10．（本题9分）某研究性学习小组用如图（a）所示装置验证机械能守恒定律，让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置，若不考虑空气的阻力，小球的机械能应该守恒，即，因直接测量摆球到达B点的速度v比较困难，现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动，利用平抛的特性来间接地测出v。

如图（a）中，悬点正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出作平抛运动，在地面上放上白纸，其上面覆盖着复写纸，当小球落在复写纸上时，在下面的白纸上留下痕迹。用重锤线确定出A、B点的投影点N、M。重复实验10次（小球每一次从同一静止释放），球的落点痕迹如图（b）所示，图中米尺水平放置，零刻度线与M对齐，用米尺量出AN的高度h₁、BM的高度h₂，算出A、B两点的竖直距离，再量出M、C之间的距离x，即可验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g，小球的质量为m。

   （1）根据图（b）可以确定小球平抛时的水平射程为              cm。

   （2）用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v₀=              。

   （3）用测出的物理量表示出小球从A到B过程中，重力势能的减少量△E_p=             ，动能的增加量△E_k=             。

11．（本题9分）有以下的可供选用的器材及导线若干条，要求尽可能精确地测量出待测电流表的满偏电流。

       A．待测电流表A₀：偏满电流约为700―800A、内阻约为100，已知表盘刻度均匀，总格数为N。

       B．电流表A：量程0.6A、内阻0.1

       C．电压表V：量程3V、内阻3k

       D．滑动变阻器R：最大阻值200。

       E．电源E：电动势约3V、内阻约1.5

       F．开关S一个

   （1）根据你的测量需要，“B电流表A”、“C电压表V”中应选择              。（只需填写序号）

   （2）在虚线框内画出你设计的实验电路图。

   （3）测量过程中，测出多组数据，其中一组数据中待测电流表A的指针偏转了n格，可算出满偏电流I_Amax=              ，式中除N、n外，其他字母符号代表的物理量是              。

12．（选修3―3模块选做题，本题共12分）

   （1）（本题4分）判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”

A．用手捏面包，面包体积会缩小，说明分子之间有间隙                          （    ）

B．温度相同的氢气和氧气，氢气分子和氧气分子的平均速率相同            （    ）

C．夏天荷叶上小水珠呈球状，是由于液体表面张力使其表面积具有收缩的最小趋

   势的缘故                                                                                             （    ）

D．自然界中进行的一切与热现象有关的宏观过程都具有方向性               （    ）

   （2）（本题4分）在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，有下列操作步骤，请补充实验步骤C的内容及实验步骤E中的计算式：

A． 用滴管将浓度为0.05% 的油酸精溶液逐滴滴入量筒中，记下滴入1mL的油酸酒精溶液的滴数N；

B． 将痱子粉末均匀地撒在浅盘内的水面上，用滴管吸取浓度为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够大，且不与器壁接触为止，记下滴入的滴数n；

C．                                                            

D． 将画有油酸薄轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长1cm的正方形为单位，计算轮廓的正方形的个数m；

E． 用上述测量的物理量可以估算出单个油酸分子的直径d=              cm。

   （3）（本题4分）如图所示，绝热隔板S把绝热气缸分隔成体积相等的两部分，S与气缸壁的接触是光滑的，两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b，气体分子之间相互作用力可忽略不计，现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a，b各自达到新的平衡状态，试分析a，b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？

13．（选修3―4模块选做题，本题共12分）

   （1）（本题4分）判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”

A．光速不变原理是狭义相对论的两个基本假设之一                                 （    ）

B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加一个偏振片以增加透射光的强度

                                                                                                                （    ）

C．光在介质中的速度大于光在真空中的速度                                           （    ）

D．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场（    ）

   （2）（本题4分）如图所示，某同学插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率，在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P₁、P₂确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P₃，使P₃挡住P₁、P₂的像，连接OP₃。图中MN为分界面，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点，设AB的长度为l₁，AO的长度为l₂，CD的长度为l₃，DO的长度为l₄，为较方便地表玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量              （用上述给出量的字母表示），则玻璃砖的折射率可表示为                    。

