北京市海淀区北京57中2016-2017高二下学期期中考试物理试题

北京57中20162017学年第二学期期中测试题高二物理班级__________姓名__________一、本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项是正确的，有的小题有多个选项是正确的．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分．1．将SKIPIF1<0的电阻接入如图所示的交流电路中，电源内阻不计，则可判断（）A．此交流电压的有效值为SKIPIF1<0 B．此交流电的频率为SKIPIF1<0C．线圈在磁场中转动的角速度为SKIPIF1<0 D．在一个周期内电阻SKIPIF1<0上产生的热量是SKIPIF1<0【答案】BD【解析】由图象可知SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，所以SKIPIF1<0有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，A、B、C错，内阻SKIPIF1<0产生的热量SKIPIF1<0，BD正确．故选BD．2．如图所示电路为演示自感现象的电路图，其中SKIPIF1<0为定值电阻，电源电动势为SKIPIF1<0、内阻为SKIPIF1<0，小灯泡的灯丝电阻为SKIPIF1<0（可视为不变），电感线圈的自感系数为SKIPIF1<0、电阻为SKIPIF1<0．电路接通并达到稳定状态后，断开开关SKIPIF1<0，可以看到灯泡先是“闪亮”（比开关断开前更亮）一下，然后才逐渐熄灭．为了观察到断开开关SKIPIF1<0时灯泡比开关断开前有更明显的“闪亮”现象，下列措施中一定可行的是（）A．撤去电感线圈中的铁芯，使SKIPIF1<0减小 B．更换电感线圈中的铁芯，使SKIPIF1<0增大C．更换电感线圈，保持SKIPIF1<0不变，使SKIPIF1<0增大 D．更换电感线圈，保持SKIPIF1<0不变，使SKIPIF1<0减小【答案】D【解析】AB项，电感总是阻碍电流的变化，撤去电感线圈中的铁芯，使SKIPIF1<0减小，阻碍作用减小，闪亮的时间缩短，反之闪亮的时间延长，并不影响亮度，故A、B项错误．CD项，SKIPIF1<0保持不变，感应电动势不变，减小SKIPIF1<0，则通过小灯泡的电流增大，故实验现象会更明显，故C项错误，D项正确．故选D．3．如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数分别为SKIPIF1<0匝和SKIPIF1<0匝，将原线圈接在输出电压SKIPIF1<0的交流电源两端．副线圈上只接有一个电阻SKIPIF1<0，与原线圈串联的理想交流电流表的示数为SKIPIF1<0．下列说法中正确的是（）A．变压器副线圈中电流的有效值为SKIPIF1<0B．电阻SKIPIF1<0两端压力的有效值为SKIPIF1<0C．电阻SKIPIF1<0的电功率为SKIPIF1<0D．穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为SKIPIF1<0【答案】BCD【解析】A项，原线圈中的电流表示数是其电流有效值，原副线圈的电流比等于匝数比的反比，即SKIPIF1<0，故原线圈的电流有效值为SKIPIF1<0，故A项错误．B项，由变压器原理可知，原副线圈的电压比等于匝数比，即SKIPIF1<0，原线圈的电压最大值是SKIPIF1<0，所以有效值是SKIPIF1<0，电压有效值之比等于原副线圈匝数比，故副线圈的有效电压为SKIPIF1<0，即为电阻两端电压的有效值，故B项正确．C项，电阻SKIPIF1<0的电功率为SKIPIF1<0，故C项正确．D项，由于SKIPIF1<0，穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为SKIPIF1<0，故D项正确．故选BCD．4．图示为一直角棱镜的横截面，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0．一平行细光束从SKIPIF1<0点沿垂直于SKIPIF1<0面的方向射入棱镜．已知棱镜材料的折射率SKIPIF1<0，若不考虑原入射光在SKIPIF1<0面上的反射光，则有光线（）A．从SKIPIF1<0面射出 B．从SKIPIF1<0面射出C．