福建省寧德市2022-2023學年高二上學期居家檢測物理試題（解析版）

2023年寧德市2022-2023學年度第一學期高二居家檢測物理試題注意：1.在本試卷上作答無效，應在答題卡各題指定的答題區(qū)域內(nèi)作答。2.本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題），共6頁。第Ⅰ卷（選擇題共40分）一、單項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求，選對得4分，選錯得0分。1.如圖所示是一種油箱內(nèi)油面高度檢測裝置的示意圖，金屬杠桿的一端接浮標，另一端觸點O接滑動變阻器R．已知電源電動勢恒定，內(nèi)阻不能忽略，指示燈L燈絲電阻不變，電流表為理想電表．下列說法中正確的是A.當油箱內(nèi)油面下降時，電源的效率減小B.當油箱內(nèi)油面下降時，電流表示數(shù)增大C.油箱內(nèi)的油越多，指示燈L越暗D.油箱內(nèi)的油越多，電源總功率越大2.一個帶絕緣底座的空心金屬球A帶有的正電荷，其上端開有適當小孔，有絕緣柄的金屬小球B帶有的負電荷，使B球和A球內(nèi)壁接觸，如圖所示，則A、B帶電荷量分別為（）A.、 B.、C.、 D.、3.我國的特高壓直流輸電是中國在高端制造領域領先世界的一張“名片”，特別適合遠距離輸電，若直流高壓線掉到地上時，它就會向大地輸入電流，并且以高壓線與大地接觸的那個位置為圓心，形成一簇如圖所示的等差等勢線同心圓，、、、是等勢線上的四點，當人走在地面上時，如果形成跨步電壓就會導致兩腳有電勢差而發(fā)生觸電事故，則（）A.電勢的大小為 B.場強的大小為C.人從沿著圓弧走到會發(fā)生觸電 D.間距離等于2倍間距離4.如圖所示是一種新型節(jié)能路燈。它“頭頂”小風扇，“肩扛”太陽能電池板。關于節(jié)能路燈的設計解釋合理的是（）A.太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能 B.小風扇是用來給太陽能電池板散熱的C.小風扇是風力發(fā)電機，將電能轉(zhuǎn)化為機械能 D.蓄電池在夜晚放電時，將電能轉(zhuǎn)化為化學能二、多項選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。5.某同學將四個相同的小量程電流表（表頭）分別改裝成兩個電流表、和兩個電壓表、。已知電流表的量程大于的量程，電壓表的量程小于的量程，改裝好后把它們按如圖所示的接法連入電路，則（）A.電流表的示數(shù)等于電流表的示數(shù)B.電流表指針的偏轉(zhuǎn)角等于電流表指針的偏轉(zhuǎn)角C.電壓表的示數(shù)小于電壓表的示數(shù)D.電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角小于電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角6.如圖所示，一圓環(huán)水平放置，圓心為O，其上放置四個電荷量相等的點電荷，這四個點電荷處于互相垂直的兩直徑的兩端，一直徑兩端的電荷均為正電荷，另一直徑兩端的電荷均為負電荷。為圓環(huán)的中軸線，且、兩點關于O點對稱，取無窮遠處電勢為零。下列說法正確的是（）A.O點處的電場強度為零B.電子從點沿直線移至O點的過程中電勢能減小C.上各點的電勢均為零D.質(zhì)子從點沿直線移至O點的過程中所受電場力一直減小7.一個六邊形導線框放在勻強磁場中，磁感應強度B隨時間變化的圖像如圖乙所示，時刻，磁感應強度的方向垂直紙面向里。則在0~5s時間內(nèi)，下列描述線框中的感應電流I（規(guī)定順時針方向為正方向）、ab邊所受安培力F（規(guī)定垂直ab沿紙面向右為正方向）隨時間t變化的圖像正確的是（）A. B.C. D.8.