2022-2023湖北省云学新高考联盟学校高二（下）期中联考物理试卷（含解析）

2022-2023学年湖北省云学新高考联盟学校高二（下）期中联考物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 超声波指纹识别是第代指纹识别技术，相较于电容和光学指纹识别，具有精度高且不易受到外界干扰等优点，在现在智能手机上得到了广泛的应用，其原理是指纹识别器发出一束超声波，超声波在手指表面指纹的峰和谷处反射情况不相同，构建出手指指纹情况，关于超声波指纹识别，下列说法正确的是( )
A. 指纹识别中的超声波可以用次声波代替
B. 超声波频率越高，在同种介质中传播速度越快
C. 超声波的频率越高，波长越短，识别就越精确
D. 超声波在从玻璃进入空气时波速变慢，波长变长
2. 边长为的立方体透明材料中心处安装一红色点光源，点为上表面的中心，从该透明材料表面任意位置均可看到该点光源发出的光，且通过立方体顶点看到的光源极暗，光在真空中的传播速度为，不考虑二次反射，则( )
A. 该透明材料对红光的临界角
B. 红光在该透明材料中的折射率为
C. 红光从透明材料中射出的最短时间为
D. 若点光源换成紫光，透明材料表面有光出射的区域面积将保持不变
3.
如图所示，水平地面上有两个质量分别为和的弹性物块、，物块以速度与物块发生弹性碰撞，物块、与地面的动摩擦因数均为，则当两物块均停下时、间的距离为( )
A. B. C. D.
4. 年月日美国物理学家宣称实现了常温超导，超导临界温度达到了，但是后来经过世界上众多实验室反复验证而无法实现，宣告这是一错误发现。超导现象发现至今已超过百年，但依然前路艰辛，中国在超导物理的研究中处于世界领先水平，如果能够实现常温超导，用超导体代替常规导线输电将会节约大量的电能。如图所示的远距离输电示意图，若发电机的功率为，输出电压为，用户电压，升压变压器匝数比，降压变压器匝数比，若用超导体代替常规导线，可以节省的功率为( )
A. B. C. D.
5. 如图所示的示意图或者实验装置都源自于课本，下列说法正确的是( )
A. 甲图为双缝干涉示意图，可以用白炽灯直接照射双缝，在屏上可以得到等宽、等亮的干涉条纹
B. 乙图为肥皂泡薄膜干涉示意图，将框架顺时针旋转，条纹也跟着顺时针旋转
C. 丙图为劈尖干涉检查平整度示意图，由条纹可以推断出处凹陷，处凸起
D. 丁图是光的偏振应用，光的偏振表明光是一种纵波
6. 如图的甲、乙、丙、丁四幅电流时间图像，下列说法正确的是( )
A. 图甲中电流的有效值为 B. 图乙中电流的有效值为
C. 图丙中电流的有效值为 D. 图丁中电流的有效值为
7. 如图所示为一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形图，图为处质点的加速度随时间变化关系，以下判断中正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播
B. 图中质点再经过将到达处
C. 质点比迟到达平衡位置
D. 在时质点通过平衡位置且向上振动
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
8. 下列说法正确的是( )
A. 甲图测量油膜分子直径时，为了避免油酸挥发带来影响，在滴完油酸之后要立即测量油膜的面积
B. 乙图是布朗运动示意图，悬浮在液体中的颗粒越大，某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多，撞击的不平衡性越明显，布朗运动越显著
C. 丙图是气体分子速率分布图，由图可知代表的温度小于代表的温度，但图像与坐标轴包围的面积等于图像与坐标轴包围的面积
D. 丁图是分子间作用力示意图，在处引力和斥力等大，分子力为零，分子间势能最小
9. 年激光干涉引力波天文台首次探测到了双中子星碰撞，两颗中子星在彼此的引力作用下相互环绕运动并向外释放出强大的引力波，引力波带走中子星的能量导致二者距离缩小，最终发生碰撞，并产生出了高达个地球质量的黄金。理论计算表明辐射出的引力波的频率等于双中子星环绕频率的倍，引力波的传播速度等于光速，并且引力波具有波的性质，假设某时刻两颗中子星的质量分别为，，二者距离为，下列说法正确的是( )
A. 引力波不能发生干涉、衍射及多普勒效应
B. 双中子星环绕的总能量越来越小但是动能却越来越大
C. 随着两颗中子星距离的缩小，辐射出的引力波越来越容易发生衍射现象
D. 该时刻辐射出的引力波的波长
10. 著名物理学家狄拉克曾经预言：“自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布如图甲所示，距离它处的磁感应强度大小为为常数，其磁场分布与负点电荷的电场分布相似”。现假设磁单极子固定，有一质量为，电量为电性未知带电小球在极附近距离处做匀速圆周运动，运动轨迹相对于中心形成的圆锥顶角为，重力加速度为。则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是( )
