甘肃省兰州市等2地2022-2023学年高二下学期4月期中联考物理试题（含答案）

兰州市等2地2022-2023学年高二下学期4月期中联考
物理
第Ⅰ卷（选择题）
一、单选题（每题4分，共60分）。
1.长直导线与闭合金属线框位于同一平面内,长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图所示.在0~时间内,直导线中电流向上.则在~T时间内,线框中感应电流的方向与所受安培力情况是（ ）
A.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向左
B.感应电流方向为顺时针,线框受安培力的合力方向向右
C.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向右
D.感应电流方向为逆时针,线框受安培力的合力方向向左
2.如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，线圈c中将没有感应电流产生(　　)
A．向右做匀速直线运动
B．向左做匀加速直线运动
C．向右做减速直线运动
D．向右做变加速直线运动
3.如图所示，圆心角为的扇形区域MON内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，P点为半径OM的中点。现有比荷大小相等的两个带电粒子a、b，以不同的速度先后从P点沿ON方向射入磁场，并分别从M、N两点射出磁场。不计粒子所受重力及粒子间相互作用。粒子a、b在磁场中运动过程，下列说法正确的是（　　）
A. 粒子a带正电，粒子b带负电
B. 粒子a在磁场中的运动时间短
C. 粒子a、b的加速度大小之比为1：5
D. 粒子a、b的速度大小之比为5：1
4.如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为、下弧长为的金属线框的中点联结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2、下弧长为2的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且《L．先将线框拉开到如图4所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦．下列说法正确的是 ( )
A. 金属线框进入磁场时感应电流的方向为
B. 金属线框离开磁场时感应电流的方向为
C. 金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D. 金属线框最终将在磁场内左右摆动
5.交流发电机线圈电阻r＝1 Ω，用电器电阻R＝9 Ω，电压表示数为9 V，如图所示，那么该交流发电机(　　)
A．电动势的峰值为10 V
B．电动势的有效值为9 V
C．交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值为10 V
D．交流发电机线圈自中性面转过90°的过程中的平均感应电动势为 V
6.如图所示，在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c，各导线中的电流大小相同，其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外，b导线中电流方向垂直纸面向里，每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用，则关于每根导线所受安培力的合力，以下说法正确的是
A. 导线a所受合力方向水平向左
B. 导线a所受合力方向水平向右
C. 导线c所受合力方向水平向左
D. 导线b所受合力方向水平向左
7．如图所示,A、B、C是三个完全相同的灯泡,L是一自感系数较大的线圈(直流电阻可忽略不计).则（ ）
A.S闭合时,A灯立即亮,然后逐渐熄灭
B.S闭合时,B灯立即亮,然后逐渐熄灭
C.电路接通稳定后,三个灯亮度相同
D.电路接通稳定后,S断开时,C灯立即熄灭
8.如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距L=0.50m，左端接一电阻R=0.20，匀强磁场的磁感应强度B=0.30T，方向垂直于导轨所在平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导体棒的电阻r=0.10Ω，导轨电阻忽略不计，当以6.0m/s的速度水平向右匀速滑动时，则（　　）
A. 电阻R两端的电压为0.90V
B. 导体棒b端电势高
C. 回路中感应电流的大小为3.0A
D. 维持导体棒ab做匀速运动的水平外力F的大小为0.90N
9.如图所示，、、为一定质量的理想气体变化过程中的三个不同状态，下列说法正确的是　　
A．三个状态的压强相等
B．从到，气体内每一个分子的无规则热运动都变剧烈
C．从到，气体吸收的热量等于气体对外界做的功
D．从到，气体对外界做功的数值小于从到气体对外界做功的数值
10.一个带活塞的气缸内封闭有一定量的气体，对气缸内的气体，下列说法正确的是( )
A．气体吸收热量，气体温度一定升高
B．压缩气体，气体温度可能降低
C．压缩气体，同时气体向外界放热，气体温度可能不变
D．压缩气体，同时气体从外界吸热，气体温度可能不变
11.α粒子He)和质子H)在同一匀强磁场中做匀速圆周运动,若它们的动量大小相等,则α粒子和质子 (　　)
A.运动半径之比是2∶1
B.运动周期之比是2∶1
C.运动速度大小之比是1∶4
D.受到的洛伦兹力大小之比是2∶1
12.如图甲所示，半径为r=1 m的电线圈处在匀强磁场中，磁场与线圈平面垂直，线圈的电阻R=10 Ω，磁场磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示，以垂直线圈平面向里为磁场的正方向，则下列说法正确的是（　　）
A. 0~1 s内线圈中产生的电流沿逆时针方向，大小为0.314 A
B. 0~2 s内感应电流的平均功率约为4. 9 W
C. 2~3 s内感应电流的方向与3~4 s内感应电流方向相反
D. 4~5 s内通过线圈截面的电荷量为C
13.如图所示，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，MN固定不动，位置靠近ab且相互绝缘．当MN中电流突然增大时，则(　　)
