晋城市2016年高二物理下学期期末联考试卷（含解析）

2015-2016学年山西省晋城市陵川一中等校联考高二（下）期末物理试卷
　
一、单项选择题（本题共8个小题，每小题3分，共24分）在每小题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的，请将正确选项的字母标号在答题卡相应的位置涂黑。
1．下列现象中属于光的干涉现象的是（　　）
A．雨后美丽的彩虹
B．对着日光灯从夹紧的两铅笔的缝中看到的彩色条纹
C．阳光下肥皂膜上的彩色条纹
D．光通过三棱镜产生的彩色条纹
2．把一条形磁铁插入同一个闭合线圈中，第一次是迅速的，第二次是缓慢的，两次初、末位置均相同，则在两次插入的过程中（　　）
A．磁通量变化率相同 B．磁通量变化量相同
C．产生的感应电流相同 D．产生的感应电动势相同
3．有一个金属丝圆环，圆面积为S，电阻为r，放在磁场中，让磁感线垂直地穿过圆环所在平面．在△t时间内，磁感应强度的变化为△B，通过金属丝横截面的电量q与下面哪个量的大小无关（　　）
A．时间△t B．圆面积S
C．金属丝圆环电阻r D．磁感应强度变化△B
4．图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（　　）
 
A．图甲表示交流电，图乙表示直流电
B．电压的有效值都是311V
C．电压的有效值图甲大于图乙
D．图甲所示电压的瞬时值表达式为u=220sin100πt（V）
5．下列说法中正确的是（　　）
A．电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度一定为零
B．一小段通电导体在某处不受安培力作用，则该处磁感应强度一定为零
C．当置于匀强磁场中的导体长度和电流大小一定时，导体所受的安培力大小也是一定的
D．在感应强度为B的匀强磁场中，长为L、电流为I的载流导体所受到的安培力的大小是 BIL
6．如图描绘了两个电阻的伏安曲线，由图中可知，若将这两个电阻并联接入电路中，则通过R1、R2的电流比是（　　）
 
A．1：2 B．3：1 C．6：1 D．1：6
7．一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置．某时刻的波形如图甲所示，若再经过 周期开始计时，则图乙描述的是（　　）
 
A．a处质点的振动图象 B．b处质点的振动图象
C．c处质点的振动图象 D．d处质点的振动图象
8．如图所示，竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直纸面向外，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，关于这四点的磁感应强度，下列说法不正确的是（　　）
 
A．b、d两点的磁感应强度大小相等
B．a、b两点的磁感应强度大小相等
C．a点的磁感应强度最小
D．c点的磁感应强度最大
　
二、多项选择题（本题包括4个小题，每小题4分，共16分）在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。
9．我们知道，在北半球地磁场的竖直分量向下．飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变．由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差．设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1，右方机翼末端处的电势为φ2．（　　）
A．若飞机从西向东飞，φ1比φ2高
B．若飞机从东向西飞，φ2比φ1高
C．若飞机从南向北飞，φ1比φ2高
D．若飞机从北向南飞，φ2比φ1高
10．如图所示为一自耦变压器，保持电阻R′和输入电压不变，以下说法正确的是（　　）
 
A．滑键P向b方向移动，滑键Q不动，电流表示数减小
B．滑键P不动，滑键 Q上移，电流表示数不变
C．滑键P向b方向移动、滑键Q不动，电压表示数减小
D．滑键P不动，滑键Q上移，电压表示数增大
11．振源0起振方向沿﹣y方向，从振源0起振时开始计时，经t=0.7s，x轴上0至6m范围第一次出现图示简谐波，则（　　）
 
A．此波的周期一定是0.4s
B．此波的周期可能是
C．此列波的波速为 m/s
D．t=O．7s时，x轴上3m处的质点振动方向沿﹣Y方向
12．如图所示，一簇电场线的分布关于y轴对称，O是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，则（　　）
 
A．M点的电势比P点的电势低
B．O、M间的电势差小于N、O间的电势差
C．一正电荷在O点时的电势能小于在Q点时的电势能
D．将一负电荷由M点移到P点，电场力做正功
　
三、填空题（每空2分，共26分）
13．如图是一个按正弦规律变化的交变电流的图象．根据图象可知该交变电流的电流有效值是　　　　　　A，频率是　　　　　　Hz．
 
