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精英家教網利用圖所示裝置可測磁感應強度B，矩形線圈寬為L，共N匝，磁場垂直于紙面，當線圈中通以方向如圖所示的電流I時，天平如圖示那樣平衡．當電流改為反方向時（大小不變），右邊再加質量為m的砝碼后，天平重新平衡，由此可知（　　）
A、B的方向垂直紙面向里，且B=
(m1-m2)g
2NLI
B、B的方向垂直紙面向里，且B=
mg
2NLI
C、B的方向垂直紙面向外，且B=
(m1-m2)g
2NLI
D、B的方向垂直紙面向外，且B=
mg
2NLI
分析：天平平衡后，當電流反向（大小不變）時，安培力大小不變，方向反向，右邊相當于多了兩倍的安培力大小，判斷出原來安培力的方向，根據左手定則判斷磁場的方向．
解答：解：由題知，當電流改為反方向時（大小不變），右邊再加質量為m的砝碼后，天平重新平衡，說明電流反向后，線框所受的安培力方向由原來的向下變成向上，即開始線圈所受安培力的方向向下，根據安培定則判斷可知，B的方向垂直紙面向里．
開始線圈所受安培力的方向向向下，電流方向相反，則安培力方向反向，變?yōu)樨Q直向上，相當于右邊少了兩倍的安培力大小，所以右邊應加砝碼，根據天平平衡有：
mg=2NBIL，
所以B=
mg
2NIL
．故B正確，ACD錯誤．
故選：B．
點評：解決本題的關鍵掌握安培力方向的判定，以及會利用天平平衡條件去求解問題，注意線圈有N匝，則安培力大小含有N．．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在“利用單擺測重力加速度”的實驗中，測得單擺的擺角小于5°，完成n次全振動的時間為t，用毫米刻度尺測得的擺線長為L，用螺旋測微器測得擺球的直徑為d．
①用上述物理量的符號寫出求重力加速度的一般表達式g=
4π2n2(L+
d
2
)
t2
4π2n2(L+
d
2
)
t2
．
②從圖1可知，擺球直徑d的讀數為
5.980
5.980
．
③實驗中有個同學發(fā)現他測得的重力加速度的值總是偏大，其原因可能是下述原因中的
BC
BC
．
A、懸點未固定緊，振動中出現松動，使擺線增長了
B、把n次全振動的時間誤作為（n+1）次全振動的時間
C、以擺線長作為擺長來計算
（2）如圖2所示是測量通電螺線管A內部磁感應強度B及其與電流I關系的實驗裝置．將截面積為S、匝數為N的小試測線圈P置于螺線管A中間，試測線圈平面與螺線管的軸線垂直，可認為穿過該試測線圈的磁場均勻．將試測線圈引線的兩端與沖擊電流計D相連．撥動雙刀雙擲換向開關K，改變通入螺線管的電流方向，而不改變電流大小，在P中產生的感應電流引起D的指針偏轉．
實驗次數 I（A） B（×10-3T）
1 0.5 0.62
2 1.0 1.25
3 1.5 1.88
4 2.0 2.51
5 2.5 3.12
①將開關合到位置1，待螺線管A中的電流穩(wěn)定后，再將K從位置1撥到位置2，測得D的最大偏轉距離為dm，已知沖擊電流計的磁通靈敏度為Dφ，Dφ=
dm
N△?
，式中△?為單匝試測線圈磁通量的變化量．則試測線圈所在處磁感應強度B=
dm
2NDΦS
dm
2NDΦS
；若將K從位置1撥到位置2的過程所用的時間為△t，則試測線圈P中產生的平均感應電動勢E=
dm
D?△t
dm
D?△t
．
②調節(jié)可變電阻R，多次改變電流并撥動K，得到A中電流I和磁感應強度B的數據，見右表．由此可得，螺線管A內部在感應強度B和電流I的關系為B=
0.00125I
0.00125I
．
③為了減小實驗誤差，提高測量的準確性，可采取的措施有
AB
AB

