【考点】C6:通电直导线和通电线圈周围磁场的方向;D2:感应电流的产生条件;NF:研究电磁感应现象
【专题】31:定性思想;43:推理法;53C:电磁感应与电路结合.
【分析】干电池通电的瞬间,在左线圈中产生感应电流,根据楞次定律判断出感应电流的方向,结合安培定则得出直导线周围磁场的方向,从而确定指南针的偏转方向。同理当开关断开后,左边线圈的磁场从有到无,从而根据楞次定律判断出感应电流的方向,结合安培定则得出直导线周围磁场的方向,从而确定指南针的偏转方向。
【解答】解:A、干电池开关闭合后的瞬间,根据楞次定律,左边线圈中产生电流,电流的方向由南到北,根据安培定则,直导线上方的磁场方向垂直纸面向里,则小磁针N极向纸里偏转,故A正确。
BC、干电池开关闭合并保持一段时间后,根据安培定则,可知,左边线圈中有磁通量,却不变,因此左边线圈中不会产生感应电流,那么小磁针也不会偏转,故BC错误。
D、干电池开关闭合并保持一段时间再断开后的瞬间,由A选项分析,可知,根据楞次定律,左边线圈中产生电流,电流的方向由北到南,根据安培定则,直导线上方的磁场方向垂直纸面向外,则小磁针N极朝垂直纸面向外的方向转动,故D正确;
故选:AD。
【点评】本题考查了楞次定律和安培定则的基本运用,知道小磁针静止时N极的指向为磁场的方向,同时掌握感应电流产生的条件。
7.(6分)2017年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并前约100s时,它们相距约400km,绕二者连线上的某点每秒转动12圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体,由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识,可以估算出这一时刻两颗中子星()
A.质量之积 B.质量之和
C.速率之和 D.各自的自转角速度
【考点】4F:万有引力定律及其应用
【专题】12:应用题;32:定量思想;4C:方程法;529:万有引力定律在天体运动中的应用专题.
【分析】双星系统靠相互间的万有引力提供向心力,结合牛顿第二定律求出双星总质量与双星距离和周期的关系式,从而分析判断。结合周期求出双星系统旋转的角速度和线速度关系。
【解答】解:AB、设两颗星的质量分别为m1、m2,轨道半径分别为r1、r2,相距L=400km=4×105m,
根据万有引力提供向心力可知:
=m1r1ω2
=m2r2ω2,
整理可得:=,解得质量之和(m1+m2)=,其中周期T=s,故A错误、B正确;
CD、由于T=s,则角速度为:ω==24π rad/s,这是公转角速度,不是自转角速度
根据v=rω可知:v1=r1ω,v2=r2ω
解得:v1+v2=(r1+r2)ω=Lω=9.6π×106m/s,故C正确,D错误。
故选:BC。
【点评】本题实质是双星系统,解决本题的关键知道双星系统的特点,即周期相等、向心力大小相等,结合牛顿第二定律分析求解。
8.(6分)图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,已知平面b上的电势为2V,一电子经过a时的动能为10eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV.下列说法正确的是()
A.平面c上的电势为零
B.该电子可能到达不了平面f
C.该电子经过平面d时,其电势能为4eV
D.该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍
【考点】AF:等势面;AK:带电粒子在匀强电场中的运动
【专题】31:定性思想;43:推理法;531:带电粒子在电场中的运动专题.
【分析】根据只有电场力做功,动能与电势能之和不变,当电场力做负功时,动能转化为电势能,在电势为零处,电势能为零,从而即可一一求解。
【解答】解:A、虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面,一电子经过a时的动能为10eV,从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV,动能减小了6eV,电势能增加了6eV,因此等势面间的电势差为2V,因平面b上的电势为2V,由于电子的电势能增加,等势面由a到f是降低的,因此平面c上的电势为零,故A正确;
B、由上分析,可知,当电子由a向f方向运动,则电子到达平面f的动能为2eV,由于题目中没有说明电子如何运动,因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动,则可能不会到达平面f,故B正确;
C、在平面b上电势为2V,则电子的电势能为﹣2eV,动能为8eV,电势能与动能之和为6eV,当电子经过平面d时,动能为4eV,其电势能为2eV,故C错误;
D、电子经过平面b时的动能是平面d的动能2倍,电子经过平面b时的速率是经过d时的倍,故D错误;
故选:AB。
【点评】考查电场力做功与电势能变化的关系,掌握电势能与动能之和不变,理解电势为零处的电势能为零是解题的关键。
二、非选择题:共174分。第9~12题为必考题,每个试题考生都必须作答。第13~16题为选考题.考生根据要求作答。(一)必考题:共129分.