14．如图所示，线圈ABCO面积为0.4m2，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，方向为x轴正方向．在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中，通过线圈的磁通量改变　　　　　　Wb．
 
15．如图所示为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长约为　　　　　　m．（g取10m/s2）
 
16．如图所示，用绝缘细线拴一个质量为2m的小球，小球在竖直向下的场强为E的匀强电场中的竖直平面内做匀速圆周运动，则小球带　　　　　　电（填“正”“负”），小球所带电荷量为　　　　　　．
 
17．如图所示为J0411多用电表示意图．其中A、B、C为三个可调节的部件．某同学在实验室中用它测量一阻值约为1～3kΩ的电阻．他测量的操作步骤如下：
（1）调节可动部件　　　　　　，使电表指针指向　　　　　　．
（2）调节可调部件B，使它的尖端指向　　　　　　位置．
（3）将红黑表笔分别插入正负插孔中，笔尖相互接触，调节可动部件　　　　　　，使电表指针指向　　　　　　位置．
（4）将两只表笔分别与待测电阻两端相接，进行测量读数．
（5）换测另一阻值为20～25kΩ的电阻时，应调节B，使它的尖端指向“×1k”的位置，此时还必须重复步骤　　　　　　，才能进行测量，若电表读数如图所示，则该待测电阻的阻值是　　　　　　．
 
　
四、解答题（本题包括3个小题，共34分）解答需写出必要的文字说明和重要的演算步骤。
18．如图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L=0.5m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m=1kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G=3N的物块相连．已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，电源的电动势E=10V、内阻r=0.1Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计．要想ab棒处于静止状态，R应在哪个范围内取值？（g取10m/s2）
 
19．一条长直光导纤维的长度l=15km，内芯的折射率n=1.6，在内芯与包层的分界面发生全反射的临界角C=60°．一细束光从左端面中点射入芯层，试求：
（1）为使射入的光在芯层与包层的界面恰好发生全反射，光在左端面的入射角θ=？
（2）若从左端射入的光能够不损失地传送到右端，则光在光导纤维内传输的时间最长和最短各为多少？
（真空中光速c=3.0×108m/s；取sin37°=0.60，cos37°=0.80．结果取2位有效数字．）
 
20．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，一个磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻，导轨宽度L=0.40m．电阻为r=0.20Ω的金属棒ab紧贴在导轨上，导轨电阻不计，现使金属棒ab由静止开始下滑0.7m 后以5m/s的速度匀速运动．（g=10m/s2）
求：
（1）金属棒的质量m；
（2）在导体棒下落2.70m内，回路中产生的热量Q．
 
　
 

