山东省名校2022-2023学年高二下学期5月联考
物 理
本试卷满分100分，考试用时90分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：鲁科版选择性必修第二册第二章至第五章，选择性必修第三册。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．有关分子动理论，下列说法正确的是
A．温度相同的氢气和氧气内能一定相等
B．空气中PM2.5的无规则运动为分子的无规则运动
C．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距的增大而增大
D．密闭容器内的气体温度降低时，单位时间内容器壁的单位面积上受到气体分子撞击的次数增加
2．LC振荡电路的振荡周期为T，时刻线圈中的磁场最强，方向如图所示。LC振荡电路中的电流为i，电容器极板a带的电荷量为q，线圈中储存的磁场能为（与通过线圈的电流的平方成正比），极板间储存的电场能为（与电容器所带的电荷量的平方成正比），以a板所带的正电荷增加时的电流方向为正。下列图像可能正确的是
A． B．
C． D．
3．如图所示，一定质量的理想气体，从状态A沿直线到状态B，图中、均为已知量，在A→B过程中，外界对气体做的总功为
A． B． C． D．
4．用如图所示的装置研究光电效应规律，用能量为12eV的光子照射光电管的阴极K，电流表检测到有电流。调节滑动变阻器滑片，当电压表的示数为5.0V时，电流表的示数恰好为零，已知元电荷，下列说法正确的是
A．光电子的最大初动能为
B．光电管的阴极K的逸出功为
C．若用能量为8eV的光子照射阴极K，不会产生光电子
D．电源正负极对调，将滑片调至变阻器右端，此时电流表示数一定为饱和光电流
5．如图所示，空间有一宽度为2L的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一边长为L、电阻分布均匀的正方形导体框abcd，以恒定的速度v向左匀速穿过磁场区域，从导体框ab边进入磁场开始计时，则a、b两点的电势差随时间t变化的图线正确的是
A． B． C． D．
6．氢原子能级分布如图所示。可见光的能量范围为1.62eV～3.11eV，紫外线的波长范围为10nm～400nm，普朗克常量。大量处于能级的氢原子，自发跃迁到低能级的过程中
A．最多能辐射出5种频率不同的光子 B．最多能辐射出3种频率不同的可见光
C．最多能辐射出2种频率不同的紫外线的光子 D．只能辐射出1种红外线的光子
7．一根粗细均匀、长度为84cm的导热玻璃管倾斜放置，倾角为θ，管中长度为24cm的水银封闭的理想气体柱的长度为60cm，如图甲所示。现缓慢逆时针转动玻璃管至如图乙所示的竖直状态并固定，已知外界大气压强恒为76cmHg，环境的热力学温度始终为300K，。对图乙中的封闭气体加热，并使水银全部从玻璃管顶端溢出，封闭气体的热力学温度最低需达到
A．400K B．410K C．420K D．430K
8．如图所示，半径为2L的光滑圆导轨内部存在理想边界的匀强磁场，其边界为与导轨内切、半径均为L的两个外切圆，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一根长度为2L的金属棒一端铰接于圆心O，另一端搭在导轨上，从导轨和圆心处分别引出两根导线接在阻值为R的定值电阻两端，金属棒在外力作用下以角速度ω顺时针匀速转动，转动过程中始终与导轨接触良好，电路中除定值电阻以外的电阻均不计，下列说法正确的是
A．通过定值电阻R的最大电流为
B．金属棒转动一周通过电阻R某截面的电荷量为
C．从图示位置开始计时，电阻R两端的瞬时电压
D．从图示位置开始计时，通过电阻R的瞬时电流
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．传感器已广泛应用于生产和生活中，下列关于传感器的说法正确的是
A．给货车称重的地磅使用了光传感器
B．夜间自动打开的路灯使用了光传感器
C．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号
D．电熨斗能自动控制温度的原因是它装有双金属片，这种双金属片的作用是控制电路的通断
10．甲、乙两个密闭的容器中分别装有相同质量的同种气体，两容器的容积分别为、，两容器中气体的压强分别为、，已知，，则下列说法正确的是
A．甲容器中气体分子的平均速率较大
B．乙容器中气体分子与器壁的平均撞击力较大
C．甲容器中气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较多
D．乙容器中气体分子在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较多
11．理想变压器与定值电阻R、理想交流电压表、理想交流电流表按图甲所示方式连接。已知变压器的原、副线圈的匝数比为5：2，，测得电阻R两端的电压u随时间t的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是
A．电压表的示数为311V B．电流表的示数为0.44A