在如圖甲所示的電路中，閉合開關S，在滑動變阻器的滑片P向上滑動的過程中，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化。圖乙中的三條圖線分別表示了三個電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況，以下說法正確的是（）A.圖線a表示的是電壓表V3的示數(shù)隨電流表A示數(shù)變化的情況B.圖線c表示是電壓表V2的示數(shù)隨電流表A示數(shù)變化的情況C.此過程中電壓表V1示數(shù)的變化量U1和電流表A示數(shù)變化量I的比值變大D.此過程中電壓表V3示數(shù)的變化量U3和電流表A數(shù)變化量I的比值不變第Ⅱ卷（非選擇題共60分）三、非選擇題：共60分?？忌鶕?jù)要求作答。9.某同學要測量一節(jié)電池電動勢和內(nèi)阻，除了被測干電池，實驗室提供的器材還有：A．電流計G（滿偏電流，內(nèi)阻）B．電流表A（，內(nèi)阻未知）C．滑動變阻器D，電阻箱E．開關S與導線若干（1）該同學根據(jù)實驗室提供的器材設計實驗電原理圖如圖甲所示，請根據(jù)電原理圖將圖乙的實驗實物連接完整______．（2）實驗將電流計與電阻箱串聯(lián)，將電流計改裝成量程的電壓表，則電阻箱接入電路的阻值________；連接好電路后，閉合電鍵前，應將圖乙中滑動變阻器的滑片P移到最______（填“左”或“右”）端，閉合電鍵后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，測得多組電流計的讀數(shù)，電流表的讀數(shù)，作出圖像，如圖丙所示，忽略改裝后的電壓表分流對測量結果的影響，測得該電池的電動勢______V，內(nèi)阻為______．（結果均保留3位有效數(shù)字）10.“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。用天平測量兩個小球的質(zhì)量、，且；直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通過測量相關量，來間接解決這個問題。下面是兩個實驗小組的實驗情況：（1）實驗小組甲的實驗裝置如圖1所示。在水平槽末端的右側(cè)放置一個豎直屏，豎直屏的O點與小球的球心等高。實驗時，先讓入射球多次從斜軌上A位置靜止釋放；然后把被碰小球靜置于軌道的水平部分，再將入射小球，從斜軌上A位置靜止釋放，與小球相撞，多次重復操作，得到兩球落在豎直屏上的平均落點、、，量、、的高度、、。則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為___________。（用上述步驟中測量的量表示）（2）實驗小組乙的實驗裝置如圖2所示。在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面，斜面的頂點與水平槽等高且無縫連接。使小球1仍從斜槽上A點由靜止?jié)L下，重復實驗（1）的操作，得到兩球落在斜面上的平均落點、、，用刻度尺測量斜面頂點到、、三點的距離分別為、、。則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為___________。（用上述步驟中測量的量表示）11.某高二學習小組在學習自感電動勢時了解到自感電動勢，教材中稱自感系數(shù)L與線圈的大小、形狀、圈數(shù)、以及是否有鐵芯等因素有關。他們決定探究一下這個結論。查閱資料知道，長且直的密繞的螺線管內(nèi)部磁場可以看成勻強磁場：B＝μ0nI，μ0為常數(shù)，I為螺線管中電流，是單位長度上的線圈匝數(shù)，l是螺線管長度，N為線圈總匝數(shù)。（1）他們首先用霍爾材料來探究螺線管內(nèi)磁場是否為勻強磁場。如圖所示，R1和R2是同種材料、厚度相同、上下表面為正方形的金屬導體（二者單位體積內(nèi)所含的自由電子數(shù)相同），但R1的尺寸比R2的尺寸大。