C．如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌與水平面成θ角，導(dǎo)軌與兩相同的固定電阻R₁和R₂相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面．有一導(dǎo)體棒ab，質(zhì)量為m，導(dǎo)體棒的電阻R=2R₁，與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng)，當(dāng)上滑的速度為v時(shí)，固定電阻R₁消耗的熱功率為P，此時(shí)（　　）

A．整個(gè)裝置因摩擦而產(chǎn)生的熱功率為μmgcosθ v

B．整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為 μmgcosθ v

C．導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為 8P V

D．導(dǎo)體棒受到的安培力的大小為 10P V

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C．（選修模塊3-5）
（1）下列說(shuō)法中正確的是

 

．
A．隨著溫度的升高，一方面各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)
B．在康普頓效應(yīng)中，當(dāng)入射光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，因此光子散射后波長(zhǎng)變短
C．根據(jù)海森伯提出的不確定性關(guān)系可知，不可能同時(shí)準(zhǔn)確地測(cè)定微觀粒子的位置和動(dòng)量
D．4個(gè)放射性元素的原子核經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期后一定還剩下2個(gè)沒(méi)有發(fā)生衰變
（2）在《探究碰撞中的不變量》實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)采用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．把兩個(gè)小球用等長(zhǎng)的細(xì)線懸掛于同一點(diǎn)，讓B球靜止，拉起A球，由靜止釋放后使它們相碰，碰后粘在一起．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中除了要測(cè)量A球被拉起的角度θ₁，及它們碰后擺起的最大角度θ₂之外，還需測(cè)量

 

（寫出物理量的名稱和符號(hào)）才能驗(yàn)證碰撞中的動(dòng)量守恒．用測(cè)量的物理量表示動(dòng)量守恒應(yīng)滿足的關(guān)系式是

 

．
（3）2008年10月7日，日美科學(xué)家分享了當(dāng)年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)．他們?cè)�就特定�?duì)稱性破缺的起源給出了解釋，并預(yù)言了一些當(dāng)時(shí)還未發(fā)現(xiàn)的夸克．夸克模型把核子（質(zhì)子和中子）看做夸克的一個(gè)集合體，且每三個(gè)夸克組成一個(gè)核子．已知質(zhì)子和中子都是由上夸克u和下夸克d組成的．每種夸克都有對(duì)應(yīng)的反夸克．一個(gè)上夸克u帶有+

2

3

e的電荷，而一個(gè)下夸克d帶有-

1

3

e的電荷，因此一個(gè)質(zhì)子p可以描述為p=uud，則一個(gè)中子n可以描述為n=

 

．一個(gè)反上夸克

.

u

帶有-

2

3

e的電荷，一個(gè)反下夸克

.

d

帶有+

1

3

e的電荷，則一個(gè)反質(zhì)子p可描述為

.

p

=

 

．

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C．（選修模塊3-5）
（1）一個(gè)質(zhì)量為m₁的鈹（

7 4

Be）原子核，從核外俘獲一個(gè)質(zhì)量為m₂的電子后發(fā)生衰變，生成一個(gè)質(zhì)量為m₃的鋰（

7 3

Li）原子核，并放出一個(gè)質(zhì)量可以忽略不計(jì)的中微子．這就是鈹核的EC衰變，這種核反應(yīng)方程為：

 

．真空中光速為c，一個(gè)鈹原子的EC衰變過(guò)程中釋放的核能為

 

（2）研究光電效應(yīng)時(shí)，用不同頻率的紫外線照射金屬鋅，得到光電子最大初動(dòng)能E_k隨入射光頻率變化的E_k--υ圖象，應(yīng)是下列如圖1四個(gè)圖中的

 

（3）如圖2，質(zhì)量為500g的銅塊靜止于光滑水平面上，一顆質(zhì)量為50g的子彈以300m/s的水平速度撞到銅塊后，又以100m/s的水平速度彈回，則銅塊被撞后的速度為多大？

