北京市海淀區(qū)57中2016-2017高二下學(xué)期期中考試物理試題

北京57中20162017學(xué)年第二學(xué)期期中測(cè)試題高二物理一、選做題：本題共12小題．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)是正確的．1.將的電阻接入如圖所示的交流電路中，電源內(nèi)阻不計(jì)，則可判斷（）A.此交流電壓的有效值為B.此交流電的頻率為C.線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為D.在一個(gè)周期內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量是【答案】BD2.如圖所示電路為演示自感現(xiàn)象的電路圖，其中為定值電阻，電源電動(dòng)勢(shì)為、內(nèi)阻為，小燈泡的燈絲電阻為（可視為不變），電感線圈的自感系數(shù)為、電阻為．電路接通并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，可以看到燈泡先是“閃亮”（比開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前更亮）一下，然后才逐漸熄滅．為了觀察到斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)燈泡比開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前有更明顯的“閃亮”現(xiàn)象，下列措施中一定可行的是（）A.撤去電感線圈中的鐵芯，使減小B.更換電感線圈中的鐵芯，使增大C.更換電感線圈，保持不變，使增大D.更換電感線圈，保持不變，使減小【答案】B【解析】電感總是阻礙電流的變化，撤去電感線圈中的鐵芯，使減小，阻礙作用減小，閃亮的時(shí)間縮短，反之閃亮的時(shí)間延長(zhǎng)，并不影響亮度，AB錯(cuò)誤；保持不變，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，減小，則通過(guò)小燈泡的電流增大，故實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象會(huì)更明顯，C錯(cuò)誤D正確．3.如圖所示，一理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為匝和匝，將原線圈接在輸出電壓的交流電源兩端．副線圈上只接有一個(gè)電阻，與原線圈串聯(lián)的理想交流電流表的示數(shù)為．下列說(shuō)法中正確的是（）A.變壓器副線圈中電流的有效值為B.電阻兩端壓力的有效值為C.電阻的電功率為D.穿過(guò)變壓器鐵芯的磁通量變化率的最大值為【答案】BCD【解析】原線圈中的電流表示數(shù)是其電流有效值，原副線圈的電流比等于匝數(shù)比的反比，即，故原線圈的電流有效值為，A錯(cuò)誤；由變壓器原理可知，原副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，即，原線圈的電壓最大值是，所以有效值是，電壓有效值之比等于原副線圈匝數(shù)比，故副線圈的有效電壓為，即為電阻兩端電壓的有效值，B正確；電阻的電功率為，C正確；由于，穿過(guò)變壓器鐵芯的磁通量變化率的最大值為，D正確．4.圖示為一直角棱鏡的橫截面，，．一平行細(xì)光束從點(diǎn)沿垂直于面的方向射入棱鏡．已知棱鏡材料的折射率，若不考慮原入射光在面上的反射光，則有光線（）A.從面射出B.從面射出C.從面射出，且與面斜交D.從面射出，且與面垂直【答案】BD5.如圖甲所示，匝的線圈兩端、與一個(gè)電壓表相連，線圈內(nèi)有指向紙內(nèi)方向的磁場(chǎng)，線圈中的磁通量在按圖乙所示規(guī)律變化．下列說(shuō)法正確的是（）圖甲圖乙A.線圈中產(chǎn)生的感生電場(chǎng)沿逆時(shí)針?lè)较駼.電壓表的正接線柱接線圈的端C.線圈中磁通量的變化率為D.電壓表的讀數(shù)為【答案】D【解析】試題分析：由圖乙可知，穿過(guò)線圈的磁通量在增大，故感應(yīng)電流的磁場(chǎng)會(huì)阻礙它的增大，即產(chǎn)生向外的感應(yīng)磁場(chǎng)，由右手定則可知，線圈中的感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)A正確；電流從M到N，故電壓表的正接線柱接線圈的M端，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線圈中磁通量的變化率為Wb/s=0．5Wb/s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電壓表的示數(shù)就是線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即E=nV=10V，選項(xiàng)D正確。考點(diǎn)：電磁感應(yīng)，電磁感應(yīng)定律。6.圖甲是利用沙擺演示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的裝置．當(dāng)盛沙的漏斗下面的薄木板被水平勻速拉出時(shí)，做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的漏斗漏出的沙，在板上顯示出沙擺的振動(dòng)位移隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線．已知木板被水平拉動(dòng)的速度為，圖乙所示的一段木板的長(zhǎng)度為，則這次實(shí)驗(yàn)沙擺的擺長(zhǎng)大約為（取）（）A.B.C.D.【答案】A【解析】根據(jù)題意可知砂擺的周期，根據(jù)得，，A正確．7.