電勢能的總和。理論證明，電荷量分別為和的點電荷相距為r時，取無窮遠處為電勢能零點，此兩電荷系統(tǒng)的電勢能的表達式為，其中。電子繞原子核（可看作靜止）在軌道序號為n的軌道上做圓周運動時，其軌道周長為電子物質波波長（電子物質波波長λ與其動量的關系為）的n倍。已知氫原子中電子繞原子核運動的最小半徑，電子電量，普朗克常數(shù)，真空中的光速。（1）氫原子處于基態(tài)時的電子的動能；（2）氫原子處于基態(tài)時的能量；（3）核外只有一個電子的一價氦離子（）是一種類氫離子，求該離子處于基態(tài)時的能量；（4）大量處于基態(tài)的一價氦離子（）受到激發(fā)后到某一激發(fā)態(tài)，所形成的光譜中僅有一條可見光的譜線，已知可見光光子能量的范圍為1.62eV~3.11eV，求該可見光譜線對應的波長。〖答案〗（1）13.58eV；（2）-13.58eV；（3）-54.32eV；（4）472nm〖解析〗（1）根據(jù)解得帶入數(shù)據(jù)可得（2）氫原子處于基態(tài)時的電勢能總能量（3）設一價氦粒子（）原子核帶電量為Q，處于序號為n的軌道時由題意可知解得電子的動能電勢能總能量一價氦粒子（）原子核電量為Q=2e,類比以上分析可知，一價氦粒子（）系統(tǒng)基態(tài)的能量為氫原子基態(tài)能量的4倍，即一價氦粒子（）基態(tài)能量為（4）一價氦粒子（）處于不同能量狀態(tài)時的能量為分別為：要能觀察到可見光范圍的光譜線，發(fā)生躍遷的兩能級的能量之差應該在可見光的能量范圍1.63eV~3.10eV，要僅能觀察到一條可見光范圍內的光譜線，由上述一價氦粒子（）的能級分布可知，可將一價氦粒子（）激發(fā)到第4或者第5能級，從第4能級躍遷到第3能級發(fā)出的光符合要求。則解得2024年7月濟南市高二期末學習質量檢測物理試題本試卷分選擇題和非選擇題兩部分，共100分?？荚嚂r間90分鐘。注意事項：1．答題前，考生將自己的姓名、考生號、座號填寫在相應位置，認真核對條形碼上的姓名、考生號和座號，并將條形碼粘貼在指定位置上。2．選擇題〖答案〗必須使用2B鉛筆（按填涂樣例）正確填涂；非選擇題〖答案〗必須使用0.5毫米黑色簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3．請按照題號在答題卡各題目的答題區(qū)域內作答，超出答題區(qū)域書寫的〖答案〗無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。保持卡面清潔，不折疊、不破損。一、單項選擇題（本題共10個小題，每小題3分，共30分。每小題只有一個選項符合題目要求。）1.碳循環(huán)理論認為像太陽這樣中等大小的恒星是以碳為催化元素來實現(xiàn)聚變的。碳循環(huán)中有一個步驟是放射性的氮—13衰變?yōu)樘肌?3，此過程的核反應方程為，其中X為（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗根據(jù)質量數(shù)與電荷數(shù)守恒有13-13=0，7-6=1可知，X的質量數(shù)為0，電荷數(shù)為1，即X為正電子，即X為。故選A。2.清澈幽深的泉水池底部，不斷有氣泡生成，氣泡上升至水面后破裂。氣泡在泉水中從泉池底部上升至水面破裂前的過程中，若不考慮泉水溫度的變化，下列判斷正確的是（）A.氣泡內壓強增大 B.氣泡中的氣體對外界做功C.氣泡放出熱量 D.氣泡勻速上升〖答案〗B〖解析〗ABC．氣泡在泉水中從泉池底部上升至水面破裂前的過程中，根據(jù)可知氣泡內壓強減??；不考慮泉水溫度的變化，根據(jù)玻意耳定律可知氣泡體積變大，則氣泡中的氣體對外界做功；由于溫度不變，則氣泡中的氣體內能不變，根據(jù)熱力學第一定律可知，氣泡吸收熱量，故AC錯誤，B正確；D．