A．线圈所受安培力的合力方向向左
B．线圈所受安培力的合力方向向右
C．感应电流方向为abcda
D．感应电流方向为adcba
14.如图所示，在正方形区域abcd内充满方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场．入口处有比荷相同的甲、乙两种粒子，甲粒子以速度v1沿ab方向垂直射入磁场，经时间t1从d点射出磁场；乙粒子以速度v2沿与ab 成45°的方向垂直射入磁场，经时间t2垂直于cd射出磁场．不计粒子重力和粒子之间的相互作用力，则(　　)
A．v1∶v2＝∶4 B．v1∶v2＝1∶
C．t1∶t2＝4∶1 D．t1∶t2＝2∶1
15.如图甲所示,理想变压器原线圈输入图乙所示的正弦交变电流,副线圈中的R0、R1为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为R,且R1A.t=0.01 s时,理想交流电压表V1的示数为零
B.滑动变阻器滑片从最下端向上滑动时,I1增大,U2减小
C.滑动变阻器滑片从最下端向上滑动时,不变
D.滑动变阻器滑片从最下端向上滑动时,I2U2减小
第Ⅱ卷（非选择题）
二、填空题（共16分）。
16.分子间作用力F与分子间距r的关系如图所示，r= r1时，F=0。分子间势能由r决定，规定两分子相距无穷远时分子间的势能为零。若一分子固定于原点O，另一分子从距O点很远处向O点运动，在两分子间距减小到r2的过程中，势能_____（填“减小“不变”或“增大”）；在间距由r2减小到r1的过程中，势能_____ （填“减小”“不变”或“增大”）；在间距等于r1处，势能_____（填“大于”“等于”或“小于”）零。
17．在“探究法拉第电磁感应现象”的实验中，
（1）已将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电表及开关按如图所示部分连接，要把电路连接完整正确，则N连接到________（选填“a”“b”“c”或“M”），M连接到________（选填“a”“b”“c”或“N”）。
（2）正确连接电路后，开始实验探究，某同学发现当他将滑动变阻器的滑动端P向右加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转，由此可以判断_________。
A．线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端P向左加速滑动，都能引起灵敏电流计指针向左偏转
B．线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起灵敏电流计指针向右偏转
C．滑动变阻器的滑动端P匀速向左或匀速向右滑动，灵敏电流计指针都静止在中央
D．因为线圈A、线圈B的绕线方向未知，故无法判断灵敏电流计指针偏转的方向
（3）某同学第一次将滑动变阻器的触头P慢慢向右移动，第二次将滑动变阻器的触头P快速向右移动，发现电流计的指针摆动的幅度第二次的幅度大，原因是线圈中的____（填“磁通量”或“磁通量的变化”或“磁通量变化率”）第二次比第一次的大。
（4）某同学在实验室重做电磁感应现象的实验，他将电流表、线圈A和B、蓄电池，开关用导线连接成电路。当他接通、断开开关时，电流表的指针都没有偏转，其可能的原因是( )
A．开关的位置接错
B．电流表的正负极接错
C．线圈B的接头接反
D．蓄电池的正负极接反
三、计算题（共24分）。
18.（8分）一定质量的某种理想气体的体积V与热力学温度T的关系图象如图所示，气体在状态A 时压强p0=1.0×105 Pa、体积V0=800 cm3，线段AB与V轴平行，BC延长线过坐标原点O．
①求该气体状态B时的压强；
②已知该气体从状态B变化到状态C过程中，向外界放热60 J，求该过程中气体内能的变化量．
19（8分）．如图所示，通电金属杆ab质量m＝12g，电阻R＝1.5Ω，水平地放置在倾角θ＝30°的光滑金属导轨上．导轨宽度d＝10cm，导轨电阻、导轨与金属杆的接触电阻忽略不计，电源内阻r＝0.5Ω.匀强磁场的方向竖直向上，磁感应强度B＝0.2T，g＝10m/s2，若金属杆ab恰能保持静止，求：
(1)金属杆ab受到的安培力大小；
(2)电源的电动势大小E.
20.（8分）如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间均匀变化。正方形硬质金属框放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻，边长。求
（1）在到时间内，金属框中的感应电动势；
（2）时，金属框边受到的安培力的大小和方向；
（3）在到时间内，金属框中电流的电功率。
答案
一、选择题
1-5.BACDD 6-9.AACD 10.BC 11.BC 12.AD 13.AC 14.AC 15.BD
二、填空题
16.①Ⅰ； ②先减小后增大； ③
17.a c B 磁通量的变化率 A
三、计算题
18.【答案】①该气体状态B时的压强5×104 Pa；
②该过程中气体内能减小20 J．
【解析】①A到B是等温变化，压强和体积成反比，根据玻意耳定律有：pAVA=pBVB
解得：pB=5×104 Pa
②状态B至状态C过程是等压压缩过程，外界对气体做功：W=pB△V=40 J
根据热力学第一定律有：△U=W+Q=40 J+(﹣60 J)= －20 J，即内能减小20 J．
19.【答案】（1） （2）E=4.0V
【解析】
(1)对导体棒ab进行受力分析，如图所示：
可得：
解得:
（2）由安培力公式的：
根据闭合电路的欧姆定律可得：
联立解得：电动势
E=4.0V
20.【答案】：（1）在到时间内，金属框中的感应电动势为；
（2）时，金属框边受到的安培力大小为，方向垂直向左；
（3）在到时间内，金属框中电流的电功率为。
【解析】：（1）在到的时间△内，磁感应强度的变化量△，设穿过金属框的磁通量变化量△，则有：△△①
由于磁场均匀变化，金属棒中产生的感应电动势恒定，有：②
联立①②代入数据有：③；
（2）设金属框中电流，由闭合电路欧姆定律，有：④
由图知时，磁感应强度，金属框边受到的安培力为：⑤
联立①②④⑤式，代入数据得：⑥
方向垂直向左⑦
（3）在到时间内，金属框中电流的电功率为：
⑧
联立①②④⑧式，代入数据得：⑨