一列橫波某時(shí)刻的波形圖如圖甲所示，圖乙表示介質(zhì)中某質(zhì)點(diǎn)此后一段時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)圖象．下列說(shuō)法正確的是（）A.若波沿軸正方向傳播，則圖乙表示的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象B.若波沿軸負(fù)方向傳播，則圖乙表示的是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象C.若圖乙表示的是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，則波沿軸正方向傳播D.若圖乙表示的是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，則波沿軸負(fù)方向傳播【答案】C【解析】試題分析：圖甲是波動(dòng)圖像，圖乙是振動(dòng)圖像，若波沿x軸正方向傳播，則N點(diǎn)的振動(dòng)圖像向下，故圖乙不是N點(diǎn)的振動(dòng)圖像，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若波沿x軸負(fù)方向傳播，則K點(diǎn)由最大位置向下振動(dòng)，故圖乙不是表示質(zhì)點(diǎn)K的振動(dòng)圖象，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若圖乙表示的是質(zhì)點(diǎn)L的振動(dòng)圖象，說(shuō)明L點(diǎn)向上振動(dòng)，根據(jù)波的傳播方向與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)關(guān)系可知，波沿x軸正方向傳播，選項(xiàng)C正確；M點(diǎn)位于負(fù)的最大位移處，它要向上運(yùn)動(dòng)，故圖乙表示的不是質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)圖象，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。考點(diǎn)：波的傳播與質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)關(guān)系。8.在如圖所示的電路中，、、是三盞相同的燈泡．當(dāng)、兩端接交流時(shí)，三盞燈的發(fā)光情況相同．若將、兩端接直流時(shí)，穩(wěn)定后觀察到的現(xiàn)象是（）A.三盞燈的亮度相同B.不亮，、的亮度相同C.不亮，比亮D.不亮，比亮【答案】C【解析】三個(gè)支路電壓相同，當(dāng)通交流電時(shí)，電感的感抗與電容的容抗都會(huì)對(duì)交流電有影響，而電阻所在支路對(duì)電流的阻礙作用不變，當(dāng)通入直流時(shí)，對(duì)于電阻沒(méi)有影響，亮度不變；而對(duì)電容器來(lái)說(shuō)，不能通過(guò)直流，所以燈不亮；對(duì)于線圈來(lái)說(shuō)，阻礙減小，導(dǎo)致變得更亮，C正確．9.如圖甲所示，一個(gè)有固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸的豎直圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在圓盤(pán)上的小圓柱帶動(dòng)一個(gè)形支架在豎直方向振動(dòng)，形支架的下面系著一個(gè)由彈簧和小球組成的振動(dòng)系統(tǒng)．圓盤(pán)靜止時(shí)，讓小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖像如圖乙所示．圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球做受迫振動(dòng)．小球振動(dòng)穩(wěn)定時(shí)．下列說(shuō)法正確的是（）A.小球振動(dòng)的固有頻率是B.小球做受迫振動(dòng)時(shí)周期一定是C.圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)周期在附近時(shí)，小球振幅顯著增大D.圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)周期在附近時(shí)，小球振幅顯著減小【答案】C【解析】由圖讀出：小球振動(dòng)的固有周期，則其固有頻率為，A錯(cuò)誤；小球做受迫振動(dòng)時(shí)周期等于驅(qū)動(dòng)力的周期，即等于圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)周期，不一定等于固有周期，B錯(cuò)誤；圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)周期在附近時(shí)，驅(qū)動(dòng)力周期等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有周期，小球產(chǎn)生共振現(xiàn)象，振幅顯著增大，C正確D錯(cuò)誤．10.光在科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是（）A.用透明的標(biāo)準(zhǔn)平面樣板檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象B.用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光的衍射現(xiàn)象C.在光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用光的色散現(xiàn)象D.