从SKIPIF1<0面射出，且与SKIPIF1<0面斜交 D．从SKIPIF1<0面射出，且与SKIPIF1<0面垂直【答案】BD【解析】问题求解：画出光线图如下：当入射光线由SKIPIF1<0垂直射入时，光线SKIPIF1<0没有发生偏折．由于棱镜材料的抓射率SKIPIF1<0，由SKIPIF1<0，可得临界角SKIPIF1<0．由几何关系可知，光线在SKIPIF1<0处发生完全反射；在SKIPIF1<0处，光线的入射角为SKIPIF1<0，小于SKIPIF1<0，光线将发生反射和折射．由几何关系知，SKIPIF1<0处的反射光线SKIPIF1<0将垂直SKIPIF1<0面射出，折射光线SKIPIF1<0将由SKIPIF1<0入射到空气中，故B、D项正确．故选BD．5．如图甲所示，SKIPIF1<0匝的线圈两端SKIPIF1<0、SKIPIF1<0与一个电压表相连，线圈内有指向纸内方向的磁场，线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化．下列说法正确的是（）图甲图乙A．线圈中产生的感生电场沿逆时针方向 B．电压表的正接线柱接线圈的SKIPIF1<0端C．线圈中磁通量的变化率为SKIPIF1<0 D．电压表的读数为SKIPIF1<0【答案】D【解析】A．线圈中磁通量均匀增加，产生感应电流，感应电流的磁场方向垂直纸面向外，由楞次定律可得，线圈中产生的感生电场沿逆时针方向，故A错误．B．楞次定律可得感应电流的方向为逆时针，则SKIPIF1<0端比SKIPIF1<0端电势高，所以电压表正接线柱接SKIPIF1<0端，故B错误．C．线圈中磁通量的变化率为SKIPIF1<0，故C错误．D．根据法拉第电磁感应定律SKIPIF1<0，电压表的读数为SKIPIF1<0，故D正确．故选D．6．图甲是利用沙摆演示简谐运动图象的装置．当盛沙的漏斗下面的薄木板被水平匀速拉出时，做简谐运动的漏斗漏出的沙，在板上显示出沙摆的振动位移随时间变化的关系曲线．已知木板被水平拉动的速度为SKIPIF1<0，图乙所示的一段木板的长度为SKIPIF1<0，则这次实验沙摆的摆长大约为（取SKIPIF1<0）（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】A【解析】砂摆的周期SKIPIF1<0，根据SKIPIF1<0得，SKIPIF1<0，所以A正确的，B、C、D错误．故选A．7．一列横波某时刻的波形图如图甲所示，图乙表示介质中某质点此后一段时间内的振动图象．下列说法正确的是（）图甲图乙A．若波沿SKIPIF1<0轴正方向传播，则图乙表示的质点SKIPIF1<0的振动图象B．若波沿SKIPIF1<0轴负方向传播，则图乙表示的是质点SKIPIF1<0的振动图象C．若图乙表示的是质点SKIPIF1<0的振动图象，则波沿SKIPIF1<0轴正方向传播D．若图乙表示的是质点SKIPIF1<0的振动图象，则波沿SKIPIF1<0轴负方向传播【答案】C【解析】A．若波沿SKIPIF1<0轴正向传播，SKIPIF1<0时质点SKIPIF1<0处于平衡位置向下运动，质点SKIPIF1<0处于平衡位置向上运动，A选项错误，C选项正确；若波沿SKIPIF1<0轴负向传播，质点SKIPIF1<0、SKIPIF1<0在SKIPIF1<0时不在平衡位置，图乙不符，B、D选项错误．故选C．8．在如图所示的电路中，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0是三盏相同的灯泡．当SKIPIF1<0、SKIPIF1<0两端接交流SKIPIF1<0时，三盏灯的发光情况相同．若将SKIPIF1<0、SKIPIF1<0两端接直流SKIPIF1<0时，稳定后观察到的现象是（）A．三盏灯的亮度相同 B．SKIPIF1<0不亮，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的亮度相同C．SKIPIF1<0不亮，SKIPIF1<0比SKIPIF1<0亮 D．SKIPIF1<0不亮，SKIPIF1<0比SKIPIF1<0亮【答案】C【解析】三个支路电压相同，当通交流电时，电感的感抗与电容的容抗都会对交流电有影响，而电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，当通入直流时，对于电阻没有影响，亮度不变；而对电容器来说，不能通过直流，所以灯SKIPIF1<0不亮；对于线圈来说，阻碍减小，导致SKIPIF1<0变得更亮，故C项正确．