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（15分）［物理——選修3－5］

（1）（5分）如圖所示為氫原子的能級示意圖。已知金屬鈣的逸出功W=2.7eV，對處于量子數(shù)=4能級狀態(tài)的一群氫原子，下列說法正確的是___________

       A．氫原子可能輻射3種頻率的光子 

       B．氫原子可能輻射5種頻率的光子

       C．有3種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應

       D．有5種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應

（2）（10分）如圖所示，兩光滑圓軌道放置在同一豎直平面內(nèi)，半徑均為R，兩軌道之間由一光滑水平軌道相連，在水平軌道上有一輕彈簧被 a、b兩個小球夾住，但不拴接．已知a小球的質(zhì)量為m，b小球的質(zhì)量為2m，同時釋放兩小球，且要求a、b都能通過兩圓軌道的最高點，則彈簧在釋放前至少具有多大的彈性勢能？

（18分）磁懸浮列車是一種高速運載工具，它由兩個系統(tǒng)組成。一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力使車體在軌道上懸浮起來從而減小阻力。另一是驅(qū)動系統(tǒng)，即利用磁場與固定在車體下部的感應金屬線圈相互作用，使車體獲得牽引力，下圖就是這種磁懸浮列車電磁驅(qū)動裝置的原理示意圖。即在水平面上有兩根很長的平行軌道PQ和MN，軌道間有垂直軌道平面的勻強磁場B₁和B₂，且B₁和B₂的方向相反，大小相等，即B₁=B₂=B。列車底部固定著繞有N匝閉合的矩形金屬線圈abcd（列車車廂在圖中未畫出），車廂與線圈絕緣。兩軌道間距及線圈垂直軌道的ab邊長均為L，兩磁場的寬度均與線圈ad邊長度相同。當兩磁場B₁和B₂同時沿軌道向右運動時，線圈會受到向右的磁場力，帶動列車沿軌道運動。已知列車車廂及線圈的總質(zhì)量為M，整個線圈的電阻為R。

   （1）假設用兩磁場同時水平向右以速度v₀做勻速運動來起動列車，為使列車能隨磁場運動，求列車所受的阻力大小應滿足的條件；

   （2）設列車所受阻力大小恒為f，假如使列車水平向右以速度v做勻速運動，求維持列車運動外界在單位時間內(nèi)需提供的總能量；

   （3）設列車所受阻力恒為f，假如用兩磁場由靜止開始向右做勻加速運動來起動列車，當兩磁場運動的時間為t₁時，列車正在向右做勻加速直線運動，此時列車的速度為，求從兩磁場開始運動到列車開始運動所需要的時間t₀。

(14分) 如圖所示是建筑工地常用的一種“深穴打夯機”。工作時，電動機帶動兩個緊壓夯桿的滾輪勻速轉(zhuǎn)動將夯桿從深為h的坑中提上來，當兩個滾輪彼此分開時，夯桿被釋放，最后夯在自身重力作用下，落回深坑，夯實坑底。然后兩個滾輪再次壓緊，夯桿再次被提上來，如此周而復始工作。已知兩個滾輪邊緣線速度v恒為4m/s，每個滾輪對夯桿的正壓力F_N=2×10⁴N，滾輪與夯桿間的動摩擦因數(shù)μ=0．3，夯桿質(zhì)量m=1×10³kg，坑深h=6．4m。假定在打夯的過程中坑的深度變化及夯與坑底的作用時間均忽略不計，且夯桿底端升到坑口時，速度恰好為零。取g=10m/s²，求：

   （1）夯桿上升過程中被滾輪釋放時的速度為多大？此時夯桿底端離坑底多高？

   （2）打夯周期是多少？

（5分）在“測定金屬的電阻率”的實驗中，待測金屬絲的電阻R_x約為5 Ω，實驗室備有下

列實驗器材：

A．電壓表V₁ (量程0～3 V，內(nèi)阻約為15 kΩ)       B．電壓表V₂ (量程0～15 V，內(nèi)阻約為75 kΩ)

C．電流表A₁ (量程0～3 A，內(nèi)阻約為0.2 Ω)       D．電流表A₂ (量程0～0.6 A，內(nèi)阻約為1 Ω)

E．變阻器R₁ (0～100 Ω，0.6 A)                  F．變阻器R₂ (0～2000 Ω，0.1 A)

G．電池組E(電動勢為3 V，內(nèi)阻約為0.3 Ω)       H．開關 S，導線若干

①為減小實驗誤差，應選用的實驗器材有                           ( 填儀器前面的代號)

②請在方框中畫出既減小實驗誤差，又操作方便的最佳實驗原理圖。

（6分）某同學研究質(zhì)量為0.4kg遙控電動小車的運動時，讓電動小車以額定功率加速運動，達到最大速度一段時間后關閉小車電源，待小車靜止時再關閉打點計時器（設在整個過程中小車與紙帶所受的阻力恒定）。在上述過程中，打點計時器在紙帶上所打的部分點跡如圖所示（已知紙帶左端與小車相連）。請分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問題：（以下結(jié)果取兩位有效數(shù)字）

①電動小車運動的最大速度約為           m／s。

   ②電動小車關閉電源后加速度大小約為            m／s²。

   ③電動小車的額定功率約為            W。

（4分）下圖游標卡尺的讀數(shù)為             cm 螺旋測微器的讀數(shù)為             mm

質(zhì)量為2kg的物體，放在動摩擦因數(shù)μ＝0.1的水平面上，在與水平方向成45^o斜向上的拉力的作用下由靜止開始運動，拉力做的功W和物體發(fā)生的位移l之間的關系如圖所示，重力加速度g取10m/s²，則此物體

A．在位移為l=9m時的速度是5m/s    

B．在位移為l=9m時的速度大于5m/s

C．在OA段運動的加速度是2.5m/s²    

D．在OA段運動的加速度是1.75m/s²

如圖所示，在平面直角坐標系中有一個垂直于紙面向里的圓形勻強磁場，其邊界過原點O和y軸上的點a(0，L)。 一質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從a點以初速度v₀平行于x軸正方向射入磁場，并從x軸上的b點射出磁場，此時速度方向與x軸正方向的夾角為60°。下列說法正確的是

A．電子在磁場中運動的時間為

B．電子在磁場中運動的時間為

C．磁場區(qū)域的圓心坐標(，)

D．電子在磁場中做圓周運動的圓心坐標為(0，－2L)

如圖所示，a、b、c、d是某勻強電場中的四個點，它們正好是一個矩形的四個頂點ab=cd=L,ad=bc=2L,電場線與矩形所在平面平行。已知a、b、d點的電勢分別為20V,24V和12V，一個質(zhì)子以速度經(jīng)過b點，速度方向與bc成角，經(jīng)過一段時間質(zhì)子經(jīng)過c點，不計質(zhì)子的重力，則

A．c點的電勢低于a點電勢    

B．場強方向由b指向d

C．質(zhì)子從b點運動到c點，電場力做功8eV

D．質(zhì)子從b點運動到c點，電場力做功10eV