高中物理第三章磁场第三节探究安培力时导学案粤教选修

第三节探究安培力（第三课时）
安培力的应用
【自主学习】
一、学习目标
1.知道安培力大小计算，安培力方向确定、安培力的应用
2.过程与方法分析综合、归纳类比
3.情感、态度与价值观理论探究结合实验探究提高综合探究能力
二、重点难点
1.安培力的应用、磁电式电表工作原理
2.左手定则的使用
三、自主学习
电流表的组成及磁场分布
请同学们阅读课文，让学生先看清楚磁铁、铝框、线圈、螺旋弹簧、极靴、指针、铁质圆柱等构件，了解它们之中哪些是固定的，哪些是可动的。

（1）电流表的组成
电流表主要由哪几部分组成的？
电流表由永久磁铁、铁芯、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘等六部分组成。

注意：a．铁芯、线圈和指针是一个整体；b．蹄形磁铁内置软铁是为了（和铁芯一起）造就辐向磁场；c．观察──铁芯转动时螺旋弹簧会形变。

（2）电流表中磁场分布的特点
问题：电流表中磁场分布有何特点呢？
电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。

问题：什么是均匀辐向分布呢？
所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度。

该磁场并非匀强磁场，但在以铁芯为中心的圆圈上，各点的磁感应强度B 的大小是相等的。

问题：假如线圈转动，磁铁和铁芯之间的两个边所经过的位置其磁场强弱怎样？ 假如线圈转动，磁极和铁芯之间的两个边所经过的位置其磁场强弱是相同的。

2．电流表的工作原理 引导学生弄清楚以下几点： （1）线圈的转动是怎样产生的?
当电流通过电流表中的线圈时，导线受到安培力的作用，由左手定则可以判
定，线圈左右两边所受的安培力的方向相反，于是安装在轴上的线圈就要转动。

（2）线圈为什么不一直转下去？
线圈转动时，螺旋弹簧变形，反抗线圈的转动。

（3）为什么指针偏转角度的大小可以说明被测电流的强弱？
电流越大，安培力就越大，螺旋弹簧的形变也就越大。

所以，从线圈转动的角度就能判断通过电流的大小。

（4）如何根据指针偏转的方向来确定电路上电流的方向？
线圈中的电流方向改变时安培力的方向随着改变，指针的偏转方向也随着改变。

所以，根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。

（5）电流表的刻度为什么是均匀的？
电流表内部磁场的两极间装有极靴，极靴中间又有一个铁质圆柱。

这样，极靴与圆柱间的磁场都沿半径方向，线圈无论转到哪个位置，它的平面都跟磁感线平行，线圈的受力情况相同，所以表盘的刻度就是均匀的了。

（6）使用时要特别注意什么？
磁电式仪表的优点是灵敏度高，可以测出很弱的电流；缺点是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很弱（几十微安到几毫安）。