將兩導體同時放置在同一勻強磁場B中，磁場方向垂直于兩導體正方形表面，在兩導體上加相同的電壓，形成圖所示方向的電流；電子由于定向移動，會在垂直于電流方向受到洛倫茲力作用，從而產(chǎn)生霍爾電壓，當電流和霍爾電壓達到穩(wěn)定時，下列說法正確的是（）A．R1中的電流大于R2中的電流B．R1中的電流等于R2中的電流C．霍爾電壓和圖中通過電流I成正比，和圖中豎直向上的磁感應確定B成正比D．R1中產(chǎn)生的霍爾電壓等于R2中產(chǎn)生的霍爾電壓（2）根據(jù)理論推導，他們決定保持圖1左右兩側(cè)的電流不變，在圖1前后表面連接電壓表測定霍爾電壓，請你用導線將電源、滑動變阻器，毫安電流表連好電路，來控制霍爾元件中電流，兩塊表都使用較小量程______（3）用該電路測量出多組數(shù)據(jù)，得到下圖所示的B—x圖象（x為螺線管中點開始的水平距離）則除去邊緣外_____（填可以、不可以）驗證管內(nèi)磁感應強度公式B＝μ0nI正確。（4）最后，請根據(jù)法拉第電磁感應定律推導出長且直的螺線管的自感系數(shù)。設螺線管內(nèi)部磁場為勻強磁場：B＝μ0nI，μ0為常數(shù)，I為螺線管中電流，是單位長度上的線圈匝數(shù)，l是螺線管長度，N為線圈總匝數(shù)。設每匝線圈包圍的面積為s，螺線管總長度為l，螺線管體積V＝sl，則自感系數(shù)L表達式正確的是（）A．B．C．D．12.某同學應用楞次定律判斷線圈中導線的纏繞方向。器材有：一個繞向未知的線圈，一個條形磁鐵，一只多用電表，導線若干。操作步驟如下：①為避免指針反向偏轉(zhuǎn)損壞電表，先調(diào)整指針定位螺絲使指針盡量偏向零刻線右側(cè)；②把多用電表和線圈按圖甲連接，將選擇開關旋轉(zhuǎn)到10mA檔；③將條形磁鐵N極向下插入線圈時，發(fā)現(xiàn)多用電表的指針向右偏轉(zhuǎn)；④根據(jù)楞次定律判斷出線圈中導線的纏繞方向。請回答下列問題：（1）在步驟①中調(diào)整多用電表的指針定位螺絲是______（選填“a”、“b”或者“c”）；（2）可判斷線圈中導線的纏繞方向如圖乙中的_______（選填“A”或“B”）所示；（3）若條形磁鐵插入越快，多用電表的指針偏角_________（選填“越大”或“越小”）。13.如圖甲所示，足夠長的兩金屬導軌MN、PQ水平平行固定，兩導軌電阻不計，且處在豎直向上的磁場中，完全相同的導體棒a、b垂直放置在導軌上，并與導軌接觸良好，兩導體棒的電阻均為R=0.5Ω，且長度剛好等于兩導軌間距L，兩導體棒的間距也為L，開始時磁場的磁感應強度按圖乙所示的規(guī)律變化，當t=0.8s時導體棒剛要滑動。已知L=1m，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力。求：（1）每根導體棒與導軌間的滑動摩擦力的大小及0.8s內(nèi)整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱；（2）若保持磁場的磁感應強度B=0.5T不變，用如圖丙所示的水平向右的力F拉導體棒b，剛開始一段時間內(nèi)b做勻加速直線運動，每根導體棒的質(zhì)量為多少？導體棒a經(jīng)過多長時間開始滑動？（3）在a、b兩棒之間的PQ導軌上串聯(lián)一保險絲，保險絲是一根長為L0，半徑為r的極細圓柱形狀的金屬絲（r遠遠小于L）其電阻率較小為ρf，設熔斷電流為I，近代物理發(fā)現(xiàn)，熱的物體會輻射能量，輻射功率可以表示為，其中T為物體溫度，A為物體表面積，σ為一常數(shù)，當保險絲達到熔點就會熔斷，求保險絲的半徑r表達式（用I、L0、ρf、T、σ表示）14.某種質(zhì)譜儀的原理如圖所示。兩平行金屬板之間有如圖所示大小為E的勻強電場，還有方向垂直紙面、磁感應強度為的勻強磁場（圖中未畫出）。