如图所示，一根电阻为r、长度为L的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上，两导轨间距也是L，棒与导轨间接触良好，导轨电阻不计，导轨左端接有阻值为R的电阻和电容为C的电容器，垂直导轨平面有竖直向下穿过平面的匀强磁场，磁感应强度为B。现使金属棒CD以v的速度向右匀速运动，求：

（1）电阻R消耗的电功率；

（2）电容器两极板的电量以及上极板的带电性质。

（1）（6分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。

①实验中所用打点计时器为电磁式打点计时器，其所用的电源为__   _      （填选项前的字母）

A．220V交流电  B．4～6V的交流电  C．4～6V的直流电

②下列实验步骤中不必要或操作不恰当的有__      __（填选项前的字母）

A．用天平测量出重锤的质量；

B．根据实验装置安装好实验器材；

C．先释放悬挂纸带的夹子，然后再接通电源打出一条纸带；

D．测量出纸带上计数点到第一个计数点的距离

E. 根据v_i=gt_i 方法算出第i个计数点的瞬时速度

……

（2）（12分） 在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，实验室提供了小灯泡（2.5V，0.3A）、电流表、电压表以及滑动变阻器等实验器材：

①图甲为实验中某同学连接好的实验电路图，在开关S闭合之前，应把滑动变阻器的滑动片P移到__  ___位置（填“A端”或“B端”）；实验中滑动片P从中间位置向B端移动过程中会观察到电压表读数变___   __（填“大”或“小”）

②某同学按图甲连接好实验电路，在实验中发现，开关闭合S后，滑动片从A端移动到B端的过程中电压表示数始终为零，可能出现故障的原因是__    ___（填选项前的字母）

A．a导线断了    B．b导线断了    C．c导线断了    D．d导线断了

③某同学根据测量出数据画出的I-U图像，如图乙所示，当小灯泡两端电压为2.00V时，小灯泡的电阻值R=__    __Ω，小灯泡的实际功率P=  _    _W（结果保留两位有效数字）。

 如图所示，一个透明玻璃球的折射率为，一束连续足够强的细光束在过球心的平面内，以45°入射角由真空射入玻璃球后，在玻璃球与真空的交界面处发生多次反射和折射，从各个方向观察玻璃球，能看到从玻璃球内射出的光束的条数是（    ）

A．2   B．3  

C．4    D．无数条

 如图甲，两光滑的平行导轨MON与PO^/Q，其中ON、O^/Q部分是水平的，倾斜部分与水平部分用光滑圆弧连接，QN两点间连电阻R,导轨间距为L. 水平导轨处有两个匀强磁场区域Ⅰ、Ⅱ（分别是cdef和hgjk虚线包围区），磁场方向垂直于导轨平面竖直向上，Ⅱ区是磁感强度Ｂ_０的恒定的磁场，Ⅰ区磁场的宽度为x₀，磁感应强度随时间变化。一质量为m，电阻为R的导体棒垂直于导轨放置在磁场区中央位置，t=0时刻Ⅰ区磁场的磁感强度从Ｂ₁大小开始均匀减小至零，变化如图乙所示，导体棒在磁场力的作用下运动的v-t图象如图丙所示。

（1）求出t=0时刻导体棒运动加速度a。

（2）求导体棒穿过Ⅰ区磁场边界过程安培力所做的功和将要穿出时刻电阻R的电功率。

（3）根据导体棒运动图象，求棒的最终位置和在0-t₂时间内通过棒的电量。

 如图，在xOy平面的第一、四象限内存在着方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，第四象限内存在方向沿-y方向、电场强度为E的匀强电场。从y轴上坐标为a的一点向磁场区发射速度大小不等的带正电同种粒子，速度方向范围是与+y方向成30º-150º，且在xOy平面内。结果所有粒子经过磁场偏转后都垂直打到x轴上，然后进入第四象限的匀强电场区。已知带电粒子电量为+q,质量为m,重力不计。

（1）确定进入磁场速度最小粒子的速度方向，并求出速度大小。

（2）所有通过磁场区的粒子中，求出最短时间与最长时间的比值。

（3）从x轴上x=点射入第四象限的粒子穿过电磁场后经过y轴上y=-b的点，求该粒子经过y=-b点的速度大小。

 参加电视台娱乐节目，选手要从较高的平台上以水平速度跃出后，落在水平传送带上，已知平台与传送带高度差H =1.8m,水池宽度S₀=1.2m,传送带AB间的距离L₀=20m, 由于传送带足够粗糙，假设人落到传送带上后瞬间相对传送带静止，经过一个Δt=1.0s反应时间后，立刻以a=2m/s²恒定向右加速度跑至传送带最右端。

（1）若传送带静止，选手以v₀=3m/s水平速度从平台跃出，求从开始跃出到跑至传送带右端经历的时间。

（2）若传送带以u=1m/s的恒定速度向左运动,选手要能到达传送带右端，他从高台上跃出的水平速度v₁至少多大？在此情况下到达B点时刻速度大小是多少？

 选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑．如都作答，则按A、B两小题评分．)

A．(选修模块3-3)(12分)