2015-2016学年山西省晋城市陵川一中等校联考高二（下）期末物理试卷
参考答案与试题解析
　
一、单项选择题（本题共8个小题，每小题3分，共24分）在每小题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的，请将正确选项的字母标号在答题卡相应的位置涂黑。
1．下列现象中属于光的干涉现象的是（　　）
A．雨后美丽的彩虹
B．对着日光灯从夹紧的两铅笔的缝中看到的彩色条纹
C．阳光下肥皂膜上的彩色条纹
D．光通过三棱镜产生的彩色条纹
【考点】光的干涉．
【分析】干涉是频率相同的两列波相遇时相互加强或减弱的现象．
【解答】解：A、雨后天边出现彩虹是光的色散，A错误；
B、透过单缝观察日光灯看到的条纹是单缝衍射现象．故B错误．
C、油膜上的彩色条纹是油膜上下两个表面反射回的光发生干涉形成的，叫薄膜干涉．故C正确．
D、太阳光通过玻璃三棱镜后形成彩色光带是由于折射引起的．故D错误．
故选：C．
【点评】物理知识在现实生活中的具体应用是考查的重点，在平时学习中要注意多积累．
　
2．把一条形磁铁插入同一个闭合线圈中，第一次是迅速的，第二次是缓慢的，两次初、末位置均相同，则在两次插入的过程中（　　）
A．磁通量变化率相同 B．磁通量变化量相同
C．产生的感应电流相同 D．产生的感应电动势相同
【考点】法拉第电磁感应定律．
【分析】根据产生感应电流的条件分析有无感应电流产生．再根据法拉第电磁感应定律分析感应电动势的大小，由欧姆定律分析感应电流的大小．再由q=It可确定导体某横截面的电荷量等于磁通量的变化与电阻的比值．
【解答】解：A、当条形磁铁插入线圈的瞬间，穿过线圈的磁通量增加，产生感应电流．条形磁铁第一次迅速插入线圈时，磁通量增加快；条形磁铁第二次缓慢插入线圈时，磁通量增加慢，磁通量变化率不同，但磁通量变化量相同．故A错误，B正确；
C、根据法拉第电磁感应定律第一次线圈中产生的感应电动势大，再欧姆定律可知第一次感应电流大，故C错误；D错误；
故选：B
【点评】本题考查对电磁感应现象的理解和应用能力．感应电流产生的条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化，首先前提条件电路要闭合．磁通量的变化率与感应电动势有关，感应电流的大小与感应电动势大小有关，而通过横截面的电荷量却与通过线圈的磁通量变化及电阻阻值有关．
　
3．有一个金属丝圆环，圆面积为S，电阻为r，放在磁场中，让磁感线垂直地穿过圆环所在平面．在△t时间内，磁感应强度的变化为△B，通过金属丝横截面的电量q与下面哪个量的大小无关（　　）
A．时间△t B．圆面积S
C．金属丝圆环电阻r D．磁感应强度变化△B
【考点】法拉第电磁感应定律；闭合电路的欧姆定律．
【分析】本题的关键是明确通过导体横截面电量公式q=It中的电流应是平均电流，再根据闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律联立得出电量的表达式，然后讨论即可．
【解答】解：圆环中产生的平均感应电动势大小为：  =S
圆环中的平均电流为：  =
通过金属丝横截面的电量为：q=
联立以上各式解得：q=
可见，电量q与时间△t无关，与圆面积S、金属丝圆环电阻r及磁感应强度变化△B有关，本题选择无关的，所以应选A．
故选：A．
【点评】求解平均感应电动势应根据法拉第电磁感应定律来求，用公式q=It求电量时，电流强度I应是电流的平均值．
　
4．图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（　　）
 
A．图甲表示交流电，图乙表示直流电
B．电压的有效值都是311V
C．电压的有效值图甲大于图乙
D．图甲所示电压的瞬时值表达式为u=220sin100πt（V）
【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
【分析】解本题时应该掌握：交流电和直流电的定义，直流电是指电流方向不发生变化的电流；
理解并会求交流电的有效值，U= ，只适用于正余弦交流电；
【解答】解：A、由于两图中表示的电流方向都随时间变化，因此都为交流电，故A错误；
B、两种电压的最大值是311V，有效值要小于311V，故B错误；
C、由于对应相同时刻，图甲电压比图乙电压大，根据有效值的定义可知，图甲有效值要比图乙有效值大，故C正确；
D、从图甲可知，Em=311V，ω= =100πrad/s，所以图1电压的瞬时值表达式为u=311sin100πt V，故D错误；
故选：C．
【点评】本题比较全面的涉及了关于交流电的物理知识，重点是交流电的描述和对于有效值的理解．
　
5．下列说法中正确的是（　　）
A．电荷在某处不受电场力作用，则该处电场强度一定为零
B．一小段通电导体在某处不受安培力作用，则该处磁感应强度一定为零
C．当置于匀强磁场中的导体长度和电流大小一定时，导体所受的安培力大小也是一定的
D．在感应强度为B的匀强磁场中，长为L、电流为I的载流导体所受到的安培力的大小是 BIL
【考点】安培力；电场强度；磁感应强度．
【分析】B⊥L，根据安培力的公式F=BIL，求磁感应强度B，注意公式B= 是采用比值法定义的，磁场中某点磁感应强度的大小与F，Il等因素无关，是由磁场本身决定的．
【解答】解：A、电场的基本性质就是对放入其中的电荷有力的作用，如果电荷在某处不受电场力作用，则说明该处没有电场或者叠加电场的合场强为零，即该处电场强度一定为零．A正确；
B、一小段通电导体在某处不受安培力作用，可能是导体与磁场方向平行，即该处磁感应强度不一定为零，B错误；
C、当置于匀强磁场中的导体长度和电流大小一定时，导体所受的安培力大小F=BILsinθ，即安培力大小海域导体与磁场所成夹角有关，故C错误；
D、在感应强度为B的匀强磁场中，长为L、电流为I的载流导体所受到的安培力的大小是F=BILsinθ，故D错误；
故选：A．
【点评】本题考查了对磁感应强度定义式：B= 的理解和应用，属于简单基础题目，平时训练不可忽视要加强练习．
　
6．如图描绘了两个电阻的伏安曲线，由图中可知，若将这两个电阻并联接入电路中，则通过R1、R2的电流比是（　　）
 