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C．（選修模塊 3 一 5 ）  
（ l ）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)用同一實(shí)驗(yàn)裝置（如圖 l ）在甲、乙、丙三種光的照射下得到了三條電流表與電壓表讀數(shù)之間的關(guān)系曲線，如圖（ 2 ）所示．則
（ A ）乙光的頻率小于甲光的頻率 （ B ）甲光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng) （ C ）丙光的光子能量小于甲光的光子能量 （ D ）乙光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于丙光的光電子最大初動(dòng)能
（ 2 ）用光照射某金屬，使它發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，若增加該入射光的強(qiáng)度，則單位時(shí)間內(nèi)從鋁板表面逸出的光電子數(shù)

 

，從表面逸出的光電子的最大動(dòng)量大小

 

（選填“增加”、“減小”或“不變，'）
（ 3 ）用加速后動(dòng)能為Ek0的質(zhì)子：

1 1

H轟擊靜止的原子核 x，生成兩個(gè)動(dòng)能均為Ek的

4 2

He核，并釋放出一個(gè)頻率為 v 的γ光子．寫出上述核反應(yīng)方程并計(jì)算核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損．（光在真空中傳播速度為 c ）

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C．（選修模塊 3 一 5 ） 
（ 1 ）下列說(shuō)法中正確的是

 

A．太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)源于重核裂變
B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的 
C．X 射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出來(lái)的
D．比結(jié)合能越大表示原子核中核子結(jié)合得越松散，原子核越不穩(wěn)定
（ 2 ）用能量為 15eV 的光子照到某種金屬上，能發(fā)生光電效應(yīng)，測(cè)得其光電子的最大初動(dòng)能為 12.45eV，則該金屬的逸出功為

 

 eV．氫原子的能級(jí)如圖所示，現(xiàn)有一群處于 n=3 能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷，在輻射出的各種頻率的光子中，能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的頻率共有

 

 種．
（ 3 ） 2011 年 3 月 11 日，日本發(fā)生 9.0級(jí)地震后爆發(fā)海嘯，導(dǎo)致福島核電站核泄漏，核安全問(wèn)題引起世界關(guān)注．福島核電站屬于輕水反應(yīng)堆，即反應(yīng)堆使用普通水作為減速劑，使快中子減速變成慢中子，便于被

235 92

U俘獲，發(fā)生可控制核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)． 
（ a ）若鈾核

235 92

U俘獲一個(gè)慢中子，發(fā)生核裂變后產(chǎn)生了

139 54

Xe 和

94 38

Sr，試寫出核裂變方程． 
（ b ）若快中子的減速過(guò)程可視為快中子與普通水中

1 1

H核發(fā)生對(duì)心正碰后減速．上述碰撞過(guò)程可簡(jiǎn)化為彈性碰撞，現(xiàn)假定某次碰撞前快中子速率為 v₀，靶核

1 1

H核靜止．試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，此次碰撞后中子的速度變?yōu)槎嗌�？（已知�(dú)浜速|(zhì)量和中子質(zhì)量近似相等）．

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1．C由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知A、B錯(cuò)，由于鎳63放出電子，故帶正電，電勢(shì)比銅片電勢(shì)高，C正確，電流方向從銅片到鎳，D錯(cuò)

2．C

3．A由可知，A正確

4．B將分子粗略地看成一個(gè)小立體，則個(gè)

5．D照射到a、b、c上三種光的頻率關(guān)系，為，由光電效應(yīng)的規(guī)律可知板b有電子射出，板c一定有光電子放出，正確答案為D

6．A航天飛機(jī)的運(yùn)行周期

    設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t航天飛機(jī)又通過(guò)建筑物上方，則

    ，所以

7．A沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低，，B錯(cuò)；E、F兩點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，且，A正確

    由等量異種電荷的等勢(shì)面特點(diǎn)可知．，C錯(cuò)，D錯(cuò)

8．C①F＝kA②

    由①②可知，C正確．

9．C先根據(jù)題意畫出電子所走的弧，因?yàn)榛∩先我庖稽c(diǎn)的速度方向必然與該點(diǎn)所在的半徑垂直，故可以過(guò)A點(diǎn)做與方向（即AB方向）垂直的直線，此即為帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑方向．同理過(guò)C點(diǎn)作垂直于BC的直線，也為該點(diǎn)的半徑方向，兩半徑相交點(diǎn)即為帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心．如答圖1所示．由圖示情況可以看出

