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如圖所示，平行金屬板P、Q的中心分別有小孔O和O′，OO′連線與金屬板垂直，兩板間的電壓為U．在Q板的右側(cè)存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度為B．磁場右側(cè)邊界處的熒光屏MN與Q板間的距離為L，OO′連線的延長線與MN相交于A點．一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子，從小孔O處由靜止開始運動，通過小孔O′后進入磁場，最終打在MN上的A′點．不計粒子重力．求：
（1）帶電粒子運動到小孔O′時的速度大�。�
（2）A′點與A點之間的距離．

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如圖所示，平行金屬板P、Q的中心分別有小孔O和O′，OO′連線與金屬板垂直，兩板間的電壓為U．在Q板的右側(cè)存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度為B．磁場右側(cè)邊界處的熒光屏MN與Q板間的距離為L，OO′連線的延長線與MN相交于A點．一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子，從小孔O處由靜止開始運動，通過小孔O′后進入磁場，最終打在MN上的A′點．不計粒子重力．求：
（1）帶電粒子運動到小孔O′時的速度大小；
（2）A′點與A點之間的距離．

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選做題（請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑．如都作答則按A、B兩小題評分．）
A． （選修模塊3-3）
（1）一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等容變化，下列圖象正確的是

C

C

．
（2）將剩有半杯熱水的玻璃杯蓋子旋緊后經(jīng)過一段時間，若玻璃杯蓋子不漏氣，則杯內(nèi)水蒸汽分子內(nèi)能

減小

減小

  （填“增大”、“減小”或“不變”），杯內(nèi)氣體壓強

減小

減小

  （填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）如圖氣缸放置在水平地面上，缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞橫截面積為S，外界大氣壓強為p0，氣缸內(nèi)電熱絲熱功率為P，測得通電時間t內(nèi)活塞緩慢向左移動距離為h，氣缸向外界放出熱量為Q，不計活塞與氣缸之間的摩擦，則在時間t內(nèi)缸內(nèi)氣體內(nèi)能的變化量為

Pt-p₀Sh-Q

Pt-p₀Sh-Q

．

B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是

D

D

A．X射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比γ射線更強
B．在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做調(diào)諧
C．同一列聲波在不同介質(zhì)中傳播速度不同，光波在不同介質(zhì)中傳播速度相同
D．愛因斯坦狹義相對論指出：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的
（2）如圖1所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s．試回答下列問題：

①寫出x=0.5m處的質(zhì)點做簡諧運動的表達式：

y=5cos2πt

y=5cos2πt

 cm；
②x=0.5m處質(zhì)點在0～5.5s內(nèi)通過的路程為

110

110

   cm．
（3）（4分）直角玻璃三棱鏡的截面如圖2所示，一條光線從AB面入射，ab為其折射光線，ab與AB面的夾角α=60°．已知這種玻璃的折射率n

2

，則：
①這條光線在AB面上的入射角為

45°

45°

；
②圖中光線ab

不能

不能

（填“能”或“不能”）從AC面折射出去．
C． （選修模塊3-5）幅圖涉及到不同的物理知識，其中說法正確的是

AB

AB

 
A．圖甲：普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學(xué)的奠基人之一
B．圖乙：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的
C．圖丙：盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子
D．圖�。焊鶕�(jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，可以說明電子具有粒子性
（2）（4分）目前核電站是利用核裂變產(chǎn)生的巨大能量來發(fā)電的．請完成下面鈾核裂變可能的一個反應(yīng)方程：

235 52

U

+

1 0

n

→

141 56

Ba

+

92 36

Kr+

3¹₀n

3¹₀n

．已知

235 52

U、

141 56

Ba、

92 36

Kr和中子的質(zhì)量分別為m₁、m₂、m₃和m₄，則此反應(yīng)中一個鈾核裂變釋放的能量為

(m1-m2-m3-2m4)c2

(m1-m2-m3-2m4)c2

；
（3）一同學(xué)利用水平氣墊導(dǎo)軌做《探究碰撞中的不變量》的實驗時，測出一個質(zhì)量為0.8kg的滑塊甲以0.4m/s的速度與另一個質(zhì)量為0.6kg、速度為0.2m/s的滑塊乙迎面相撞，碰撞后滑塊乙的速度大小變?yōu)?.3m/s，此時滑塊甲的速度大小為