A．1：2 B．3：1 C．6：1 D．1：6
【考点】欧姆定律．
【分析】由图象可求得两电阻的比值，再由并联电路的规律可知两电阻电压相等，则由欧姆定律可求得电流之比．
【解答】解：由图可知，R1= =2Ω；R2= Ω；
两电阻并联后，电压相等，则由欧姆定律可知：I= ；故电流与电阻成反比；
故电流之比I1：I2=R2；R1= ：2=1：6．；
故选：D．
【点评】本题考查伏安特性曲线以及欧姆定律的应用，要注意在U﹣I图象中图象的斜率表示电阻的阻值．
　
7．一列横波沿x轴正向传播，a、b、c、d为介质中沿波传播方向上四个质点的平衡位置．某时刻的波形如图甲所示，若再经过 周期开始计时，则图乙描述的是（　　）
 
A．a处质点的振动图象 B．b处质点的振动图象
C．c处质点的振动图象 D．d处质点的振动图象
【考点】简谐运动的振动图象．
【分析】先由波的传播方向判断各质点的振动方向，并分析经过 周期后各点的振动方向．与振动图象计时起点的情况进行对比，选择相符的图象．
【解答】解：由乙图知t=0时刻，即开始计时的时刻质点位于平衡位置，且速度向下．
A、此时a处于波峰，过 周期后经过平衡位置向上运动，与振动图象计时起点的情况不符．故A错误．
B、此时b经过平衡位置向上运动，过 周期后在波谷，与振动图象计时起点的情况相符．故B错误．
C、此时c在波谷，过 周期后经过平衡位置向下运动，与振动图象计时起点的情况相符．故C正确．
D、此时d经过平衡位置向下运动，过 周期后在波峰，与振动图象计时起点的情况不符．故D错误．
故选：C．
【点评】本题属于波的图象问题，先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系，再分析波动形成的过程．
　
8．如图所示，竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直纸面向外，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，关于这四点的磁感应强度，下列说法不正确的是（　　）
 
A．b、d两点的磁感应强度大小相等
B．a、b两点的磁感应强度大小相等
C．a点的磁感应强度最小
D．c点的磁感应强度最大
【考点】通电直导线和通电线圈周围磁场的方向．
【分析】该题考察了磁场的叠加问题．用右手定则首先确定通电直导线在abcd四点产生的磁场的方向，利用矢量的叠加分析叠加后磁场大小变化和方向，从而判断各选项．
【解答】解：根据安培定则，直线电流的磁感应强度如图
 