光學(xué)鏡頭上的增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象【答案】D【解析】試題分析：檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的干涉現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；用三棱鏡觀察白光看到的彩色圖樣是利用光發(fā)生折射而形成色散現(xiàn)象，故B錯(cuò)誤；光導(dǎo)纖維束內(nèi)傳送圖象是利用了光由光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生全反射，故C錯(cuò)誤；增透膜是利用光的干涉現(xiàn)象，故D正確；故選D?？键c(diǎn)：光的干涉；光的色散；全反射【名師點(diǎn)睛】人類(lèi)對(duì)于光學(xué)的研究及應(yīng)用非常廣泛，在學(xué)習(xí)中要注意掌握不同現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，平時(shí)要注意觀察積累生活中的光現(xiàn)象．視頻11.一列簡(jiǎn)諧橫波沿軸正方向傳播，傳播速度為．當(dāng)波傳到處的質(zhì)點(diǎn)時(shí)，波形如圖所示．則以下判斷正確的是（）A.這列波的周期為B.再經(jīng)過(guò)，質(zhì)點(diǎn)第一次回到平衡位置C.再經(jīng)過(guò)，處的質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波峰處D.質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)恰好到達(dá)平衡位置而且向上振．【答案】AC【解析】由圖象可以知道，波長(zhǎng)為，而傳播速度，根據(jù)，A正確的；傳播速度為，波長(zhǎng)為，這列波的周期為，所以再經(jīng)過(guò)，質(zhì)點(diǎn)第二次回到平衡位置，B錯(cuò)誤；再經(jīng)過(guò)，即（個(gè)）周期，和相差一個(gè)波長(zhǎng)，所以點(diǎn)運(yùn)動(dòng)了個(gè)周期，質(zhì)點(diǎn)起振方向向下，因此此時(shí)達(dá)到波峰處，C正確；和相差一個(gè)波長(zhǎng)，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)波峰時(shí)，質(zhì)點(diǎn)恰好到達(dá)波峰處，D錯(cuò)誤．12.一根自由長(zhǎng)度為的輕彈簧，下端固定，上端連一個(gè)質(zhì)量為的物塊．在上再放一個(gè)質(zhì)量也是的物塊．系統(tǒng)靜止后，系統(tǒng)靜止后，彈簧長(zhǎng)度為，如圖所示．如果迅速向上移去．物塊將在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．此后，彈簧的最大長(zhǎng)度是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】輕彈簧自由長(zhǎng)度為，放兩個(gè)質(zhì)量是的物塊后長(zhǎng)度為，故放一個(gè)質(zhì)量為的物塊的長(zhǎng)度為，即平衡位置高度為，振幅為；根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可以知道振動(dòng)后彈簧的最大長(zhǎng)度是，C正確．二、填空題13.如圖甲所示，在“用雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)”的實(shí)驗(yàn)中，將實(shí)驗(yàn)儀器按要求安裝在光具座上，并選用縫間距的雙縫屏．從儀器注明的規(guī)格可知，像屏與雙縫屏間的距離．然后，接通電源使光源正常工作．①已知測(cè)量頭上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游標(biāo)尺）上有20分度．某同學(xué)調(diào)整手輪后，從測(cè)量頭的目鏡看去，使分劃板中心刻度線與某條紋中心對(duì)齊，如圖乙所示，此時(shí)測(cè)量頭上主尺和副尺的示數(shù)情況如圖丙所示，此示數(shù)為_(kāi)_________；接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板中心刻度線與某條紋中心對(duì)齊，測(cè)得到條紋間的距離為．利用上述測(cè)量結(jié)果，經(jīng)計(jì)算可得經(jīng)濾光片射向雙縫的色光的波長(zhǎng)__________（保留2位有效數(shù)字）．②另一同學(xué)按實(shí)驗(yàn)裝置安裝好儀器后，觀察到光的干涉現(xiàn)象效果很好．若他對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置作了一下改動(dòng)后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加．以下改動(dòng)可能實(shí)現(xiàn)這個(gè)效果的是__________．A．僅將濾光片移至單縫和雙縫之間B．僅將單縫遠(yuǎn)離雙縫移動(dòng)少許C．僅將單縫與雙縫的位置互換D．僅將紅色濾芯光片換成綠色的濾芯光片【答案】(1).(2).