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济南市2022-2023学年高二下学期7月期末考试
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（本题共10个小题，每小题3分，共30分。）
1．日晕是太阳光通过卷层云时受到冰晶的折射或反射而形成的一种物理现象，其简化原理图如图所示，关于甲、乙两种光，下列说法正确的是（ ）
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．甲光在冰晶中的传播速率大于乙光在冰晶中的传播速率
C．甲光在冰晶中的传播时间可能等于乙光在冰晶中的传播时间
D．从冰晶射入空气时，甲光发生全反射的临界角小于乙光发生全反射的临界角
2．如图所示为双缝干涉实验装置，当用波长为600nm的光照射单缝S时，在屏上观察到相邻亮条纹中心的距离为，若改用波长为400nm的光照射单缝S，若使相邻亮条纹中心的距离仍为，下列措施可行的是（ ）
A．增大双缝和光屏之间的距离 B．增大单缝和双缝之间的距离
C．增大双缝和之间的距离 D．增大单缝和光屏之间的距离
3．碳14是碳的一种放射性同位素，其半衰期为5730年，根据碳14的衰变程度可推断地层形成年代。某次施工时，在地下发现了两棵直径达1m的榆树，这两棵树中碳14含量为大气中碳14含量的。已知活的植物体内碳14含量与大气中的相同且保持不变，则该地层形成年代距今约（ ）
A．11460年 B．17190年 C．22920年 D．45840年
4．2023年5月，中国科学技术大学团队利用纳米纤维与合成云母纳米片研制出一种能适应极端环境的纤维素基纳米纸材料，为丰富多彩的材料家族又增添了新的一员。如图甲所示为某合成云母单晶体片的微观结构示意图，图乙为某液体表面分子分布示意图，以下说法正确的是（ ）
A．使用图甲所示的云母材料制作光的偏振片是利用了它的各向同性
B．图甲所示云母材料在熔化过程中，分子势能和分子平均动能均增大
C．图乙所示的液体表面层分子之间只存在相互作用的引力
D．如图乙所示，液体表面层分子的分布比液体内部稀疏，分子间的平均距离略大于分子力平衡的距离
5．如图所示为济南市某日的天气预报，下列说法正确的是（ ）
A．当空气质量显示为霾时，空气中细颗粒物（如）的分子在空气中做无规则的布朗运动
B．从上午7点到下午1点，空气分子中速率较大的分子所占总分子比例逐渐变大
C．若温度降为8℃，水蒸气液化为露珠的过程中分子间引力减小，斥力增大
D．若温度降为8℃，水蒸气液化为露珠的过程中分子势能一直增大
6．如图所示，长为8m的船静止在水面上，船甲板中央有一高为的桅杆，桅杆顶部安装有点光源，由此光源照射使船在水底形成影子的长度为16m，已知水的折射率为，忽略甲板到水面的高度，则水深为（ ）
A．4m B． C． D．
7．如图所示，单摆在竖直平面内以较小摆角（小于）在M、N间摆动，Q为圆弧OM上一点，g为当地重力加速度，单摆摆长为。以小球向左经过Q点时为计时起点，向右为正方向，此单摆的振动图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．用如图甲所示的装置研究光电效应，得到光电流I与A、K之间电压U的关系图象如图乙所示，遏止电压与入射光频率的关系图象如图丙所示。已知一个光电子电荷量为，下列说法正确的是（ ）
A．a光的频率大于b光的频率
B．a光的光强小于b光的光强
C．根据图丙可计算出普朗克常量
D．根据图丙可计算出该金属逸出功的大小为c
9．P、Q为均匀介质中相距6m的两点，时振源P点开始振动，P、Q两点的振动图象分别如图甲、乙所示，则时PQ间的波形为（ ）
A． B．
C． D．