根据平行四边形定则，a、b、c、d各个点的磁场情况如图
 
显然，b点与d点合磁感应强度大小相等；a点磁感应强度为两点之差的绝对值，最小；c电磁感应强度等于两个磁感应强度的代数和，最大；
本题选择错误的，故选：B．
【点评】磁感应强度既有大小，又有方向，是矢量．它的合成遵循矢量合成的平行四边形法则．
　
二、多项选择题（本题包括4个小题，每小题4分，共16分）在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。
9．我们知道，在北半球地磁场的竖直分量向下．飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变．由于地磁场的作用，金属机翼上有电势差．设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1，右方机翼末端处的电势为φ2．（　　）
A．若飞机从西向东飞，φ1比φ2高
B．若飞机从东向西飞，φ2比φ1高
C．若飞机从南向北飞，φ1比φ2高
D．若飞机从北向南飞，φ2比φ1高
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势．
【分析】由于地磁场的存在，当飞机在北半球水平飞行时，两机翼的两端点之间会有一定的电势差，相当于金属棒在切割磁感线一样．由右手定则可判定电势的高低．
【解答】解：当飞机在北半球飞行时，由于地磁场的存在，且地磁场的竖直分量方向竖直向下，由于感应电动势的方向与感应电流的方向是相同的，由低电势指向高电势，由右手定则可判知，在北半球，不论沿何方向水平飞行，都是飞机的左方机翼电势高，右方机翼电势低，即总有ϕ1比ϕ2高．
故BD错误，AC正确．
故选：AC
【点评】本题要了解地磁场的分布情况，掌握右手定则．对于机翼的运动，类似于金属棒在磁场中切割磁感线一样会产生电动势，而电源内部的电流方向则是由负极流向正极的．
　
10．如图所示为一自耦变压器，保持电阻R′和输入电压不变，以下说法正确的是（　　）
 
A．滑键P向b方向移动，滑键Q不动，电流表示数减小
B．滑键P不动，滑键 Q上移，电流表示数不变
C．滑键P向b方向移动、滑键Q不动，电压表示数减小
D．滑键P不动，滑键Q上移，电压表示数增大
【考点】变压器的构造和原理．
【分析】和闭合电路中的动态分析类似，可以根据Q的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况．
【解答】解：A、当Q不动时，滑动变阻器的阻值不变，当P向上移动时，自耦变压器的输出的电压减少，副线圈的电流减小，所以电流表示数减小，A正确．
B、滑键P不动，输出电压不变，滑键 Q上移，电阻变化，电流表示数变化，所以B错误．
C、滑键P向b方向移动，输出电压减小，滑键Q不动，电阻不变，电压表示数减小，所以C正确．
D、当P不动时，自耦变压器的输出的电压不变，电压表测的是输出电压，示数不变，所以D错误．
故选：AC．
【点评】电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法．
　
11．振源0起振方向沿﹣y方向，从振源0起振时开始计时，经t=0.7s，x轴上0至6m范围第一次出现图示简谐波，则（　　）
 
A．此波的周期一定是0.4s
B．此波的周期可能是
C．此列波的波速为 m/s
D．t=O．7s时，x轴上3m处的质点振动方向沿﹣Y方向
【考点】波长、频率和波速的关系；横波的图象．
【分析】振源0起振方向沿﹣y方向，介质中各个质点的起振方向均沿﹣y方向．该题的波形图不全，首先要补全波形图，可知在0.7s的时间内，波向右传播了7m，由此可得知波速的大小；利用波长、波速和周期之间的关系可求出周期．
【解答】解：
A、B、C、据题：振源0起振方向沿﹣y方向，介质中各个质点的起振方向均沿﹣y方向，可知0至6m范围第一次出现图示简谐波时，x=6m处并不是波的最前列，在x=6m处质点的右边还有 个波长的波形图，即波传播到x=7m处，所以波速为 v= = m/s=10m/s．
由图知，波长为 λ=4m，则周期为 T= = s=0.4s，故A正确，B、C错误．
D、简谐波向右传播，根据波形的平移法可知，t=O.7s时，x轴上3m处的质点振动方向沿﹣y方向，故D正确．
故选：AD．
【点评】解答本题的关键是抓住波的基本特点：介质中各个质点的起振方向与波源起振方向相同，确定出图示时刻全部波形，能熟练根据平移法判断质点的振动方向．要注意本题是特殊值问题，并不是多解问题．
　
12．如图所示，一簇电场线的分布关于y轴对称，O是坐标原点，M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点，其中M、N在y轴上，Q点在x轴上，则（　　）
 