半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向外、磁感應強度為的勻強磁場。接收器P安放在與圓形磁場同圓心O的弧形軌道上，A、C、O、D在同一直線上，OP與OD的夾角為。若帶電粒子恰能從A點沿直線運動到C點，再進入圓形磁場中，不計粒子的重力。求：（1）勻強磁場的方向以及粒子到達C點時的速度大?。唬?）用此儀器分析某元素的兩種同位素（電荷量相同，質(zhì)量不同），接收器分別在和的位置上接收到了粒子，則它們的比荷之比為多大。15.如圖所示，兩條足夠長的金屬導軌水平放置，相距為L，處于磁感應強度大小為B、方向垂直導軌平面向里的勻強磁場中，導軌左端接一電阻R。將長為L的金屬桿CD置于導軌上，質(zhì)量為m，電阻為r，與水平導軌間的動摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)給金屬桿一個水平向右的初速度為v，桿在運動距離x后停下，運動過程中桿與導軌始終保持垂直且接觸良好。重力加速度為g，不計導軌電阻，求：（1）剛開始運動時金屬桿CD加速度大小，比較C、D兩點電勢高低；（2）整個過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱和流經(jīng)R的電量；（3）整個過程中金屬桿CD運動所用的時間。寧德市2022-2023學年度第一學期高二居家檢測物理試題注意：1.在本試卷上作答無效，應在答題卡各題指定的答題區(qū)域內(nèi)作答。2.本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題），共6頁。第Ⅰ卷（選擇題共40分）一、單項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求，選對得4分，選錯得0分。1.如圖所示是一種油箱內(nèi)油面高度檢測裝置的示意圖，金屬杠桿的一端接浮標，另一端觸點O接滑動變阻器R．已知電源電動勢恒定，內(nèi)阻不能忽略，指示燈L燈絲電阻不變，電流表為理想電表．下列說法中正確的是A.當油箱內(nèi)油面下降時，電源的效率減小B.當油箱內(nèi)油面下降時，電流表示數(shù)增大C.油箱內(nèi)的油越多，指示燈L越暗D.油箱內(nèi)的油越多，電源總功率越大【答案】D【解析】【詳解】B．當油面下降時，浮標位置降低，在杠桿作用下，滑動變阻器的滑片O向上移動，滑動變阻器連入電路的阻值變大，電流為知電路中的電流變小，電流表示數(shù)變小，故B錯誤；A．當油面下降時，浮標位置降低，在杠桿作用下，滑動變阻器的滑片O向上移動，滑動變阻器連入電路的阻值變大，路端電壓增大，根據(jù)電源的效率公式可知電源的效率一定增大，故A錯誤；C．油箱內(nèi)的油越多時，浮子上升，滑片下移，滑動變阻器接入電路的電阻變小，電路的總電阻變小；根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變大，指示燈L越亮，故C錯誤；D．油箱內(nèi)的油越多時，浮子上升，滑片下移，滑動變阻器接入電路的電阻變小，電路的總電阻變小；根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變大，根據(jù)電源總功率P=IE，可知總功率變大，故D正確．故選D．2.一個帶絕緣底座的空心金屬球A帶有的正電荷，其上端開有適當小孔，有絕緣柄的金屬小球B帶有的負電荷，使B球和A球內(nèi)壁接觸，如圖所示，則A、B帶電荷量分別為（）A.、 B.、C.、 D.、【答案】B【解析】【詳解】B球與A球接觸后成為一個新的導體，由于帶電導體的電荷只能分布于導體的外表面，因此故選B。3.我國的特高壓直流輸電是中國在高端制造領域領先世界的一張“名片”，特別適合遠距離輸電，若直流高壓線掉到地上時，它就會向大地輸入電流，并且以高壓線與大地接觸的那個位置為圓心，形成一簇如圖所示的等差等勢線同心圓，、、、是等勢線上的四點，當人走在地面上時，如果形成跨步電壓就會導致兩腳有電勢差而發(fā)生觸電事故，則（）A.