(1) (4分)下列说法中正确的是              

A．当两个分子间的距离为r₀(平衡位置)时，分子力为零，分子势能最小

B．扩散现象和布朗运动的剧烈程度都与温度有关，所以扩散现象和布朗运动也叫做热运动

C．第二类永动机不违反能量守恒定律，但违反了热力学第二定律

D．自然界中与热现象有关的自发的能量转化过程具有方向性，虽然总能量守恒，但能量品质在退化

（2）(4分)如图所示，在开口向上的竖直放置圆筒形容器内用质量为m活塞密封一部分气体，活塞与容器壁间能无摩擦滑动，大气压恒为p₀，容器的横截面积为S，密封气体的压强是　　   ，当气体从外界吸收热量Q后，活塞缓慢上升d后再次平衡，在此过程中密闭气体的内能增加      。

（3）晶须是一种发展中的高强度材料，它是一些非常细的完整的丝状(横截面为圆形)晶体．现有一根铁(Fe)晶，直径为d，能承受的最大拉力为F．试求刚要拉断时原子间的作用力f．(已知铁的密度ρ，铁的摩尔质量M，阿伏伽德罗常数为N_A，忽略铁分子间的空隙)

B．(选修模块3-4)(12分)

（l）(4分)下列有关光现象的说法中正确的是              

 A．同种介质中，光波长越短，传播速度越快

 B．薄膜干涉条纹可以看着是等厚线

 C．眼睛直接观察全息照片可以看到立体图象

D．宇航员驾驶一艘接近光速的宇宙飞船飞行时，他不能感知自身质量的增大

(2)（4分）沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x=3.5m和x=6.5m处。在t₁=0.5s时，质点P此后恰好第二次处于波峰位置；则t₂=       s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t₃=0.9s时，质点P的位移为__    ____cm。

（3）(4分) 如图所示，透明介质球球心位于O，半径为R，光线DC平行于直径AOB射到介质的C点，DC与AB的距离H=R/2，若DC光线进入介质球后经一次反射再次回到介质球的界面时，从球内折射出的光线与入射光线平行，求介质的折射率。

C．(选修模块3-5)(12分)

（1）（4分）下列说法正确的是              

A．任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光波长小于这个波长，才能产生光电效应

B．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小

C．用电子流工作的显微镜比用相同速度的质子流工作的显微镜分辨率低

D．核力的饱和性决定了原子核太大，那一定是不稳定的

（2）（4分）质量为m₁的锂核()俘获一个质量为m₂的质子后衰变为两个粒子，粒子质量为m₃，已知光在真空中速度为c.

①写出核反应方程                            。

②该过程中释放的核能为ΔE =                      

 (3) （4分）在粒子散射实验中，质量为m的粒子以初动能E₀与质量M的金核发生对心碰撞。若金核初时静止且自由，求粒子与金核间距离最近时电势能。

 在“测电池的电动势和内阻”的实验中，测量对象为1节新的干电池。

（1）用图甲所示电路测量时，在较大范围内调节滑动变阻器，发现电压表读数变化不明显，原因是：______________________。

（2）为了提高实验精度，采用图乙所示电路，提供的器材：

量程3V的电压表V，

量程0.6A的电流表A（具有一定内阻），

定值电阻R₀（阻值未知，约几欧姆），

滑动变阻器R₁（0~ 10Ω），

滑动变阻器R₂（0~ 200Ω），

单刀单掷开关S₁、单刀双掷开关S₂，导线若干．

①电路中，加接电阻R₀有两方面的作用，一是方便实验操作和数据测量，二是___________________       ．

②为方便实验调节且能较准确地进行测量，滑动变阻器应选用       （填R₁或 R₂）．

③开始实验之前，S₁、S₂都处于断开状态。现在开始实验：

A、闭合S₁，S₂打向１，测得电压表的读数Ｕ₀，电流表的读数为Ｉ₀；可以测出的物理量是　　　　　  ，用测量写出表达式为　　　       。

B、闭合S₁，S₂打向2，改变滑动变阻器的阻值，当电流表读数为I₁时，电压表读数为U₁；当电流表读数为I₂时，电压表读数为U₂．则新电池电动势的表达式为E =            ，内阻的表达式r =            ．

 (1)有一游标卡尺，主尺的最小分度是1mm，游标上有20个小的等分刻度．用它测量一小球的直径，如图甲所示的读数是               mm．用螺旋测微器测量一根金属丝的直径，如图乙所示的读数是              mm．

(2)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．

①实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？

                                                                         ．

②测得遮光条的宽度d=0.50cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=2.0×10^-2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为     m/s．在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、       和       （文字说明并用相应的字母表示）．

③本实验通过比较            和            在实验误差允许的范围内相等（用测量的物理量符号表示），从而验证了系统的机械能守恒．

 现有两个边长不等的正方形，如图所示，且Aa、Bb、Cc、Dd间距相等。在AB、AC、CD、DB的中点分别放等量的正电荷或负电荷。则下列说法中正确的是：(   )     

A．O点的电场强度和电势均为零

B．把一电荷从b点移到c点电场力作功为零

C．同一电荷在a、d两点所受电场力相同

D．若a点的电势为φ，则a、d两点间的电势差为2φ