A．M点的电势比P点的电势低
B．O、M间的电势差小于N、O间的电势差
C．一正电荷在O点时的电势能小于在Q点时的电势能
D．将一负电荷由M点移到P点，电场力做正功
【考点】电势能；电势．
【分析】根据电场线的方向判断电势高低．由公式U=Ed分析O、M间的电势差与N、O间的电势差的关系．O点的电势高于Q点的电势，根据正电荷在电势高处电势能大，判断电势能的大小．根据电势能的变化，判断电场力做功的正负．
【解答】解：
A、根据顺着电场线的方向电势降低可知，M点的电势比P点的电势低．故A正确．
B、O、M间的场强小于N、O间的场强，OM=NO，由公式U=Ed分析得知，O、M间的电势差小于N、O间的电势差．故B正确．
C、由图可得到，O点的电势高于Q点的电势，根据推论：正电荷在电势高处电势能大，则正电荷在O点时的电势能大于在Q点时的电势能．故C错误．
D、M点的电势比P点的电势低，则负电荷在M点的电势能比在P点的电势能大，所以将一负电荷由M点移到P点时，电势能减小，电场力将正功．故D正确．
故选ABD
【点评】本题关键要根据电场线方向判断出电势的高低，利用推论分析电势能的变化，判断电场力做功的正负．
　
三、填空题（每空2分，共26分）
13．如图是一个按正弦规律变化的交变电流的图象．根据图象可知该交变电流的电流有效值是　 　A，频率是　5　Hz．
 
【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
【分析】由交流电的图象的纵坐标的最大值读出电流的最大值，读出周期，求出频率．
【解答】解：根据图象可知该交流电的电流最大值是Im=10A，有效值为 =5 ，周期T=0.2s，则频率为f= =5Hz
故答案为： ，5．
【点评】根据交流电i﹣t图象读出交流电的最大值、周期及任意时刻电流的大小是基本能力．比较简单．
　
14．如图所示，线圈ABCO面积为0.4m2，匀强磁场的磁感应强度B=0.1T，方向为x轴正方向．在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°的过程中，通过线圈的磁通量改变　3.46×10﹣2　Wb．
 
【考点】磁通量．
【分析】匀强磁场中，当线圈平面跟磁场方向相互平行时，通过线圈的磁通量Φ=0，根据此公式求解磁通量．当线圈平面与磁场不垂直时，可根据公式Φ=BScosα，α是线圈平面与磁场方向的夹角，进行计算．
【解答】解：由题图示实线位置中，线圈平面跟磁场方向平行，通过线圈的磁通量 Φ1=0．
在线圈由图示位置绕z轴向下转过60°时，磁通量为：
Φ2=BSsin60°=0.1×0.4× Wb=3.46×10﹣2Wb
则通过线圈的磁通量改变量为：
△Φ=Φ2﹣Φ1=3.46×10﹣2Wb
故答案为：3.46×10﹣2
【点评】本题的关键是掌握匀强磁场中穿过线圈的磁通量公式Φ=BScosα，知道α是线圈平面与磁场方向的夹角，并能正确运用．
　
15．如图所示为一单摆的共振曲线，则该单摆的摆长约为　1　m．（g取10m/s2）
 
【考点】产生共振的条件及其应用．
【分析】根据共振曲线读出单摆的固有频率和共振时的振幅，从而得知单摆的故有周期，利用单摆的周期公式即可求得单摆的摆长．
【解答】解：由图可以看出，当驱动力的频率为f=0.5Hz时，振幅最大，发生共振，所以此单摆的固有频率为0.5Hz，固有周期为：T=2s．
由单摆的周期公式T=2 得：L= = =1m
故答案为：1
【点评】物体发生共振的条件是驱动力的频率与物体的固有频率相等时，振幅最大，产生共振；解答该题要会分析共振曲线，知道固有频率发生变化时，共振曲线的变化情况．
　
16．如图所示，用绝缘细线拴一个质量为2m的小球，小球在竖直向下的场强为E的匀强电场中的竖直平面内做匀速圆周运动，则小球带　负　电（填“正”“负”），小球所带电荷量为　 　．
 