由于氣泡體積變大，可知氣泡受到的浮力變大，所以氣泡加速上升，故D錯誤。故選B。3.2024年，中國科學院青藏高原研究所的科研人員利用礦物原位鋰同位素分析法，在地幔中發(fā)現(xiàn)了來自海洋的鋰元素，為研究青藏高原地質歷史時期不同圈層的相互作用提供了新思路。已知鋰的一種同位素的衰變方程為，此核反應過程發(fā)生了質量虧損。則下列說法中正確的是（）A.此核反應從外界吸收能量 B.此核反應向外界放出能量C.核比核多一個核子 D.核比核少一個核子〖答案〗B〖解析〗AB．此核反應過程發(fā)生了質量虧損，根據(jù)質能方程可知，此核反應向外界放出能量，故A錯誤，B正確；CD．核子數(shù)目等于質量數(shù)，核與核的質量數(shù)均為8，即核與核的核子數(shù)相等，故CD錯誤。故選B。4.如圖所示，在酒精燈燈芯上撒一些食鹽，燈焰能發(fā)出明亮的黃光。把鐵絲圈在肥皂液中蘸一下，使鐵絲圈掛上一層薄薄的液膜，用酒精燈的黃光照射液膜，液膜反射的光能使我們看到燈焰的像。下列關于液膜上燈焰像的形狀可能正確的是（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗由于重力作用，同一水平面液膜厚度相同，且上薄下厚，可知在較薄的區(qū)域，光程差增加的緩慢，較厚的區(qū)域，光程差增大的較快，所以呈現(xiàn)上疏下密的水平條紋。故選A。5.根據(jù)玻爾理論，氫原子的能級圖如圖甲所示。大量處于某一激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，發(fā)出的光通過玻璃三棱鏡后分成如圖乙所示的a、b、c、d四條可見光束。已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間，則c光為（）A.第3能級向第1能級躍遷產(chǎn)生的 B.第4能級向第1能級躍遷產(chǎn)生的C.第4能級向第2能級躍遷產(chǎn)生的 D.第5能級向第2能級躍遷產(chǎn)生的〖答案〗D〖解析〗AB．根據(jù)玻耳原子模型理論，依題意，因光子能量在1.62eV到3.11eV之間，不可能任何一個較高能級向第1能級躍遷而產(chǎn)生，因為從第2能級到第1能級輻射的光子能量最低，為10.2eV。故AB錯誤；CD．結合前面分析，因光子能量在1.62eV到3.11eV之間，也不可能是更高能級向第3能級躍遷產(chǎn)生的，因為輻射的最高能量為1.51eV，所以一定是從較高能級向第2能級躍遷時產(chǎn)生的。根據(jù)玻耳理論，第7能級向第2能級躍遷輻射光子的能量大于3.11eV，所以a、b、c、d四條光束只能是第6、5、4、3能級向第2能級躍遷輻射產(chǎn)生，且輻射光子能量依次減??；a、b、c、d四條可見光通過三棱鏡，根據(jù)偏折程度可知，d光光子能量最大，c光光子能量第二，所以c光為第5能級向第2能級躍遷產(chǎn)生的。故D正確；C錯誤。故選D。6.如圖所示為雙縫干涉裝置示意圖，雙縫到光屏的距離為L，雙縫的中垂線與光屏交于O點。某種單色光照射到雙縫上，觀察到光屏上O處為第0級亮紋的中心位置，A點為第2級亮條紋的中心位置，圖中黑色表示亮條紋?，F(xiàn)將光屏緩慢向左平移，該過程中A點由亮變暗的次數(shù)為（）A.4次 B.3次 C.2次 D.1次〖答案〗C〖解析〗根據(jù)干涉條紋間距公式有令A到O的間距為h，則有光屏緩慢向左平移，則有解得故選C。7.圖甲所示裝置用以測量發(fā)生光電效應時的遏止電壓。用同一入射光依次照射不同金屬材料的K極，發(fā)生光電效應時分別測得對應的遏止電壓，圖乙為所測遏止電壓與金屬材料逸出功W的關系。已知普朗克常量為h，則入射光的頻率為（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗根據(jù)光電效應方程與遏止電壓的規(guī)律有，解得結合圖像有，解得8.