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 如圖所示，一根電阻為r、長度為L的金屬棒CD垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導軌上，兩導軌間距也是L，棒與導軌間接觸良好，導軌電阻不計，導軌左端接有阻值為R的電阻和電容為C的電容器，垂直導軌平面有豎直向下穿過平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B。現(xiàn)使金屬棒CD以v的速度向右勻速運動，求：

（1）電阻R消耗的電功率；

（2）電容器兩極板的電量以及上極板的帶電性質(zhì)。

（1）（6分）用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。

①實驗中所用打點計時器為電磁式打點計時器，其所用的電源為__   _      （填選項前的字母）

A．220V交流電  B．4～6V的交流電  C．4～6V的直流電

②下列實驗步驟中不必要或操作不恰當?shù)挠衉_      __（填選項前的字母）

A．用天平測量出重錘的質(zhì)量；

B．根據(jù)實驗裝置安裝好實驗器材；

C．先釋放懸掛紙帶的夾子，然后再接通電源打出一條紙帶；

D．測量出紙帶上計數(shù)點到第一個計數(shù)點的距離

E. 根據(jù)v_i=gt_i 方法算出第i個計數(shù)點的瞬時速度

……

（2）（12分） 在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中，實驗室提供了小燈泡（2.5V，0.3A）、電流表、電壓表以及滑動變阻器等實驗器材：

①圖甲為實驗中某同學連接好的實驗電路圖，在開關(guān)S閉合之前，應(yīng)把滑動變阻器的滑動片P移到__  ___位置（填“A端”或“B端”）；實驗中滑動片P從中間位置向B端移動過程中會觀察到電壓表讀數(shù)變___   __（填“大”或“小”）

②某同學按圖甲連接好實驗電路，在實驗中發(fā)現(xiàn)，開關(guān)閉合S后，滑動片從A端移動到B端的過程中電壓表示數(shù)始終為零，可能出現(xiàn)故障的原因是__    ___（填選項前的字母）

A．a導線斷了    B．b導線斷了    C．c導線斷了    D．d導線斷了

③某同學根據(jù)測量出數(shù)據(jù)畫出的I-U圖像，如圖乙所示，當小燈泡兩端電壓為2.00V時，小燈泡的電阻值R=__    __Ω，小燈泡的實際功率P=  _    _W（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

 如圖所示，一個透明玻璃球的折射率為，一束連續(xù)足夠強的細光束在過球心的平面內(nèi)，以45°入射角由真空射入玻璃球后，在玻璃球與真空的交界面處發(fā)生多次反射和折射，從各個方向觀察玻璃球，能看到從玻璃球內(nèi)射出的光束的條數(shù)是（    ）

A．2   B．3  

C．4    D．無數(shù)條

 如圖甲，兩光滑的平行導軌MON與PO^/Q，其中ON、O^/Q部分是水平的，傾斜部分與水平部分用光滑圓弧連接，QN兩點間連電阻R,導軌間距為L. 水平導軌處有兩個勻強磁場區(qū)域Ⅰ、Ⅱ（分別是cdef和hgjk虛線包圍區(qū)），磁場方向垂直于導軌平面豎直向上，Ⅱ區(qū)是磁感強度Ｂ_０的恒定的磁場，Ⅰ區(qū)磁場的寬度為x₀，磁感應(yīng)強度隨時間變化。一質(zhì)量為m，電阻為R的導體棒垂直于導軌放置在磁場區(qū)中央位置，t=0時刻Ⅰ區(qū)磁場的磁感強度從Ｂ₁大小開始均勻減小至零，變化如圖乙所示，導體棒在磁場力的作用下運動的v-t圖象如圖丙所示。

（1）求出t=0時刻導體棒運動加速度a。

（2）求導體棒穿過Ⅰ區(qū)磁場邊界過程安培力所做的功和將要穿出時刻電阻R的電功率。

（3）根據(jù)導體棒運動圖象，求棒的最終位置和在0-t₂時間內(nèi)通過棒的電量。

 如圖，在xOy平面的第一、四象限內(nèi)存在著方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，第四象限內(nèi)存在方向沿-y方向、電場強度為E的勻強電場。從y軸上坐標為a的一點向磁場區(qū)發(fā)射速度大小不等的帶正電同種粒子，速度方向范圍是與+y方向成30º-150º，且在xOy平面內(nèi)。結(jié)果所有粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后都垂直打到x軸上，然后進入第四象限的勻強電場區(qū)。已知帶電粒子電量為+q,質(zhì)量為m,重力不計。

