13．選做題（10分）下列A、B兩組試題只能選擇其中一組進行解答

A組(適合選修物理3-3學(xué)生做)

（1）（5分）用單分子油膜法測定液體分子大小時，要求油滴在水面上散開到最大面積，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)量級為___________m。已知水的密度是1.0×10³kg/m³，如果忽略水分子間的空隙，試估算一個水分子的體積為___________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,氣體壓強將_________（填增大、減少或不變），氣體分子單位時間對器壁的碰撞次數(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諧橫波在t=0時刻的波形圖，由此可知該波沿        傳播，該時刻a、b、c三點速度最大的是      點，加速度最大的是     點。若t=0.02s時質(zhì)點c第一次到達(dá)波谷處，則此波的波速為      m/s。

 (2). （5分） 各色光通過玻璃棱鏡發(fā)生色散時的偏折角度不同，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，玻璃對紫光的折射率_______(填“大于”或“小于”)玻璃對紅光的折射率。在電磁波譜中，紅外線、可見光和倫琴射線三個波段的頻率依次為Υ₁、Υ₂、Υ₃，它們的大小關(guān)系是__________

14（12分）用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學(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始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對圖中紙帶上的點痕進行測量，即可驗證機械能守恒定律．

（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：

A．按照圖示的裝置安裝器件；

B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；

C．用天平測出重錘的質(zhì)量；

D．先接通電源，后釋放紙帶，打出一條紙帶；

E．測量紙帶上某些點間的距離；

F．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．

其中沒有必要進行的步驟是           ，

操作不當(dāng)?shù)牟襟E是            ．

（2）利用這個裝置也可以測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)的五個點A、B、C、D、E，測出各點之間的距離如圖所示．使用電流的頻率為f，則計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）在驗證機械能守恒定律的實驗中發(fā)現(xiàn)，重錘減小的重力勢能總是大于重錘增加的動能，其主要原因是重錘和紙帶下落過程中存在阻力作用，可以通過該實驗裝置測阻力的大小．若已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g，還需要測量的物理量是           ．試用這些物理量和紙帶上的數(shù)據(jù)符號表示重錘和紙帶在下落的過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定金屬電阻率，在測量時需要用刻度尺測出被測金屬絲的長度，用螺旋測微器測出金屬絲的直徑，用電流表和電壓表測出金屬絲的電阻.

                 甲                                          乙

（1）請讀出乙圖中螺旋測微器的讀數(shù)_________________m     

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

（3）利用該電路進行實驗的主要操作過程是：

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

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

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

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

  (1)寫出萬有引力定律和庫侖定律中的常數(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物體，經(jīng)時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（不計一切阻力，萬有引力常量為）？

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

17.（16分）兩根相距為L的足夠長的金屬直角導(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)軌之間有相同的動摩擦因數(shù)μ，導(dǎo)軌電阻不計，回路總電阻為2R。 整個裝置處于磁感應(yīng)強度大小為B，方向豎直向上的勻強磁場中。當(dāng)ab桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力作用下沿導(dǎo)軌勻速運動時，cd桿也正好以某一速度向下做勻速運動。設(shè)運動過程中金屬細(xì)桿ab、cd與導(dǎo)軌接觸良好。重力加速度為g。求：

(1).ab桿勻速運動的速度v₁；

(2).ab桿所受拉力F，

(3).ab桿以v₁勻速運動時，cd桿 以v₂(v₂已知)勻速運動，則在cd桿向下運動h過程中，整個回路中產(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電場和勻強磁場．勻強磁場的磁感應(yīng)強度為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的勻速圓周運動．（重力加速度為g）

(1)求此區(qū)域內(nèi)電場強度的大小和方向；

(2)若某時刻微粒運動到場中距地面高度為H的P點，速度與水平方向成45⁰，如圖所示．則該微粒至少須經(jīng)多長時間運動到距地面最高點？最高點距地面多高？

(3)在(2)問中微粒運動P點時，突然撤去磁場，同時電場強度大小不變，方向變?yōu)樗�平向右，則該微粒運動中距地面的最大高度是多少？

19．（17分），光電計時器的實驗簡易示意圖如下，當(dāng)有不透光物體從光電門間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間，所用的西甌XDS-007光電門傳感器可測的最短時間為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光電門時擋光．傳送帶水平部分長度L=8m，沿逆時針方向以恒定速度v=6m/s勻速傳動．物塊A、B與傳送帶間的動摩擦因數(shù)，質(zhì)量m_A=m_B=1kg．開始時在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A、B，迅速移去輕彈簧，兩物塊第一次通過光電門，計時器顯示讀數(shù)均為t=9.0×10^-4s．取g=10m/s²，試求：

（1）彈簧儲存的彈性勢能E_P；

（2）物塊B沿傳送帶向右滑動的最遠(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A做多少功，才能在AB碰后使B剛好能從Q端滑出．求此過程中，滑塊B與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能．