故选C．9．如图甲所示，一个有固定转动轴的竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个SKIPIF1<0形支架在竖直方向振动，SKIPIF1<0形支架的下面系着一个由弹簧小球组成的振动系统．圆盘静止时，让小球做简谐运动，其振动图像如图乙所示．圆盘匀速转动时，小球做受迫振动．小球振动稳定时，下列说法正确的是（）图甲图乙A．小球振动的固有频率是SKIPIF1<0B．小球做受迫振动时周期一定是SKIPIF1<0C．圆盘转动周期在SKIPIF1<0附近时，小球振幅显著增大D．圆盘转动周期在SKIPIF1<0附近时，小球振幅显著减小【答案】C【解析】A．由图读出：小球振动的固有周期SKIPIF1<0，则其固有频率为SKIPIF1<0，故A错误．B．小球做受迫振动时周期等于驱动力的周期，即等于圆盘转动周期，不一定等于固有周期SKIPIF1<0，故B错误．CD．圆盘转动周期在SKIPIF1<0附近时，驱动力周期等于振动系统的固有周期，小球产生共振现象，振幅显著增大，所以C选项是正确的，D错误．故选C．10．光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（）A．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B．用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象C．在光导纤维束内传送图象是利用光的色散现象D．光学镜头上的增透膜是利用光的干涉现象【答案】D【解析】A项，用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的薄膜干涉现象，故A项错误．B项，用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的折射形成的色散现象，故B错误．C项，在光导纤维来内传送图像是利用光的全反射现象，故C项错误．D项，反射光会干扰光学镜头对像的观察，所以反射光越弱越好，光学镜头上的增透膜是利用干涉原理使反射光发生干涉，从而减弱反射光，故D项正确．故选D．11．一列简谐横波沿SKIPIF1<0轴正方向传播，传播速度为SKIPIF1<0．当波传到SKIPIF1<0处的质点SKIPIF1<0时，波形如图所示．则以下判断正确的是（）A．这列波的周期为SKIPIF1<0B．再经过SKIPIF1<0，质点SKIPIF1<0第一次回到平衡位置C．再经过SKIPIF1<0，SKIPIF1<0处的质点SKIPIF1<0到达波峰处D．质点SKIPIF1<0到达波峰时，质点SKIPIF1<0恰好到达平衡位置而且向上振．【答案】AC【解析】A．由图象可以知道，波长为SKIPIF1<0，而传播速度SKIPIF1<0，根据SKIPIF1<0，所以A正确的．B．传播速度为SKIPIF1<0，波长为SKIPIF1<0，这列波的周期为SKIPIF1<0，所以再经过SKIPIF1<0，质点SKIPIF1<0第二次回到平衡位置，故B错误．C．再经过SKIPIF1<0，即（SKIPIF1<0个）周期，SKIPIF1<0和SKIPIF1<0相差一个波长，所以SKIPIF1<0点运动了SKIPIF1<0个周期，质点SKIPIF1<0起振方向向下，因此此时SKIPIF1<0达到波峰处，所以C正确的．D．SKIPIF1<0和SKIPIF1<0相差一个波长，质点SKIPIF1<0到达波峰时，质点SKIPIF1<0恰好到达波峰处，故D错误．故选AC．12．一根自由长度为SKIPIF1<0的轻弹簧，下端固定，上端连一个质量为SKIPIF1<0的物块．在SKIPIF1<0上再放一个质量也是SKIPIF1<0的物块SKIPIF1<0．系统静止后，系统静止后，弹簧长度为SKIPIF1<0，如图所示．如果迅速向上移去SKIPIF1<0．物块SKIPIF1<0将在竖直方向做简谐运动．此后，弹簧的最大长度是（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】C【解析】轻弹簧自由长度为SKIPIF1<0，放两个质量是SKIPIF1<0的物块后长度为SKIPIF1<0，故放一个质量为SKIPIF1<0的物块的长度为SKIPIF1<0，即平衡位置高度为SKIPIF1<0，振幅为SKIPIF1<0；根据简谐运动的对称性可以知道振动后弹簧的最大长度是SKIPIF1<0；C正确．