（1）確定進入磁場速度最小粒子的速度方向，并求出速度大小。

（2）所有通過磁場區(qū)的粒子中，求出最短時間與最長時間的比值。

（3）從x軸上x=點射入第四象限的粒子穿過電磁場后經(jīng)過y軸上y=-b的點，求該粒子經(jīng)過y=-b點的速度大小。

 參加電視臺娛樂節(jié)目，選手要從較高的平臺上以水平速度躍出后，落在水平傳送帶上，已知平臺與傳送帶高度差H =1.8m,水池寬度S₀=1.2m,傳送帶AB間的距離L₀=20m, 由于傳送帶足夠粗糙，假設(shè)人落到傳送帶上后瞬間相對傳送帶靜止，經(jīng)過一個Δt=1.0s反應(yīng)時間后，立刻以a=2m/s²恒定向右加速度跑至傳送帶最右端。

（1）若傳送帶靜止，選手以v₀=3m/s水平速度從平臺躍出，求從開始躍出到跑至傳送帶右端經(jīng)歷的時間。

（2）若傳送帶以u=1m/s的恒定速度向左運動,選手要能到達傳送帶右端，他從高臺上躍出的水平速度v₁至少多大？在此情況下到達B點時刻速度大小是多少？

 選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑．如都作答，則按A、B兩小題評分．)

A．(選修模塊3-3)(12分)

(1) (4分)下列說法中正確的是              

A．當兩個分子間的距離為r₀(平衡位置)時，分子力為零，分子勢能最小

B．擴散現(xiàn)象和布朗運動的劇烈程度都與溫度有關(guān)，所以擴散現(xiàn)象和布朗運動也叫做熱運動

C．第二類永動機不違反能量守恒定律，但違反了熱力學第二定律

D．自然界中與熱現(xiàn)象有關(guān)的自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化過程具有方向性，雖然總能量守恒，但能量品質(zhì)在退化

（2）(4分)如圖所示，在開口向上的豎直放置圓筒形容器內(nèi)用質(zhì)量為m活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無摩擦滑動，大氣壓恒為p₀，容器的橫截面積為S，密封氣體的壓強是　　   ，當氣體從外界吸收熱量Q后，活塞緩慢上升d后再次平衡，在此過程中密閉氣體的內(nèi)能增加      。

（3）晶須是一種發(fā)展中的高強度材料，它是一些非常細的完整的絲狀(橫截面為圓形)晶體．現(xiàn)有一根鐵(Fe)晶，直徑為d，能承受的最大拉力為F．試求剛要拉斷時原子間的作用力f．(已知鐵的密度ρ，鐵的摩爾質(zhì)量M，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A，忽略鐵分子間的空隙)

B．(選修模塊3-4)(12分)

（l）(4分)下列有關(guān)光現(xiàn)象的說法中正確的是              

 A．同種介質(zhì)中，光波長越短，傳播速度越快

 B．薄膜干涉條紋可以看著是等厚線

 C．眼睛直接觀察全息照片可以看到立體圖象

D．宇航員駕駛一艘接近光速的宇宙飛船飛行時，他不能感知自身質(zhì)量的增大

(2)（4分）沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時的波形如圖所示，P、Q兩個質(zhì)點的平衡位置分別位于x=3.5m和x=6.5m處。在t₁=0.5s時，質(zhì)點P此后恰好第二次處于波峰位置；則t₂=       s時，質(zhì)點Q此后第二次在平衡位置且向上運動；當t₃=0.9s時，質(zhì)點P的位移為__    ____cm。