二氧化碳海洋封存技術能將二氧化碳封存在海底。研究發(fā)現(xiàn)，當水深超過2500m時，二氧化碳會變成近似固體的硬膠體。標準狀況下二氧化碳氣體的密度為，二氧化碳的摩爾質量為M，表示阿伏伽德羅常數(shù)，二氧化碳分子可近似看作直徑為D的球體。則標準狀況下體積為V的二氧化碳氣體變成硬膠體后的體積為（）A. B.C. D.〖答案〗D〖解析〗標準狀況下體積為V的二氧化碳氣體的質量二氧化碳的分子數(shù)為二氧化碳氣體變成硬膠體后，硬膠體的體積為解得故選D。9.臨床上常利用三棱鏡矯正斜視。如圖所示為兩眼均向右斜視患者的病因示意圖，由于眼球向右傾斜，光線會聚焦在視網(wǎng)膜一側的P點導致成像模糊。為使光線正常聚焦在視網(wǎng)膜上的O點，虛線框中矯正三棱鏡的放置方式正確的是（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗為使光線正常聚焦在視網(wǎng)膜上的O點，射向兩眼的光線都需要向左偏折；根據(jù)光線通過三棱鏡后向底邊偏折的特點，可知虛線框中矯正三棱鏡的放置方式正確的是左邊是三棱鏡的底邊，故C正確，ABD錯誤。故選C。10.如圖甲所示，在均勻介質中同一平面內有A、B、C、D四個點，，，，O為AC的中點。在B、C、D處有三個振幅和頻率相同的橫波波源，振幅均為2cm，振動方向均與平面ABCD垂直。以三個波源同時起振的時刻為時刻，O處質點的振動圖像如圖乙所示，則A處質點的振動圖像為（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗和均是直角三角形由圖乙知，O處質點開始振動，所以波速周期波長根據(jù)乙圖O處的質點振幅為可知三處的波源起振方向相同，A距離B、D處波源最近，距離為3m，故波源B、D處的橫波最先傳播到A處，需要時間為即3s時A處質點開始振動，波源C處的橫波傳播到A處需要時間為即B、D處的橫波傳播到A處發(fā)生干涉后振動的時間為振幅為等到C處的橫波傳播到A處，A處質點已經(jīng)振動半個周期，即波源C處的橫波傳到A處時與前兩個振動反相，干涉后的振幅為故選C。二、多項選擇題（本題共6個小題，每小題4分，共24分。每小題有多個選項符合題目要求，全部選對得4分，選對但選不全的得2分，有錯選或不答的得0分）11.金屬玻璃是由傳統(tǒng)的金屬晶體經(jīng)過急冷處理制得的一種非晶體合金，下列說法正確的是（）A.傳統(tǒng)金屬沒有固定的熔點 B.金屬玻璃內部的原子排列是規(guī)則的C.金屬玻璃的物理性質具有各向同性 D.晶體與非晶體在一定條件下可以相互轉化〖答案〗CD〖解析〗A．傳統(tǒng)金屬是多晶體，有固定的熔點。故A錯誤；B．金屬玻璃是非晶體，內部的原子排列是不規(guī)則的。故B錯誤；C．金屬玻璃是非晶體，它的物理性質具有各向同性。故C正確；D．晶體與非晶體在一定條件下可以相互轉化。故D正確。故選CD。12.廣州虎門大橋曾發(fā)生過一次異常振動，是由于氣流旋渦給大橋施加一個周期性的力，從而引起大橋的周期性振動。當作用在大橋上的力的周期變大時，下列說法正確的是（）A.大橋振動的周期可能變小 B.大橋振動的周期一定變大C.大橋振動的振幅可能減小 D.大橋振動的振幅一定增大〖答案〗BC〖解析〗AB．由于氣流旋渦給大橋施加一個周期性的力，從而引起大橋的周期性振動，可知大橋做受迫振動，周期等于驅動力的周期，所以當作用在大橋上的力的周期變大時，大橋振動的周期一定變大，故A錯誤，B正確；CD．大橋做受迫振動，當驅動力周期等于大橋振動的固有周期時，大橋振動的振幅最大；由于不清楚大橋的固有周期，所以當作用在大橋上的力的周期變大時，大橋振動的振幅可能減小，也可能增大，故C正確，D錯誤。故選BC。13.