如果通过的电流超过允许值，很容易把它烧坏。

要测量较大的电流值，就要扩大量程。

第三节 探究安培力（第三课时） 安培力的应用
【课堂检测】
1．关磁电式电流表内的磁铁和铁芯间的均匀辐向分布的磁场,下列说法中正确的有
课 堂 检测案
A ．该磁场的磁感应强度大小处处相等，方向不同 ( )
B ．该磁场的磁感应强度大小不等，方向处处相同
C ．该磁场的磁感应强度的大小和方向都不相同
D ．线圈所处位置的磁感应强度大小都相等
2.如图所示, 一金属直杆MN 两端接有导线, 悬挂于线圈上方, MN 与线圈轴线处于竖直平面内. 为使MN 垂直纸面向外运动, 可以 A.将a 、c 端接在电源正极, b 、d 端接在电源负极
B.将b 、d 端接在电源正极, a 、c 端接在电源负极
C.将a 、d 端接在电源正极, b 、c 端接在电源负极
D.将a 、c 端接在交流电源的一端, b 、d 接在交流电源的另一端 3．在如图所示电路中，电池均相同，当电键S 分别置于a 、b 两处时，导线MM′与NN′之间的安培力的大小为F a 、F b ，可判断这两段导线
( )
A ．相互吸引，F a >F b
B ．相互排斥，F a >F b
C ．相互吸引，F a <F b
D ．相互排斥，F a <F b
4.如图所示，把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N 极附近，磁铁的轴线穿过线圈的圆心，且垂直于线圈平面，当线圈中通入如图方向的电流后，判断线圈如何运动？ 第三节 探究安培力（第三课时）
安培力的应用 【当堂训练】
1．电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图9－1－16所示，利用这种装置可以把质量为m ＝2.0 g
的弹体(包括金属杆EF 的质量)加速到6 km/s ，若这种装置的轨道宽为d ＝2 m ，长L ＝100 m ，电流I ＝10 A ，轨道摩擦不计且金属杆EF 与轨道始终接触良好，则下列有关轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场力的最大功率结果正确的是
( )．
A ．
B ＝18 T ，P m ＝1.08×108
WB ．B ＝0.6 T ，P m ＝7.2×104
W C ．B ＝0.6 T ，P m ＝3.6×106
W D ．B ＝18 T ，P m ＝2.16×106
W
2．如图所示，在倾角为α的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L ，质量为m 的直导体棒．当导体棒中的电流I 垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度B 的方向由垂直斜面向上沿逆时针转至水平向左的过程中，下列关
于B 的大小变化的说法中，正确的是( )． A ．逐渐增大 B ．逐渐减小 C ．先减小后增大 D ．先增大后减小
课 堂 训练案
课后 拓展案 3．如图所示，MN 、PQ 为水平放置的平行导轨，通电导体棒ab 垂直放置在导轨上，已知导体棒质量m ＝1 kg ，长l ＝2.0 m ，通过的电流I ＝5.0 A ，方向如图所示，导体棒与导轨间的动摩擦因数μ＝3
3
.若使导体棒水平向右匀速运动，要求轨道内所加与导体棒ab 垂直的匀强磁场最
小，则磁场的方向与轨道平面的夹角是(g ＝10 m/s 2
)( )． A ．30° B ．45° C ．60° D ．90° 4．如图所示，一弓形线圈通过逆时针方向的电流，在其圆弧
的圆心
处，垂直于纸面放置一直导线，当直导线通有指向纸内的电流时，线圈将( )． A ．a 端向纸内，b 端向纸外转动，且靠近导线 B ．a 端向纸内，b 端向纸外转动，且远离导线 C ．a 端向纸外，b 端向纸内转动，且靠近导线 D ．a 端向纸外，b 端向纸内转动，且远离导线 第三节 探究安培力（第三课时） 安培力的应用
【巩固拓展】
1．如图所示的装置中, 劲度系数较小的金属弹簧下端恰好浸入水银中, 电源电动势足够大, 当闭合开关S 后, 弹簧将 A.保持静止 B.收缩
C.变长
D.不断上、下振动
2．如图所示，蹄形磁铁用悬线悬于O 点，在磁铁的正下方有一水平放置的长直导
线，当导线中通以由左向右的电流时，蹄形磁铁的运动情况将是 ( )． A ．静止不动 B ．向纸外平动
C ．N 极向纸外、S 极向纸内转动
D ．N 极向纸内、S 极向纸外转动
3．如图所示，质量为m 、长为L 的直导线用两绝缘细线悬挂于O 、O′，并处于匀强磁场中．导线中通以沿x 轴正方向的电流I ，悬线与竖直方向的夹角为θ，且导线保持静止，则磁感应
强度的方向和大小可能为 ( )． A ．z 轴正向，mg
IL tan θ
B ．y 轴正向，mg
IL
C ．z 轴负向，mg
IL
tan θ
D ．沿悬线向上，mg
IL
sin θ