(3).D【解析】（1）圖中游標(biāo)卡尺的主尺的刻度為，游標(biāo)尺的第刻度與上邊對(duì)齊，則讀數(shù)為：；到條紋間的距離為，由圖可以知道到條紋間的距離為個(gè)條紋寬度，則：；根據(jù)公式得：（2）對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置作了一下改動(dòng)后，在像屏上仍能觀察到清晰的條紋，且條紋數(shù)目有所增加，可以知道各條紋的寬度減小，由公式得：，僅將濾光片移至單縫和雙縫之間，、與都不變，則不變，A錯(cuò)誤；僅將單縫遠(yuǎn)離雙縫移動(dòng)少許，、與都不變，則不變，B錯(cuò)誤；僅將單縫與雙縫的位置互換，將不能正常觀察雙縫干涉，C錯(cuò)誤；僅將紅色濾光片換成綠色的濾光片，減小，與都不變，則減小，D正確．14.如圖所示，半圓形玻璃磚按圖中實(shí)線位置放置，直邊與重合．一束激光沿著半圓形玻璃磚的半徑從圓弧面垂直射到圓心點(diǎn)上．使玻璃磚繞點(diǎn)逆時(shí)針緩慢地轉(zhuǎn)過(guò)角度，觀察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移動(dòng)．①在玻璃磚轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是__________；A．折射光斑在弧形屏上沿方向移動(dòng)B．折射光斑的亮度逐漸變暗C．折射角一定小于反射角D．反射光線轉(zhuǎn)過(guò)的角度為②當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)至?xí)r，恰好看不到折射光線．則此玻璃磚的折射率__________．【答案】(1).AB(2).【解析】①因?yàn)檎凵涔饩€與入射光線旋轉(zhuǎn)方向相同，則折射光斑在弧形屏上沿方向移動(dòng)，A正確；隨著入射角增大，反射光增強(qiáng)，而折射光減弱，故折射光斑的亮度逐漸變暗，B正確；根據(jù)折射定律可以知道，折射角一定大于入射角，而反射角等于入射角，則折射角一定大于反射角，C錯(cuò)誤．根據(jù)反射定律和幾何知識(shí)得知，入射光線轉(zhuǎn)過(guò)角，則反射光線轉(zhuǎn)過(guò)，D錯(cuò)誤．②當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)至?xí)r，恰好看不到折射光線，恰好發(fā)生了全反射，則得臨界角，由臨界角公式計(jì)算得出折射率．15.實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們用如圖所示的裝置做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)．①用表示單擺的擺長(zhǎng)，用表示單擺的周期，重力加速度__________．②實(shí)驗(yàn)時(shí)除用到秒表、刻度尺外，還應(yīng)該用到下列器材中的__________（選填選項(xiàng)前的字母）．A．長(zhǎng)約的細(xì)線B．長(zhǎng)約的橡皮繩C．直徑約的均勻鐵球D．直徑約的均勻木球③選擇好器材，將符合實(shí)驗(yàn)要求的單擺懸掛在鐵架臺(tái)上，應(yīng)采用圖__________中所示的固定方式．④將單擺正確懸掛后進(jìn)行如下操作，其中正確的是：__________（選填選項(xiàng)前的字母）．A．測(cè)出擺線長(zhǎng)作為單擺的擺長(zhǎng)．B．把單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)很小的角度釋放，使之做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．C．在擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)．D．用秒表測(cè)量單擺完成次全振動(dòng)所用時(shí)間并作為單擺的周期．⑤甲同學(xué)多次改變單擺的擺長(zhǎng)并測(cè)得相應(yīng)的周期，他根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出了如圖所示的圖像，但忘記在圖中標(biāo)明橫坐標(biāo)所代表的物理量．你認(rèn)為橫坐標(biāo)所代表的物理量是__________（選填“”“”“”），若圖線斜率為，則重力加速度__________（用表示）．⑥乙同學(xué)測(cè)得的重力加速度數(shù)值大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶?shí)際值，造成這一情況的原因可能是____________________（選填選項(xiàng)前的字母）．A．開(kāi)始擺動(dòng)時(shí)振幅較小B．開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，過(guò)早按下秒表C．測(cè)量周期時(shí)，誤講擺球次全振動(dòng)的時(shí)間記為次全振動(dòng)的時(shí)間．⑦丙同學(xué)畫(huà)出了單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖像如圖所示，則擺線偏離豎直方向的最大擺角的正弦值約為_(kāi)_________（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）．【答案】(1).(2).AC(3).乙(4).BC(5).(6).(7).C(8).【解析】①由周期公式得②為減小誤差應(yīng)保持?jǐn)[線的長(zhǎng)短不變，則A正確B錯(cuò)誤；為減小區(qū)里，擺球密度要大，體積要小，則C正確，D錯(cuò)誤．③懸點(diǎn)要固定，則為圖乙．④擺長(zhǎng)等于擺線的長(zhǎng)度加上擺球的半徑，A錯(cuò)誤；把單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)很小的角度釋放，使之做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，故B正確；在擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，C正確；把秒表記錄擺球一次全振動(dòng)的時(shí)間作為周期，誤差較大，應(yīng)采用累積法測(cè)量周期，D錯(cuò)誤．