A．適當增加試測線圈的匝數N     B．適當增大試測線圈的橫截面積S
C．適當增大可變電阻R的阻值     D．適當撥長撥動開關的時間△t．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

I．已知彈簧振子做簡諧運動時的周期公式為T=2π
m
k
，
其中T是簡諧運動的周期，k是輕質彈簧的勁度系數，m是
振子的質量，衡水市滏陽中學的同學以該公式為原理設計了測量輕質彈簧勁度系數k的實驗裝置（如圖1所示），圖中S是光滑水平面，L是輕質彈簧，Q是帶夾子的金屬盒；P是固定于盒上的遮光片，利用該裝置和光電計時器能測量金屬盒振動時的頻率．
（1）為了進行多次實驗，實驗時應配備一定數量的
鉤碼
鉤碼
，將它們中的一個或幾個放入金屬盒內可改變振子的質量．
（2）通過實驗該同學測得了振動頻率f和振子質量m的多組實驗數據，他想利用函數圖象處理這些數據，若以振子質量m為直角坐標系的橫坐標，則為了簡便地繪制函數圖象，較準確地求得k，應以
1
f2
1
f2
為直角坐標系的縱坐標．
（3）若在記錄振子質量的數據時未將金屬盒質量考慮在內，振動頻率f的數據記錄準確，則能否利用現有的這些數據結合上述圖象，準確地求得輕質彈簧L的勁度系數k？若能，請寫出求得k的推導過程及最后表達式．
II．（8分）衡水中學的同學們在實驗室里熟悉各種儀器的使用．其中探究意識很強的一名同學將一條形磁鐵放在轉盤上，如圖甲所示，磁鐵可隨轉盤轉動，另將一磁感強度傳感器固定在轉盤旁邊，當轉盤（及磁鐵）轉動時，引起磁感強度測量值周期性地變化，該變化與轉盤轉動的周期一致．經過操作，該同學在計算機上得到了如圖乙所示的圖象

（1）在圖象記錄的這段時間內，圓盤轉動的快慢情況是
先快慢不變，后來越來越慢
先快慢不變，后來越來越慢
．
（2）圓盤勻速轉動時的周期是
0.2
0.2
s．
（3）該同學猜測磁感強度傳感器內有一線圈，當測得磁感強度最大時就是穿過線圈的磁通量最大時．按照這種猜測
AD
AD

A．在t=0.1s 時刻，線圈內產生的感應電流的方向發(fā)生了變化．
B．在t=0.15s 時刻，線圈內產生的感應電流的方向發(fā)生了變化．
C．在t=0.1s 時刻，線圈內產生的感應電流的大小達到了最大值．
D．在t=0.15s 時刻，線圈內產生的感應電流的大小達到了最大值．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

第Ⅰ卷（選擇題　共31分）

一、單項選擇題．本題共5小題，每小題3分，共計15分．每小題只有一個選項符合題意．

1. 關于科學家和他們的貢獻，下列說法中正確的是[來源:Www..com]

A．安培首先發(fā)現了電流的磁效應

B．伽利略認為自由落體運動是速度隨位移均勻變化的運動

C．牛頓發(fā)現了萬有引力定律，并計算出太陽與地球間引力的大小

D．法拉第提出了電場的觀點，說明處于電場中電荷所受到的力是電場給予的

2．如圖為一種主動式光控報警器原理圖，圖中R1和R2為光敏電阻，R3和R4為定值電阻．當射向光敏電阻R1和R2的任何一束光線被遮擋時，都會引起警鈴發(fā)聲，則圖中虛線框內的電路是

A．與門                  B．或門               C．或非門                  D．與非門

 


3．如圖所示的交流電路中，理想變壓器原線圈輸入電壓為U1，輸入功率為P1，輸出功率為P2，各交流電表均為理想電表．當滑動變阻器R的滑動頭向下移動時

A．燈L變亮                                    B．各個電表讀數均變大

C．因為U1不變，所以P1不變                              D．P1變大，且始終有P1= P2

4．豎直平面內光滑圓軌道外側，一小球以某一水平速度v0從A點出發(fā)沿圓軌道運動，至B點時脫離軌道，最終落在水平面上的C點，不計空氣阻力．下列說法中不正確的是