A. 若小球带正电，从上向下看粒子逆时针做匀速圆周运动，线速度大小为
B. 若小球带正电，从上向下看粒子逆时针做匀速圆周运动，线速度大小为
C. 若小球带负电，从上向下看粒子顺时针做匀速圆周运动，线速度大小为
D. 若小球带负电，从上向下看粒子顺时针做匀速圆周运动，线速度大小为
11. 如图所示，和是同种材料、厚度相同、表面为正方形的金属导体，但的尺寸比的尺寸小，将两导体并联接入电路，并在空间加上垂直导体平面向下的匀强磁场图中未画出，通过两导体的电流方向如图中箭头所示，不计导线电阻，则( )
A. 通过的电流等于通过的电流
B. 内自由电荷定向移动的速率等于内自由电荷定向移动的速率
C. 中产生的霍尔电压等于中产生的霍尔电压
D. 沿着电流的方向，两个导体总是左侧面的电势低于右侧面的电势
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
12. 一位同学在实验室用如图甲所示装置研究单摆。将单摆挂在力传感器的下端，通过计算机来记录力传感器单摆摆动过程中摆线受到拉力大小的变化情况，以及单摆摆动的时间。
小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是( )
A.把单摆从平衡位置拉开的摆角，并在释放摆球的同时开始计时
B.测量摆球通过最低点次的时间，则单摆周期为
C.用悬线的长度加摆球直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小
实验测得摆长为，传感器测得摆线的拉力随时间变化的图像如图乙所示，其中为已知量，则重力加速度的表达式为：___________用题目中物理量的字母表示
另一位同学在家做了单摆实验，一端固定在房顶的一根细线垂到三楼窗沿下，某同学为了测量窗的上沿到房顶的高度，在线的下端系了一小球，发现当小球静止时，细线保持竖直且恰好与窗子上沿接触。打开窗子，让小球在垂直于窗口的竖直平面内摆动，如图所示。该同学用钢卷尺测量出摆动中小球球心到窗上沿的距离，测得。又测出小球摆动的周期是，当地的重力加速度，则窗的上沿到房顶的高度约为___________取。
13. 某同学根据图甲所示的欧姆表原理图，利用微安表满偏电流为、内阻为、滑动变阻器最大值为和一节新型电池，将微安表改装成欧姆表。
将两表笔短接，调节使微安表指针指在“___________”处；
当两表笔之间接入阻值为的定值电阻时，微安表指针指在如图乙所示位置，则该电池的电动势为_____________，则改装后欧姆表的内阻为___________；
将微安表上的处标明“”，“”位置处添加“”，“”位置处添加“__________”，并在其他位置添加相应的电阻刻度值，这样就把微安表改装成了欧姆表：
经过一段时间之后，电池的电动势降低，内阻增大，则重新欧姆调零之后，测得的电阻阻值将____________填“偏大”“不变”或“偏小”。
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
14. 汽车中的安全气囊能有效保障驾乘人员的安全，减少危险的发生。轿车在发生一定强度的碰撞时，叠氮化钠亦称“三氮化钠”，化学式受撞击完全分解产生钠和氮气而充入气囊。若充入氮气后安全气囊的容积，气囊中氮气的密度，已知氮气的摩尔质量，阿伏加德罗常数
气囊中氮气分子间的平均距离结果保留一位有效数字
设开始时气囊中气体压强为一个大气压，发生事故时气囊在极短时间内被压缩，已知安全气囊被压缩超过时气囊的泄压孔开始向外排气以确保乘客不会因压强过大而受伤，当压强变为时停止泄压排气，此时气囊的体积变为原来的一半，则排出去的气体占总质量比例为多大此过程气体温度变化可忽略
15. 如图所示，半径的部分光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点与圆心连线与水平方向的夹角为，点为轨道最低点，点左侧的水平面上紧挨着放置一个足够长的木板，木板质量，在木板左端放置一个质量为的的小物块可视为质点，一个质量也是的小球从空间某点以初速度水平抛出，恰好从圆弧轨道点无碰撞的进入圆弧轨道做圆周运动，到达点后与木板发生弹性碰撞，已知物块与木板之间的动摩擦因数，木板与地面的动摩擦因数为，设最大静摩擦等于滑动摩擦，
求小球到达点的速度大小
求小球到达点时对轨道的压力大小
求物块与木板之间的摩擦生热以及木板在地面上滑动的距离
16. 如图所示的足够长光滑直导轨处于恒定磁场中，磁场随空间位置坐标发生变化，以磁场左边界为坐标原点向右建立直线坐标系，则磁场变化满足方程，其中单位为。导轨左端接有恒流源给电路提供恒定电流，即电源电动势会随着外界的变化而发生变化以维持电流恒定，恒流源提供的电流为，方向如图所示，将一质量为，电阻的导体棒垂直导轨锁定在磁场边缘处，如图所示。导轨间距，开关接到，现解除锁定将导体棒由静止释放