電勢的大小為 B.場強的大小為C.人從沿著圓弧走到會發(fā)生觸電 D.間距離等于2倍間距離【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．高壓線掉到地上時，它就會向大地輸入電流，圓心處的電勢最高，向外越來越低，電勢的大小為，A錯誤；B．場強看等勢線的疏密，由圖可知場強的大小為，B正確；C．和在同一條等勢線上，人從沿著圓弧走到不會發(fā)生觸電，C錯誤；D．的平均場強大于的平均場強，的電勢差等于電勢差的二倍，根據(jù)可以定性判斷出間距離小于2倍間距離，D錯誤；故選B。4.如圖所示是一種新型節(jié)能路燈。它“頭頂”小風扇，“肩扛”太陽能電池板。關于節(jié)能路燈的設計解釋合理的是（）A.太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能 B.小風扇是用來給太陽能電池板散熱的C.小風扇是風力發(fā)電機，將電能轉(zhuǎn)化為機械能 D.蓄電池在夜晚放電時，將電能轉(zhuǎn)化為化學能【答案】A【解析】分析】【詳解】這種新型節(jié)能路燈，“肩扛”太陽能電池板可以把太陽能轉(zhuǎn)化為電能；“頭頂”的小風扇可以把風能轉(zhuǎn)化為電能，這樣只要有風，這種路燈也可以發(fā)電，填補了陰天和晚上不能發(fā)電的空白，可用于路燈晚上照明使用；蓄電池在夜晚放電時，將化學能轉(zhuǎn)化為電能，故A正確，BCD錯誤。故選A二、多項選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。5.某同學將四個相同的小量程電流表（表頭）分別改裝成兩個電流表、和兩個電壓表、。已知電流表的量程大于的量程，電壓表的量程小于的量程，改裝好后把它們按如圖所示的接法連入電路，則（）A.電流表的示數(shù)等于電流表的示數(shù)B.電流表指針的偏轉(zhuǎn)角等于電流表指針的偏轉(zhuǎn)角C.電壓表的示數(shù)小于電壓表的示數(shù)D.電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角小于電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角【答案】BC【解析】【詳解】B．由題圖可知，兩電流表并聯(lián)，相當于四個電阻并聯(lián)，兩表頭兩端的電壓相等，流過兩電流表的電流相等，故兩電流表指針的偏轉(zhuǎn)角相同，B正確；A．根據(jù)上述兩電流表指針的偏轉(zhuǎn)角相同，因的量程大于的量程，故的示數(shù)比的示數(shù)大，A錯誤；D．根據(jù)圖可知，兩電壓表串聯(lián)，相當于四個電阻串聯(lián)，流過兩個表頭的電流相等，故兩電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角相等，D錯誤；C．根據(jù)上述兩電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角相等，由于電壓表的量程小于的量程，故的示數(shù)比的示數(shù)小，C正確。故選BC。6.如圖所示，一圓環(huán)水平放置，圓心為O，其上放置四個電荷量相等的點電荷，這四個點電荷處于互相垂直的兩直徑的兩端，一直徑兩端的電荷均為正電荷，另一直徑兩端的電荷均為負電荷。為圓環(huán)的中軸線，且、兩點關于O點對稱，取無窮遠處電勢為零。下列說法正確的是（）A.O點處的電場強度為零B.電子從點沿直線移至O點的過程中電勢能減小C.上各點的電勢均為零D.質(zhì)子從點沿直線移至O點的過程中所受電場力一直減小【答案】AC【解析】【詳解】A．O點處于兩對等量同種電荷的中點，則合電場強度為零，A正確；BC．、位于兩等量異號電荷的中垂線上，則、在零勢面上，電子從點沿直線移至O點的過程中電勢能不變，B錯誤，C正確；D．