故选C．二、填空题，本题共2小题（每空2分，共26分）13．（6分）如图甲所示，在“用双缝干涉测光的波长”的实验中，将实验仪器按要求安装在光具座上，并选用缝间距SKIPIF1<0的双缝屏．从仪器注明的规格可知，像屏与双缝屏间的距离SKIPIF1<0．然后，接通电源使光源正常工作．①已知测量头上主尺的最小刻度是毫米，副尺（游标尺）上有20分度．某同学调整手轮后，从测量头的目镜看去，使分划板中心刻度线与某条纹SKIPIF1<0中心对齐，如图乙所示，此时测量头上主尺和副尺的示数情况如图丙所示，此示数为__________SKIPIF1<0；接着再转动手轮，使分划板中心刻度线与某条纹SKIPIF1<0中心对齐，测得SKIPIF1<0到SKIPIF1<0条纹间的距离为SKIPIF1<0．利用上述测量结果，经计算可得经滤光片射向双缝的色光的波长SKIPIF1<0__________SKIPIF1<0（保留2位有效数字）．②另一同学按实验装置安装好仪器后，观察到光的干涉现象效果很好．若他对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加．以下改动可能实现这个效果的是__________．A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间 B．仅将单缝远离双缝移动少许C．仅将单缝与双缝的位置互换 D．仅将红色滤芯光片换成绿色的滤芯光片【答案】（1）SKIPIF1<0；SKIPIF1<0；（2）D【解析】（1）图中游标卡尺的主尺的刻度为SKIPIF1<0，游标尺的第SKIPIF1<0刻度与上边对齐，则读数为：SKIPIF1<0SKIPIF1<0到SKIPIF1<0条纹间的距离为SKIPIF1<0，由图可以知道SKIPIF1<0到SKIPIF1<0条纹间的距离为SKIPIF1<0个条纹宽度，则：SKIPIF1<0根据公式SKIPIF1<0得：SKIPIF1<0（2）对实验装置作了一下改动后，在像屏上仍能观察到清晰的条纹，且条纹数目有所增加，可以知道各条纹的宽度减小，由公式SKIPIF1<0得：SKIPIF1<0A．仅将滤光片移至单缝和双缝之间，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0与SKIPIF1<0都不变，则SKIPIF1<0不变，故A错误；B．仅将单缝远离双缝移动少许，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0与SKIPIF1<0都不变，则SKIPIF1<0不变，故B错误；C．仅将单缝与双缝的位置互换，将不能正常观察双缝干涉，故C错误；D．仅将红色滤光片换成绿色的滤光片，SKIPIF1<0减小，SKIPIF1<0与SKIPIF1<0都不变，则SKIPIF1<0减小，所以D选项是正确的．14．如图所示，半圆形玻璃砖按图中实线位置放置，直边与SKIPIF1<0重合．一束激光沿着半圆形玻璃砖的半径从圆弧面垂直SKIPIF1<0射到圆心SKIPIF1<0点上．使玻璃砖绕SKIPIF1<0点逆时针缓慢地转过角度SKIPIF1<0，观察到折射光斑和反射光斑在弧形屏上移动．①在玻璃砖转动过程中，以下说法正确的是__________；A．折射光斑在弧形屏上沿SKIPIF1<0方向移动B．折射光斑的亮度逐渐变暗C．折射角一定小于反射角D．反射光线转过的角度为SKIPIF1<0②当玻璃砖转至SKIPIF1<0时，恰好看不到折射光线．则此玻璃砖的折射率SKIPIF1<0__________．【答案】①AB；②SKIPIF1<0【解析】①A．因为折射光线与入射光线旋转方向相同，则折射光斑在弧形屏上沿SKIPIF1<0方向移动，所以A选项是正确的是．B．随着入射角增大，反射光增强，而折射光减弱，故折射光斑的亮度逐渐变暗，所以B选项是正确的．C．根据折射定律可以知道，折射角一定大于入射角，而反射角等于入射角，则折射角一定大于反射角，故C错误．D．根据反射定律和几何知识得知，入射光线转过SKIPIF1<0角，则反射光线转过SKIPIF1<0，故D错误，所以AB选项是正确的．②当玻璃砖转至SKIPIF1<0时，恰好看不到折射光线，恰好发生了全反射，则得临界角SKIPIF1<0，由临界角公式SKIPIF1<0计算得出折射率SKIPIF1<015．实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验．