求释放导体棒的瞬间导体棒加速度的大小
在导体棒运动到处时导体棒速度的大小
在导体棒到达处时快速将开关由拨到，同时给棒施加一外力，使棒在该外力作用下此后一直做匀速运动，已知电阻，求此后内通过导体棒的电荷量
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
超声波是频率高于的的声波，而次声波是频率低于的声波，根据可知频率越高则波长越小。
机械波的波速只与介质有关。
【解答】
A.指纹识别其原理是指纹识别器发出一束超声波，超声波在手指表面指纹的峰和谷处反射情况不相同，构建出手指指纹情况，由于超声波的频率比次声波的频率高得多，所以不可以用次声波代替，故A错误；
B.超声波的传播速度只与介质有关，与频率无关，故B错误；
C.超声波的频率越高，波长越短，直线性更好，识别就越精确，故 C正确；
D.超声波在从玻璃进入空气时波速变慢，频率不变，根据，可知波长变小，故D错误。
故选C。

2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查几何光学知识，能画出符合题设的光路图，熟悉几何关系是解题的关键。
根据题设得出恰好发生全反射的位置，作出光路图，结合几何关系得出临界角，根据临界角公式得出折射率即可判断；根据几何关系得出光通过的最小路程，根据折射率的决定式得出波速，从而计算出光射出的最短时间即可判断；根据红光与紫光折射率关系，根据临界角公式得出两者临界角关系，从而分析即可判断。
【解答】
、由题知，点发出的光线在顶点恰好发生全反射，如图所示：
图中为点的法线，三角形为直角三角形，由几何关系知，，，，可见，由临界角公式：，解得折射率，故A错误，B正确；
C、光在透明材料中的传播速度，光线垂直透明材料表面射出时，通过的路程最小，为，此时射出的时间最短，为，故C错误；
D、红光换成紫光后，折射率变大，由知临界角变小，则光线在透明材料表面在顶角前会发生全反射，可见透明材料表面有光出射的区域面积将变小，故D错误。

3.【答案】
【解析】
【分析】
根据弹性碰撞动量守恒和机械能守恒列式可得碰后、的速度，结合碰后运动情况可得停下的距离，难度一般。
【解答】
设碰后、的速度为、，、继续运动的位移为、，
根据弹性碰撞动量守恒和机械能守恒有
和，
解得，，碰后被反弹，
根据碰后、受力可得、做匀减速运动，结合牛顿第二定律可得加速度大小均为，
根据运动学公式有，，
停下时、的距离，故A正确，BCD错误。

