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（17分）2007年3月1日，國家重大科學(xué)工程項(xiàng)目“EAST超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置”在合肥順利通過了國家發(fā)改委組織的國家竣工驗(yàn)收。作為核聚變研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，EAST可為未來的聚變反應(yīng)堆進(jìn)行較深入的工程和物理方面的探索，其目的是建成一個(gè)核聚變反應(yīng)堆，屆時(shí)從1升海水中提取氫的同位素氘，在這里和氚發(fā)生完全的核聚變反應(yīng)，釋放可利用能量相當(dāng)于燃燒300公升汽油所獲得的能量，這就相當(dāng)于人類為自己制造了一個(gè)小太陽，可以得到無窮盡的清潔能源。作為核聚變研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，要持續(xù)發(fā)生熱核反應(yīng)，必須把溫度高達(dá)幾百萬攝氏度以上的核材料約束在一定的空間內(nèi)，約束的辦法有多種，其中技術(shù)上相對較成熟的是用磁場約束核材料。如圖所示為EAST部分裝置的簡化模型：垂直紙面的有環(huán)形邊界的勻強(qiáng)磁場b區(qū)域，圍著磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的圓形a區(qū)域，a區(qū)域內(nèi)的離子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，離子的速度只要不超過某值，就不能穿過環(huán)形磁場的外邊界而逃逸，從而被約束。設(shè)離子質(zhì)量為m，電荷量為q，環(huán)形磁場的內(nèi)半徑為R₁，  外半徑R₂ =（1+）R₁。

（1）將下列核反應(yīng)方程補(bǔ)充完整，指出哪個(gè)屬于核聚變方程。并求出聚變過程中釋放的核能E₀。已知H的質(zhì)量為m₂，H的質(zhì)量為m₃，α粒子的質(zhì)量為m_α，的質(zhì)量為m_n，質(zhì)子質(zhì)量為m_P，電子質(zhì)量為m_e，光速為c。

A．（    ）            B．(    )

C．(    )               D．(    )

（2）若要使從a區(qū)域沿任何方向，速率為v的離子射入磁場時(shí)都不能越出磁場的外邊界，則b區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少為多大?

（3）若b區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，離子從a區(qū)域中心O點(diǎn)沿半徑OM方向以某一速度射入b區(qū)，恰好不越出磁場的外邊界。請畫出在該情況下離子在a、b區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的軌跡，并求出周期T。

2007年3月1日，國家重大科學(xué)工程項(xiàng)引"EAST超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置"在合肥順利通過了國家發(fā)改委組織的國家竣工驗(yàn)收．作為核聚變研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，EAST可為未來的聚變反應(yīng)堆進(jìn)行較深入的工程和物理方面的探索，其目的是建成一個(gè)核聚變反應(yīng)堆，屆時(shí)從l升海水中提取氫的同位素氘。在這里和氚發(fā)生完全的核聚變反應(yīng)，釋放可利用能量相當(dāng)于燃燒300公升汽油所獲得的能量．這就相當(dāng)于人類為自己制造了一個(gè)小太陽。可以得到無窮盡的清潔能源．作為核聚變研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，要持續(xù)發(fā)生熱核反應(yīng)，必須把溫度高達(dá)幾百萬攝氏度以上的核材料約束在一定的空間內(nèi)，約束的辦法有多種．其中技術(shù)上相對較成熟的是用磁場約束核材料．

    如圖所示為EAST部分裝置的簡化模型：垂直紙面的有環(huán)形邊界的勻強(qiáng)磁場b區(qū)域，圍著磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的圓形a區(qū)域,a區(qū)域內(nèi)的離子向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。離子的速度只要不超過某值，就不能穿過環(huán)形磁場的外邊界而逃逸，從而被約束．設(shè)離子質(zhì)量為m，電荷量為q，環(huán)形磁場的內(nèi)半徑為  ，外半徑  ．

(1)將下列核反應(yīng)方程補(bǔ)充完整，指出哪個(gè)屬于核聚變方程．并求出聚變過程中釋放的核能  ．已知  的質(zhì)量為，  的質(zhì)量為。粒子的質(zhì)量為

    的質(zhì)量為  質(zhì)子質(zhì)量為  ，電子質(zhì)量為，光速為c

(2)若要使從a區(qū)域沿任何方向，速率為v 的離子射入磁場時(shí)都不能越出磁場的

  外邊界，則b區(qū)域磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度至少為多大?

(3)若b區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．離子從a區(qū)域中心o點(diǎn)沿半徑OM方向

    以某一速度射入b區(qū)域，恰好不越出磁場的外邊界．請畫出在該情況下離子在

a b區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的軌跡，并求出周期．

（1）(8分)在《油膜法估測分子大小》的實(shí)驗(yàn)中，操作步驟如下：

①向體積為V₁的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為V₂；

②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，當(dāng)?shù)稳雗滴時(shí)體積為V₀；

③先往邊長為30～40 cm的淺盤里倒入2 cm深的水，痱子粉均勻撒在水面上；

④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油 酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀；

⑤將畫有油酸薄膜輪廓形狀的玻璃板，放在畫有許多邊長為a的小正方形的坐標(biāo)紙上；

⑥計(jì)算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N，其中不足半個(gè)格的兩個(gè)格算一格，多于半個(gè)格的算一格．

上述實(shí)驗(yàn)步驟中有錯(cuò)誤的步驟是____________________(指明步驟，并改正)，油酸分子直徑的表達(dá)式d＝________.