A．在B點時，小球對圓軌道的壓力為零

B．B到C過程，小球做勻變速運動

C．在A點時，小球對圓軌道壓力大于其重力

D．A到B過程，小球水平方向的加速度先增加后減小

5．如圖所示，水平面上放置質量為M的三角形斜劈，斜劈頂端安裝光滑的定滑輪，細繩跨過定滑輪分別連接質量為m1和m2的物塊．m1在斜面上運動，三角形斜劈保持靜止狀態(tài)．下列說法中正確的是

A．若m2向下運動，則斜劈受到水平面向左摩擦力

B．若m1沿斜面向下加速運動，則斜劈受到水平面向右的摩擦力

C．若m1沿斜面向下運動，則斜劈受到水平面的支持力大于（m1+ m2+M）g

D．若m2向上運動，則輕繩的拉力一定大于m2g

二、多項選擇題．本題共4小題，每小題4分，共計16分．每小題有多個選項符合題意．全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯選或不答的得0分．

6．木星是太陽系中最大的行星，它有眾多衛(wèi)星．觀察測出：木星繞太陽作圓周運動的半徑為r1、 周期為T1；木星的某一衛(wèi)星繞木星作圓周運動的半徑為r2、 周期為T2．已知萬有引力常量為G，則根據題中給定條件

A．能求出木星的質量

B．能求出木星與衛(wèi)星間的萬有引力

C．能求出太陽與木星間的萬有引力

D．可以斷定

7．如圖所示，xOy坐標平面在豎直面內，x軸沿水平方向，y軸正方向豎直向上，在圖示空間內有垂直于xOy平面的水平勻強磁場．一帶電小球從O點由靜止釋放，運動軌跡如圖中曲線．關于帶電小球的運動，下列說法中正確的是

A．OAB軌跡為半圓

B．小球運動至最低點A時速度最大，且沿水平方向

C．小球在整個運動過程中機械能守恒

D．小球在A點時受到的洛倫茲力與重力大小相等

8．如圖所示，質量為M、長為L的木板置于光滑的水平面上，一質量為m的滑塊放置在木板左端，滑塊與木板間滑動摩擦力大小為f，用水平的恒定拉力F作用于滑塊．當滑塊運動到木板右端時，木板在地面上移動的距離為s，滑塊速度為v1，木板速度為v2，下列結論中正確的是

A．上述過程中，F做功大小為　　　　　　　　　　　　

B．其他條件不變的情況下，F越大，滑塊到達右端所用時間越長

C．其他條件不變的情況下，M越大，s越小

D．其他條件不變的情況下，f越大，滑塊與木板間產生的熱量越多

9．如圖所示，兩個固定的相同細環(huán)相距一定的距離，同軸放置，O1、O2分別為兩環(huán)的圓心，兩環(huán)分別帶有均勻分布的等量異種電荷．一帶正電的粒子從很遠處沿軸線飛來并穿過兩環(huán)．則在帶電粒子運動過程中

A．在O1點粒子加速度方向向左

B．從O1到O2過程粒子電勢能一直增加

C．軸線上O1點右側存在一點，粒子在該點動能最小

D．軸線上O1點右側、O2點左側都存在場強為零的點，它們關于O1、O2連線中點對稱

 


第Ⅱ卷（非選擇題　共89分）

三、簡答題：本題分必做題（第lO、11題)和選做題(第12題)兩部分，共計42分．請將解答填寫在答題卡相應的位置．

必做題

10．測定木塊與長木板之間的動摩擦因數時，采用如圖所示的裝置，圖中長木板水平固定．

（1）實驗過程中，電火花計時器應接在  ▲  （選填“直流”或“交流”）電源上．調整定滑輪高度，使  ▲  ．

（2）已知重力加速度為g，測得木塊的質量為M，砝碼盤和砝碼的總質量為m，木塊的加速度為a，則木塊與長木板間動摩擦因數μ=  ▲  ．

（3）如圖為木塊在水平木板上帶動紙帶運動打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數點，相鄰兩計數點間還有4個打點未畫出．從紙帶上測出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm．則木塊加速度大小a=  ▲  m/s2(保留兩位有效數字)．

