13．選做題（10分）下列A、B兩組試題只能選擇其中一組進(jìn)行解答

A組(適合選修物理3-3學(xué)生做)

（1）（5分）用單分子油膜法測(cè)定液體分子大小時(shí)，要求油滴在水面上散開(kāi)到最大面積，形成_單分子油膜，其理論基礎(chǔ)是將分子看作___________。若油滴體積為V，油膜面積為S，則分子直徑約為d=___________，一般分子直徑的數(shù)量級(jí)為_(kāi)__________m。已知水的密度是1.0×10³kg/m³，如果忽略水分子間的空隙，試估算一個(gè)水分子的體積為_(kāi)__________m³

（2）（5分）一定質(zhì)量的理想氣體,當(dāng)溫度不變體積減小時(shí),氣體壓強(qiáng)將_________（填增大、減少或不變），氣體分子單位時(shí)間對(duì)器壁的碰撞次數(shù)將__________（填變多、變少或不變）；熱力學(xué)溫度的零度記為0 K，它等于__________℃

B組( (10分，適合選修物理3-4學(xué)生做)

(1) （5分）如圖甲所示為某一簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖，由此可知該波沿        傳播，該時(shí)刻a、b、c三點(diǎn)速度最大的是      點(diǎn)，加速度最大的是     點(diǎn)。若t=0.02s時(shí)質(zhì)點(diǎn)c第一次到達(dá)波谷處，則此波的波速為      m/s。

 (2). （5分） 各色光通過(guò)玻璃棱鏡發(fā)生色散時(shí)的偏折角度不同，其中紫光的偏折角度比紅光的大，這是由于在玻璃中紫光的傳播速度___ _______(填“大于”或“小于”)紅光的傳播速度，因此，玻璃對(duì)紫光的折射率_______(填“大于”或“小于”)玻璃對(duì)紅光的折射率。在電磁波譜中，紅外線、可見(jiàn)光和倫琴射線三個(gè)波段的頻率依次為Υ₁、Υ₂、Υ₃，它們的大小關(guān)系是__________

14（12分）用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開(kāi)始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)圖中紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．

（1）下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：

A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件；

B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的“直流輸出”上；

C．用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量；

D．先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；

E．測(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；

F．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能．

其中沒(méi)有必要進(jìn)行的步驟是           ，

操作不當(dāng)?shù)牟襟E是            ．

（2）利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度a的數(shù)值．根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上的連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E，測(cè)出各點(diǎn)之間的距離如圖所示．使用電流的頻率為f，則計(jì)算重錘下落的加速度的表達(dá)式a＝_________．（用s₁、 s₂、 s₃、 s₄及f表示）

（3）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘增加的動(dòng)能，其主要原因是重錘和紙帶下落過(guò)程中存在阻力作用，可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)阻力的大小．若已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g，還需要測(cè)量的物理量是           ．試用這些物理量和紙帶上的數(shù)據(jù)符號(hào)表示重錘和紙帶在下落的過(guò)程中受到的平均阻力大小F＝           ．

15（12分）利用如圖甲所示的電路測(cè)定金屬電阻率，在測(cè)量時(shí)需要用刻度尺測(cè)出被測(cè)金屬絲的長(zhǎng)度，用螺旋測(cè)微器測(cè)出金屬絲的直徑，用電流表和電壓表測(cè)出金屬絲的電阻.

                 甲                                          乙

（1）請(qǐng)讀出乙圖中螺旋測(cè)微器的讀數(shù)_________________m     

（2）寫出測(cè)金屬絲電阻率的表達(dá)式：ρ=.________________

（3）利用該電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的主要操作過(guò)程是：

第一步：閉合電鍵S₁，將電鍵S₂接2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R_P和，使電壓表讀數(shù)盡量接近滿量程，讀出這時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U₁、I₁；

請(qǐng)你接著寫出第二步，并說(shuō)明需要記錄的數(shù)據(jù)：_________________________.

由以上記錄的數(shù)據(jù)計(jì)算出被測(cè)電阻的表達(dá)式為=_______________________.