某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)偏大，可能是由于________

A．油酸散開的時(shí)間過長，面積過大   

B．錯(cuò)誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行計(jì)算

C．計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了所有不足一格的方格

D．水面上痱子粉撒得較多，油酸膜沒有充分展開

（2）（10分）某小組科技活動(dòng)小組為探究導(dǎo)電液體的電阻在體積相同時(shí)，電阻值與長度的關(guān)系。選取一根乳膠管，里面灌滿了鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的鹽水柱。進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

①該小組將鹽水柱作為純電阻，粗測其電阻約為幾千歐�，F(xiàn)采用伏安法測鹽水柱的電阻，有如下實(shí)驗(yàn)器材供供選擇：

A．直流電源：電動(dòng)勢12V，內(nèi)阻很小，額定電流1A；

B．電流表A₁：量程0～10mA，內(nèi)阻約10Ω；

C．電流表A₂：量程0～500mA，內(nèi)阻約Ω；

D．電壓表V：量程0～15V，內(nèi)阻約kΩ；

E．滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值10Ω；     F．滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值5kΩ；    G．開關(guān)．導(dǎo)線等

在可供選擇的器材中，應(yīng)選用的電流表是_______（填“A­₁”或“A₂”），應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是 ________（填“R₁”或“R₂”）；

②根據(jù)所選的器材在虛線 框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖（鹽水柱的符號用“      ” 表示）；

③握住乳膠管兩端把它均勻拉長，多次實(shí)驗(yàn)測得鹽水柱長度L．電阻R的數(shù)據(jù)如下表：

為了研究電阻與長度的關(guān)系，該小組用縱坐標(biāo)表示電阻，作出了如圖所示的圖線，你認(rèn)為橫坐標(biāo)表示的物理量是____________。

（1）(8分)在《油膜法估測分子大小》的實(shí)驗(yàn)中，操作步驟如下：
①向體積為V₁的純油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液總量為V₂；
②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，當(dāng)?shù)稳雗滴時(shí)體積為V₀；
③先往邊長為30～40 cm的淺盤里倒入2 cm深的水，痱子粉均勻撒在水面上；
④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油 酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將事先準(zhǔn)備好的玻璃板放在淺盤上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形狀；
⑤將畫有油酸薄膜輪廓形狀的玻璃板，放在畫有許多邊長為a的小正方形的坐標(biāo)紙上；
⑥計(jì)算出輪廓范圍內(nèi)正方形的總數(shù)為N，其中不足半個(gè)格的兩個(gè)格算一格，多于半個(gè)格的算一格．
上述實(shí)驗(yàn)步驟中有錯(cuò)誤的步驟是____________________(指明步驟，并改正)，油酸分子直徑的表達(dá)式d＝________.
某同學(xué)實(shí)驗(yàn)中最終得到的計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)偏大，可能是由于________
A．油酸散開的時(shí)間過長，面積過大   
B．錯(cuò)誤地將油酸酒精溶液的體積直接作為油酸的體積進(jìn)行計(jì)算
C．計(jì)算油膜面積時(shí)，舍去了所有不足一格的方格
D．水面上痱子粉撒得較多，油酸膜沒有充分展開
（2）（10分）某小組科技活動(dòng)小組為探究導(dǎo)電液體的電阻在體積相同時(shí)，電阻值與長度的關(guān)系。選取一根乳膠管，里面灌滿了鹽水，兩端用粗銅絲塞住管口，形成一段封閉的鹽水柱。進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
①該小組將鹽水柱作為純電阻，粗測其電阻約為幾千歐。現(xiàn)采用伏安法測鹽水柱的電阻，有如下實(shí)驗(yàn)器材供供選擇：
A．直流電源：電動(dòng)勢12V，內(nèi)阻很小，額定電流1A；
B．電流表A₁：量程0～10mA，內(nèi)阻約10Ω；
C．電流表A₂：量程0～500mA，內(nèi)阻約Ω；
D．電壓表V：量程0～15V，內(nèi)阻約kΩ；
E．滑動(dòng)變阻器R₁：最大阻值10Ω；     F．滑動(dòng)變阻器R₂：最大阻值5kΩ；    G．開關(guān)．導(dǎo)線等
在可供選擇的器材中，應(yīng)選用的電流表是_______（填“A­₁”或“A₂”），應(yīng)該選用的滑動(dòng)變阻器是 ________（填“R₁”或“R₂”）；
②根據(jù)所選的器材在虛線 框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖（鹽水柱的符號用“      ” 表示）；

③握住乳膠管兩端把它均勻拉長，多次實(shí)驗(yàn)測得鹽水柱長度L．電阻R的數(shù)據(jù)如下表：