湖北省四校2022-2023学年高二下学期4月联考物理试卷（含答案）

湖北省四校2022-2023学年高二下学期4月联考物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、下列说法正确的是(   )

A.电荷的周围既有电场也有磁场，反映了电和磁是密不可分的

B.由电场强度的定义式可知E的方向决定于q的正负

C.法拉第首先总结出磁场对电流作用力的规律

D.“电生磁”和“磁生电”都是在变化、运动的过程中才能出现的效应

2、如果取两个分子相距无穷远时的分子势能为零，平衡距离为，则下面说法中正确的有(   )

A.当两分子间距在和之间时，分子势能一定为负值

B.当两分子间距为时，分子间没有相互作用力

C.当两分子间距为时，分子势能为零

D.当两分子间距小于时，分子势能一定为正值

3、LC振荡电路中电容器极板上电量q随时间t变化的图线如图，由图可知(   )

A.在时刻电路中的磁场能最大 B.从到，电路中的电流不断变小

C.从到，电容器不断充电 D.在时刻磁场能正在向电场能转化

4、在绝缘水平面上方均匀分布着方向与水平向右成60°斜向上的匀强磁场，一通有如图所示的恒定电流I的金属方棒，在安培力作用下水平向右做匀速直线运动。已知棒与水平面间的动摩擦因数。若磁场方向由图示方向开始沿逆时针缓慢转动至竖直向上的过程中，棒始终保持匀速直线运动，设此过程中磁场方向与水平向右的夹角为θ，则关于磁场的磁感应强度的大小B与θ的变化关系图象可能正确的是(   )

A. B.

C. D.

5、如图，在边长为2a的正三角形区域内存在方向垂直于纸面向里的恒定的匀强磁场，一个质量为m、电荷量为的带电粒子（重力不计）从AB边的中点O以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB边的夹角为60°，若B大小可调，下列说法正确的是(   )

A.粒子可能从A点飞出，此时

B.粒子可能从C点飞出，此时

C.粒子可能从B点飞出，此时

D.粒子如果从AB边飞出，在磁场中运动的时间都相同

6、 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为5:1，现在电路输入端输入电压，此时电阻和的功率相等，电流表和电压表均为理想电表，电流表的示数为，电压表的示数为，下列说法正确的是(   )

A.电压表的示数为 B.电流表的示数为

C.  D.

7、质量为的圆环套在光滑水平杆上处于静止状态，开始受到一个斜向上与水平方向夹角60°的力F的作用，F的方向保持不变，大小随时间按如图所示变化，，下列说法正确的是(   )

A.物体在4s末的速度大小为20m/s

B.在2s~4s时间内，合外力的冲量为15N·s

C.在0~6s时间内，重力与杆的弹力的合力的冲量为0

D.在2~6s时间内，力F的冲量为40N∙s

8、如图所示，ACD、EFG为两根相距L的足够长的金属直角导轨，它们被竖直固定在绝缘水平面上，CDGF面与水平面成θ角.两导轨所在空间存在垂直于CDGF平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B.两根质量均为m、长度均为L的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，两金属细杆的电阻均为R，导轨电阻不计.当ab以速度沿导轨向下匀速运动时，cd杆也正好以速度向下匀速运动，重力加速度为g.以下说法正确的是(   )

A.回路中的电流强度为

B.ab杆所受摩擦力为

C.cd杆所受摩擦力为

D.μ与大小的关系为

二、多选题

9、如图xoy平面为光滑水平面，现有一长为d宽为L的线框MNPQ在外力F作用下，沿正x轴方向以速度v做匀速直线运动，空间存在竖直方向的磁场，磁感应强度（式中为已知量），规定竖直向下方向为磁感应强度正方向，线框电阻为R，时刻MN边恰好在y轴处，则下列说法正确的是(   )

A.外力F为恒力

B.时，外力大小

C.通过线圈的瞬时电流

D.经过，线圈中产生的电热

10、时刻位于坐标原点O的波源沿y轴开始振动，形成沿x轴正方向传播的简谐横波，时波源停止振动，时0~7m的波形图如图所示，此刻质点P的平衡位置与O点的距离。下列说法正确的是(   )

A.波的周期为2s

B.0~4s时间内质点P运动的总路程为80m

C.时刻波源的振动方向沿y轴正方向

D.时刻质点P位于波峰

11、一定质量的理想气体保持压强为p不变，测得气体在0℃时的体积为，10℃时的体积为，20℃时的体积为，则下列说法正确的是(   )

A.

B.

