如图甲所示,竖直放置的金属板A、B中间开有小孔,小孔的连线沿水平放置的金属板C、D的中间线,粒子源P可以间断地产生质量为m、电荷量为q的带正电粒子(初速不计),粒子在A、B间被加速后,再进入金属板C、D间偏转并均能从此电场中射出.已知金属板A、B间的电压UAB=U0,金属板C、D长度为L,间距d=
L/3.两板之间的电压UCD随时间t变化的图象如图乙所示.在金属板C、D右侧有二个垂直纸面向里的均匀磁场分布在图示的半环形带中,该环带的内、外圆心与金属板C、D的中心O点重合,内圆半径Rl=L/3,磁感应强度B0=
.已知粒子在偏转电场中运动的时间远小于电场变化的周期(电场变化的周期T未知),粒子重力不计.
(1)求粒子离开偏转电场时,在垂直于板面方向偏移的最大距离；
(2)若所有粒子均不能从环形磁场的右侧穿出,求环带磁场的最小宽度；
(3)若原磁场无外侧半圆形边界且磁感应强度B按如图丙所示的规律变化,设垂直纸面向里的磁场方向为正方向.t=T/2时刻进入偏转电场的带电微粒离开电场后进入磁场, t=3T/4时该微粒的速度方向恰好竖直向上,求该粒子在磁场中运动的时间为多少?
如图所示,一根质量为m的金属棒MN水平放置在两根竖直的光滑平行金属导轨上,并始终与导轨保持良好接触,导轨间距为L,导轨下端接一阻值为R的电阻,其余电阻不计.在空间内有垂直于导轨平面的磁场,磁感应强度大小只随竖直方向y变化,变化规律B=ky,k为大于零的常数.质量为M=4m的物体静止在倾角θ=30°的光滑斜面上,并通过轻质光滑定滑轮和绝缘细绳与金属棒相连接.当金属棒沿y轴方向从y=0位置由静止开始向上运动h时,加速度恰好为0.不计空气阻力,斜面和磁场区域足够大,重力加速度为g.求:
(1)金属棒上升h时的速度；
(2)金属棒上升h的过程中,电阻R上产生的热量；
(3)金属棒上升h的过程中,通过金属棒横截面的电量.
如图所示,粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑半圆轨道BC在B处平滑连接,B、C分别为半圆轨道的最低点和最高点.一个质量m=0.1kg的小物体P被一根细线拴住放在水平轨道上,细线的左端固定在竖直墙壁上.在墙壁和P之间夹一根被压缩的轻弹簧,此时P到B点的距离X0=0.5m.物体P与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,半圆轨道半径R=0.4m.现将细线剪断,P被弹簧向右弹出后滑上半圆轨道,并恰好能经过C点.g取10m/s2.求:
(1)P经过B点时对轨道的压力；
(2)细线未剪断时弹簧的弹性势能.
请从A、B和C三小题中选定两小题作答,如都作答则按A、B两题评分.
A.(选修模块3-3)(12分)
(1)(4分)下列说法中正确的是
A.一定温度下饱和汽的压强随体积的增大而减小
B.人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度
C.产生毛细现象时,液体在毛细管中一定上升
D.能量耗散虽然不会使能的总量减少,却会导致能量品质的降低
(2)(4分)下列说法中,正确的是
A.晶体具有确定的熔点 B.多晶体具有各向异性
C.晶体和非晶体之间不能相互转化
D.碳原子按照不同规则排列,可以成为石墨,也可以成为金刚石
(3)(4分)如图所示,用活塞封闭一定质量理想气体的导热气缸放在水平桌面上,气缸正上方有一个沙漏正在漏沙,导致活塞缓慢下降.若大气压和外界温度恒定,随着沙子不断漏下,缸内气体的压强逐渐
(选填“增大”或“减小”),气体 (选填“吸收”或“放出”)热量.
