2014 江苏卷 物理

（3分）如图所示，一正方形线圈的匝数为 n，边长为 a，线圈平面与匀强磁场垂直，且一半处在磁场中． 在△t 时间内，磁感应强度的方向不变，大小由 B 均匀地增大到3B．在此过程中，线圈中产生的感应电动势为（　　）

A $\frac { B \alpha ^ { 2 } } { 2 \triangle t }$ B $\frac { n B \alpha ^ { 2 } } { \triangle t }$ C $\frac { n B \alpha ^ { 2 } } { 2 \triangle t }$ D $\frac { 2 n B \alpha ^ { 2 } } { \triangle t }$

（3 分）已知地球的质量约为火星质量的 10 倍，地球的半径约为火星半径的 2 倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为（　　）

（3分）远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为 $\boldsymbol { \mathrm { n } } _ { 1 } , \ \boldsymbol { \mathrm { n } } _ { 2 } ;$ ，电压分别为 $\mathrm { U } _ { 1 } , \ \mathrm { U } _ { 2 }$ ，电流分别为 $\mathrm { I } _ { 1 } , \ \mathrm { I } _ { 2 }$ ，输电线上的电阻为 R，变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是（　　）

（3分）如图所示，一圆环上均匀分布着正电荷，x轴垂直于环面且过圆心O，下列关于x轴上的电场强度和电势的说法中正确的是（　　）

（3分）一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止。下列速度v和位移x的关系图象中，能描述该过程的是（　　）

A

B

C

D

（4分）为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行试验，小锤打击弹性金属片，A 球水平抛出，同时B球被松开，自由下落，关于该实验，下列说法中正确的是（　　）

（4分）如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（　　）

（4 分）如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为 I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小 B 与 I 成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为 $\mathrm { I _ { H } }$ ，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压 $\mathrm { U } _ { \mathrm { H } }$ 满足：$\mathrm { U } _ { \mathrm { H } } { = } \mathrm { k } \frac { I _ { H } B } { d }$ ，式中k为霍尔系数，d为霍尔元件两侧面间的距离，电阻 R远大于 $\mathrm { R _ { L } }$ ，霍尔元件的电阻可以忽略，则（　　）

（10分）小明通过实验验证力的平行四边形定则。

（1）O 点为橡皮筋被拉伸后伸长到的位置，两弹簧测力计共同作用时，拉力 $\mathrm { F } _ { 1 }$ 和 $\mathrm { F } _ { 2 }$ 的方向分别过 $\mathrm { P _ { 1 } }$ 和 $\mathrm { P } _ { 2 }$ 点；一个弹簧测力计拉橡皮筋时，拉力 $\mathrm { F } _ { 3 }$ 的方向过 ${ \mathrm { P } } _ { 3 }$ 点，三个力的大小分别为： $\mathrm { F } _ { 1 } { = } 3 . 3 0 \mathrm { N }$ $\mathrm { F } _ { 2 } { = } 3 . 8 5 \mathrm { N }$ 和 $\mathrm { F } _ { 3 } { = } 4 . 2 5 \mathrm { N }$ ．请根据图中给出的标度作图求出 $\mathrm { F } _ { 1 }$ 和 $\mathrm { F } _ { 2 }$ 的合力

（2）仔细分析实验，小明怀疑实验中的橡皮筋被多次拉伸后弹性发生了变化，影响实验结果，他用弹簧测力计先后两次将橡皮筋拉伸到相同长度，发现读数不相同，于是进一步探究了拉伸过程对橡皮筋弹性的影响。

实验装置如图2所示，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端固定与O点，下端N挂一重物，用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白纸上记录下N的轨迹。重复上述过程，再次记录下N的轨迹。

两次实验记录的轨迹如图3所示，过O点作一条直线与轨迹交于a、b两点，则实验中橡皮筋分别被拉伸到a 和b时所受拉力 $\mathrm { F _ { a } \setminus F _ { b } }$ 的大小关系为 $\underline { { \mathrm { F _ { a } } } } \mathrm { = F _ { b _ { - } } }$

（3）根据②中的实验，可以得出的实验结果有哪些？（填写选项前的字母）

（A）橡皮筋的长度与受到的拉力成正比；

（B）两次受到的拉力相同时，橡皮筋第2次的长度较长；

（C）两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第2次受到的拉力较大；

（D）两次受到的拉力相同时，拉力越大，橡皮筋两次的长度之差越大。

（4）根据小明的上述实验探究，请对验证力的平行四边形定则实验提出两点注意事项。

图1

图2

图3

（4 分）某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示，他改变的实验条件可能是（　　）

(乙)

（4 分）在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中，某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时，当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期．以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正

（4分）Morpho蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现处闪亮耀眼的蓝色光芒，这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉，电子显微镜下鳞片结构的示意图如图．一束光以入射角i从a点入射，经过折射和反射后从b点出射．设鳞片的折射率为n，厚度为d，两片之间空气层厚度为h，取光在空气中的速度为c，求光从a到b所需的时间t

已知钙和钾的截止频率分别为 $7 . 7 3 \times 1 0 ^ { 1 4 } \mathrm { H z }$ 和 $5 . 4 4 \times 1 0 ^ { 1 4 } \mathrm { H z }$ ，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（　　）

牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载，A、B两个玻璃球相撞，碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为15：16，分离速度是指碰撞后 B对A的速度，接近速度是指碰撞前A 对B的速度．若上述过程是质量为2m的玻璃球A以速度 $\mathbf { v } _ { 0 }$ 碰撞质量为m的静止玻璃球B，且为对心碰撞，求碰撞后A、B的速度大小

（15分） 如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L，长为3d，导轨平面与水平面的夹角为 θ，在导轨的中部刷有一段长为 d 的薄绝缘涂层，匀强磁场的磁感应强度大小为 B，方向与导轨平面垂直，质量为 m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放，在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间的电阻为 R，其他部分的电阻均不计，重力加速度为g，求：

（1）导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；

（2）导体棒匀速运的速度大小v；

（3）整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q。