【考点】电场强度；向心力．
【分析】小球在竖直平面内做匀速圆周运动，则重力与电场力相平衡，由拉力提供向心力，根据平衡方程，即可求解电量大小．
【解答】解：由题意可知，小球在竖直平面内做匀速圆周运动，因此重力与电场力相平衡，由绳子拉力提供向心力做匀速圆周运动，
因电场线竖直向下，而电场力竖直向上，则小球带负电；
根据平衡方程，则有：2mg=qE，
解得：
故答案为：负； ．
【点评】对于圆周运动的问题，往往与平衡方程，结合受力分析相综合起来进行考查，同时涉及到电场力的表达式，注意只由绳子拉力提供向心力是解题的突破口．
　
17．如图所示为J0411多用电表示意图．其中A、B、C为三个可调节的部件．某同学在实验室中用它测量一阻值约为1～3kΩ的电阻．他测量的操作步骤如下：
（1）调节可动部件　A　，使电表指针指向　左边零刻度线处　．
（2）调节可调部件B，使它的尖端指向　×100挡　位置．
（3）将红黑表笔分别插入正负插孔中，笔尖相互接触，调节可动部件　C　，使电表指针指向　右边最大刻度处　位置．
（4）将两只表笔分别与待测电阻两端相接，进行测量读数．
（5）换测另一阻值为20～25kΩ的电阻时，应调节B，使它的尖端指向“×1k”的位置，此时还必须重复步骤　（3）　，才能进行测量，若电表读数如图所示，则该待测电阻的阻值是　22kΩ　．
 
【考点】用多用电表测电阻．
【分析】多用电表测量电阻时，先进行机械校零，需将选择开关旋到殴姆档某一位置，再进行欧姆调零，殴姆调零后，测量电阻读出示数．注意示数是由刻度值与倍率的乘积．
【解答】解：（1）多用电表的使用首先进行机械调零：调节可调部件A，使电表指针停在表盘左边的零刻度的位置；
（2）测阻值为1～3kΩ的电阻，为使指针指在中央刻度附近，选择×100Ω挡位．
（3）选档后进行欧姆调零：将红、黑表笔分别插入“+”、“﹣”插孔，笔尖相互接触，调节可调部件 C，使电表指针指向表盘右边的欧姆挡零刻线位置．
（5）换测另一阻值为20～25kΩ的电阻时，应调节B，使它的尖端指向“×1k”的位置，此时还必须重新进行欧姆调零，即重复步骤（3），由图示可知，
欧姆表示数，即待测电阻阻值为：22×1000Ω=22000Ω=22kΩ．
故答案为：（1）A；左边的零刻度线处；（2）×100Ω挡（3）C；右边最大刻度处；（5）（3）；22kΩ．
【点评】本题考查了欧姆表的使用，使用欧姆表测电阻时要选择合适的挡位，使指针指针中央刻度线附近，欧姆表换挡后要进行欧姆调零，欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数．
　
四、解答题（本题包括3个小题，共34分）解答需写出必要的文字说明和重要的演算步骤。
18．如图所示，水平放置的两导轨P、Q间的距离L=0.5m，垂直于导轨平面的竖直向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T，垂直于导轨放置的ab棒的质量m=1kg，系在ab棒中点的水平绳跨过定滑轮与重量G=3N的物块相连．已知ab棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.2，电源的电动势E=10V、内阻r=0.1Ω，导轨的电阻及ab棒的电阻均不计．要想ab棒处于静止状态，R应在哪个范围内取值？（g取10m/s2）
 
【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；闭合电路的欧姆定律．
【分析】若要保持ab静止不动，受力必须平衡．由于M所受的最大静摩擦力为0.2mg=2N，而M的重力为Mg=3N，要保持导体棒静止，则安培力方向必须水平向左，则根据左手定则判断电流的方向．分两种情况研究：安培力大于Mg和安培力小于Mg进行讨论，根据平衡条件和安培力公式求出导体棒中电流的范围，由欧姆定律求解电流的范围．
【解答】解：依据物体的平衡条件可得，
ab棒恰不右滑时：
G﹣μmg﹣BI1L=0，
得I1=1A；
ab棒恰不左滑时：
G+μmg﹣BI2L=0，
得：I2=5A；
根据闭合电路欧姆定律可得：
E=I1（R1+r）
E=I2（R2+r）
代入数据得：R1=9.9Ω，R2=1.9Ω；
所以R的取值范围为：
1.9Ω≤R≤9.9Ω；
答：要想ab棒处于静止状态，R的范围是1.9Ω≤R≤9.9Ω．
【点评】此题是通电导体在磁场中平衡问题，要抓住静摩擦力会外力的变化而变化，挖掘临界条件进行求解．
　
19．一条长直光导纤维的长度l=15km，内芯的折射率n=1.6，在内芯与包层的分界面发生全反射的临界角C=60°．一细束光从左端面中点射入芯层，试求：
（1）为使射入的光在芯层与包层的界面恰好发生全反射，光在左端面的入射角θ=？
（2）若从左端射入的光能够不损失地传送到右端，则光在光导纤维内传输的时间最长和最短各为多少？
（真空中光速c=3.0×108m/s；取sin37°=0.60，cos37°=0.80．结果取2位有效数字．）
 