C．变压器的输入功率为484W D．变压器原线圈两端的电压为550V
12．一固定的矩形线框水平放置，线框的左端接一阻值为R的定值电阻，线框的电阻为r，线框面积为S，如图甲所示。空间存在与线框平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小随时间按如图乙所示的正弦规律变化，其中为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，选向上为正方向，下列说法正确的是
A．时，回路中的感应电流为0
B．通过定值电阻的电流为
C．在时间内，通过定值电阻的电荷量为
D．线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为
三、非选择题：共60分。
13．（6分）
在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：
（1）四个主要步骤按操作先后顺序排列应是 （用符号表示）；
a． b． c． d．
（2）若实验中所用油酸酒精溶液的浓度为每mL溶液中有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，水面稳定后油酸的轮廓的形状和尺寸如图所示。坐标纸中正方形方格的边长为1cm，则油酸薄膜的面积约为 ，按以上实验数据估测出油酸分子的直径约为 m（保留一位有效数字）。
14．（8分）
在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中：
（1）变压器铁芯的结构和材料应选用 ；
A．整块的硅钢铁芯 B．绝缘的铜片叠成 C．绝缘的硅钢片叠成
（2）原线圈所接的电源应是 ；
A． B． C．
（3）（多选）副线圈两端所接的电表可选用 ；
A．直流电压表 B．交流电压表 C．多用电表（交流电压挡）
（4）若变压器两线圈的匝数分别为30和60，测得的电压分别为3.7V和8.0V。据此可知变压器的输入电压是 V；变压器的电压比与匝数比不相等，可能原因是 （至少写出两个）。
15．（7分）
如图所示，一支粗细均匀的玻璃管开口向下竖直放置，管内由两段长均为的水银柱封闭着空气柱A、B，空气柱A的长度，空气柱B的长度。现缓慢将玻璃管旋转至管口竖直向上并固定。已知外界大气压强，封闭空气可视为理想气体且温度不变，求：
（1）空气柱A的长度；
（2）空气柱B的长度。
16．（9分）
如图所示，一半径为r的圆形匀强磁场区域内有一个边长为的n匝正方形线框，线框单位长度的电阻为，线框平面与磁场方向垂直，磁场方向垂直纸面向里，其磁感应强度随时间t均匀增大，磁感应强度的变化率为k，求：
（1）线圈中的感应电动势的大小E和方向；
（2）线圈中感应电流的大小I。
17．（14分）
一横截面积为S的圆柱形汽缸水平固定，开口向右，底部导热，其他部分绝热。汽缸内的两绝热隔板a、b将汽缸分成Ⅰ、Ⅱ两室，隔板可在汽缸内无摩擦地移动。b的右侧与水平弹簧相连，初始时弹簧处于原长，两室内均封闭有体积为、温度为的理想气体。现用电热丝对Ⅱ室缓慢加热一段时间达到稳定状态时，a、b隔板移动的距离均为。已知大气压强为，环境的热力学温度恒为，求：
（1）加热后Ⅱ室气体的体积V；
（2）加热后Ⅰ室气体的压强p；
（3）加热后Ⅱ室中气体的热力学温度T；
（4）弹簧的劲度系数k。
18．（16分）
一边长为L的N匝正方形金属线框abcd，其总电阻为r，线框在磁感应强度大小为B的匀强磁场中以转速n（单位r/s）做匀速圆周运动。金属线框外接电阻为R的电热器，如图甲所示，v为理想交流电压表。
（1）求图甲中电压表的示数；
（2）若在电路中串联一滑动变阻器，如图乙所示，当滑动变阻器消耗的电功率最大时，求图乙中电压表的示数；
（3）若在外电路中并联一滑动变阻器，如图丙所示，当滑动变阻器消耗的电功率最大时，求图丙中电压表的示数；
（4）若在电刷与电压表间接入一理想变压器，如图丁所示，当电阻R消耗的电功率最大时，求图丁中电压表的示数。
山东省名校2022-2023学年高二下学期5月联考
参考答案
1．C
【解析】温度是分子平均动能的标志，温度相同的氢气与氧气，分子平均动能相等，内能无法判断，选项A错误；空气中PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，其运动是来自空气分子的各个方向的撞击不平衡所引起的，属于布朗运动，选项B错误；由分子力与分子间距离的关系可知，当分子力表现为引力时，随着分子间距的增大，分子力做负功，因此分子势能增大，选项C正确；一定质量的理想气体随着温度降低，分子平均动能减小，单位时间内容器壁单位面积上受到气体分子撞击的次数减少，选项D错误。
2．C
【解析】时刻线圈中的磁场最强，电路中电流最大，根据电路中电流的方向知，电容器正在充电，选项A、B均错误；时刻电容器所带电荷量为零，之后磁场能转化为电场能，由于能量是标量，因此线圈中磁场能、电场能均在横轴上方，且图像是平滑的，选项C正确、D错误。
3．C
【解析】A→B过程中，气体体积缩小，图像与坐标轴所围的面积即为外界对气体做的功，则有，选项C正确。
4．B