 


11．為了測量某電池的電動勢 E（約為3V）和內阻 r，可供選擇的器材如下：

A．電流表G1（2mA  100Ω）             B．電流表G2（1mA  內阻未知）

C．電阻箱R1（0~999.9Ω）                      D．電阻箱R2（0~9999Ω）

E．滑動變阻器R3（0~10Ω  1A）         F．滑動變阻器R4（0~1000Ω  10mA）

G．定值電阻R0（800Ω  0.1A）               H．待測電池

I．導線、電鍵若干

（1）采用如圖甲所示的電路，測定電流表G2的內阻，得到電流表G1的示數I1、電流表G2的示數I2如下表所示：

I1（mA）

0.40

0.81

1.20

1.59

2.00

I2（mA）

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

 


根據測量數據，請在圖乙坐標中描點作出I1—I2圖線．由圖得到電流表G2的內阻等于

  ▲  Ω．

（2）在現有器材的條件下，測量該電池電動勢和內阻，采用如圖丙所示的電路，圖中滑動變阻器①應該選用給定的器材中  ▲  ，電阻箱②選  ▲  （均填寫器材代號）．

（3）根據圖丙所示電路，請在丁圖中用筆畫線代替導線，完成實物電路的連接．

 


12．選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應字母后的方框涂滿涂黑．如都作答，則按A、B兩小題評分．)

A．(選修模塊3-3)(12分)

（1）下列說法中正確的是  ▲ 

A．液體表面層分子間距離大于液體內部分子間距離，液體表面存在張力

B．擴散運動就是布朗運動

C．蔗糖受潮后會粘在一起，沒有確定的幾何形狀，它是非晶體

D．對任何一類與熱現象有關的宏觀自然過程進行方向的說明，都可以作為熱力學第二定律的表述

（2）將1ml的純油酸加到500ml的酒精中，待均勻溶解后，用滴管取1ml油酸酒精溶液，讓其自然滴出，共200滴．現在讓其中一滴落到盛水的淺盤內，待油膜充分展開后，測得油膜的面積為200cm2，則估算油酸分子的大小是  ▲  m（保留一位有效數字）．

（3）如圖所示，一直立的汽缸用一質量為m的活塞封閉一定量的理想氣體，活塞橫截面積為S，汽缸內壁光滑且缸壁是導熱的，開始活塞被固定，打開固定螺栓K，活塞下落，經過足夠長時間后，活塞停在B點，已知AB=h，大氣壓強為p0，重力加速度為g．

①求活塞停在B點時缸內封閉氣體的壓強；

②設周圍環(huán)境溫度保持不變，求整個過程中通過缸壁傳遞的熱量Q（一定量理想氣體的內能僅由溫度決定）．

B．(選修模塊3-4)(12分)

（1）下列說法中正確的是  ▲ 

A．照相機、攝影機鏡頭表面涂有增透膜，利用了光的干涉原理

B．光照射遮擋物形成的影輪廓模糊，是光的衍射現象

C．太陽光是偏振光

D．為了有效地發(fā)射電磁波，應該采用長波發(fā)射

（2）甲、乙兩人站在地面上時身高都是L0, 甲、乙分別乘坐速度為0.6c和0.8c（c為光速）的飛船同向運動，如圖所示．此時乙觀察到甲的身高L  ▲  L0；若甲向乙揮手，動作時間為t0，乙觀察到甲動作時間為t1，則t1  ▲  t0（均選填“>”、“ =” 或“<”）．