10．泉城某实验小组的同学用如图所示的装置测量纸张燃烧过程中的最高温度。在环境温度为7℃时将一左端开口、右端封闭的U形管稳定竖直放置，U形管右侧用水银封闭了一段长为14cm的空气柱，左端有一管道与容器相连，初始状态下U形管左侧液面与右侧顶端平齐，且左侧水银恰好不溢出。将燃烧源靠近空气柱，燃烧结束后当温度再次恢复到7℃时左侧水银面下降了7cm。已知大气压强为76cmHg，纸张燃烧过程中的最高温度约为（ ）
A．500℃ B．400℃ C．300℃ D．200℃
二、多项选择题（本题共6个小题，每小题4分，共24分。）
11．图甲是用光的干涉法检测物体表面平整程度的装置，其中M为标准板，N为水平放置的待检测物体，入射光竖直向下照射，图乙为观察到的干涉条纹，下列说法正确的是（ ）
A．入射光的波长越长，干涉条纹的条数越少
B．MN之间垫块的高度越高，干涉条纹的条数越少
C．P点所对应待检测物的表面相对Q点所对应待检测物的表面是凸起的
D．P点所对应待检测物的表面相对Q点所对应待检测物的表面是凹下的
12．如图所示为氢原子能级图，大量处于第3能级的氢原子跃迁时发出三种不同波长的光，其中两种光的波长分别为和，且，则第三种光的波长可能是（ ）
A． B． C． D．
13．振源、间距2m，形成的机械波在均匀介质中的传播速度均为1m/s，两振源的振动方向垂直于纸面，其振动方程分别为，，振动足够长时间后，下列说法正确的是（ ）
A．加强点的位移始终为30cm
B．加强点的振动频率为1Hz
C．以为圆心的圆周上除点之外，加强点的个数为8个
D．以为圆心的圆周上除点之外，减弱点的个数为8个
14．一定质量的理想气体由状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到状态a，其图像如图所示，其中bc与纵轴平行。已知a、c两状态下气体的温度相同，的过程中气体向外界放出热量大小为Q，下列说法正确的是（ ）
A．a、c状态下气体的内能相等
B．的过程中气体内能变化量的绝对值大于放出热量的绝对值
C．的过程中气体从外界吸收热量，大小为
D．的整个过程中气体对外界做功，大小为
15．一列沿x轴传播的简谐横波如图所示，实线为时的波形图线，虚线为时的波形图线，则波的传播速度可能为（ ）
A． B． C． D．
16．如图所示，长方体玻璃砖长为4cm，宽为2cm，紧贴下表面中心O处有一点光源可发出单色光，玻璃砖对该光的折射率为，不考虑光在各个面上的反射，下列说法正确的是（ ）
A．若玻璃砖上表面各处均有光线射出，则该玻璃砖高度的最小值为
B．若玻璃砖上表面各处均有光线射出，则该玻璃砖高度的最小值为
C．若玻璃砖左侧表面各处均有光线射出，则该玻璃砖高度的最大值为1cm
D．若玻璃砖左侧表面各处均有光线射出，则该玻璃砖高度的最大值为4cm
三、实验题
17．（6分）某学习小组用“插针法”测定透明半圆柱玻璃砖的折射率，三次实验插针后的结果分别如图甲、乙、丙所示，三次实验中均保持、的连线与玻璃砖的平面垂直。
（1）三次实验中肯定把针插错了的是________（选填“甲”“乙”“丙”）；
（2）三次实验中可以比较准确地测出折射率的是________（选填“甲”“乙”“丙”）；
（3）某同学提出了一种不用大头针就可以测量半圆柱玻璃砖折射率的方法，他的主要操作步骤如下：
①在白纸上画两条相互垂直的线段ab和cd，交点标记为O；
②将玻璃砖的圆心与O点重合，玻璃砖的直径与ab重合，如图丁（1）；
③以圆心O为轴，缓慢逆时针转动玻璃砖，同时调整从玻璃砖下方观察的视线方向使cd在视野中总是直线，直到恰好看不到cd的像，然后沿半圆柱玻璃砖直径画一条线段ef；
④在ef上取距离O点较远的一点M，测出M点到ab的垂直距离为，到O的距离为，如图丁（2）所示。
由以上数据可得，该玻璃砖的折射率为________。（结果保留三位有效数字）
18．（8分）泉城某物理实验小组的同学利用玻意耳定律测量室温（23℃）下的大气压，实验装置如图甲所示，主要实验步骤如下：