0.025

0.025

 m/s，方向與它原來的速度方向

相同

相同

（選填“相同”或“相反”）．

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選做題（請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡上把所選題目對應(yīng)字母后的方框涂滿涂黑．如都作答則按A、B兩小題評分．）
A． （選修模塊3-3）
（1）一定質(zhì)量的理想氣體發(fā)生等容變化，下列圖象正確的是______．
（2）將剩有半杯熱水的玻璃杯蓋子旋緊后經(jīng)過一段時間，若玻璃杯蓋子不漏氣，則杯內(nèi)水蒸汽分子內(nèi)能______  （填“增大”、“減小”或“不變”），杯內(nèi)氣體壓強______  （填“增大”、“減小”或“不變”）．
（3）如圖氣缸放置在水平地面上，缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞橫截面積為S，外界大氣壓強為p0，氣缸內(nèi)電熱絲熱功率為P，測得通電時間t內(nèi)活塞緩慢向左移動距離為h，氣缸向外界放出熱量為Q，不計活塞與氣缸之間的摩擦，則在時間t內(nèi)缸內(nèi)氣體內(nèi)能的變化量為______．

B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是______
A．X射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比γ射線更強
B．在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做調(diào)諧
C．同一列聲波在不同介質(zhì)中傳播速度不同，光波在不同介質(zhì)中傳播速度相同
D．愛因斯坦狹義相對論指出：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的
（2）如圖1所示是一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，已知波的傳播速度v=2m/s．試回答下列問題：

①寫出x=0.5m處的質(zhì)點做簡諧運動的表達式：______ cm；
②x=0.5m處質(zhì)點在0～5.5s內(nèi)通過的路程為______   cm．
（3）（4分）直角玻璃三棱鏡的截面如圖2所示，一條光線從AB面入射，ab為其折射光線，ab與AB面的夾角α=60°．已知這種玻璃的折射率n，則：
①這條光線在AB面上的入射角為______；
②圖中光線ab______（填“能”或“不能”）從AC面折射出去．
C． （選修模塊3-5）幅圖涉及到不同的物理知識，其中說法正確的是______ 
A．圖甲：普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學(xué)的奠基人之一
B．圖乙：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的
C．圖丙：盧瑟福通過分析α粒子散射實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子
D．圖丁：根據(jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，可以說明電子具有粒子性
（2）（4分）目前核電站是利用核裂變產(chǎn)生的巨大能量來發(fā)電的．請完成下面鈾核裂變可能的一個反應(yīng)方程：______．已知、、和中子的質(zhì)量分別為m₁、m₂、m₃和m₄，則此反應(yīng)中一個鈾核裂變釋放的能量為______；
（3）一同學(xué)利用水平氣墊導(dǎo)軌做《探究碰撞中的不變量》的實驗時，測出一個質(zhì)量為0.8kg的滑塊甲以0.4m/s的速度與另一個質(zhì)量為0.6kg、速度為0.2m/s的滑塊乙迎面相撞，碰撞后滑塊乙的速度大小變?yōu)?.3m/s，此時滑塊甲的速度大小為______ m/s，方向與它原來的速度方向______（選填“相同”或“相反”）．

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質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電粒子自靜止開始釋放，經(jīng)M、N板間的電場加速后，從A點垂直于磁場邊界射入寬度為d的勻強磁場中，該粒子離開磁場時的位置P偏離入射方向的距離為L，如圖所示．已知M、N兩板間的電壓為U，粒子的重力不計．求：
（1）帶電粒子經(jīng)加速電場加速后速度大小；
（2）帶電粒子在磁場中運動的軌道半徑；
（3）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B．

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一、單項選擇題：本題共5小題，每小題3分，共15分．每小題只有一個選項符合題意．

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分．每小題有多個選項符合題意．全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯選或不答的得0分．

題號

1

2

3

4

5

6

7

8

9

答案

D

B

A

C

D

AC

BC

ABD

BD

三、簡答題： 本題共4小題，共40分. 把答案填在題中的橫線上或按要求作答.