①用SKIPIF1<0表示单摆的摆长，用SKIPIF1<0表示单摆的周期，重力加速度SKIPIF1<0__________．②实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的__________（选填选项前的字母）．A．长约SKIPIF1<0的细线 B．长约SKIPIF1<0的橡皮绳C．直径约SKIPIF1<0的均匀铁球 D．直径约SKIPIF1<0的均匀木球③选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图__________中所示的固定方式．④将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是：__________（选填选项前的字母）．A．测出摆线长作为单摆的摆长．B．把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动．C．在摆球经过平衡位置时开始计时．D．用秒表测量单摆完成SKIPIF1<0次全振动所用时间并作为单摆的周期．⑤甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图所示的图像，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量．你认为横坐标所代表的物理量是__________（选填“SKIPIF1<0”“SKIPIF1<0”“SKIPIF1<0”），若图线斜率为SKIPIF1<0，则重力加速度SKIPIF1<0__________（用SKIPIF1<0表示）．⑥乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是____________________（选填选项前的字母）．A．开始摆动时振幅较小B．开始计时时，过早按下秒表C．测量周期时，误讲摆球SKIPIF1<0次全振动的时间记为SKIPIF1<0次全振动的时间．⑦丙同学画出了单摆做简谐运动时的振动图像如图所示，则摆线偏离竖直方向的最大摆角的正弦值约为__________（结果保留一位有效数字）．【答案】①SKIPIF1<0；②AC；③图5；④BC；⑤SKIPIF1<0；⑥C；⑦SKIPIF1<0【解析】①由周期公式SKIPIF1<0，得SKIPIF1<0．②AB为减小误差应保证摆线的长短不变，则A正确，B错误．CD摆球密度要大，体积要小，则C正确，D错误，故选AC．③悬点要固定，则为图5④A．摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，则A错误．B．把单摆从平衡位髓拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动，B正确．C．在摆球经过平衡位置时开始计时，C正确．D．把秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期，误差较大，应采用黑积法测量周期，D错误故选：BC．⑤由SKIPIF1<0得SKIPIF1<0则SKIPIF1<0横坐标所代表的物理量是SKIPIF1<0，则SKIPIF1<0⑥由SKIPIF1<0得SKIPIF1<0A．振幅大小与SKIPIF1<0无关，则A错误．B．开始计时时，过早按下秒表，周期偏大，则SKIPIF1<0偏小，B错误．C．测量周期时，误将摆球SKIPIF1<0次全振动的时间记为SKIPIF1<0次全振动的时间，则期偏小，则SKIPIF1<0偏大，C正确．故选C．⑦由图可知周期为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0得SKIPIF1<0振幅为SKIPIF1<0则SKIPIF1<0三、本题包括5小题，共46分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．16．（9分）如图所示，位于竖直平面内的矩形金属线圈，边长SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，其匝数SKIPIF1<0匝，总电阻SKIPIF1<0，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环SKIPIF1<0、SKIPIF1<0（集流环）焊接在一起，并通过电刷和SKIPIF1<0的定值电阻相连接．