⑤由得則橫坐標(biāo)所代表的物理量是，則．⑥由得．振幅大小與無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，過(guò)早按下秒表，周期偏大，則偏小，B錯(cuò)誤；測(cè)量周期時(shí)，誤將擺球次全振動(dòng)的時(shí)間記為次全振動(dòng)的時(shí)間，則周期偏小，則偏大，C正確．⑦由圖可以知道周期為，得，振幅為，則．【點(diǎn)睛】單擺測(cè)定重力加速度的原理：?jiǎn)螖[的周期公式，還要知道：擺角很小的情況下單擺的振動(dòng)才是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；擺長(zhǎng)等于擺線的長(zhǎng)度加上擺球的半徑，為減小誤差應(yīng)保證擺線的長(zhǎng)短不變；單擺在擺動(dòng)的過(guò)程中，擺長(zhǎng)不能發(fā)生變化．在最低點(diǎn)，速度最快，開(kāi)始計(jì)時(shí)誤差較?。?、計(jì)算題．解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟．只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位．16.如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的矩形金屬線圈，邊長(zhǎng)、，其匝數(shù)匝，總電阻，線圈的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)、（集流環(huán)）焊接在一起，并通過(guò)電刷和的定值電阻相連接．線圈所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，在外力驅(qū)動(dòng)下線圈繞豎直固定中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度．求：（）從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，請(qǐng)寫(xiě)出上的電流的瞬時(shí)值表達(dá)式．（）從線圈通過(guò)中性面（即線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直的位置）開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)周期通過(guò)電阻的電荷量；（）在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱．【答案】（）；（）；（）【解析】（）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，其中線圈中感應(yīng)電流的最大值（）設(shè)從線圈平面通過(guò)中性面對(duì)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)周期的時(shí)間此過(guò)程中線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通過(guò)電阻的平均電流：，通過(guò)電阻的電荷量：；代入數(shù)據(jù)，解得：（）線圈中感應(yīng)電流的有效值線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，電流通過(guò)整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱：17.如圖所示，由粗細(xì)相同的導(dǎo)線制成的正方形線框邊長(zhǎng)為，每條邊的電阻均為，其中邊材料的密度較大，其質(zhì)量為，其余各邊的質(zhì)量均可忽略不計(jì)．線框可繞與邊重合的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力及摩擦．若線框從水平位置由靜止釋放，經(jīng)歷時(shí)間到達(dá)豎直位置，此時(shí)邊的速度為，若線框始終處在方向豎直向下、磁感強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，重力加速度為．求：（）線框在豎直位置時(shí)，邊兩端的電壓及其所受安培力的大小．（）這一過(guò)程中，線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值．（）在這一過(guò)程中，通過(guò)線框?qū)Ь€橫截面的電荷量．【答案】（）（）；（）【解析】（）線框運(yùn)動(dòng)到豎直位置時(shí)，邊切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：線框中的電流為：，兩端的電壓為，邊所受安培力為（）線框下落過(guò)程中機(jī)械能的減少等于線框中產(chǎn)生的焦耳熱，所以有：所以感應(yīng)電流做功為，又因，解得：（）對(duì)于線框的下擺過(guò)程，垂直磁場(chǎng)線框的面積變化為：線框中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為：．18.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種周期性運(yùn)動(dòng)，其周期與振動(dòng)物體的質(zhì)量的平方根成正比，與振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)系數(shù)的平方根成反比，而與振幅無(wú)關(guān)，即：．