、位于兩對等量同號電荷的中垂線上，兩正電荷和兩負電荷的電場強度等大反向，故、連線上合電場強度處處為零，則質(zhì)子所受的電場力為零，D錯誤。故選AC。7.一個六邊形導線框放在勻強磁場中，磁感應強度B隨時間變化的圖像如圖乙所示，時刻，磁感應強度的方向垂直紙面向里。則在0~5s時間內(nèi)，下列描述線框中的感應電流I（規(guī)定順時針方向為正方向）、ab邊所受安培力F（規(guī)定垂直ab沿紙面向右為正方向）隨時間t變化的圖像正確的是（）A. B.C. D.【答案】BD【解析】【詳解】AB．由圖可知，內(nèi)，線圈中磁通量的變化率相同，所以內(nèi)電流的方向相同，由楞次定律可知，電路中電流方向為順時針，即電流為正方向；同理可知，磁通量不變，感應電流為零，內(nèi)電路中的電流為逆時針，即為負方向，根據(jù)，兩段時間內(nèi)電流強度大小相等，故A錯誤，B正確；CD．兩段時間內(nèi)電流強度大小相等，由F＝BIL可知，F(xiàn)與B成正比，根據(jù)左手定則可知，與內(nèi)安培力方向向右，為正，與內(nèi)安培力方向向左，為負，故C錯誤，D正確。故選BD。8.在如圖甲所示的電路中，閉合開關S，在滑動變阻器的滑片P向上滑動的過程中，四個理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化。圖乙中的三條圖線分別表示了三個電壓表示數(shù)隨電流表示數(shù)變化的情況，以下說法正確的是（）A.圖線a表示的是電壓表V3的示數(shù)隨電流表A示數(shù)變化的情況B.圖線c表示是電壓表V2的示數(shù)隨電流表A示數(shù)變化的情況C.此過程中電壓表V1示數(shù)的變化量U1和電流表A示數(shù)變化量I的比值變大D.此過程中電壓表V3示數(shù)的變化量U3和電流表A數(shù)變化量I的比值不變【答案】ABD【解析】【詳解】AD．圖線a表示的是電源E和R1串聯(lián)后作為等效電源的路端電壓和干路電流的U—I圖線，即U3—I圖線，且其斜率的絕對值為r＋R1，AD正確；B．圖線c表示的是R1的U—I圖線，即U2—I圖線，B正確；C．圖線b表示的是U1—I圖線，其斜率的絕對值為r，C錯誤。故選ABD。第Ⅱ卷（非選擇題共60分）三、非選擇題：共60分?？忌鶕?jù)要求作答。9.某同學要測量一節(jié)電池電動勢和內(nèi)阻，除了被測干電池，實驗室提供的器材還有：A．電流計G（滿偏電流，內(nèi)阻）B．電流表A（，內(nèi)阻未知）C．滑動變阻器D，電阻箱E．開關S與導線若干（1）該同學根據(jù)實驗室提供的器材設計實驗電原理圖如圖甲所示，請根據(jù)電原理圖將圖乙的實驗實物連接完整______．（2）實驗將電流計與電阻箱串聯(lián)，將電流計改裝成量程的電壓表，則電阻箱接入電路的阻值________；連接好電路后，閉合電鍵前，應將圖乙中滑動變阻器的滑片P移到最______（填“左”或“右”）端，閉合電鍵后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，測得多組電流計的讀數(shù)，電流表的讀數(shù)，作出圖像，如圖丙所示，忽略改裝后的電壓表分流對測量結果的影響，測得該電池的電動勢______V，內(nèi)阻為______．（結果均保留3位有效數(shù)字）【答案】①.②.9900③.左④.1.48⑤.0.844【解析】【詳解】（1）[1]實物圖連接如圖所示（2）[2]電阻箱接入電路的電阻[3]閉合電鍵前，應將滑動變阻器滑片移到最左端，使其接入電路的電阻最大。[4][5]根據(jù)閉合電路歐姆定律有解得電池內(nèi)阻10.“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律，即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關系。