4.如图所示, 有一个10匝的矩形线圈, 它的ad 边的长度为10cm , 下半部处在一匀强磁场中, 磁场方向垂直于线圈平面向里, 线圈通以图中所示方向的电流时, 天平平衡, 电流大小为0.1A , 若将电流反向, 需在右盘增加2g 砝码方可使天平恢复平衡. 则磁场的磁感强度为___________(g 取10m/s 2
)
5.水平面上有电阻不计的U 形导轨NMPQ ，它们之间的宽度为L ，M 和P 之间接入电动势为E 的电源(不计
内阻)．现垂直于导轨搁一根质量为m ，电阻为R 的金属棒ab ，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，方向与水平面夹角为θ且指向右斜上方，如图16所示，问：
(1)当ab 棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？
(2)若B 的大小和方向均能改变，则要使ab 棒所受支持力为零，B 的大小至少为多少？此时B 的方向如何？
探究安培力第三课时答案 【课堂检测】
1.AD
2.ABD
3.D
4.向左 【当堂训练】 1.D 2.A 3.C 4.A 【巩固拓展】
1.B
2.C
3.BC
4.0.1T
5.(1)mg －BLEcos θR BLEsin θR (2)B min ＝mgR
EL
方向水平向右 解析
从b 向a 看侧视图如图所示． (1)水平方向：F ＝F 安sin θ① 竖直方向：FN ＋F 安cos θ＝mg② 又F 安＝BIL ＝B E
R
L③
联立①②③得：FN ＝mg －BLEcos θR ，F ＝BLEsin θ
R
.
(2)使ab 棒受支持力为零，且让磁场最小，可知安培力竖直向上．则有F 安＝mg B min ＝mgR
EL
，根据左手定则判定磁场方向水平向右．
探究安培力第二课时答案 【课堂检测】 1.C 2.B 3 1T 向左
4. 解析 导体棒受到的最大静摩擦力为
Ff ＝μFN ＝μmg ＝0.5×0.2×10 N＝1 N 绳对导体棒的拉力F 拉＝Mg ＝0.3×10 N ＝3 N 导体棒将要向左滑动时 BI max L ＝Ff ＋F 拉，I max ＝2 A
由闭合电路欧姆定律I max ＝E R min ＋r ＝6
R min ＋1
得R min ＝2 Ω
导体棒将要向右滑动时Ff ＋BI min L ＝F 拉， I min ＝1 A
由闭合电路欧姆定律I min ＝E R max ＋r ＝6
R max ＋1
得R max ＝5 Ω
滑动变阻器连入电路的阻值为2 Ω≤R≤5 Ω 【当堂训练】
1.D
2.C
3.A
4. αsin BIL F = 、BIL F =、BIL F 2=、BIR F 2=、0
【巩固拓展】、 1.A 2.D 3.C 4.BD 5.A
6解析 (1)金属棒静止在金属导轨上受力平衡，如图所示
F 安＝mgsin 30°，代入数据得F 安＝0.1 N. (2)由F 安＝BIL 得I ＝F 安
BL
＝0.5 A.
(3)设滑动变阻器接入电路的阻值为R 0，根据闭合电路欧姆定律
得： E ＝I(R 0＋r)
解得R 0＝E
I
－r ＝23 Ω.
答案(1)0.1 N (2)0.5 A (3)23 Ω
答案：
【课堂检测】
1.D
2. ABCD
3. A
4. 0.1T；0.1T
【当堂训练】
1.D
2.C
3.C
4.0.1T 0.1T
5.2T 2T
6.解析：以导体棒为研究对象，对其受力分析如图所示，
可得：BIL ＝mgtan θ，I ＝E
R ＋r ，
解得：B ＝mg （R ＋r ）tan θ
EL .
答案：
mg （R ＋r ）tan θ
EL
【巩固拓展】 1.B 2.CD 3.B 4.ACD
5：先将原图改画为侧视图，对导体棒受力分析，如图所示，导体棒恰好能静止，应有：N x ＝F 安；N y ＝G ；因为tan 60°＝N x
N y ，所以
F 安＝tan 60°，N y ＝3
G ；又F 安＝BIL ；
所以：(1)B ＝F 安IL ＝3G IL ＝33
3×1
T ＝ 3 T.
(2)导体棒对轨道的压力与轨道对棒的支持力N 大小相等． N ＝N y cos 60°＝G
cos 60°
＝2G ＝6 N.
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，地面附近某真空环境中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带正电的油滴，沿着一条与竖直方向成α角的直线MN运动，由此可以判断
A．匀强电场方向一定是水平向左
B．油滴沿直线一定做匀加速运动
C．油滴可能是从N点运动到M点
D．油滴一定是从N点运动到M点
2．如图所示，某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变，其余三个力的大小和方向均不变，则此时物体所受到的合力大小为（）
A．B．
C．F4D．F4
3．如图所示，一滑块以初速度v0自固定于地面的粗糙斜面底端冲上斜面，到达某一高度后又返回底端。