試論證分析如下問(wèn)題：（）如圖甲，擺長(zhǎng)為、擺球質(zhì)量為的單擺在間做小角度的自由擺動(dòng)，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹椋產(chǎn)．當(dāng)擺球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，擺角為，畫(huà)出擺球受力的示意圖，并寫(xiě)出此時(shí)刻擺球受到的回復(fù)大小；b．請(qǐng)結(jié)合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，證明單擺在小角度擺動(dòng)時(shí)周期為．（提示：用弧度制表示角度，當(dāng)角很小時(shí)，，角對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)與它所對(duì)的弦長(zhǎng)也近似相等）圖甲圖乙圖丙（）類(lèi)比法、等效法等都是研究和學(xué)習(xí)物理過(guò)程中常用的重要方法．長(zhǎng)為的輕質(zhì)絕緣細(xì)線下端系著一個(gè)帶電量為，質(zhì)量為的小球．將該裝置處于場(chǎng)強(qiáng)大小為的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，如圖乙所示；將該裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖丙所示．帶電小球在乙、丙圖中均做小角度的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．請(qǐng)分析求出帶電小球在乙、丙兩圖中振動(dòng)的周期．【答案】（）a．；b．見(jiàn)解析；（）；【解析】（）a．根據(jù)單擺受力分析可知，；b．在中，當(dāng)很小時(shí)，，乖于角對(duì)應(yīng)的弧長(zhǎng)與半徑的比值．當(dāng)很小時(shí)，弧長(zhǎng)近似等于弦長(zhǎng)，即擺球偏離平衡位置的位移：，振動(dòng)系數(shù)代入簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)周期公式：；單擺周期公式：；（）圖乙中，擺球受到重力，電場(chǎng)力電和擺線拉力，與重力場(chǎng)中的單擺類(lèi)比，等效的“重力”，，代入單擺周期公式得：圖丙中，擺球受到重力，洛倫茲力下洛和擺線拉力，與重力場(chǎng)中的單擺類(lèi)比，單擺周期與重力場(chǎng)中相同，．19.如圖所示，水平面上有兩根足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌和，兩導(dǎo)軌間距為，電阻均可忽略不計(jì)．在和之間接有阻值為的定值電阻，導(dǎo)體桿質(zhì)量為、電阻為，并與導(dǎo)軌接觸良好．整個(gè)裝置處于方向豎直向上磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)給桿一個(gè)初速度，使桿向右運(yùn)動(dòng)．（）當(dāng)桿剛好具有初速度時(shí)，求此時(shí)桿兩端的電壓，、兩端哪端電勢(shì)高；（）請(qǐng)?jiān)趫D中定性畫(huà)出通過(guò)電阻的電流隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象；（）若將和之間的電阻改為接一電容為的電容器，如圖所示．同樣給桿一個(gè)初速度，使桿向右運(yùn)動(dòng)．請(qǐng)分析說(shuō)明桿的運(yùn)動(dòng)情況，并推導(dǎo)證明桿穩(wěn)定后的速度為．【答案】（）；（）見(jiàn)解析；（）【解析】試題分析：（1）ab桿切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Blv0根據(jù)全電路歐姆定律ab桿兩端電壓即路端電壓聯(lián)立解得a端電勢(shì)高（2）圖像如圖所示（3）分析：當(dāng)ab桿以初速度0開(kāi)始切割磁感線時(shí)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電路開(kāi)始給電容器充電，有電流通過(guò)ab桿，桿在安培力的作用下做減速運(yùn)動(dòng)，隨著速度減小，安培力減小，加速度也減小，桿做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電容器兩端電壓與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等時(shí)，充電結(jié)束，桿以恒定的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。推導(dǎo)證明：當(dāng)電容器兩端電壓與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等時(shí)有U=Blv根據(jù)電容器電容以ab桿為研究對(duì)象，在很短的一段時(shí)間△t內(nèi)，桿受到的沖量大小為BIl△t從ab桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至速度達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)量定理∑BIl△t="BlQ"="mv"–mv0由①②③聯(lián)立可得（4分）考點(diǎn)：電磁感應(yīng)，全電路歐姆定律，動(dòng)量定理。20.麥克斯韋電磁理論論為：變化的磁場(chǎng)會(huì)在其周?chē)臻g激發(fā)一種電場(chǎng)，這種電場(chǎng)與