一定質量的理想氣體經(jīng)歷a→b→c→d→a的變化過程，其壓強p與溫度t的關系圖像如圖所示，其中ad、bc與p軸平行，ab與cd平行，且ab的延長線與橫軸交點的橫坐標為-273.15℃，cd的延長線過原點，下列說法正確的是（）A.a→b過程，氣體的內能減小B.b→c過程，氣體分子的平均動能不變C.c→d過程，氣體體積不變D.d→a過程，氣體的密度增大〖答案〗BD〖解析〗A．a(chǎn)→b過程，溫度升高，氣體的內能增加，故A錯誤；B．b→c過程，氣體溫度不變，則氣體分子的平均動能不變，故B正確；C．由理想氣體狀態(tài)方程有由于cd的延長線過原點，令斜率為k，則有解得可知，c→d過程，隨溫度的降低，氣體的體積增大，故C錯誤；D．d→a過程，氣體溫度不變，壓強增大，根據(jù)玻意耳定律可知，氣體體積減小，則氣體的密度增大，故D正確。故選BD。14.建設大橋的過程中需要將重達千余噸的鋼梁用鋼索從水中吊起，為了探究在吊起鋼梁過程中鋼索的拉力變化，某研究小組做了模擬實驗：在始終保持鋼板水平的情況下，將鋼板用輕繩從水下緩慢吊起，如圖甲所示。在該過程中細繩拉力F隨時間t的變化情況如圖乙所示，下列說法正確的是（）A.鋼板在水面以下時的浮力約為2.0NB.在吊起鋼板的過程中，鋼板所受的拉力始終大于鋼板的重力C.圖乙中拉力F最大能到38.5N的原因是浮力消失D.圖乙中拉力F最大能到38.5N的原因是水分子與鋼板分子之間存在引力〖答案〗AD〖解析〗A．完全拉出水面時，拉力等于重力，拉力不在發(fā)生變化，可知鋼板重力鋼板在水面以下時的浮力故A正確；B．由圖知，在吊起鋼板的過程中，鋼板所受的拉力不始終大于鋼板的重力，故B錯誤；CD．分子間存在引力和斥力，隨著分子間距離增大，分子間表現(xiàn)為引力，圖乙中拉力F最大能到38.5N的原因是水分子與鋼板分子之間存在引力，故C錯誤，D正確。故選AD。15.研究表明，光學介質的折射率不僅與介質材料有關，還與溫度有關。某實驗小組通過實驗探究了乙醇對某種單色光的折射率n隨溫度t的變化關系圖像如圖所示。該單色光在不同溫度下的乙醇中傳播時，下列說法正確的是（）A.溫度高時的速度較大B.溫度高時的頻率較大C.溫度高時的波長較大D.溫度高時光從乙醇進入空氣發(fā)生全反射的臨界角較大〖答案〗ACD〖解析〗A．由題圖可知，溫度越高，折射率越小，由可知，溫度高時的速度較大，故A正確；B．光在介質中傳播時頻率不變，即光的頻率與折射率無關，即與溫度無關，因此溫度高時頻率不變，故B錯誤；C．由波長公式可知，溫度高時的速度較大，周期和頻率不變，則波長較大，故C正確；D．溫度高時折射率較小，由臨界角公式可知，溫度高時光從乙醇進入空氣發(fā)生全反射的臨界角較大，故D正確。故選ACD。16.如圖所示為某簡諧橫波的波形圖，實線為時的波形圖，虛線為時的波形圖。下列說法正確的是（）A若波沿x軸正方向傳播，波速（n=0，1，2…）B.若波沿x軸負方向傳播，波速（n=0，1，2…）C.若波速為，則波沿x軸正方向傳播D.當波沿x軸負方向傳播且時，波速〖答案〗AC〖解析〗A．若波沿x軸正方向傳播，則內波傳播的距離（n=0，1，2…）則波速為解得（n=0，1，2…）故A正確；B．若波沿x軸負方向傳播，則內波傳播的距離（n=0，1，2…）則波速為解得（n=0，1，2…）故B錯誤；C．若波速為，結合上述，假設波沿x軸正方向傳播，則有解得假設成立；假設波沿x軸負方向傳播，則有解得假設不成立，可知，若波速為，則波沿x軸正方向傳播，故C正確；D．結合上述，當波沿x軸負方向傳播時有（n=0，1，2…）若波速，則有解得可知，當波沿x軸負方向傳播，波速不可能等于，故D錯誤。故選AC。三、非選擇題（本題共6小題，共46分）17.某實驗小組利用如圖所示的裝置來探究一定質量的理想氣體在保持溫度不變的條件下，氣體壓強與體積的關系。實驗中氣體的質量保持不變，氣體的體積可從注射器壁上的刻度直接讀出，氣體的壓強由壓強傳感器精確測定。（1）本實驗中以下操作正確的是（）A.要盡可能保持環(huán)境溫度不變 B.實驗過程中應快速推拉活塞C.