選擇題(本題共8小題，每小題6分。在每小題給出的四個選項中，第14～18題只19～21題有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。)

14.奧斯特在研究電流的磁效應(yīng)實驗時，將一根長直導(dǎo)線南北放置在小磁針的正上方，導(dǎo)線不通電時，小磁針在地磁場作用下靜止時N極指向北方，如圖1所示�，F(xiàn)在導(dǎo)線中通有由南向北的恒定電流I，小磁針轉(zhuǎn)動后再次靜止時N極指向(　　)

圖1

A.北方 B.西方

C.西偏北方向 D.北偏東方向

解析　在導(dǎo)線中通有由南向北的恒定電流I，由安培定則可判斷出通電導(dǎo)線下方產(chǎn)生了由東指向西的磁場，根據(jù)磁場疊加原理，該磁場與地磁場的合磁場方向為西偏北方向，所以小磁針轉(zhuǎn)動后再次靜止時N極指向為西偏北方向，選項C正確。

答案　C

15.(2016·江蘇單科，5)小球從一定高度處由靜止下落，與地面碰撞后回到原高度再次下落，重復(fù)上述運動，取小球的落地點為原點建立坐標系，豎直向上為正方向。下列速度v和位置x的關(guān)系圖象中，能描述該過程的是(　　)

解析　由題意知在運動過程中小球機械能守恒，設(shè)機械能為E，小球離地面高度為x時速度為v，則有mgx+mv2=E，可變形為x=-+，的拋物線，故選項A正確。

答案　A

16.(2016·山西右玉一模)一小球以一定的初速度從圖示位置進入光滑的軌道，小球先進入圓軌道1，再進入圓軌道2，圓軌道1的半徑為R，圓軌道2的半徑是軌道1的1.8倍，小球的質(zhì)量為m，若小球恰2的最高點B，則小球在軌道1上經(jīng)過A點時對軌道的壓力為(　　)

圖

A.2mg B.3mg C.4mg D.5mg

解析　小球恰好能通過軌道2的最高點B時，有mg=，小球在軌道1上經(jīng)過A處時，有F+mg=，根據(jù)機械能守恒，有1.6mgR=mv-mvF=4mg，C項正確。

答案　C

17.如圖3所示，實線代表某勻強電場中的三條電場線，帶電粒子在電場中僅在電場力作用下沿虛線從a運動到b，運動軌跡ab為一條拋物線，則下列判斷正確的是(　　)

圖3

A.電場的方向由N指向M

B.帶電粒子從a運動到b，動能減少

C.該帶電粒子一定帶正電

D.如果另放某帶負電的M點的電勢能一定小于它在N點的電勢能

解析　帶電粒子在電場中僅在電場力作用下沿虛線從a運動到b，電場力總指向軌跡的凹側(cè)，因此帶電粒子所受電場力沿NM方向，可以判斷電場力對粒子做負功，粒子的動能減少，但由于帶電粒子的電性未知，因此不能確定電場強度的方向，A、C項錯誤，B項正確;因為不能確定電場強度的方向，所以無法確定帶負電的檢驗電荷的電勢能的大小，D項錯誤。

答案　B

18.如圖4所示，鋼鐵構(gòu)件A、B疊放在卡車的水平底板上，卡車底板和B間動摩擦因數(shù)為μ1，A、B間動摩擦因數(shù)為μ2，μ1>μ2，卡車剎車的最大加速度為a，a>μ1g，可以認為最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等�？ㄜ囇仄街惫�路行駛途中遇到緊急情況時，要求其剎車后在s0距離內(nèi)能安全停下，則卡車行駛的速度不能超過(　　)

圖4

A. B.

C. D.

解析　要使卡車安全停下來，即鋼鐵構(gòu)件A、B及卡車保持相對靜止，設(shè)鋼鐵構(gòu)件A恰好相對B不滑動的加速度為a2，鋼鐵構(gòu)件A、B相對卡車剛好不滑動的加速度為a1，由牛頓第二定律得μ2mAg=mAa2，μ1(mA+mB)g=(mA+mB)a1，解得a2=μ2g，a1=μ1g，因為μ1>μ2，所以卡車安全行駛的最大加速度為a2，設(shè)卡車的速度為v0，由勻變速直線運動規(guī)律得v=2a2s0，解得v0=，選項C正確，A、B、D錯誤。