10．（1）BCD（2分）　

（2）錯誤有兩處：一是步驟A中擺線長度并不是單擺的擺長，擺長應(yīng)為從懸點到擺球球心的距離；二是步驟B中擺球第60次通過最低點時所記錄的時間為29.5個周期，因此單擺的周期應(yīng)為T=t/29.5（4分）

（3）a．如右圖（2分，沒有過原點，沒有舍去偏離點，作成折線的均不給分）　b．4π²/k（2分）

11．（1）（2分，e寫成q不給分）

（2）高于（2分）

（3）自由電子受電場力與洛倫茲力平衡，有

　　　　　　　　�。�3分）

得　　　　　　　�。�3分）

說明：e寫成q扣2分

12．（1）8 (2分)　　1 (2分) 　　上(2分)

（2）4.5s(2分) 　如右圖(2分，波形正確但波前端畫錯得1分)

13．(1）（2分）

（2）I――t如圖（4分。圖線、兩軸標度各2分）

（3）進出磁場過程中線框中感應(yīng)電動勢E=BLv（1分）

　　　　　　　　　　　�。�1分）

　　　　　　　　　　　　　　　　�。�2分）

四、論述和演算題：本題共4小題，共49分. 解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟．只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.

14．（10分）

（1）光路如右圖所示　　　　　　　　　　　　　 (3分)

（2）由折射定率     　　　　　　　　　(2分)   

得r₁=30° 　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1分)   

由幾何知識得i₂=30°

同理可以求 r₂=60°     　　　　　　　　　　　 (1分)   

偏向角θ= i₁- r₁+ r₂- i₂ 　　　　　　　　　　　　　(2分)

得θ=60°　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1分)

15．（11分）

（1）0～t₁時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢E=n= n＝n　�。�1分）

通過電阻R的電流　　　　　　　　　　　　　　　�。�1分）

電阻R的兩端的電壓U=I₁R　　　　　　　　　　　　　　　　�。�1分）

聯(lián)立各式得U=48V　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　�。�2分）

（2）在一個周期內(nèi)，電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1分）

設(shè)感應(yīng)電流的有效值為I，則一個周期內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量Q₂=I²RT�。�1分）

根據(jù)有效值的定義Q₂= Q₁（2分）

解得I=A=1.73A　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　�。�2分）

16．（14分）

（1）設(shè)磁感應(yīng)強度為B，導(dǎo)線電阻為R，某時刻線框運動速度為v

則線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為  E＝BLv                       （1分）

產(chǎn)生的感應(yīng)電流為             　　　　　　　　　　�。�1分）

線框所受安培力為          　　　　　　　　�。�1分）

克服安培力做功的功率為   　　　　　　　　�。�1分）

線框中的電功率為            　　　　　�。�1分）

可得即，克服安培力做功的功率等于線框的電功率．

（2）線框進入磁場前速度為        

進入磁場過程中勻速運動則有     　　　　　　　　（1分）

完全進入磁場后線框以加速度g加速下落，剛離開磁場時速度為v₂，根據(jù)機械能守恒有

                    　　　　　　　（1分）

線框剛離開磁場時，根據(jù)牛頓第二定律有  

                          　　　　　　　　（1分）

上述關(guān)系式聯(lián)立，可解得  a＝5m/s²   　　　　　　　　　　　　�。�1分）

（3）線框在F外力作用下加速進入過程中，經(jīng)t時刻速度為v，則該時刻有

根據(jù)上述方程聯(lián)立，可得        

設(shè)進入磁場運動時間為t₀，則

得t₀=0.1s

的定義域為t≤0.1s

評分說明：本小題共5分．圖線2分，正確標出縱截距2分，正確標出橫坐標1分．

17．（14分）

（1）粒子A在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛侖茲力提供向心力，設(shè)粒子A的速度為v₀，在MN上方運動半徑為R₁，根據(jù)牛頓第二定律和圓周運動公式

  　　　　　　　　　　　　　�。�1分）

粒子A由P點運動到MN邊界時速度與MN的夾角為60°，由幾何關(guān)系得

R₁ ? h = R₁cos60°　　　　　　　　　　　　　　　（1分）

得R₁ = 2h  　　　　　　　　　　　　　　　　�。�1分）

解得　　　　　　　　　　　　　�。�1分）

（2）在MN下方運動半徑為R₂，根據(jù)牛頓第二定律和圓周運動公式

　　　　　　　　　　　　　　　�。�1分）

得R₂ ＝2R₁ = 4h　　　　　　　　　　　　　　　　（1分）

PQ間的距離為   PQ= 2R₂sin60°- 2R₁sin60°=（2分）

（3）設(shè)在MN上方運動周期為T₁，設(shè)在MN下方運動周期為T₂

   　　　　　　　　　　　　　　　�。�1分）

T₂ =         　　　　　　　　　　　　�。�1分）

粒子A從P點到Q點所用時間為

　　　　　（2分）

粒子B從P點到Q做勻速直線運動，設(shè)速度為v ，則

  　　　　　　　　　　　　　　（2分）