4.【答案】
【解析】
【分析】本题主要考查远距离输电问题。结合题意，由理想变压器电压与匝数以及电流与匝数的关系，结合电功率公式分析即可正确求解。
【解答】设升压变压器原副线圈两端的电压分别为、，通过原副线圈的电流分别为和，降压变压器原副线圈两端的电压分别为、，通过原副线圈的电流分别为和，由题意知，，，由理想变压器电压与匝数的关系有，得，由，得，由理想变压器电流与匝数的关系有，解得，由理想变压器电压与匝数的关系有，解得，所以输电线电阻上的电压，输电线上损失的功率，若有超导体代替常规导线，可以节省的功率为，故A正确，BCD错误。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查双缝干涉、薄膜干涉和光的偏振。白炽灯直接照射双缝，光屏上可观察到间距不等的干涉图样；薄膜干涉为等厚干涉，根据肥皂膜的干涉条纹的形状判断；肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹；条纹的宽度和间距与膜的厚度有关；光的偏振表明光是一种横波。
【解答】
A.用白炽灯直接照射双缝，光屏上可观察到干涉图样，干涉图样中的中央条纹为白色亮条纹，两侧为彩色明暗相间的彩色条纹，不同颜色的光，其波长不同，则条纹间距不同，故A错误；
B.将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动，条纹不会跟着转动，仍在水平方向，故B错误；
C.薄膜干涉是等厚干涉，即明条纹处空气膜的厚度相同。从弯曲的条纹可知，处检查平面左边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知处凹陷，处检查平面右边处的空气膜厚度与后面的空气膜厚度相同，知处凸起，故C正确
D.丁图是光的偏振应用，光的偏振表明光是一种横波，故D错误。

6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查交流电相关内容，比较简单，注意有效值计算方法，强化基础知识的记忆。
根据有效值的规定，结合图像列式即可解答，难度一般。
【解答】
A、图甲中电流的最大值为，根据电流的热效应可得，解得有效值为，故A错误；
B、图乙中根据电流的热效应可得，解得有效值为，故B正确；
C、图丙中电流的最大值为，根据电流的热效应可得，解得有效值为，故C错误；
D、图丁中根据电流的热效应可得，解得有效值为，故D错误。

7.【答案】
【解析】
【分析】
根据图象找出时处质点的振动方向，再确定波的传播方向；求出波传播的速度，确定经过何处质点的振动形式到达点，从而确定点的位移；分析、两点回到平衡位置所需的时间，找出时间差。
本题关键要把握两种图象的联系，能根据图象读出质点的速度方向，在波动图象上判断出波的传播方向。
【解答】
A.结合两图象的分析可知，处的质点时刻后加速度方向向上，故质点正在由平衡位置向下运动，故该波沿轴负向传播，故A错误；
B.由图可知该波的波长为，由图可知该波的周期为，图示时刻质点的位移为；质点在图中时刻正在向波峰振动，振动到波峰所需时间为，因为，因此到达波峰后还需要振动的时间为，则图中质点再经过的位移对应时刻的位移，则，故B错误；
C.质点到达平衡位置所需的时间为，质点到达平衡位置的时间为，因此质点比早到达平衡位置，故C错误；
D.在时刻，质点处于图中位置，因此时，质点所处的位置为图中位置后退，此时质点正通过平衡位置且向上振动，故D正确。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了热学部分的基础知识，知道测量油膜分子直径时操作注意事项，布朗运动定义，分子速率分布和分子间作用力规律即可解答，难度不大。
【解答】
A、测量油膜分子直径时，应该等酒精挥发完成，油膜稳定后再测量油膜的面积，故A错误；
B、悬浮在液体中的颗粒越大，某一瞬间跟颗粒碰撞的液体分子数目就会越多，撞击的不平衡性越不明显，布朗运动越不显著，故 B错误；
C、丙图中线中高速率分子占比线的大，说明对应的温度较高，两种不同情况下各速率区间的分子数占总分子数的百分比与分子速率间的关系图线与横轴所围面积都应该等于，即两条曲线与坐标轴围成的图形的面积相等，故C正确；
D、分子间距为时，分子间引力和斥力等大，分子力为零，分子间势能最小，故D正确。

9.【答案】
【解析】
【分析】
引力波具有波的性质，引力波可以发生干涉、衍射及多普勒效应。
两颗中子星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，根据牛顿第二定律列式结合波长的公式进行分析。
【解答】
A.引力波具有波的性质，引力波可以发生干涉、衍射及多普勒效应，故A错误；
B.当两颗中子星彼此靠近时，由于不考虑质量的变化，则它们间的万有引力会变大，则两者之间的引力做正功，则动能变大，引力势能减小，总能量越来越小；故 B正确；
根据
可得，，
波长，当二者距离缩小，波长减小，辐射出的引力波越来越不容易发生衍射现象，故C错误，D正确。