答案　C

19.一小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖5甲所示，已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為r，外接一個電壓表和一個額定電壓為U、額定功P的燈泡，如圖乙所示。下列說法正確的是(　　)

圖5

A.圖甲所示的電動勢瞬時值表達式為e=22sin 50πt(V)

B.圖乙中線圈所在位置為中性面位置

C.電壓表的讀數(shù)一定小于22 V

D.若線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置，則此時燈泡中電流最大

解析　圖甲所示的電動勢瞬時值表達式為e=22sin 100πt(V)，選項A錯誤;圖乙中發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，線圈位于與中性面垂直的位置，選項B錯誤;由于線圈有內(nèi)阻，電壓表的讀數(shù)一定小于電動勢的有效值22 V，選項C正確;若線圈轉(zhuǎn)到圖乙所示位置，則此時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，燈泡中電流最大，選項D正確。

答案　CD

20.土星的衛(wèi)星很多，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)數(shù)十顆，這些衛(wèi)星的運動可視為繞土星的勻速圓周運動。下表是有關(guān)土衛(wèi)五和土衛(wèi)六兩顆衛(wèi)星的一些參數(shù)(　　)

衛(wèi)星 直徑/km 質(zhì)量/kg 軌道半徑/km 發(fā)現(xiàn)者 發(fā)現(xiàn)日期 土衛(wèi)五 1 530 2.49×1021 527 040 卡西尼 1672年 土衛(wèi)六 5 150 1.35×1023 1 221 830 惠更斯 1655年 A.土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)速度比土衛(wèi)六的小

B.土衛(wèi)五的公轉(zhuǎn)周期比土衛(wèi)六的小

C土衛(wèi)五表面的重力加速度比土衛(wèi)六的大

D.土星對土衛(wèi)五的萬有引力約為其對土衛(wèi)六萬有引力的

解析　根據(jù)萬有引力提供向心力有G=m=mr，所以v=，T=2π，土衛(wèi)六的軌道半徑大于土衛(wèi)五的軌道半徑，土衛(wèi)六的周期大，線速度A錯誤，選項B正確;在衛(wèi)星表面，萬有引力等于重力，有G=mg，可得g=G，代入數(shù)據(jù)可得土衛(wèi)五表面的重力加速度比土衛(wèi)六的小，選項C錯誤;根據(jù)F=G，代入數(shù)據(jù)可得，土星對土衛(wèi)五和土衛(wèi)六的萬有引力之比約為1∶10，選項D正確。

答案　BD

21.如圖6所示，豎直放置的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌置于垂直于導(dǎo)軌向里的勻強磁場中，兩根質(zhì)量相同的金屬棒a和b，和導(dǎo)軌緊密接觸且可自由滑動。先固定a，釋放b，當(dāng)b速度達到10 m/s時，再釋放a，經(jīng)1 s時間a的速度達到12 m/s，則(　　)

圖6

A.當(dāng)va=12 m/s時，vb=18 m/s

B.當(dāng)va=12 m/s時，vb22 m/s

C.若導(dǎo)軌很長，它們最終速度必相同

D.它們最終速度不相同，但速度差恒定

解析　b棒先向下運動，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流從左向右流過b棒，在a棒中電流方向是從右向左，兩棒中電流在磁場中受到的安培力，大小相等，方向是a棒受力向下，b棒受力向上。b棒中的安培力阻礙b棒的運動，釋放a棒后，a棒在重力和安培力的作用下，向下加速，經(jīng)時間t，根據(jù)動量定理mgt+IA=mva(IA表示安培力的沖量)，在這段時間b棒為mgt-IAmvb-mv0，則2mgt=mva+mvb-mv0，得vb=18 m/s。在a，b棒向下運動過程中，a棒的加速度為a1=g+，而b棒的加速度為a1=g-(F為安培力)，當(dāng)a棒的速度越接近b棒時，閉合回路中ΔΦ越來越小，感應(yīng)電流越來越小，安培力越來越小。當(dāng)兩棒同速后，ΔΦ=0，兩棒以相同的速度做自由落體運動。選項A、C正確。

答案　AC