（3）x=0的質點在t=0時刻開始振動，產生的波沿x軸正方向傳播，t1=0.14s時刻波的圖象如圖所示，質點A剛好開始振動．

①求波在介質中的傳播速度；

②求x=4m的質點在0.14s內運動的路程．

   C．(選修模塊3-5)(12分)

（1）下列說法中正確的是  ▲ 

A．康普頓效應進一步證實了光的波動特性

B．為了解釋黑體輻射規(guī)律，普朗克提出電磁輻射的能量是量子化的

C．經典物理學不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征

D．天然放射性元素衰變的快慢與化學、物理狀態(tài)有關

（2）是不穩(wěn)定的，能自發(fā)的發(fā)生衰變．

①完成衰變反應方程    ▲  ．

②衰變?yōu)?img width=40 height=25 src="http://thumb.1010pic.com/pic1/1899/wl/3/40403.gif" >，經過  ▲  次α衰變，  ▲  次β衰變．

（3）1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現質子．科學研究表明其核反應過程是：α粒子轟擊靜止的氮核后形成了不穩(wěn)定的復核，復核發(fā)生衰變放出質子，變成氧核．設α粒子質量為m1，初速度為v0，氮核質量為m2，質子質量為m0, 氧核的質量為m3，不考慮相對論效應．

①α粒子轟擊氮核形成不穩(wěn)定復核的瞬間，復核的速度為多大？

②求此過程中釋放的核能．

四、計算題：本題共3小題，共計47分．解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位．

13．如圖所示，一質量為m的氫氣球用細繩拴在地面上，地面上空風速水平且恒為v0，球靜止時繩與水平方向夾角為α．某時刻繩突然斷裂，氫氣球飛走．已知氫氣球在空氣中運動時所受到的阻力f正比于其相對空氣的速度v，可以表示為f=kv（k為已知的常數）．則

（1）氫氣球受到的浮力為多大？

（2）繩斷裂瞬間，氫氣球加速度為多大？

（3）一段時間后氫氣球在空中做勻速直線運動，其水平方向上的速度與風速v0相等，求此時氣球速度大�。ㄔO空氣密度不發(fā)生變化，重力加速度為g）．

 


14．如圖所示，光滑絕緣水平面上放置一均勻導體制成的正方形線框abcd，線框質量為m，電阻為R，邊長為L．有一方向豎直向下的有界磁場，磁場的磁感應強度為B，磁場區(qū)寬度大于L，左邊界與ab邊平行．線框在水平向右的拉力作用下垂直于邊界線穿過磁場區(qū)．

（1）若線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)，求線框在離開磁場時ab兩點間的電勢差；

（2）若線框從靜止開始以恒定的加速度a運動，經過t1時間ab邊開始進入磁場，求cd邊將要進入磁場時刻回路的電功率；

（3）若線框以初速度v0進入磁場，且拉力的功率恒為P0．經過時間T，cd邊進入磁場，此過程中回路產生的電熱為Q．后來ab邊剛穿出磁場時，線框速度也為v0，求線框穿過磁場所用的時間t．

      

15．如圖所示，有界勻強磁場的磁感應強度為B，方向垂直紙面向里，MN為其左邊界，磁場中放置一半徑為R的圓柱形金屬圓筒，圓心O到MN的距離OO1=2R，圓筒軸線與磁場平行．圓筒用導線通過一個電阻r0接地，最初金屬圓筒不帶電．現有范圍足夠大的平行電子束以速度v0從很遠處沿垂直于左邊界MN向右射入磁場區(qū)，已知電子質量為m，電量為e．

（1）若電子初速度滿足，則在最初圓筒上沒有帶電時，能夠打到圓筒上的電子對應MN邊界上O1兩側的范圍是多大？

（2）當圓筒上電量達到相對穩(wěn)定時，測量得到通過電阻r0的電流恒為I，忽略運動電子間的相互作用，求此時金屬圓筒的電勢φ和電子到達圓筒時速度v（取無窮遠處或大地電勢為零）．

（3）在（2）的情況下，求金屬圓筒的發(fā)熱功率．

 


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