【考点】光的折射定律．
【分析】（1）光在芯层与包层的界面恰好发生全反射时入射角等于临界角C，根据几何知识得到光在左端面的折射角θ，即可由折射定律求得光在左端面的入射角θ．
（2）当光射向左端面的入射角为0°时，光传输的时间最短；当光射到芯层与包层分界面的入射角等于临界角C时，光传输的时间最长，由n= 求解光在内芯的传播速度，由几何关系求出光传播的路程，即可求得时间．
【解答】解：（1）设光从端面射入时的入射角为θ，折射角为α，则α=90°﹣C=30°
由折射定律，有
则得 sinθ=nsinα=1.6sin30°=0.8
解得：θ=53°
（2）光在内芯的传播速度为 v= ；
当光射向左端面的入射角为0°时，光传输的时间最短，最短时间为：tmin= = = s=8.0×10﹣5s
当光射到芯层与包层分界面的入射角等于临界角C时，光传输的时间最长，此时光传播的路程为
则最长时间为 tmax= = = = ≈9.2×10﹣5s
答：
（1）为使射入的光在芯层与包层的界面恰好发生全反射，光在左端面的入射角θ=53°．
（2）若从左端射入的光能够不损失地传送到右端，则光在光导纤维内传输的时间最长和最短各为8.0×10﹣5s和9.2×10﹣5s．
【点评】本题考查对“光纤通信”原理的理解，利用全反射的条件求出入射角和折射角正弦，由数学知识求出光在光纤中通过的路程与L的关系，再所用的时间．关键要掌握全反射的条件和临界角公式．
　
20．如图所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，一个磁感应强度B=0.50T的匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端M与P间连接阻值为R=0.30Ω的电阻，导轨宽度L=0.40m．电阻为r=0.20Ω的金属棒ab紧贴在导轨上，导轨电阻不计，现使金属棒ab由静止开始下滑0.7m 后以5m/s的速度匀速运动．（g=10m/s2）
求：
（1）金属棒的质量m；
（2）在导体棒下落2.70m内，回路中产生的热量Q．
 
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势．
【分析】（1）由题意可知下落0.7m后棒做匀速运动，根据下降的高度和时间求出匀速直线运动的速度，抓住重力和安培力平衡，结合切割产生的感应电动势和闭合电路欧姆定律求出金属棒的质量．
（2）在下落的2.7m内金属棒重力势能的减小量转化为金属棒的动能和整个回路（即电阻R）产生的热量，根据能量守恒定律求出电阻R上产生的热量．
【解答】解：（1）从表格中数据可知，静止开始下滑0.7m 后以5m/s的速度匀速运动，电动势为E，回路中的电流为I，金属棒受到的安培力为F．则
E=BLv
I=
F=BIL=mg
联合解得：m= = ．
（2）棒在下滑过程中，有重力和安培力做功，克服安培力做的功等于回路的焦耳热，根据能量守恒得，
mgh2= mv2+Q
导入数据解得Q=0.58J．
答：（1）金属棒的质量m为0.04kg．（2）电阻R上产生的热量为0.58J．
【点评】本题综合考查了法拉第电磁感应定律和切割产生的感应电动势公式，知道金属棒在整个过程中的运动情况，结合共点力平衡和能量守恒定律、闭合电路欧姆定律进行求解．