   （3）（本题4分）如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，已知波的传播速度v=2m/s。试回答下列问题：

①写出x=1.0处质点的振动函数表达式；

②求出x=2.5m处质点在0―4.5s内通过的路程及t=4.5s的位移。

14．（选修3―5模块选做题，本题共12分）

   （1）（本小题4分）判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”

A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说                                 （    ）

B．康普顿效应说明光子有动量，即光具有粒子性                                    （    ）

C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象                          （    ）

D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构                                        （    ）

   （2）（本题4分）气垫导轨是常用的一种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮有导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦，我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：

A．用天平分别测出滑块A、B的质量m_A、m_B；

B．调整气垫导轨，使导轨处于水平；

C．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上；

D．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L₁

E．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t₁和t₂，本实验中还应测量的物理量是            ，利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是                                     

                                               。

   （3）（本小题分）2008年北京奥运会场馆周围80%90%的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术，科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（）转化成一个氦核（）和两个正电子（）并放出能量。已知质子质量m_p=1.0073u,粒子的质量m_a=4.0015u，电子的质量m_e=0.005u，1u的质量相当于9331MeV的能量。

①写出该热核反应方程；

②一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量？（结果保留四位有效数字）

五、论证计算题：本题共4小题，共计47分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

15．（本题10分）如图（a）所示，质量为M=10kg的滑块放在水平地面上，滑块上固定一个轻细杆ABC，∠ABC=45°，在A端固定一个质量为m=2kg的小球，滑块与地面间的动摩擦因数为=0.5，现对滑块施加一个水平向右的推力F₁=84N，使滑块做匀加速运动，求此时轻杆对小球作用力F₂的大小和方向。（取g=10m/s²）。

有位同学是这样解的――

小球受到重力及杆的作用力F₂，因为是轻杆，所以F₂方向沿杆向上，受力情况如图（b）所示，根据所画的平行四边形，可以求得：

你认为述解法是否正确？如果不正确，请说明理由，并给出正确的解答。

16．（11分）图示是我国的“探月工程”向月球发射一颗绕月卫星“嫦娥一号”过程简图。“嫦娥一号”进入月球轨道后，在距离月球表面高为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动。

   （1）若已知月球半径为R_月，月球表面的重力加速度为g_月，则“嫦娥一号”环绕月球运行的周期为多少？             

   （2）若已知，则近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的多少倍？

17．（本题12分）如图，竖直放置的光滑平行金属导轨MN、PQ相距L，在M点和P点间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间OO₁O₁′O′矩形区域内有垂直导轨平面向里、宽为d的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m，电阻为r的导体棒ab垂直搁在导轨上，与磁场上边边界相距d₀.现使ab棒由静止开始释放，棒ab在离开磁场前已经做匀速直线运动（棒ab与导轨始终保持良好的电接触且下落过程中始终保持水平，导轨电阻不计）求：

   （1）棒ab在离开磁场下边界时的速度。

   （2）棒ab在通过磁场区的过程中产生的焦耳热；

   （3）试分析讨论ab棒在磁场中可能出现的运动情况。

18．（本题14分）如图（a）所示，在真空中，半径为b的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向与纸面垂直，在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离也为b，板长为2b，两板的中心线O₁O₂与磁场区域的圆心O在同一直线上，两板左端与O₁也在同一直线上。

有一电荷量为+q、质量为m的带电粒子，以速率v₀从圆周上的P点沿垂直于半径OO₁并指向圆心O的方向进入磁场，当从圆周上的O₁点飞出磁场时，给M、N板加上如图（b）所示电压u，最后粒子刚好以平行于N板的速度，从N板的边缘飞出，不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力。

   （1）求磁场的磁感应强度B；

   （2）求交变电压的周期T和电压U₀的值；

   （3）若时，将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O₂O₁，仍以速率v₀射入M、N之间，求粒子从磁场中射出的点到P点的距离。