答圖1

    當(dāng)時(shí)電子剛好不能從BC邊射出．

    要使電子可以從BC邊射出，必滿足r＞，而r＝，

    ∴B＜時(shí)，電子可以從BC邊射出

10．D11．（1）大于（2）軌道末端出口水平（3）P、、為落地的平均位置，F一步中的應(yīng)為-2r，

12．（1）1.000

 （2）①略

    ②A．將滑動(dòng)變阻器調(diào)至輸出電壓為零的位置，再合上．

    B．將扳向2，調(diào)滑動(dòng)變阻器使電流表指針在某一電流刻度，并記下該位置．

    C．使阻值最大后，將扳向1，調(diào)電阻箱，使電流表指針回到所記的位置，記下電阻箱阻值．

    D．被測(cè)電阻＝．

13．偵察衛(wèi)星環(huán)繞地球一周，通過(guò)有日照的赤道一次，在衛(wèi)星一個(gè)周期時(shí)間（設(shè)為）地球自轉(zhuǎn)的角度為q ，只要q 角所對(duì)應(yīng)的赤道弧長(zhǎng)能被拍攝下來(lái)，則一天時(shí)間內(nèi)，地面上赤道處全部在有日照條件下就能被拍攝下來(lái)．設(shè)偵察衛(wèi)量的周期為，地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力為衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，衛(wèi)星的軌道半徑r＝R＋h，根據(jù)牛頓第二定律，則

    在地球表面的物體重力近似等于地球的萬(wàn)有引力，即mg＝

    解得偵察衛(wèi)星的周期為

    已知地球自轉(zhuǎn)周期為T，則衛(wèi)星繞行一周，地球自轉(zhuǎn)的角度為q ＝2p?

    攝像機(jī)應(yīng)拍攝赤道圓周的弧長(zhǎng)為q 角所對(duì)應(yīng)的圓周弧長(zhǎng)應(yīng)為

14．當(dāng)開關(guān)S在位置1時(shí)，粒子在電容器中做類平拋運(yùn)動(dòng)，即水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有

    l＝vt，

    得

    則帶電粒子的初速度

    （m/s）

    當(dāng)S接到2位置時(shí)，電容器內(nèi)形成按余弦規(guī)律變化的振蕩電場(chǎng)，周期為

    ．

    接到位置2時(shí)，電容器內(nèi)電場(chǎng)仍豎直向上，設(shè)粒子在第一個(gè)內(nèi)加速向下運(yùn)動(dòng)，在第二個(gè)內(nèi)減速向下運(yùn)動(dòng)，在半個(gè)周期結(jié)束時(shí)，粒子的速度為零，平均加速度＜a，運(yùn)動(dòng)時(shí)間＜t，故粒子半個(gè)周期內(nèi)豎直方向位移，粒子不會(huì)打到下極板上．

    在第三個(gè)內(nèi)，粒子加速向上運(yùn)動(dòng)，在第四個(gè)內(nèi)減速向上運(yùn)動(dòng)，在后半個(gè)周期結(jié)束時(shí)，粒子的速度為零．從對(duì)稱性角度考慮，經(jīng)過(guò)一個(gè)周期，粒子又回到兩板中央，豎直方向速度為零．

    不論電容器內(nèi)電場(chǎng)如何作用周期性的變化，粒子在水平方向不受電場(chǎng)力的作用，水平速度不變，所以粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間仍為2×s，在這一時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)做周期性變化的次數(shù)