B.(选修模块3—4)(12分)
(1)(4分)下列说法中正确的是
A.光的偏振现象说明光是一种纵波
B.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
C.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
D.当观察者向静止的声源运动时,接收到的声音频率小于声源发出的频率
(2)(4分)如图所示,Sl、S2是两个水波波源,某时刻它们形成的波峰和波谷分别用图中实线和虚线表示.下列说法中正确的是
A.两列波的波长一定不同 B.两列波的频率可能相同
C.两列波叠加不能产生干涉现象 D.B点的振动始终是加强的
(3)( 4分)如图所示,OO'为等腰棱镜ABC的对称轴.两束频率不同的单色光a、b关于OO'对称,垂直AB面射向棱镜,经棱镜折射后射出并相交于P点.则此棱镜对光线a的折射率 (选填“大于”、“等于”或“小于”)对光线b的折射率；这两束光从同一介质射向真空时,光束以发生全反射时的临界角 (选填“大于”、“等于”或“小于”)光束b发生全反射时的临界角.
C.(选修模块3—5)(12分)
(1)(4分)下列关于近代物理知识说法中正确的是
A.光电效应显示了光的粒子性
B.玻尔理论可以解释所有原子的光谱现象
C.康普顿效应进一步证实了光的波动特性
D.为了解释黑体辐射规律,普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的
(2)(4分)在天然放射现象中,释放出的三种射线a、b、c在磁场中运动轨迹如图所示,其中
是β射线, 穿透能力最强.(选填“a”、“b”或“c”)
(3)(4分)利用水平放置的气垫导轨做《探究碰撞中的不变量》的实验,如图所示,图中A、B装置叫 ,其作用是 .若测得滑块甲的质量为0.6kg,滑块乙的质量为0.4kg,两滑块作用前甲的速度大小为0.8m/s,乙的速度大小为0.5m/s,迎面相碰后甲乙粘在一起以0.28m/s的速度沿甲原来的方向前进.则两滑块相互作用过程中不变的量是 ,大小为 .
DIS实验是利用现代信息技术进行的实验.两组学生用DIS实验系统研究用轻绳拴着的小球在竖直平面内的圆周运动,实验装置如图甲所示.
(1)第一组同学通过数据采集器采集小球运动半周内的A、B、C、D、E五个位置的数据,选择以图象方式显示实验的结果,所显示的图象如图乙所示.图象的横轴表示小球距E点的高度h ,纵轴表示小球的重力势能EP、动能EK或机械能E(选E点所在水平面为参考平面).①在图乙中,表示小球的重力势能EP随高度h变化关系的图线是 (选填“I’’或“Ⅱ’’)；②根据图乙中数据,在答题纸的图中画出小球的机械能E随高度h变化关系的图线；③根据所作图线判断小球在这半周内处于 阶段(选填“上升’’或“下降”)
(2)第二组同学通过放在圆心处的力传感器得出绳上拉力随时间变化的关系图,部分截图如图丙所示.
①图中的a点或c点对应小球运动到
位置(选填“最高”或“最低”)；
②由图丙可知,绳上接力大小不断随时间变化,在ab阶段绳上拉力差的最大值略大于bc阶段绳上拉力差的最大值,其原因是
.
2010年世博会在上海举行,本次世博会大量采用低碳环保技术,太阳能电池用作照明电源是其中的亮点之一.硅光电池是太阳能电池的一种,某同学为了测定某种硅光电池的电动势和内电阻,设计了如图甲所示电路,图中与A.串联的定值电阻的阻值为R0,电流表视为理想电表,在一定强度的光照下进行下述实验:
(1)闭合开关,调节滑动变阻器,读出电流表Al、A2的值I1,I2.为了作出此电池的U-I曲线,需要计算出电路的路端电压U,则U= (用题中所给字母表示)；
(2)根据测量数据作出该硅光电池的U-I图象如图乙所示,该电池的电动势E= V,在流过电流表A2的电流小于200mA的情况下,此电池的内阻r= Ω；
(3)若将该硅光电池两端接上阻值为6Ω的电阻,此时对应的电池内阻r= Ω.(计算结果保留两位有效数字)