用天平測量兩個小球的質(zhì)量、，且；直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是可以通過測量相關量，來間接解決這個問題。下面是兩個實驗小組的實驗情況：（1）實驗小組甲的實驗裝置如圖1所示。在水平槽末端的右側(cè)放置一個豎直屏，豎直屏的O點與小球的球心等高。實驗時，先讓入射球多次從斜軌上A位置靜止釋放；然后把被碰小球靜置于軌道的水平部分，再將入射小球，從斜軌上A位置靜止釋放，與小球相撞，多次重復操作，得到兩球落在豎直屏上的平均落點、、，量、、的高度、、。則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為___________。（用上述步驟中測量的量表示）（2）實驗小組乙的實驗裝置如圖2所示。在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面，斜面的頂點與水平槽等高且無縫連接。使小球1仍從斜槽上A點由靜止?jié)L下，重復實驗（1）的操作，得到兩球落在斜面上的平均落點、、，用刻度尺測量斜面頂點到、、三點的距離分別為、、。則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為___________。（用上述步驟中測量的量表示）【答案】①.②.【解析】【詳解】（1）[1]設小球在B點平拋初速度為v，水平位移為x，豎直位移為H，對于平拋運動有解得可見當x一定，平拋初速度v與成正比，設小球1碰撞前瞬時速度為，碰撞后瞬間小球1、小球2的速度分別為，。每次平拋運動的水平位移x一定，平拋初速度越大，下落的高度越小即越靠近O點，可知無碰撞時小球1的平均落點為，碰撞后小球1、小球2的平均落點分別為、。可得若兩球相碰前后的動量守恒，需滿足聯(lián)立整理得則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為（2）[2]設斜面傾角為，平拋初速度為v，落點與拋出點的距離為L，對于平拋運動有解得可見平拋初速度v與成正比。設小球1碰撞前瞬時速度為，碰撞后瞬間小球1、小球2的速度分別為、。無碰撞時小球1的平均落點為，碰撞后小球1、小球2的平均落點分別為、?？傻萌魞汕蛳嗯銮昂蟮膭恿渴睾悖铦M足聯(lián)立整理得則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為11.某高二學習小組在學習自感電動勢時了解到自感電動勢，教材中稱自感系數(shù)L與線圈的大小、形狀、圈數(shù)、以及是否有鐵芯等因素有關。他們決定探究一下這個結論。查閱資料知道，長且直的密繞的螺線管內(nèi)部磁場可以看成勻強磁場：B＝μ0nI，μ0為常數(shù)，I為螺線管中電流，是單位長度上的線圈匝數(shù)，l是螺線管長度，N為線圈總匝數(shù)。（1）他們首先用霍爾材料來探究螺線管內(nèi)磁場是否為勻強磁場。如圖所示，R1和R2是同種材料、厚度相同、上下表面為正方形的金屬導體（二者單位體積內(nèi)所含的自由電子數(shù)相同），但R1的尺寸比R2的尺寸大。將兩導體同時放置在同一勻強磁場B中，磁場方向垂直于兩導體正方形表面，在兩導體上加相同的電壓，形成圖所示方向的電流；電子由于定向移動，會在垂直于電流方向受到洛倫茲力作用，從而產(chǎn)生霍爾電壓，當電流和霍爾電壓達到穩(wěn)定時，下列說法正確的是（）A．R1中的電流大于R2中的電流B．R1中的電流等于R2中的電流C．霍爾電壓和圖中通過電流I成正比，和圖中豎直向上的磁感應確定B成正比D．R1中產(chǎn)生的霍爾電壓等于R2中產(chǎn)生的霍爾電壓（2）根據(jù)理論推導，他們決定保持圖1左右兩側(cè)的電流不變，在圖1前后表面連接電壓表測定霍爾電壓，請你用導線將電源、滑動變阻器，毫安電流表連好電路，來控制霍爾元件中電流，兩塊表都使用較小量程______（3）用該電路測量出多組數(shù)據(jù)，得到下圖所示的B—x圖象（x為螺線管中點開始的水平距離）則除去邊緣外_____（填可以、不可以）驗證管內(nèi)磁感應強度公式B＝μ0nI正確。