C.气体温度从0℃升高到20℃的过程中，气体对外界做的功为

D.随温度的升高，单位时间撞击容器壁单位面积的分子数增加

三、填空题

12、（1）在用油膜法估测分子大小的实验中，已知纯油酸的摩尔质量为M，密度为ρ，一滴油酸溶液中含纯油酸的质量为m，一滴油酸溶液滴在水面上扩散后形成的纯油酸油膜最大面积为S，阿伏加德罗常数为，则油酸分子的直径为______；一滴油酸含有的分子数量为______；

（2）将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液，已知的溶液有50滴，现取1滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，测出这一薄层的面积为，由此可估测油酸分子的直径为______。

A. B. C. D.

四、实验题

13、在用双缝干涉测光的波长的实验中,准备了下列器材:

A.白炽灯 

B.双缝片 

C.单缝片 

D.滤光片 

E.毛玻璃光屏

（1）把以上器材安装在光具座上,自光源起合理的顺序是______(填字母).

（2）在某次实验中,用某种单色光通过双缝在光屏上得到明暗相间的干涉条纹,利用测量头上的分划板确定其中亮条纹a、c的位置,如下图所示,表示a条纹位置(图甲)的手轮读数为______mm,表示c条纹位置(图乙)的手轮读数为______mm.

（3）如果上述实验中双缝到光屏的距离为0.500 m,所用的是双缝间距为0.18 mm的双缝片,则实验中所用单色光的波长为______m(结果保留两位有效数字).

五、计算题

14、如图所示，有一厚度不计的圆柱形容器，如图为其正中截面，其底面半径为R，高为。在底面的中心处有一点光源S，容器上表面的边缘为P。若容器内倒入某种液体，倒入深度为，S发出的光射向液体上表面，当入射角为30°时，恰能射到P点。求：

（1）该液体的折射率n；

（2）光从S到P所用的时间t（真空中光速为c）。

15、如图所示，高度的弧形导轨与平直导轨平滑连接，轨道宽度为；在虚线右侧的平直导轨部分有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为。质量为、长为l、电阻为的导体棒cd垂直放置在直导轨上，质量为、长为l、电阻为的导体棒ab从弧形轨道顶端由静止释放，两导体棒最终相对静止，此过程中两导体棒没有接触。不计一切摩擦，，求：

（1）从开始释放ab到两导体棒相对静止的过程中，导体棒ab中产生的焦耳热；

（2）从ab进入磁场到两导体棒相对静止的过程中，ab相对cd发生的位移s。

16、如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限中有两个全等的直角三角形区域Ⅰ和Ⅱ，充满了方向均垂直纸面向里的匀强磁场，区域Ⅰ的磁感应强度大小为，区域Ⅱ的磁感应强度大小可调，C点坐标为（4L，3L），M点为OC的中点。质量为m、带电荷量为的粒子从C点以平行于y轴的方向射入磁场Ⅱ中，速度大小为，，不计粒子所受重力，求：

（1）若粒子无法进入区域Ⅰ中，求区域Ⅱ磁感应强度的大小范围；

（2）若粒子恰好不能从AC边射出，求区域Ⅱ磁感应强度的大小；

（3）若，粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中各环绕一次后通过M点，求区域Ⅱ的磁感应强度的大小以及粒子从C到M的时间（计算结果用分数和表示，分数需化简到最简结果）。

参考答案

1、答案：D

解析：A、静止的电荷的周围存在电场，运动的电荷还存在磁场，故A错误；

B、电场强度取决于电场本身，与有无试探电荷无关，故B错误；

C、安培首先总结出磁场对电流作用力的规律，故C错误；

D、“电生磁”和“磁生电”都是在变化、运动的过程中才能出现的效应，故D正确；

故选：D.

2、答案：A

解析：A.当两分子间距在和之间时，分子力表现为引力，则随分子距离增加，分子力做负功，分子势能增加，因无穷远处分子势能为零，可知分子势能一定为负值，选项A正确；

B.当两分子间距为时，分子间斥力和引力相等，分子间相互作用力表现为零，选项B错误；

C.当两分子间距为时，分子势能最小，但不是为零，选项C错误；

D.当两分子间距小于时，分子力表现为斥力，则随分子间距减小，分子力做负功，分子势能增加，分子势能由负值变为正值，选项D错误。

故选A。

3、答案：C

解析：A、在时刻，电路中的q最大，说明还没放电，所以电路中无电流，则磁场能最小.故A错误；

B、在到时刻电路中的q不断减小，说明电容器在不断放电，由于线圈作用，电路中的电流在不断增加.故B错误；

C、在到时刻电路中的q不断增加，说明电容器在不断充电，故C正确；

D、在时刻电路中的q等于0，说明电容器放电完毕，则电场能最小，故D错误；

故选：C.