實驗過程中要用手握緊注射器 D.實驗前要在活塞與注射器壁間涂適量的潤滑油（2）實驗時緩慢推動活塞逐漸減小氣體的體積，記錄多組注射器上的刻度數(shù)值V，以及相應的壓強傳感器示數(shù)p，用計算機對數(shù)據(jù)進行擬合，做出圖像為一條過原點的直線，則可以得到的實驗結論為：___________；（3）另一實驗小組在緩慢推動活塞逐漸減小氣體體積的實驗過程中，記錄4組注射器上的刻度數(shù)值V，以及相應的壓強傳感器示數(shù)p，在采集第5組數(shù)據(jù)時，壓強傳感器的軟管脫落，重新接上后繼續(xù)實驗，又采集了4組數(shù)據(jù)，其余操作無誤。該小組繪出的關系圖像應是___________。A. B. C. D.〖答案〗（1）AD（2）在溫度不變的情況下，氣體壓強與體積成反比（3）B〖解析〗【小問1詳析】[1]A．為了探究氣體壓強與體積的關系，要盡可能保持環(huán)境溫度不變，故A正確；B．若急速推拉活塞，則有可能造成漏氣和等溫條件的不滿足，所以應緩慢推拉活塞，故B錯誤；C．實驗過程中要用手握緊注射器可能導致活塞造成溫度變化，故C錯誤；D．為防止漏氣，實驗前要在活塞與注射器壁間涂適量的潤滑油，故D正確。故選AD?！拘?詳析】[2]在溫度不變的情況下，氣體壓強與體積成反比?！拘?詳析】[3]軟管脫落后，氣體向外漏出，p的測量值偏小，相應的橫坐標偏大，又因為是成正比的，要過原點。故選B。18.小明同學看到蘋果樹上結的果子在風的擾動下擺動，決定研究一下它擺動的周期。如圖所示，他找到兩個質量均為的蘋果，穿在一根長為較細的輕桿上，蘋果M固定在中點處，蘋果N固定在端點處，將輕桿另一端懸掛起來，并讓它做微小角度的自由擺動，做成一個“蘋果擺”。已知當?shù)刂亓铀俣取＃?）小明猜想，輕桿很輕，兩蘋果和輕桿組成系統(tǒng)的重心位于兩蘋果的連線中點處，可以將“蘋果擺”看做一個擺長為的單擺，若忽略空氣阻力和一切摩擦，則其周期表達式為T=________（用題中所給的字母表示）；（2）小明用秒表測得“蘋果擺”完成50次全振動的時間為91.5s，已知約等于9.8。由此可判斷“蘋果擺”的等效擺長________（選填“大于”、“小于”或“等于”）；（3）為了精確研究“蘋果擺”的擺動情況，小明多次改變輕桿的長度L，但仍然保持蘋果N固定在端點，蘋果M始終固定在輕桿的中點，測出對應的周期T，畫出圖像如圖乙所示，計算得出此圖線的斜率，若忽略空氣阻力和一切摩擦，則“蘋果擺”的等效擺長________L?！即鸢浮剑?）（2）大于（3）〖解析〗【小問1詳析】將“蘋果擺”看做一個擺長為的單擺，若忽略空氣阻力和一切摩擦，由周期公式可得，其周期表達式為小問2詳析】用秒表測得“蘋果擺”完成50次全振動的時間為91.5s，可知周期為由周期公式可得

又有可知“蘋果擺”的等效擺長大于?！拘?詳析】由圖乙可得可得由周期公式可得等效擺長19.如圖所示為某一玻璃棱鏡的截面圖，三角形ABC的三個角分別為30°、60°、90°。某一單色光從BC邊某點射入棱鏡，入射光線與BC邊夾角為30°，折射光線恰好與AB邊平行。求：（1）棱鏡對該單色光的折射率；（2）該單色光從棱鏡的出射方向與從BC邊入射方向的夾角。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）由于折射光線與AB邊平行，則折射角有題知，入射角根據(jù)折射率公式（2）根據(jù)折射率與臨界角的關系光射到AC面時則光線在AC邊發(fā)生全反射，光射到AB面時，由幾何關系可得所以可以在AB面射出，根據(jù)可得與AC面平行，所以該單色光從棱鏡的出射方向與從BC邊入射方向的夾角為20.某重型卡車在安全行駛過程中輪胎內氣體壓強p的允許范圍為，輪胎內氣體的溫度會受到車速的影響，胎內氣體溫度t與車速v關系如圖所示。該卡車在某次冬季行車前的安全檢查中，測得每個輪胎內氣體壓強為，溫度為。輪胎內氣體可視為