线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度SKIPIF1<0，在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴SKIPIF1<0匀速转动，角速度SKIPIF1<0．求：（SKIPIF1<0）从图示位置开始计时，请写出SKIPIF1<0上的电流的瞬时值表达式．（SKIPIF1<0）从线圈通过中性面（即线圈平面与磁场方向垂直的位置）开始计时，经过SKIPIF1<0周期通过电阻SKIPIF1<0的电荷量；（SKIPIF1<0）在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热．【答案】（SKIPIF1<0）SKIPIF1<0；（SKIPIF1<0）SKIPIF1<0；（SKIPIF1<0）SKIPIF1<0【解析】（SKIPIF1<0）线圈中感应电动势的最大值SKIPIF1<0，其中SKIPIF1<0SKIPIF1<0线圈中感应电流的最大值SKIPIF1<0（SKIPIF1<0）设从线圈平面通过中性面对开始，经过SKIPIF1<0周期的时间SKIPIF1<0此过程中线圈中的平均感应电动势SKIPIF1<0通过电阻SKIPIF1<0的平均电流：SKIPIF1<0，通过电阻SKIPIF1<0的电荷量：SKIPIF1<0；代入数据，解得：SKIPIF1<0（SKIPIF1<0）线圈中感应电流的有效值SKIPIF1<0线圈转动一周的过程中，电流通过整个回路产生的焦耳热：SKIPIF1<017．（9分）如图所示，由粗细相同的导线制成的正方形线框边长为SKIPIF1<0，每条边的电阻均为SKIPIF1<0，其中SKIPIF1<0边材料的密度较大，其质量为SKIPIF1<0，其余各边的质量均可忽略不计．线框可绕与SKIPIF1<0边重合的水平轴SKIPIF1<0自由转动，不计空气阻力及摩擦．若线框从水平位置由静止释放，经历时间SKIPIF1<0到达竖直位置，此时SKIPIF1<0边的速度为SKIPIF1<0，若线框始终处在方向竖直向下、磁感强度为SKIPIF1<0的匀强磁场中，重力加速度为SKIPIF1<0．求：（SKIPIF1<0）线框在竖直位置时，SKIPIF1<0边两端的电压及其所受安培力的大小．（SKIPIF1<0）这一过程中，线框中感应电动势的有效值．（SKIPIF1<0）在这一过程中，通过线框导线横截面的电荷量．【答案】（SKIPIF1<0）SKIPIF1<0；（SKIPIF1<0）SKIPIF1<0；（SKIPIF1<0）SKIPIF1<0【解析】（SKIPIF1<0）线框运动到竖直位置时，SKIPIF1<0边切割磁感线产生感应电动势为：SKIPIF1<0线框中的电流为：SKIPIF1<0SKIPIF1<0两端的电压为SKIPIF1<0，SKIPIF1<0边所受安培力为SKIPIF1<0（SKIPIF1<0）线框下落过程中机械能的减少等于线框中产生的焦耳热，所以有：SKIPIF1<0所以感应电流做功为SKIPIF1<0，又因SKIPIF1<0解得：SKIPIF1<0（SKIPIF1<0）对于线框的下摆过程，垂直磁场线框的面积变化为：SKIPIF1<0线框中的平均感应电动势为：SKIPIF1<0通过导线横截面的电荷量为：SKIPIF1<0．18．（9分）简谐运动是一种周期性运动，其周期与振动物体的质量的平方根成正比，与振动系统的振动系数的平方根成反比，而与振幅无关，即：SKIPIF1<0．试论证分析如下问题：（SKIPIF1<0）如图甲，摆长为SKIPIF1<0、摆球质量为SKIPIF1<0的单摆在SKIPIF1<0间做小角度的自由摆动，当地重力加速度为SKIPIF1<0．a．当摆球运动到SKIPIF1<0点时，摆角为SKIPIF1<0，画出摆球受力的示意图，并写出此时刻摆球受到的回复缺图大小；b．请结合简谐运动的特点，证明单摆在小角度摆动时周期为SKIPIF1<0．（提示：用弧度制表示角度，当角SKIPIF1<0很小时，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0角对应的弧长与它所对的弦长也近似相等）图甲图乙图丙（SKIPIF1<0）类比法、等效法等都是研究和学习物理过程中常用的重要方法．长为SKIPIF1<0的轻质绝缘细线下端系着一个带电量为SKIPIF1<0，质量为SKIPIF1<0的小球．