10.【答案】
【解析】
【分析】
本题巧妙地将重力场和磁场相结合，考查了向心力、洛仑兹力方向的判断问题，对学生要求较高，注意培养空间想像能力。
粒子在磁场中受洛仑兹力及本身的重力，其合力使物体做匀速圆周运动，故它们的合力应充当向心力；分析正负电荷的受洛伦兹力情况，明确合力能否充当向心力。
【解答】
要使粒子能做匀速圆周运动，则洛仑兹力与重力的合力应能充当向心力；洛伦兹力必沿斜上方，其竖直分力与重力平衡，水平分力提供向心力；根据左手定则可以判断；
、若小球带正电，其转动轨迹平面必在的正上方且沿逆时针运动，，
可得，故A正确，B错误
、若小球带负电，则其转动轨迹平面必在的正上方且沿顺时针运动，同样有，故可得，故C正确，D错误。

11.【答案】
【解析】
【分析】
和是材料相同，电阻率相同．设正方形导体的边长为，根据电阻定律研究电阻的关系．然后由并联电路的特点、欧姆定律、电流的微观表达式、电场力与洛伦兹力平衡分析答题．
【解答】
A、设导体的电阻率为，厚度为，边长为，则由电阻定律得：导体的电阻，与边长无关，故，
并联电路中个电阻两端的电压相等，通过电阻的电流，由于与都相同，则通过两电阻的电流相同，故A正确；
B、电流，由于、、、相同，则越大，越小，则中自由电荷定向移动的速率小于中自由电荷定向移动的速率，故B错误；
D、根据左手定则，沿着电流的方向，电子向左偏转，所以两个导体总是左侧面的电势低于右侧面的电势，故D正确；
C、设沿电流方向左右侧面形成的霍尔电压为，则，又，联立可得，可见与无关，中产生的霍尔电压等于中产生的霍尔电压，故C正确。
故选ACD。
12.【答案】；
；

