10．（本題9分）某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖（a）所示裝置驗證機(jī)械能守恒定律，讓一個擺球由靜止開始從A位置擺到B位置，若不考慮空氣的阻力，小球的機(jī)械能應(yīng)該守恒，即，因直接測量擺球到達(dá)B點(diǎn)的速度v比較困難，現(xiàn)讓小球在B點(diǎn)處脫離懸線做平拋運(yùn)動，利用平拋的特性來間接地測出v。

如圖（a）中，懸點(diǎn)正下方P點(diǎn)處有水平放置的熾熱電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出作平拋運(yùn)動，在地面上放上白紙，其上面覆蓋著復(fù)寫紙，當(dāng)小球落在復(fù)寫紙上時，在下面的白紙上留下痕跡。用重錘線確定出A、B點(diǎn)的投影點(diǎn)N、M。重復(fù)實驗10次（小球每一次從同一靜止釋放），球的落點(diǎn)痕跡如圖（b）所示，圖中米尺水平放置，零刻度線與M對齊，用米尺量出AN的高度h₁、BM的高度h₂，算出A、B兩點(diǎn)的豎直距離，再量出M、C之間的距離x，即可驗證機(jī)械能守恒定律，已知重力加速度為g，小球的質(zhì)量為m。

   （1）根據(jù)圖（b）可以確定小球平拋時的水平射程為              cm。

   （2）用題中所給字母表示出小球平拋時的初速度v₀=              。

   （3）用測出的物理量表示出小球從A到B過程中，重力勢能的減少量△E_p=             ，動能的增加量△E_k=             。

11．（本題9分）有以下的可供選用的器材及導(dǎo)線若干條，要求盡可能精確地測量出待測電流表的滿偏電流。

       A．待測電流表A₀：偏滿電流約為700―800A、內(nèi)阻約為100，已知表盤刻度均勻，總格數(shù)為N。

       B．電流表A：量程0.6A、內(nèi)阻0.1

       C．電壓表V：量程3V、內(nèi)阻3k

       D．滑動變阻器R：最大阻值200。

       E．電源E：電動勢約3V、內(nèi)阻約1.5

       F．開關(guān)S一個

   （1）根據(jù)你的測量需要，“B電流表A”、“C電壓表V”中應(yīng)選擇              。（只需填寫序號）

   （2）在虛線框內(nèi)畫出你設(shè)計的實驗電路圖。

   （3）測量過程中，測出多組數(shù)據(jù)，其中一組數(shù)據(jù)中待測電流表A的指針偏轉(zhuǎn)了n格，可算出滿偏電流I_Amax=              ，式中除N、n外，其他字母符號代表的物理量是              。

12．（選修3―3模塊選做題，本題共12分）

   （1）（本題4分）判斷以下說法的正誤，在相應(yīng)的括號內(nèi)打“√”或“×”

A．用手捏面包，面包體積會縮小，說明分子之間有間隙                          （    ）

B．溫度相同的氫氣和氧氣，氫氣分子和氧氣分子的平均速率相同            （    ）

C．夏天荷葉上小水珠呈球狀，是由于液體表面張力使其表面積具有收縮的最小趨

   勢的緣故                                                                                             （    ）

D．自然界中進(jìn)行的一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的宏觀過程都具有方向性               （    ）

   （2）（本題4分）在“用油膜法估測分子的大小”的實驗中，有下列操作步驟，請補(bǔ)充實驗步驟C的內(nèi)容及實驗步驟E中的計算式：

A． 用滴管將濃度為0.05% 的油酸精溶液逐滴滴入量筒中，記下滴入1mL的油酸酒精溶液的滴數(shù)N；

B． 將痱子粉末均勻地撒在淺盤內(nèi)的水面上，用滴管吸取濃度為0.05%的油酸酒精溶液，逐滴向水面上滴入，直到油酸酒薄膜表面足夠大，且不與器壁接觸為止，記下滴入的滴數(shù)n；

C．                                                            

D． 將畫有油酸薄輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙上邊長1cm的正方形為單位，計算輪廓的正方形的個數(shù)m；

E． 用上述測量的物理量可以估算出單個油酸分子的直徑d=              cm。

   （3）（本題4分）如圖所示，絕熱隔板S把絕熱氣缸分隔成體積相等的兩部分，S與氣缸壁的接觸是光滑的，兩部分中分別盛有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體a和b，氣體分子之間相互作用力可忽略不計，現(xiàn)通過電熱絲對氣體a緩慢加熱一段時間后，a，b各自達(dá)到新的平衡狀態(tài)，試分析a，b兩部分氣體與初狀態(tài)相比，體積、壓強(qiáng)、溫度、內(nèi)能各如何變化？

13．（選修3―4模塊選做題，本題共12分）

   （1）（本題4分）判斷以下說法的正誤，在相應(yīng)的括號內(nèi)打“√”或“×”

A．光速不變原理是狹義相對論的兩個基本假設(shè)之一                                 （    ）

B．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強(qiáng)度

                                                                                                                （    ）

C．光在介質(zhì)中的速度大于光在真空中的速度                                           （    ）

D．變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場；變化的磁場一定產(chǎn)生變化的電場（    ）