4、答案：C

解析：

5、答案：D

解析：A.带负电的粒子受到向右的洛伦兹力，则不可能从A点飞出，选项A错误；

B.若粒子从C点飞出，则粒子运动的半径为，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得，解得，选项B错误；

C.粒子运动的轨迹只能与BC相切，则不可能从B点飞出，选项C错误；

D.粒子如果从AB边飞出，在磁场中运动的角度均为240°，则运动的时间都相同，选项D正确。

故选D。

6、答案：D

解析：A、由变压器规律可知，电压表的示数为,故A错误；

BC、由于电阻和的功率相等，有，得：；中电流为：，又示数为0.20A，由变压器规律可知流过变压器原线圈的电流为：，可得电流表的示数为，故B错误，C错误；

D、输入端输入电压的最大值为，则有效值：，所以电阻：，故D正确。

故选：D。

7、答案：D

解析：A.由动量定理可知，因图像的面积等于冲量，则，可得物体在4s末的速度大小为，选项A错误；

B.在2s~4s时间内，力F的冲量为，圆环受的合力为，则合外力的冲量为7.5N·s，选项B错误；

C.圆环在竖直方向受重力、杆的弹力和力F的竖直分力作用，三个力的合力为零，冲量为零，即在0~6s时间内，重力与杆的弹力的合力的冲量不为0，选项C错误；

D.在2~6s时间内，力F的冲量为，选项D正确。

故选D。

8、答案：C

解析：A、cd杆的运动方向与磁感应线的方向平行，不产生感应电动势，所以回路中感应电动势的大小等于ab杆切割磁感应线产生的感应电动势，所以感应电动势为；回路中感应电流为,故A错误。

B、ab杆匀速下滑，受力平衡条件，则ab杆所受的安培力大小为，方向沿轨道向上，则由平衡条件得：ab所受的摩擦力大小为，故B错误。

C、cd杆所受的安培力大小也等于，方向垂直于导轨向下，则cd杆所受摩擦力为：，故C正确。

D、根据cd杆受力平衡得：，则得μ与大小的关系为：，故D错误。

故选：C。

9、答案：CD

解析：由于磁场是变化的，故切割产生的感应电动势也为变值，安培力也会变力：故要保持其匀速运动，外力F不能为恒力；故A错误：时，左右两边的磁感应强度均为，方向相反，则感应电动势，拉力等于安培力，即，故B错误；由于两边正好相隔半个周期，故产生的电动势方向相同，经过的位移为vt；瞬时电动势，瞬时电流，故C正确；由于瞬时电流成余弦规律变化，故可知感应电流的有效值，故产生的电势，故D正确。

10、答案：AB

解析：A.波源停振后至的时间内，由图象知波传播了3m，得波速，由图象知波长，得周期，故A正确；

B.波传到P点用时间，0~4s时间内质点P振动2s，则运动的总路程为，选项B正确；

C.因波源振动5s生成2.5个波长的波形，即时波已经传到了的位置，根据波形图可知，波传到处的质点时，振动方向向下，可知时刻波源的振动方向沿轴负方向，选项C错误；

D.时刻，即波在图示波形的基础上再传播0.5s，即传播1m，可知此时刻质点P位于平衡位置，选项D错误。

故选AB。

11、答案：AC

解析：

12、答案：（1）；（2）C

解析：（1）一滴油酸的体积为，一滴纯油酸油膜最大面积为S，则油酸分子直径，一滴油酸的摩尔数为，分子数为；

（2）1滴油酸酒精溶液中含有的油酸体积为，油膜分子是单分子油膜，根据，故选C。

13、答案：（1）ADCBE（2）1.790；4.940（3）

解析：（1）为获取单色线相干光源，白炽灯光源后面要有滤光片、单缝、双缝，最后为毛玻璃屏，所以合理顺序为ADCBE。

（2）图甲主尺刻度1.5mm，分尺刻度：，所以图甲读数：1.790mm；图乙主尺刻度4.5mm，分尺刻度：，所以乙图读数：4.940mm。

（3）根据螺旋测微器读数可知两亮纹间距：，根据可得：。

14、答案：（1）（2）

解析：（1）S发出的光传播路径如图所示

由几何关系可得

则

该液体的折射率

（2）光在液体中的传播速度为

光在液体中传播时间为

光在空气中传播时间为

光从S到P所用的时间

15、答案：（1）0.1J（2）1.2m

解析：（1）ab滑到底端时由机械能守恒定律可知

可得

导体棒ab进入磁场后，两棒动量守恒，相对静止时的共同速度为v，则

解得

系统产生的焦耳热

导体棒ab中产生的焦耳热

（2）对cd棒由动量定理

解得

16、答案：（1）（2）（3）

解析：（1）粒子速度一定的情况下，磁场强度越小，轨迹半径越大，当运动轨迹恰好与x轴相切时，恰好能进入Ⅰ区域，如图所示

粒子不能进入Ⅰ区时，粒子运动半径：，粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

已知

解得

（2）若粒子在区域Ⅱ中的运动半径R较小，则粒子会从AC边射出磁场，恰好不从AC边射出时满足，如图所示

粒子在区域Ⅰ中的运动半径为

又

解得

粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

解得

（3）粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中各环绕一次后通过M点，由几何关系可得

解得

由牛顿第二定律得

解得

由几何关系可知粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中运动的圆心角都为

由

可得粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中运动的时间分别为

粒子从C到M的时间