    ．

    所以當(dāng)粒子離開電容器時(shí)，豎直速度為零，水平速度不變，仍為v＝1.0×m/s，從兩板中央飛出．

    所以粒子能飛出電容器，從兩板中央水平飛出，v＝1.00×m/s．

15．（1）滑塊速度向右，根據(jù)勻速運(yùn)動(dòng)條件

    ①

    可知E的方向必水平向右．

    由返回速度向左且作勻速運(yùn)動(dòng)可知

    ＝mg ②

    而題中有： ③

    ②③聯(lián)立得知，即＝2mg，代入①式

    所以E＝m （mg＋2mg）/q＝3m mg/q

    （2）設(shè)往返總時(shí)間為T有：

    即：，代入②式可得

    （3）返回時(shí)不受摩擦力，所以全過(guò)程摩擦力做功

    W＝-fL＝-m （mg＋）L＝-3m mgL

16．用答圖2示平面內(nèi)的光線進(jìn)行分析，并只討論從右側(cè)觀察的情形，如圖所示，由亮點(diǎn)發(fā)出的任一光線CP線經(jīng)過(guò)兩次折射而從液面射出．由折射定律，按圖上標(biāo)記的各相關(guān)角度．有sina ＝nsinb  ①

    sing ＝（1/n）sind ②

    其中d ≤p /2g ＝（p /2）-（b ＋j ） ③

答圖2

    注意到，若液體內(nèi)光線入射到液面上時(shí)發(fā)生全反射，就沒(méi)有從液面射出的折射光線．全反射臨界角滿足條件sin＝1/n

    可知光線CP經(jīng)折射后能從液面射出從而可被觀察到的條件為g ＜④

    或sing ＜1/n⑤

    現(xiàn)在計(jì)算sing ．利用③式可得

    sing ＝cos（b ＋j ）＝cosb cosj -sinb sinj

    由①式可得cosb ＝

    因此，nsing ＝cosj -nsinb sinj 又由①式nsing＝cosj  -sina sinj  ⑥

    由圖及①、②式，或由⑥式均可看出a 越大則g 越小，因此，如果與a 值最大的光線相應(yīng)的g 設(shè)為，若＞，則任何光線都不能射出液面．反之，只要＜，這部分光線就能射出液面，從液面上方可以觀察到亮點(diǎn)．由此極端情況即可求出本題要求的條件．

    自C點(diǎn)發(fā)出的a 值最大的光線是極靠近CD的光線，它被DB面折射后進(jìn)入液體，由⑥式可知與之相應(yīng)的

    a ＝（p /2）-j

    nsin＝cosj  -cosj sinj

    能觀察到亮點(diǎn)的條件為nsin＜1

    即cosj -cosj sinj ＜1

    上式可寫成cosj ＜1＋cosj sinj

    取平方

    化簡(jiǎn)

    故

    開方并化簡(jiǎn)可得

    這就是在液面上方從側(cè)面適當(dāng)?shù)姆较蚰芸吹搅咙c(diǎn)時(shí)n與j 之間應(yīng)滿足的條件．

17．（1）激光器的功率為＝NE①

    已知激光對(duì)物體表面的壓力為F＝2N?p②

    由光壓的定義 ③

    聯(lián)立以上各式得④

    （2）太陽(yáng)光對(duì)薄膜產(chǎn)生的光壓

     ⑤

    探測(cè)器受到的總光壓力

    F＝I?S⑥

    以探測(cè)器為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律F＝m?a ⑦

    ^∴⑧

18．（1）由豎直上拋運(yùn)動(dòng)得炮彈被射出時(shí)的初速度①

    （2）由動(dòng)量守恒定律得： ②

    帶電物體在洛侖茲力作用下的直線運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)，假設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向上，根據(jù)受力有：③

    ④

    聯(lián)立②③④得：

    兩物體勻速運(yùn)動(dòng)的速度

    ∴40m/s ⑤

    50m/s ⑥

    所加電場(chǎng)為

    _⑦

    因?yàn)?i>E為正，所以場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向上

    （3）由動(dòng)能定理得：爆炸對(duì)兩物體做的功

    _⑧

    _⑨

    （4）由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得落地時(shí)間：

    ⑩

    兩物體的水平位移

    ＝＝40×4m＝160m

    ＝＝50×4m＝200m

    兩物體落地點(diǎn)間的距離

    Ds＝＋＋L＝360＋20＝380m