   （2）（本題4分）如圖所示，某同學(xué)插針法測定一半圓形玻璃磚的折射率，在平鋪的白紙上垂直紙面插大頭針P₁、P₂確定入射光線，并讓入射光線過圓心O，在玻璃磚（圖中實線部分）另一側(cè)垂直紙面插大頭針P₃，使P₃擋住P₁、P₂的像，連接OP₃。圖中MN為分界面，虛線半圓與玻璃磚對稱，B、C分別是入射光線、折射光線與圓的交點(diǎn)，AB、CD均垂直于法線并分別交法線于A、D點(diǎn)，設(shè)AB的長度為l₁，AO的長度為l₂，CD的長度為l₃，DO的長度為l₄，為較方便地表玻璃磚的折射率，需用刻度尺測量              （用上述給出量的字母表示），則玻璃磚的折射率可表示為                    。

   （3）（本題4分）如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s。試回答下列問題：

①寫出x=1.0處質(zhì)點(diǎn)的振動函數(shù)表達(dá)式；

②求出x=2.5m處質(zhì)點(diǎn)在0―4.5s內(nèi)通過的路程及t=4.5s的位移。

14．（選修3―5模塊選做題，本題共12分）

   （1）（本小題4分）判斷以下說法的正誤，在相應(yīng)的括號內(nèi)打“√”或“×”

A．普朗克在研究黑體輻射問題中提出了能量子假說                                 （    ）

B．康普頓效應(yīng)說明光子有動量，即光具有粒子性                                    （    ）

C．玻爾建立了量子理論，成功解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象                          （    ）

D．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)                                        （    ）

   （2）（本題4分）氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮有導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動可視為沒有摩擦，我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計），采用的實驗步驟如下：

A．用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量m_A、m_B；

B．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；

C．在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止地放置在氣墊導(dǎo)軌上；

D．用刻度尺測出A的左端至C板的距離L₁

E．按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動時間的計時器開始工作，當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動時間t₁和t₂，本實驗中還應(yīng)測量的物理量是            ，利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達(dá)式是                                     

                                               。

   （3）（本小題分）2008年北京奧運(yùn)會場館周圍80%90%的路燈將利用太陽能發(fā)電技術(shù)來供電，奧運(yùn)會90%的洗浴熱水將采用全玻真空太陽能集熱技術(shù)，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核的核聚變反應(yīng)，即在太陽內(nèi)部4個氫核（）轉(zhuǎn)化成一個氦核（）和兩個正電子（）并放出能量。已知質(zhì)子質(zhì)量m_p=1.0073u,粒子的質(zhì)量m_a=4.0015u，電子的質(zhì)量m_e=0.005u，1u的質(zhì)量相當(dāng)于9331MeV的能量。

①寫出該熱核反應(yīng)方程；

②一次這樣的熱核反應(yīng)過程中釋放出多少兆電子伏的能量？（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）

五、論證計算題：本題共4小題，共計47分，解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。

15．（本題10分）如圖（a）所示，質(zhì)量為M=10kg的滑塊放在水平地面上，滑塊上固定一個輕細(xì)桿ABC，∠ABC=45°，在A端固定一個質(zhì)量為m=2kg的小球，滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)為=0.5，現(xiàn)對滑塊施加一個水平向右的推力F₁=84N，使滑塊做勻加速運(yùn)動，求此時輕桿對小球作用力F₂的大小和方向。（取g=10m/s²）。

有位同學(xué)是這樣解的――

小球受到重力及桿的作用力F₂，因為是輕桿，所以F₂方向沿桿向上，受力情況如圖（b）所示，根據(jù)所畫的平行四邊形，可以求得：

你認(rèn)為述解法是否正確？如果不正確，請說明理由，并給出正確的解答。

16．（11分）圖示是我國的“探月工程”向月球發(fā)射一顆繞月衛(wèi)星“嫦娥一號”過程簡圖�！版隙鹨惶枴边M(jìn)入月球軌道后，在距離月球表面高為h的軌道上繞月球做勻速圓周運(yùn)動。

   （1）若已知月球半徑為R_月，月球表面的重力加速度為g_月，則“嫦娥一號”環(huán)繞月球運(yùn)行的周期為多少？             

   （2）若已知，則近月衛(wèi)星的運(yùn)行速度約為近地衛(wèi)星運(yùn)行速度的多少倍？

17．（本題12分）如圖，豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，在M點(diǎn)和P點(diǎn)間接一個阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間OO₁O₁′O′矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里、寬為d的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場上邊邊界相距d₀.現(xiàn)使ab棒由靜止開始釋放，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的電接觸且下落過程中始終保持水平，導(dǎo)軌電阻不計）求：

   （1）棒ab在離開磁場下邊界時的速度。

   （2）棒ab在通過磁場區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱；

   （3）試分析討論ab棒在磁場中可能出現(xiàn)的運(yùn)動情況。

18．（本題14分）如圖（a）所示，在真空中，半徑為b的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向與紙面垂直，在磁場右側(cè)有一對平行金屬板M和N，兩板間距離也為b，板長為2b，兩板的中心線O₁O₂與磁場區(qū)域的圓心O在同一直線上，兩板左端與O₁也在同一直線上。

有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子，以速率v₀從圓周上的P點(diǎn)沿垂直于半徑OO₁并指向圓心O的方向進(jìn)入磁場，當(dāng)從圓周上的O₁點(diǎn)飛出磁場時，給M、N板加上如圖（b）所示電壓u，最后粒子剛好以平行于N板的速度，從N板的邊緣飛出，不計平行金屬板兩端的邊緣效應(yīng)及粒子所受的重力。

   （1）求磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；

   （2）求交變電壓的周期T和電壓U₀的值；

   （3）若時，將該粒子從MN板右側(cè)沿板的中心線O₂O₁，仍以速率v₀射入M、N之間，求粒子從磁場中射出的點(diǎn)到P點(diǎn)的距離。