16.(18分) 靜電場(chǎng)與引力場(chǎng)有著非常相似的性質(zhì)，力的形式都遵從平方反比定律，解答下列問(wèn)題:

  (1)寫出萬(wàn)有引力定律和庫(kù)侖定律中的常數(shù)G與K的單位(4分)

(2)(7分) 某星球的質(zhì)量為，在該星球表面某一傾角為的山坡上以初速度平拋一個(gè)物體，經(jīng)時(shí)間該物體落到山坡上。欲使該物體不再落回該星球的表面，至少應(yīng)以多大的速度拋出物體（不計(jì)一切阻力，萬(wàn)有引力常量為）？

(3) (7分) 如圖所示，等邊三角形ABC，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，在頂點(diǎn)A、B處有等量異性點(diǎn)電荷Q_A,Q_B,已知Q_A=+Q,Q_B=-Q，靜電引力常數(shù)K。求在頂點(diǎn)C處的點(diǎn)電荷Q_C=+q所受的靜電力。

17.（16分）兩根相距為L的足夠長(zhǎng)的金屬直角導(dǎo)軌如圖所示放置，它們各有一邊在同一水平面內(nèi)，另一邊垂直于水平面。質(zhì)量均為m的金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌垂直接觸形成閉合回路，桿與水平和豎直導(dǎo)軌之間有相同的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，回路總電阻為2R。 整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力作用下沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿也正好以某一速度向下做勻速運(yùn)動(dòng)。設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌接觸良好。重力加速度為g。求：

(1).ab桿勻速運(yùn)動(dòng)的速度v₁；

(2).ab桿所受拉力F，

(3).ab桿以v₁勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd桿 以v₂(v₂已知)勻速運(yùn)動(dòng)，則在cd桿向下運(yùn)動(dòng)h過(guò)程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

18．（17分）如圖所示，在地面附近有一范圍足夠大的互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向水平并垂直紙面向外，一質(zhì)量為m、帶電量為－q的帶電微粒在此區(qū)域恰好做速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．（重力加速度為g）

(1)求此區(qū)域內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向；

(2)若某時(shí)刻微粒運(yùn)動(dòng)到場(chǎng)中距地面高度為H的P點(diǎn)，速度與水平方向成45⁰，如圖所示．則該微粒至少須經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)到距地面最高點(diǎn)？最高點(diǎn)距地面多高？

(3)在(2)問(wèn)中微粒運(yùn)動(dòng)P點(diǎn)時(shí)，突然撤去磁場(chǎng)，同時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，方向變?yōu)樗�平向右，則該微粒運(yùn)動(dòng)中距地面的最大高度是多少？

19．（17分），光電計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)易示意圖如下，當(dāng)有不透光物體從光電門間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間，所用的西甌XDS-007光電門傳感器可測(cè)的最短時(shí)間為0.01ms．光滑水平導(dǎo)軌MN上放兩相同小物塊A、B，其寬度a=3.0×10^-2m，左端擋板處有一彈射裝置P，右端N處與水平傳送帶理想連接，今將擋光效果好，寬度為d＝3.6×10^－3m的兩塊黑色磁帶分別貼在物塊A和B上，且高出物塊，并使高出物塊部分在通過(guò)光電門時(shí)擋光．傳送帶水平部分長(zhǎng)度L=8m，沿逆時(shí)針?lè)较蛞院愣ㄋ俣葀=6m/s勻速傳動(dòng)．物塊A、B與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，質(zhì)量m_A=m_B=1kg．開(kāi)始時(shí)在A、B間壓縮一輕彈簧，鎖定其處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)解除鎖定，彈開(kāi)A、B，迅速移去輕彈簧，兩物塊第一次通過(guò)光電門，計(jì)時(shí)器顯示讀數(shù)均為t=9.0×10^-4s．取g=10m/s²，試求：

（1）彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能E_P；

（2）物塊B沿傳送帶向右滑動(dòng)的最遠(yuǎn)距離s_m；

（3）物塊B滑回水平面MN的速度大小；

（4）若物體B返回水平面MN后與被彈射裝置P彈回的A在水平面上相碰，且A、B碰后互換速度，則彈射裝置P至少必須對(duì)A做多少功，才能在AB碰后使B剛好能從Q端滑出．求此過(guò)程中，滑塊B與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．