高頻焊接是一種常用的焊接方法，圖是焊接的原理示意圖。將半徑r=0.10 m的待焊接環(huán)形金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以高頻變化的電流，線圈產(chǎn)生垂直于工件平面的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直線圈平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖所示。工件非焊接部分單位長度上的電阻R₀=1.0×10^-3 W×m^-1，焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的9倍。焊接的縫寬非常小，不計(jì)溫度變化對電阻的影響。求：
（1）0~2.0´10^-2s和2.0´10^-2s~3.0´10^-2s時間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電動勢各是多大；
（2）0~2.0´10^-2s和2.0´10^-2s~3.0´10^-2s時間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的大小，并在圖中定量畫出感應(yīng)電流隨時間變化的i-t圖象（以逆時針方向電流為正）；
（3）在t=0.10s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱。

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圖甲是高頻焊接的原理示意圖．將半徑r=0.10m的待焊接環(huán)形金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以高頻變化的電流，線圈產(chǎn)生垂直于工件平面的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直線圈平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示．工件非焊接部分單位長度上的電阻R=1.0×10^-3Ω?m^-1，焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的9倍．焊接的縫寬非常小，不計(jì)溫度變化對電阻的影響．要求：
（1）在0～2.0×10^-2s和2.0×10^-2s～3.0×10^-2s時間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電動勢各是多大；
（2）在0～2.0×10^-2s和2.0×10^-2s～3.0×10^-2s時間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的大小，并在圖丙中定量畫出感應(yīng)電流隨時間變化的i-t圖象（以逆時針方向電流為正）．

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（1）光電計(jì)時器是一種研究物體運(yùn)動情況的常用計(jì)時儀器，其面板結(jié)構(gòu)如圖1甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收的裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計(jì)時器就可顯示物體的擋光時間，現(xiàn)用圖乙所示裝置做“利用自由落體運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，圖1乙中1為小鋼球，2和3是固定在鐵架臺適當(dāng)位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計(jì)時器沒有畫出，讓小鋼球從兩個光電門正上方某高度處自由落下，光電門2和3各自連接的計(jì)時器顯示的擋光時間分別為5.0×10^-2s和2.0×10^-2s用游標(biāo)卡尺測量小鋼球的直徑d，此時卡尺游標(biāo)部分如圖丙所示．
①讀出小球的直徑d=______cm．
②小鋼球通過光電門2中心的速度v₁=______m/s，小鋼球通過光電門3中心的速度v₂=______m/s．（保留兩位有效數(shù)字）
③為子驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，除了計(jì)算小鋼球通過光電門的速度外，還需要用工具直接測量的物理量有______（選填下列選項(xiàng)）
A．小鋼球的質(zhì)量  B．重力加速度  C．光電門2中心到3中心的高度  D．小鋼球通過光電門2中心到3中心的時間

（2）現(xiàn)要求用下列提供的器材測量一節(jié)干電池的電動勢E．干電池（電動勢約為1.5V，內(nèi)阻末知）電流表（量程為30mA，內(nèi)阻約為10Ω）阻值為30Ω和40Ω的定值電阻各一個開關(guān)S₁、S₂，導(dǎo)線若干
①根據(jù)所給器材，在圖2的兩個電路原理圖中，應(yīng)選擇圖______．（填“甲”或“乙”）
②在所選擇的電路中原理圖中，R1應(yīng)選擇阻值為______Ω的定值電阻．
③若在用所選擇的電路原理圖測量中，閉合開關(guān)S₁、S₂時，電流表的讀數(shù)如圖2丙所示，閉合開關(guān)S₁、斷開S₂時，電流表的讀數(shù)如圖2丁所示，則待測干電池的電動勢E=______V（保留三位有效數(shù)字）．

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光電計(jì)時器像打點(diǎn)計(jì)時器一樣，也是一種研究物體運(yùn)動情況的常用計(jì)時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從．a(chǎn)、b間通過時，光電計(jì)時器就可以顯示物體通過時的擋光時間．

現(xiàn)利用圖乙所示裝置測量滑塊和長1m左右的木板間的動摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，Q是木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計(jì)時器沒有畫出．此外，在木板頂端P點(diǎn)還懸掛著一個重錘．讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計(jì)時器顯示的擋光時間分別為5.0×10^-2s和2.0×10^-2s．用游標(biāo)卡尺測量小滑塊的寬度d，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖丙所示．
（1）讀出滑塊的寬度d=______cm．
（2）滑塊通過光電門1、2的速度v₁、v₂均可求得，滑塊通過光電門2的速度v₂=______m/s．
（3）已知當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g，若僅提供一把米尺，為完成測量，除了研究v₁、v₂和兩個光電門之間的距離L外，還需直接測量的物理量是______（說明各量的物理意義，同時指明代表物理量字母）．
（4）用（3）中各量求解動摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ=______2-

v

21

)b2Lga

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1. B　解析：由圖可知AB、BC、CD的距離分別是10cm、30cm、50cm，它們的距離之比為1：3：5，說明水滴做自由落體運(yùn)動，在A到B、B到C，C到D所用時間相等，由得，，所以光源應(yīng)滿足的條件是間歇發(fā)光其間隔時間為0.14s。