【解析】
【分析】
根据实验注意事项与实验原理分析答题；
根据图丙所示图象求出单摆的周期，根据单摆周期公式求出重力加速度的表达式；
根据单摆的周期公式分别对两种情况下的周期列方程，解方程组求解高度。
本题考查了应用单摆测重力加速度实验，理解实验原理、知道实验注意事项是解题的前提，根据题意分析清楚图象、应用单摆周期公式即可解题。
【解答】
、单摆在小摆角情况下的运动是简谐运动，用单摆的最大摆角应小于，故A错误；
B、一个周期的时间内，摆球通过最低点次，所以测量摆球通过最低点次的时间，则单摆周期为，故错误；
C、由单摆的周期公式可得，摆长偏大则代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大，故C正确；
D、为减小空气阻力对实验的影响，应选择密度较大的摆球，故D错误。
故选：。
摆球经过最低点时，绳子的拉力最大，一个周期内，两次经过最低点，由图乙所示图象可知，单摆的周期
根据单摆周期公式可知，重力加速度：；
小摆的周期为，
大摆的周期为，
其中，
联立解得米。
故答案为：； ；。
13.【答案】；；；；偏大
【解析】
【分析】
本题考查了欧姆表的原理，要求学生会应用闭合电路欧姆定律分析，体现了对物理观念、科学思维、科学探究等学科素养的考查；特别是要理解应用闭合电路欧姆定律分析误差的方法。
将两表笔短接时，进行欧姆调零，调节使微安表指针偏角最大；
根据微安表指针指在如图所示位置，按照电表读数规则进行读数，根据闭合电路欧姆定律求解；
应用闭合电路欧姆定律求出欧姆表表盘上电阻的刻度值；
应用闭合电路欧姆定律分析误差。
【解答】
将两表笔短接时，调节使微安表指针偏角最大，即。
微安表指针指在如图乙所示位置，则其读数为，根据闭合电路欧姆定律，两表笔短接时有，两表笔之间接入阻值为的定值电阻时，有：，联立解得，；
当电流为时有：，解得；
由公式和，解得，当电池的电动势降低，内阻增大，则重新欧姆调零之后，测量同一未知电阻时对应的微安表示数减小，则电阻阻值将偏大。
14.【答案】解：氮气的质量，
氮气的摩尔数为，
依据气体分子分布特点，设气体分子间距为，则有，
得；
设气囊开始体积为，气体开始压强为，因此当排气结束时，将剩余的气体压强转换到一个大气压之下，
由于气体做等温变化，因此有，可得．，
即排气结束后的剩余的气体相当于一个大气压，．的气体，
因此排出去的的气体相当于一个大气压，．的气体，排出气体占总气体的比例为。
【解析】本题考查对阿伏加德罗常数的理解和玻意耳定律的应用。
根据求出物质的量，再根据阿伏加德罗常数求出分子的总个数；根据总体积与分子个数，从而求出一个分子的体积，建立每个分子占据一个立方体，则分子间的平均距离，即为立方体的边长；
气囊内的气体为研究对象，根据玻意耳定律关键在于分析气体的初末状态，可得气囊的体积变为原来的一半时排出去的气体占总质量比例。
15.【答案】解：(1)到达A点速度沿着圆弧轨道切线方向,因此有==4m/s；
(2)从A到B,依据动能定理,MgR(1+)=M(-)得=8m/s，
对B点,依据牛顿第二定律,-Mg=得=232N，
依据牛顿第三定律，=F支=232N；
(3)小球碰撞木板过程,动量守恒:=+Mv板，
机械能守恒:=+得=0，=8m/s，
此后物块和木板发生相对滑动, 对物块分析=，，物块匀加速，
对木板分析+=+(M+m) g=Ma板，a板= 4 m/, 木板匀减速，
当二者共速时,有=-t=a物t得t=1s，1s后二者共速，=4m/s，
此后假设二者相对静止共同匀减速，则有
整体分析f=(M+m)g=(M+m)a共,得a共=2.4m/，
隔离物块分析f'=ma共=2.4N<=4N, 假设成立，即物块和木板共速之后二者相对静止共同匀减速到零，
共速过程=t=t=6m，
==t=2m，
故物块相对木板的位移x=-=4m，
因此=x=16J，
共速后二者相对静止从4m/s共同匀减速到零，共=2.4m/, x==m，
因此木板的总位移为s=x板+x=。
【解析】此题考查平抛运动，圆周运动，牛顿第二定律，板块问题等。
（1）根据速度恰好无碰撞进入轨道，由速度三角形得出A的速度大小；
（2）根据动能定理求得B点速度，根据牛顿第二定律，求得小球在B点受到的弹力，根据牛顿第三定律得到小球到达B点时对轨道的压力大小;
（3）小球和木板碰撞，根据弹性碰撞的动量和能量关系，得到板的速度，根据牛顿第二定律得到各自的加速度和达到的共同速度，物块与木板之间的摩擦生热，再判定一起减速，根据运动学求得位移。最后求得以及木板在地面上滑动的距离s.
16.【答案】解导体棒释放瞬间，棒中电流为，棒受安培力而加速，因此有
棒刚开始运动时，因此，得；
随着棒向右移动，磁场越来越强，棒所受到的安培力越来越大，棒的速度也越来越大，但是由于恒流源的作用，因此棒中的电流依然恒定为，
因此有
安培力随位移不断变化，图像与坐标轴包围的面积表示安培力对棒做的功，
因此有，得；
撤去恒流源之后，导体棒在外力作用下匀速切割磁感线与电阻构成回路，但由于磁场随位移不断变大，因此切割电动势会不断变大，电流也会不断变大，设经过时间，棒所在的位置，
此时的磁场；
切割电动势也随时间变化，
回路中电流，
电流随时间线性变化，图像与坐标轴包围的面积代表电荷量，因此．

【解析】本题考查的是法拉第电磁感应定律研究感应电动势是关键．对于感应电荷量，要能熟练地应用法拉第定律和欧姆定律进行推导．
导体棒释放瞬间，棒受安培力而加速，根据牛顿第二定律可得释放导体棒的瞬间导体棒加速度的大小；
由于恒流源的作用， 安培力随位移不断变化，图像与坐标轴包围的面积表示安培力对棒做的功根据动能定理可得导体棒速度的大小；
撤去恒流源之后，导体棒在外力作用下匀速切割磁感线与电阻构成回路，但由于磁场随位移不断变大，因此切割电动势会不断变大，电流也会不断变大，根据题意结合电流随时间线性变化，图像与坐标轴包围的面积代表电荷量即可求解。
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2022-2023湖北省云学新高考联盟学校高二（下）期中联考物理试卷（含解析）