（3）(4分) 如圖所示，透明介質(zhì)球球心位于O，半徑為R，光線DC平行于直徑AOB射到介質(zhì)的C點，DC與AB的距離H=R/2，若DC光線進入介質(zhì)球后經(jīng)一次反射再次回到介質(zhì)球的界面時，從球內(nèi)折射出的光線與入射光線平行，求介質(zhì)的折射率。

C．(選修模塊3-5)(12分)

（1）（4分）下列說法正確的是              

A．任何一種金屬都存在一個“最大波長”，入射光波長小于這個波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)

B．氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子的運動加速度減小

C．用電子流工作的顯微鏡比用相同速度的質(zhì)子流工作的顯微鏡分辨率低

D．核力的飽和性決定了原子核太大，那一定是不穩(wěn)定的

（2）（4分）質(zhì)量為m₁的鋰核()俘獲一個質(zhì)量為m₂的質(zhì)子后衰變?yōu)閮蓚�粒子，粒子質(zhì)量為m₃，已知光在真空中速度為c.

①寫出核反應(yīng)方程                            。

②該過程中釋放的核能為ΔE =                      

 (3) （4分）在粒子散射實驗中，質(zhì)量為m的粒子以初動能E₀與質(zhì)量M的金核發(fā)生對心碰撞。若金核初時靜止且自由，求粒子與金核間距離最近時電勢能。

 在“測電池的電動勢和內(nèi)阻”的實驗中，測量對象為1節(jié)新的干電池。

（1）用圖甲所示電路測量時，在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)電壓表讀數(shù)變化不明顯，原因是：______________________。

（2）為了提高實驗精度，采用圖乙所示電路，提供的器材：

量程3V的電壓表V，

量程0.6A的電流表A（具有一定內(nèi)阻），

定值電阻R₀（阻值未知，約幾歐姆），

滑動變阻器R₁（0~ 10Ω），

滑動變阻器R₂（0~ 200Ω），

單刀單擲開關(guān)S₁、單刀雙擲開關(guān)S₂，導線若干．

①電路中，加接電阻R₀有兩方面的作用，一是方便實驗操作和數(shù)據(jù)測量，二是___________________       ．

②為方便實驗調(diào)節(jié)且能較準確地進行測量，滑動變阻器應(yīng)選用       （填R₁或 R₂）．

③開始實驗之前，S₁、S₂都處于斷開狀態(tài)。現(xiàn)在開始實驗：

A、閉合S₁，S₂打向１，測得電壓表的讀數(shù)Ｕ₀，電流表的讀數(shù)為Ｉ₀；可以測出的物理量是　　　　　  ，用測量寫出表達式為　　　       。

B、閉合S₁，S₂打向2，改變滑動變阻器的阻值，當電流表讀數(shù)為I₁時，電壓表讀數(shù)為U₁；當電流表讀數(shù)為I₂時，電壓表讀數(shù)為U₂．則新電池電動勢的表達式為E =            ，內(nèi)阻的表達式r =            ．

 (1)有一游標卡尺，主尺的最小分度是1mm，游標上有20個小的等分刻度．用它測量一小球的直徑，如圖甲所示的讀數(shù)是               mm．用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑，如圖乙所示的讀數(shù)是              mm．

(2)某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機械能守恒．

①實驗前需要調(diào)整氣墊導軌底座使之水平，利用現(xiàn)有器材如何判斷導軌是否水平？

                                                                         ．

②測得遮光條的寬度d=0.50cm；實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間Δt=2.0×10^-2s，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為     m/s．在本次實驗中還需要測量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、       和       （文字說明并用相應(yīng)的字母表示）．

③本實驗通過比較            和            在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等（用測量的物理量符號表示），從而驗證了系統(tǒng)的機械能守恒．

 現(xiàn)有兩個邊長不等的正方形，如圖所示，且Aa、Bb、Cc、Dd間距相等。在AB、AC、CD、DB的中點分別放等量的正電荷或負電荷。則下列說法中正確的是：(   )     

A．O點的電場強度和電勢均為零

B．把一電荷從b點移到c點電場力作功為零

C．同一電荷在a、d兩點所受電場力相同

D．若a點的電勢為φ，則a、d兩點間的電勢差為2φ