2. C　解析：依題意作出物體的v-t圖象，如圖1所示。圖線下方所圍成的面積表示物體的位移，由幾何知識知圖線②、③不滿足AB=BC。只能是①這種情況。因?yàn)樾甭时硎炯铀俣�，所�?i>a₁<a₂，選項(xiàng)C正確。

3. D　解析：對掛鉤進(jìn)行受力分析，如圖所示，圖中α、β為A、B繩與豎直方向的夾角，兩繩拉力如圖中F_A0、F_B0所示；當(dāng)右側(cè)桿向左平移，則α、β均變小，兩繩拉力如圖中F_A、F_B所示；由圖可知，A、B繩的拉力均變小，AB錯；由于掛鉤受力平衡，兩繩對掛鉤的拉力合力一定與衣服對掛鉤的拉力大小相等、方向相反，因此合力不變，D正確。

4.　A　解析：從0到的時間內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度從2均勻減小到0，根據(jù)楞次定律和右手定則可判斷出感應(yīng)電流的方法與規(guī)定的方向相反，大小為：；同理，從到T的時間，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下，大小均勻增大，感應(yīng)電流的磁場方向向上，由右手定則可知感應(yīng)電流的方法與規(guī)定的方向相反，大小為：，故A選項(xiàng)正確。

5. ABC　解析：從F－t圖象上可以看出，在0～t1、t2～t3和t4以后的時間內(nèi)，彈簧秤對鉤碼的拉力F等于鉤碼的重力10N；t1～t2這段時間內(nèi)，彈簧秤對鉤碼的拉力F小于鉤碼的重力，鉤碼處于失重狀態(tài)；t3～t4這段時間內(nèi)，彈簧秤對鉤碼的拉力F大于鉤碼的重力，鉤碼處于超重狀態(tài)，所以選項(xiàng)ABC正確。

6. B　解析：由圖像的變化快慢可知曲線ab先變化非�？欤瑸槌饬�圖，cd為引力圖，e點(diǎn)是兩曲線的交點(diǎn)，即分子間引力與斥力相等時，此時分子間距離的數(shù)量級為10－10m，B對A錯；分子間距離大于e點(diǎn)橫坐標(biāo)值時，分子間作用力表現(xiàn)為引力，C錯；分子勢能在平衡位置以內(nèi)隨距離增大而減小，在平衡位置以外隨分子間距離增大而增大，D錯.

7. C　解析：假設(shè)將小球放在彈簧頂端釋放球，這就是一個常見的彈簧振子，由對稱性知，球到達(dá)最低點(diǎn)的加速度為，本題中彈簧在最低點(diǎn)時壓縮量比假設(shè)的模型大，故答案為C．

8.　B　解析：導(dǎo)體桿往復(fù)運(yùn)動，切割磁感線相當(dāng)于電源，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E＝Blv，由于桿相當(dāng)于彈簧振子，其在O點(diǎn)處的速度最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，因此電路中的電流最大。根據(jù)右手定則，電流在P、Q兩處改變方向，此時的電流為零。故選擇B.

9．　11.14 mm　　　

10.　 1.5V　0.2Ω　0.4Ω　1.25W　0.1Ω　2.5

解析：由電源的伏安特性曲線讀得電源電動勢為E=1.5V，橫截距表示短路電流I=7.5A，電源內(nèi)阻為Ω。

a點(diǎn)對應(yīng)的電源輸出電壓為1.0V，電流為2.5A，此時的電壓和電流是加在外電阻兩端的電壓和流過外電阻的電流，因此Ω，電源內(nèi)部熱耗功率為 W。

    圖線中的b點(diǎn)所對應(yīng)的外電阻R_b上的電壓為0.5V，流過其中的電流為5.0A，于是Ω  輸出功率為P_b=I_bU_b=0.25W。

11. 解析：（1）因?yàn)殡娐分行枰�得到改裝后電壓表量程與電源電動勢兩個未知數(shù)，所以需要兩個電路狀態(tài)聯(lián)立方程求解。連接如圖所示。

（2）當(dāng)當(dāng)S₁與S₂均閉合時，由閉合電路的歐姆定律得：

即：         ①

當(dāng)S₁閉合，S₂斷開時，由閉合電路的歐姆定律得：

，

即： ②

由①②兩式可得：，

則電壓表的量程：

12. 解析：用圖象求解，做出速度時間圖象如圖所示，從圖象看出從B上升到最高點(diǎn)的時間與由最高點(diǎn)落回A的時間之比為1：2，所以從A運(yùn)動到B的時間與從B上升到最高點(diǎn)的時間之比為1：3，即，又   　所以解得

13.

半徑/cm

質(zhì)量/m₀

角速度/rad?s^-1

圈數(shù)

轉(zhuǎn)動動能/J

6.4

14.4

25.6

12.8

19.2

25.6

25.6

57.6

102.4

（2）E_K= kmω²r² (k是比例常數(shù))                （3）控制變量法　

14.  解析：（1）依題意分析可知：碰撞發(fā)生在第1、2兩次閃光時刻之間，碰撞后B靜止，故碰撞發(fā)生在x=60cm處。

（2）碰撞后A向左做勻速直線運(yùn)動，設(shè)其速度為，

碰撞到第二次閃光時A向左運(yùn)動10cm，時間設(shè)為，有

第一次閃光到發(fā)生碰撞時間為，有：

由以上各式可得：

（3）取向右方向?yàn)檎�方向，碰撞前：A的速度，B的速度

碰撞后：A的速度，B的速度

由動量守恒守恒定律可得：

由以上各式可得：：=2：3