【解析】调节滑动变阻器滑片，当电压表的示数为5.0V，电流表的示数恰好为零，可知光电子的最大初动能，选项A错误；根据光电效应方程，得逸出功，选项B正确；若用能量为8eV的光子照射阴极K，8eV大于金属板的逸出功（7eV），所以能发生光电效应产生光电子，选项C错误；将电源的正负极对调，把滑动变阻器的滑动触头向右滑动，当电流表示数不再增加时，此时电流表的示数为饱和光电流，选项D错误。
5．B
【解析】导体框进入磁场的过程中，ab边切割磁感线，ab边相当于电源，a、b两点间的电势差为外电路的电势差，；导体框在磁场中运动的过程中ab、cd边均切割磁感线，回路无电流，a、b两点间的电势差为电动势，；导体框离开磁场时，cd边切割磁感线，cd边相当于电源，a、b两点间的电势差为电路部分的电势差，则，选项B正确。
6．D
【解析】大量处于能级的氢原子自发跃迁到低能级的过程中，最多可放出6种频率不同的光子，选项A错误；因可见光的能量范围为1.62eV～3.11eV，则从（能量差为1.89eV）．（能量差为2.55eV），属于可见光范围，最多能辐射出2种频率不同的可见光，选项B错误；因紫外线的波长范围为10nm～400nm，由，可得紫外线的能量范围为3.11eV～124.3eV，从（能量差为12.75eV），（能量差为12.09eV），（能量差为10.2eV），最多能辐射出3种频率不同的紫外线的光子，选项C错误；从（能量差为0.66eV），属于红外线范围，最多能辐射出1种红外线的光子，选项D正确。
7．A
【解析】设封闭理想气体的水银柱长度为x时，理想气体的热力学温度为T，根据理想气体状态方程有，整理得，当x＝4cm时，T取最大值，最大值为400K，因此理想气体的热力学温度不低于400K，水银才能全部从玻璃管顶端溢出，选项A正确。
8．C
【解析】当金属棒全部位于磁场中时，回路中产生的感应电动势最大，对应的最大电流为，选项A错误；在△t时间内回路中磁通量的变化量对应如图甲所示的阴影部分，则金属棒转动一周回路中磁通量的变化量累计，通过回路某截面的电荷量为，选项B错误；从图示位置开始计时，t时刻金属棒转过的角度为，结合如图乙所示的几何关系，回路中产生的感应电动势，通过电阻R的瞬时电流，选项C正确、D错误。
9．BD
【解析】给货车称重的地磅使用了压力传感器，话筒工作时将声信号转化为电信号，选项A、C均错误。
10．AD
【解析】相同质量的同种气体，体积越小，分子密度越大，压强相同，在单位时间内与单位面积器壁碰撞的分子数较多，气体分子的平均速率较小，分子与器壁的平均撞击力较小，选项A、D均正确。
11．CD
【解析】电阻R两端电压的峰值，则有效值，电压表的示数为220V，选项A错误；通过电阻R的电流，变压器输入电流，电流表的示数为0.88A，选项B错误；变压器的输入功率，选项C正确；变压器原线圈两端的电压，选项D正确。
12．BC
【解析】时，穿过回路的磁通量为0，磁通量的变化率最大，回路中的感应电流最大，选项A错误；磁感应强度随时间变化的表达式为，穿过回路的磁通量随时间变化的表达式为，磁通量Φ对时间t求导得，选项D错误；感应电动势的峰值，电流的最大值，有效值，选项B正确；在时间内，电动势的平均值，平均电流，通过定值电阻的电荷量，选项C正确。
13．
（1）dacb
（2）72（70～74）
【解析】
（1）本实验步骤为：配制油酸酒精溶液→测定一滴油酸酒精溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径，因此操作先后顺序排列应是dacb；
（2）由图示坐标纸可知，油膜所占方格数约为72，则油膜的面积S＝72×1cm×1cm＝72；一滴油酸酒精溶液含纯油酸的体积，油酸分子的直径。
14．
（1）C
（2）C
（3）BC
（4）8.0 漏磁，铁芯或导线发热
【解析】
（1）变压器铁芯的材料要选择磁性材料，为防止出现涡流，用绝缘的硅钢片叠成，故选C；
（2）变压器的工作原理是互感现象，出于安全考虑，宜选择低压交流电源，应选学生电源，故选C；
（3）在变压器的原、副线圈中应接交流电压表，选项B、C均正确；
（4）变压器输入端的匝数是60，输入电压是8.0V；电压比与匝数比不相等，可能的原因是漏磁、铁芯发热、导线发热。
15．解：
（1）对空气柱A有
解得
（2）对空气柱B有
解得
16．解：
（1）由法拉第电磁感应定律得
其中，
解得
穿过正方形线框的磁场方向向里且磁感应强度均匀增大，根据楞次定律，线框中的感应电流方向为逆时针。
（2）设正方形线框的总电阻为，根据欧姆定律得
其中
解得
17．解：
（1）Ⅱ室气体加热后，有
解得。
（2）Ⅰ室气体发生等温变化，则有
解得。
（3）对Ⅱ室气体，有
解得。
（4）Ⅰ、Ⅱ两室气体压强始终相等，则有
解得。
18．解：
（1）线框在匀强磁场中匀速转动，回路中产生正弦式交变电流，设电动势的峰值为，则有
解得
（2）将电阻R等效为电源的内阻，则当时，滑动变阻器消耗的电功率最大，有
解得。
（3）此电路可等效为电动势为、内阻为的电源外接滑动变阻器，当时，滑动变阻器消耗的电功率最大，有
解得。
（4）把外电路（变压器和电阻R）等效为一个电阻R＇，当等效电阻R＇＝r时电阻R消耗的电功率最大，设变压器原、副线圈的电压分别为、，电流分别为、，则有
解得
此时有
解得