取沿斜面向上为正方向。

下列表示滑块在斜面上整个运动过程中速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是
A． B．
C． D．
4．如图所示，理想变压器原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，交流电压表V1、V2和电流表A1、A2均为理想电表，导线电阻不计。

当开关S闭合后( )
A．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大
B．A1示数变小，A1与A2示数的比值不变
C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大
D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变
5．如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动.两球质量关系为m B=2m A，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6kg·m/s，运动中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4kg·m/s，则（）
A．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5
B．左方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：10
C．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为2：5
D．右方是A球，碰撞后A、B两球速度大小之比为1：10
6．甲乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。

甲乙两车的位置x 随时间t的变化如图所示。

下列说法正确的是（）
A．在t1时刻两车速度相等
B．从0到t1时间内，两车走过的路程相等
C．从0到t2时间内，两车走过的位移相等
D．从t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等
二、多项选择题
7．如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知( )
A．Q点的电势比P点高
B．油滴在Q点的动能比它在P点的大
C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大
D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小
8．倾角θ为37°的光滑斜面上固定带轻杆的槽，劲度系数k=20N/m、原长足够长的轻弹簧下端与轻杆相连，开始时杆在槽外的长度1=0.6m，且杆可在槽内移动，杆与槽间的滑动摩擦力大小恒为f=6N，杆与槽之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，质量m=lkg 的小车从距弹簧上端l=0.6m 处由静止释放沿斜面向下
运动。

已知弹簧弹性势能为，式中x为弹簧的形变量在整个运动过程中，弹簧始终处于弹性限度以内。

g=10m/s²，sin37°=0.6.下列说法正确的是
A．在杆完全进入槽内之前，小车先做匀加速运动，然后做加速度逐渐减小的加速运动，最后做匀速直线运动
B．小车从开始运动到杆完全进入槽内所用时间为s
C．若杆与槽间的滑动摩擦力大小f变为16N，小车、弹簧、轻杆组成的系统机械能一定不守恒
D．若杆与槽间的滑动摩擦力大小f变为16N，小车第一次与弹簧作用过程中轻杆移动的距离为0.2m 9．在一次研究性学习的实验探究中，某组同学分別测绘出一个电源的路端电压随电流变化的关系图线，还测絵出了一个电阻两端的电压随电流变化的关系图线，如图中AC和OB所示。

若把该电阻R接在该电源上构成闭合电路（R为唯一用电器）由图可知（）
A．电源的内电阻是1.2Ω
B．外电阻的电阻值是1.2Ω
C．电源的效率是80％
D．电源的输出功率是1.5W
10．如图所示，两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称。

导线均通有大小相等、方向向上的电流；已知长直导线在周围产生的磁场的
磁感应强度，式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导
线的距离；一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点．关于上述过程，下列说法正确的是（）
A．小球先做加速运动后做减速运动
B．小球一直做匀速直线运动
C．小球对桌面的压力先减小后增大
D．小球对桌面的压力一直在增大
三、实验题
11．如图所示，体积为V、内壁光滑的圆柱形导热气缸顶部有一质量和厚度均可忽略的活塞；气缸内密封有温度为3T0、压强为2P0的理想气体．P0和T0分别为大气的压强和温度．已知：容器内气体的所有变化过程都是缓慢的，求：缸内气体与大气达到热平衡时外界对气体所做的功W.
12．某同学测定电源电动势和内阻，所使用的器材有：待测干电池一节（内阻较小）、电流表A（量程0.6A，内阻R A小于1Ω）、电流表A1（量程0.6A，内阻未知）、电阻箱R1（0-99.99Ω）、滑动变阻器R2（0-10Ω）、单刀双掷开关S、单刀单掷开关K各一个，导线若干。

该同学按图甲所示电路连接进行实验操作。

（1）测电流表A的内阻：
闭合开关K，将开关S与C接通，通过调节电阻箱R1和滑动变阻器R2，读取电流表A的示数为0.20A、电流表A1的示数为0.60A、电阻箱R1的示数为0.10Ω，则电流表A的内阻R A=______Ω
（2）测电源的电动势和内阻：
断开开关K，调节电阻箱R1，将开关S接______（填“C“或“D“），记录电阻箱R1的阻值和电流表A的示数；多次调节电阻箱R1重新实验，并记录多组电阻箱R1的阻值R和电流表A的示数I。