将该装置处于场强大小为SKIPIF1<0的竖直向下的匀强电场中，如图乙所示；将该装置处于磁感应强度大小为SKIPIF1<0，方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图丙所示．带电小球在乙、丙图中均做小角度的简谐运动．请分析求出带电小球在乙、丙两图中振动的周期．【答案】（SKIPIF1<0）a．SKIPIF1<0；b．见解析；（SKIPIF1<0）SKIPIF1<0；SKIPIF1<0【解析】（SKIPIF1<0）a．单摆受力分析如图一所示，SKIPIF1<0b．在SKIPIF1<0中，当SKIPIF1<0很小时，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0乖于SKIPIF1<0角对应的弧长与半径的比值SKIPIF1<0．当SKIPIF1<0很小时，弧长SKIPIF1<0近似等于弦长，即摆球偏离平衡位置的位移SKIPIF1<0SKIPIF1<0振动系数SKIPIF1<0SKIPIF1<0代入简谐运动周期公式：SKIPIF1<0单摆周期公式：SKIPIF1<0（SKIPIF1<0）图2中，摆球受到重力SKIPIF1<0，电场力SKIPIF1<0电和摆线拉力SKIPIF1<0，与重力场中的单摆类比，等效的“重力”SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，代入单摆周期公式得：SKIPIF1<0图丙中，摆球受到重力SKIPIF1<0，洛伦兹力下洛和摆线拉力SKIPIF1<0，与重力场中的单摆类比，单摆周期与重力场中相同，SKIPIF1<0．19．（9分）如图所示，水平面上有两根足够长的光滑平行金属导轨SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，两导轨间距为SKIPIF1<0，电阻均可忽略不计．在SKIPIF1<0和SKIPIF1<0之间接有阻值为SKIPIF1<0的定值电阻，导体杆SKIPIF1<0质量为SKIPIF1<0、电阻为SKIPIF1<0，并与导轨接触良好．整个装置处于方向竖直向上磁感应强度为SKIPIF1<0的匀强磁场中．现给SKIPIF1<0杆一个初速度SKIPIF1<0，使杆向右运动．（SKIPIF1<0）当SKIPIF1<0杆刚好具有初速度SKIPIF1<0时，求此时SKIPIF1<0杆两端的电压SKIPIF1<0，SKIPIF1<0、SKIPIF1<0两端哪端电势高；（SKIPIF1<0）请在图中定性画出通过电阻SKIPIF1<0的电流SKIPIF1<0随时间变化规律的图象；（SKIPIF1<0）若将SKIPIF1<0和SKIPIF1<0之间的电阻SKIPIF1<0改为接一电容为SKIPIF1<0的电容器，如图所示．同样给SKIPIF1<0杆一个初速度SKIPIF1<0，使杆向右运动．请分析说明SKIPIF1<0杆的运动情况，并推导证明杆稳定后的速度为SKIPIF1<0．【答案】（SKIPIF1<0）SKIPIF1<0；（SKIPIF1<0）见解析；（SKIPIF1<0）SKIPIF1<0【解析】（SKIPIF1<0）SKIPIF1<0杆切割磁感线产生感应电动势为：SKIPIF1<0根据全电路欧姆定律有：SKIPIF1<0SKIPIF1<0杆两端电压即路端电压为：SKIPIF1<0联立解得：SKIPIF1<0，根据右手定则可得SKIPIF1<0端电势高；（SKIPIF1<0）杆在向右运动过程中速度逐渐减小，感应电动势逐渐减小，根据闭合电路的欧姆定律可得感应电流逐渐减小，通过电阻SKIPIF1<0的电流SKIPIF1<0随时间变化规律的图象如图所示：（SKIPIF1<0）分析：当SKIPIF1<0杆以初速度SKIPIF1<0开始切割磁感线时，产生感应电动势，电路开始给电容器充电，有电流通过SKIPIF1<0杆，杆在安培力的作用下做减速运动，随着速度减小，安培力减小，加速度也减小，杆做加速度减小的减速运动．当电容器两端电压与感应电动势相等时，充电结束，杆以恒定的速度做匀速直线运动．推导证明：当电容器两端电压与感应电动势相等时有SKIPIF1<0根据电容器电容SKIPIF1<0以SKIPIF1<0杆为研究对象，在很短的一段时间SKIPIF1<0内，杆受到的冲量大小为SKIPIF1<0从SKIPIF1<0杆开始运动至速度达到稳定的过程，根据动量定理：SKIPIF1<0联立可得SKIPIF1<0