①将一导热圆柱形气缸开口向上并固定在水平桌面上，用质量为的活塞封闭一定质量的气体；
②测量气缸的底面面积，记为；
③在活塞上放置一质量为m的重物，待稳定后利用刻度尺测量出活塞距离气缸底部的高度h；
④逐渐增加重物的质量，重复③中的步骤，分别记录重物的质量以及相应的活塞距离气缸底部的高度并记录在表格乙中；
⑤以重物的质量m为纵坐标，活塞距离气缸底部高度h的倒数为横坐标，绘制图象。实验中可忽略一切摩擦和外界温度变化，g取。
m/kg
h/m
乙
（1）根据表格中的数据，在答题纸的坐标纸上描点作图，绘制图象；
（2）根据图象测得的大气压强为________Pa；（计算结果保留两位有效数字）
（3）若该小组同学在处理实验数据时忘记考虑活塞质量，他们测量的大气压强________（选填“大于”“小于”或“等于”）大气压强的实际值；
（4）若使用该实验装置在37℃下进行实验，得到的图像的斜率________（选填“大于” “小于”或“等于”）23℃下得到的图像的斜率。
四、计算题
19．（5分）核电池又称同位素电池，是利用放射性同位素衰变放出载能粒子并将其能量转换为电能的装置，我国发射的嫦娥三号和四号月球着陆器配备了中俄联合研制的钚238核电池，该核电池使用的燃料为。一个静止的发生衰变生成新核X，并放出射线。已知的质量为，粒子的质量为，动能为，新核X的质量为，动能为，光速为c，普朗克常量为h。
（1）写出衰变的核反应方程；
（2）求射线的频率。
20．（7分）一列简谐横波沿x轴正负方向传播，时刻振源O开始振动，时x正半轴上形成的波形如图所示。M为平衡位置位于处的质点，N为平衡位置位于处的质点。
（1）在答题纸上画出时x负半轴上形成的波形；
（2）求从时刻开始，质点M在2s内运动的路程；
（3）求质点N第一次到达波谷的时刻。
21．（10分）如图甲所示A为中间挖去圆柱形区域的长方体玻璃砖，挖去区域的底面半径为R，圆心为O。该区域内部有底面半径为的透明圆柱体B，底面圆心也为O，虚线为A、B的水平中轴线。有一细单色光束紧贴底面平行于轴线射入玻璃砖A，已知光在A中的传播速率为v，玻璃砖对该光的折射率为，时，可近似认为，不考虑反射。
（1）若光束经折射后恰好与B相切，求入射光束与轴线的距离d；
（2）求在（1）情景中光在A、B之间空气中传播的时间t；
（3）若光束能够进入B且在A、B中任意界面发生折射时入射角和折射角均小于，为使进入玻璃砖A的光束与从玻璃砖A射出的光束共线（如图乙所示），B的折射率应为多少。
22．（10分）系留气球作为一种高度可控并能够长期留空的平台，具有广泛用途，中国的“极目一号”系留气球升空最大海拔高度达到9000多米，创造了世界纪录。如图所示，某球形系留气球主要由三部分组成：球体、缆绳以及锚泊车，缆绳一端固定于地面锚泊车上，另一端与导热性能良好的球体连接。球体被软隔膜分为主气囊和副气囊两部分，主气囊为密闭装置，内部充有一定质量的氦气，副气囊内部充有空气并设有排气和充气装置，主、副气囊的体积可变但整个球体总体积不变，主、副气囊之间无气体交换且压强始终相等。为使气球能够安全稳定工作，应使主副气囊内压强始终高于外界大气压，压强差始终为。已知球体（包括内部气体）及载重总质量为，体积为，锚泊车所在位置处大气压强为，温度为，预设工作高度处的大气压强为，温度为，重力加速度。
（1）若气球工作时控制台显示缆绳中竖直向下的拉力大小为，求气球所在高度处空气的密度；
（2）若某次气球升空时由于故障导致副气囊无法和外界进行气体交换，求气球到达预设工作高度时气球内气体的压强（气球体积不变）；
（3）某次实验中主副气囊均充入符合要求的气体，当从锚泊车释放时副气囊体积为。判断气球上升到预设工作高度的过程中副气囊应当充入还是排出气体，并求出此过程中副气囊充入或排出的气体与刚释放时副气囊内部气体的质量比。