数据处理：图乙是由实验数据绘出的图象，由此求出干电
池的电动势E=______V，内阻r=______Ω（计算结果保留二位有效数字）
四、解答题
13．如图所示，竖直平面内有一半径为r、电阻为R1、粗细均匀的光滑半圆形金属环，在M、N处与相距为2r、电阻不计的平行光滑金属轨道ME、NF相接，EF之间接有电阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R。

在MN 上方及CD下方有水平方向的匀强磁场I和Ⅱ，磁感应强度大小均为B。

现有质量为m、电阻不计的导体棒ab，从半圆环的最高点A处由静止下落，在下落过程中导体棒始终保持水平，与半圆形金属环及轨道接触良好，设平行轨道足够长。

已知导体棒ab下落r/2时的速度大小为v1，下落到MN处的速度大小为v2。

(1)求导体棒ab从A下落r/2时的加速度大小。

(2)若导体棒ab进入磁场Ⅱ后棒中电流大小始终不变，求磁场I和Ⅱ之间的距离h和R2上的电功率P2。

(3)若将磁场Ⅱ的CD边界略微下移，导体棒ab刚进入磁场Ⅱ时速度大小为v3，要使其在外力F作用下做匀加速直线运动，加速度大小为a，求所加外力F随时间变化的关系式。

14．底面积为4S的圆柱形烧杯装有深度为H的某种液体，液体密度为ρ，将一横截面积为S、长度为2H 的玻璃管竖直向下插入液体中直到玻璃管底部与烧杯底部接触，如图1所示。

现用厚度不计气密性良好的塞子堵住玻璃管上端如图2所示。

再将玻璃管缓慢竖直上移，直至玻璃管下端即将离开液面如图3所示。

已知大气压强p0=kρgH，k为常数，g为重力加速度，环境温度保持不变，求图3中液面下降的高度Δh 及玻璃管内液柱的高度h′。

【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．AB
8．ACD
9．BC
10．BD
三、实验题
11．
12．20 D 1.5 0.25
四、解答题
13．（1）
(2)(3)
14．，
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，一理想变压器的原线圈接正弦交流电源，副线圈接有电阻R和小灯泡。

电流表和电压表均可视为理想电表。

闭合开关S，下列说法正确的是
A．电流表A1的示数减小
B．电流表A2的示数减小
C．电压表V1的示数减小
D．电压表V2的示数减小
2．一质点静止在光滑水平面上，现对其施加水平外力F，F随时间t按正弦规律变化，如图所示，下列说法正确的是
A．质点在第1s末和第3s末的速度大小相等，方向相反
B．质点在第2s末和第4s末的动量大小相等，方向相反
C．在1s~2s内，水平外力F的冲量为0
D．在2~4s内质点的动能一直减小
3．如图甲所示为一“凸型”线框，其中ab= be=de=ah= gf=l，ef =3l。

线框在外力作用下以恒定速度垂直磁场通过一宽为Z的有界匀强磁场。

取逆时针方向电流方向为正，图示时刻t=0，则线框中产生的电流i随时间t变化的图像中，正确的是
A．B．
C．
D．
4．图中给出某一通关游戏的示意图，安装在轨道AB上可上下移动的弹射器，能水平射出速度大小可调节的弹丸，弹丸射出口在B点的正上方，竖直面内的半圆弧BCD的半径为R=2.0m，直径BD水平且与轨道AB 处在同一竖直平面内，小孔P和圆心O连线与水平方向夹角为37º，游戏要求弹丸垂直于P点圆弧切线方向射入小孔P就能进入下一关.为了能通关，弹射器离B点的高度和弹丸射出的初速度分别是(不计空气阻
力)
A． B．
C． D．
5．如图所示，边长为L、阻值为R的等边三角形单匝金属线圈abc从图示位置开始绕轴EF以角速度ω匀速转动，EF的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右侧没有磁场，下列说法正确的是（）
A．图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率也最大
B．从图示位置转出磁场的过程中，线圈中产生逆时针方向的感应电流
C．线圈中产生的感应电动势的最大值为
D．转动一周，外力做功的功率为
6．一正三角形导线框高为从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两匀强磁场区域。