（4）最后，請根據(jù)法拉第電磁感應定律推導出長且直的螺線管的自感系數(shù)。設螺線管內(nèi)部磁場為勻強磁場：B＝μ0nI，μ0為常數(shù)，I為螺線管中電流，是單位長度上的線圈匝數(shù)，l是螺線管長度，N為線圈總匝數(shù)。設每匝線圈包圍的面積為s，螺線管總長度為l，螺線管體積V＝sl，則自感系數(shù)L表達式正確的是（）A．B．C．D．【答案】①.BCD##BDC##CBD##CDB##DCB##DBC②.③.可以④.AB##BA【解析】【詳解】（1）[1]AB．設導體的邊長為a，厚度為d，根據(jù)電阻定律可知導體的電阻為

兩導體厚度和材料都相同，所以電阻相同，加上相同的電壓，根據(jù)歐姆定律可知電流相等，A錯誤，B正確；C．根據(jù)霍爾元件的工作原理可知根據(jù)表達式可知霍爾電壓和圖中通過的電流I成正比，和圖中豎直向上的磁感應確定B成正比，C正確；D．根據(jù)霍爾電壓表達式可知，R1中產(chǎn)生的霍爾電壓等于R2中產(chǎn)生的霍爾電壓，D正確。故選BCD。（2）[2]將器材串聯(lián)即可，根據(jù)電流的方向連接導線，如圖所示（3）[3]根據(jù)圖像可以看出除去邊緣外，其余部分可以看作勻強電場，改變滑動變阻器接入電路中的電阻，改變電路中的電流大小，可知驗證螺線管內(nèi)部的磁感應強度與電流成正比。（4）[4]根據(jù)法拉第電磁感應定律可知感應電動勢

又因為

故故選AB。12.某同學應用楞次定律判斷線圈中導線的纏繞方向。器材有：一個繞向未知的線圈，一個條形磁鐵，一只多用電表，導線若干。操作步驟如下：①為避免指針反向偏轉(zhuǎn)損壞電表，先調(diào)整指針定位螺絲使指針盡量偏向零刻線右側(cè)；②把多用電表和線圈按圖甲連接，將選擇開關旋轉(zhuǎn)到10mA檔；③將條形磁鐵N極向下插入線圈時，發(fā)現(xiàn)多用電表的指針向右偏轉(zhuǎn)；④根據(jù)楞次定律判斷出線圈中導線的纏繞方向。請回答下列問題：（1）在步驟①中調(diào)整多用電表的指針定位螺絲是______（選填“a”、“b”或者“c”）；（2）可判斷線圈中導線的纏繞方向如圖乙中的_______（選填“A”或“B”）所示；（3）若條形磁鐵插入越快，多用電表的指針偏角_________（選填“越大”或“越小”）?！敬鸢浮竣?a②.B③.越大【解析】【詳解】（1）[1]甲圖中的a是多用電表的指針定位螺絲。（2）[2]將條形磁鐵N極向下插入線圈時，向下穿過線圈的磁通量增加，由楞次定律可知，線圈中感應電流產(chǎn)生的磁場方向向上；多用電表的指針向右偏轉(zhuǎn)，則感應電流從紅表筆流入多用表，根據(jù)安培定則，可以判斷出導線的纏繞方向如圖乙中的B所示。（3）[3]條形磁鐵插入越快，磁通量變化越快，由法拉第電磁感應定律可知，感應電動勢越大，則電流越大，所以多用電表的指針偏角越大。13.如圖甲所示，足夠長的兩金屬導軌MN、PQ水平平行固定，兩導軌電阻不計，且處在豎直向上的磁場中，完全相同的導體棒a、b垂直放置在導軌上，并與導軌接觸良好，兩導體棒的電阻均為R=0.5Ω，且長度剛好等于兩導軌間距L，兩導體棒的間距也為L，開始時磁場的磁感應強度按圖乙所示的規(guī)律變化，當t=0.8s時導體棒剛要滑動。已知L=1m，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力。求：（1）每根導體棒與導軌間的滑動摩擦力的大小及0.8s內(nèi)整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱；（2）若保持磁場的磁感應強度B=0.5T不變，用如圖丙所示的水平向右的力F拉導體棒b，剛開始一段時間內(nèi)