两磁场区域磁感应强度大小均为B、磁场方向相反且均垂直于xOy平面，磁场区域宽度均为a。

则感应电流I与线框移动距离x的
关系图象可能是（以逆时针方向为感应电流的正方向A．B．C．
D．
二、多项选择题
7．如图，用隔板将一绝热气缸分成两部分，隔板左侧充有理想气体，隔板右侧与绝热活塞之间是真空。

现将隔板抽开，气体会自发扩散至整个气缸。

待气体达到稳定后，缓慢推压活塞，将气体压回到原的体积。

假设整个系统不漏气。

下列说法正确的是________
A．气体自发扩散前后内能相同
B．气体在被压缩的过程中内能增大
C．在自发扩散过程中，气体对外界做功
D．气体在被压缩的过程中，外界对气体做功
E. 气体在被压缩的过程中，气体分子的平均动能不变
8．如图为一种直流发电机的结构示意图，直流发电机由两块永磁铁、线圈和换向器组线缠绕而成.永磁体N、S极相对，中间区域视为匀强磁场，磁感应强度为B。

线圈由N匝导线缠绕而成，面积为S，可绕如图所示的轴线匀速转动，角速度为ω。

换向器由两个半铜环和两个电刷构成，半铜环分别与线圈中导线的两端固连，线圈和半铜环绕着轴线以相同角速度转动。

电刷位置固定，作为输出端与外电路相连（图中未画出）。

每当线圈转到中性面位置时，半铜环和电刷会交换接触，以保持输出电流方向不变，且交换时间极短可忽略。

下列说法正确的是
A．当线圈按照图示的方向转动时，电刷a的电势比b的电势高
B．当线圈转到图示位置时，线圈中产生的电动势为零
C．该发电机产生电动势的最大值为NBSω
D．该发电机产生电动势的最大值是有效值的倍
9．一名宇航员在某星球上完成自由落体运动实验，让一个质量为2 kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m，则（）
A．小球在2 s末的速度是8 m/s
B．小球在第5 s内的平均速度是3.6 m/s
C．小球在第2 s内的位移是2 m
D．小球在5 s内的位移是50 m
10．下列说法中正确的是________
A．观看3D电影《复仇者联盟4》时，所佩戴的眼镜利用了光的衍射知识
B．军队士兵过桥时使用便步，是为了防止桥发生共振现象
C．手机上网时用的Wifi信号属于无线电波
D．红光由空气进入水中，波长变长，颜色不变
E. 分别用蓝光和黄光在同一装置上做双缝干涉实验，用黄光时得到的条纹间距更宽
三、实验题
11．在“匀变速直线运动的实验探究”中，如图所示是小明同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T=0.02s，其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm。

(1)物体是否做匀变速直线运动____（选填“是”或者“否”），
你的判断依据是__________________________。

(2)下表列出了打点计时器打下B、C、F、E时小车的瞬时速度，请求出打点计时器打下D点时小车的瞬时速度v D=____。

（结果保留3位有效数字）
(3)以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线_________。

(4)根据所画出的小车的速度—时间关系图线计算出小车的加速度a=____m/s2。

（结果保留2位有效数字）12．如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°，在导轨所在平面内分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。

金属导轨的一端接有电动势E=4.5V，内阻r=0.50Ω的直流电源。

现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止，导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.5Ω，金属导轨电阻不计，g取10m/s2，已知sin 37°=0.60，cos 37°=0.80，求：
(1)通过导体棒的电流；
(2)导体棒受到的安培力大小；
(3)导体棒受到的摩擦力的大小和方向。

四、解答题
13．近年来，我国高速公路网发展迅速。

为了确保安全，高速公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离，已知某高速公路的最高限速v＝24 m/s。

某司机驾车在该高速公路上以限定的最高速度行驶，突然前方约90 m处有一车辆因故已停挡住去路，司机从发现后便操作紧急刹车，到汽车开始匀减速所经历的时间(即反应时间)为t0＝0.50 s（注：在反应时间内汽车做匀速运动），刹车时汽车的加速度大小为4.0 m/s2（计算结果数值保留两位有效数字），问。