（選修模塊3-5）
（1）下列說法正確的是

BC

BC

．
A．康普頓效應(yīng)和電子的衍射現(xiàn)象說明粒子的波動(dòng)性
B．α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以用來估算原子核半徑
C．核子結(jié)合成原子核時(shí)一定有質(zhì)量虧損，釋放出能量
D．氫原子輻射出一個(gè)光子后能量減小，核外電子的運(yùn)動(dòng)加速度減小
（2）2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德?博伊爾和喬治?史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件（CCD）圖象傳感器．他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理．如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律．圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中A為陰極，K為陽極．理想電流計(jì)可檢測(cè)通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓．現(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極A，電流計(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，以下判斷正確的是

AC

AC

A．光電管陰極材料的逸出功為4.5eV
B．若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)不為零
C．若用光子能量為12eV的光照射陰極A，光電子的最大初動(dòng)能一定變大
D．若用光子能量為9.5eV的光照射陰極A，同時(shí)把滑片P向左移動(dòng)少許，電流計(jì)的讀數(shù)一定不為零
（3）靜止的鐳核

226 88

Ra發(fā)生α衰變，釋放出的α粒子的動(dòng)能為E₀，假設(shè)衰變時(shí)能量全部以動(dòng)能形式釋放出來，求衰變后新核的動(dòng)能和衰變過程中總的質(zhì)量虧損．

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2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德?博伊爾和喬治?史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件（CCD）圖象傳感器．他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理．如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律．圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中A為陰極，K為陽級(jí)．理想電流計(jì)可檢測(cè)通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓．現(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極A，電流計(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓有的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，以下判斷正確的是（　�。�

A、光電管陰極材料的逸出功為4.5eV

B、若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)不為零

C、若用光子能量為12eV的光照射陰極A，光電子的最大初動(dòng)能一定變大

D、若用光子能量為9.5eV的光照射陰極A，同時(shí)把滑片P向左移動(dòng)少許，電流計(jì)的讀數(shù)一定不為零

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（1）利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖a所示，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱線P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長(zhǎng)為L(zhǎng)，懸點(diǎn)到木板的距離OO′=h（h＞L）．

①將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，O′C=s，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v₀=

 

．
②在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向的夾角θ，小球落點(diǎn)與O'點(diǎn)的水平距離s將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以s²為縱坐標(biāo)、cosθ為橫坐標(biāo)，得到如圖b所示圖象．則當(dāng)θ=30°時(shí)，s為

 

m；若懸線長(zhǎng)L=1.0m，懸點(diǎn)到木板間的距離OO′為

 

m．
（2）某學(xué)校實(shí)驗(yàn)室新進(jìn)了一批低電阻的電磁螺線管．已知螺線管使用的金屬絲電阻率ρ=1.7×10^-8Ω?m．課外活動(dòng)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)試驗(yàn)來測(cè)算螺線管使用的金屬絲長(zhǎng)度．他們選擇了多用電表、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、螺旋測(cè)微器（千分尺）、導(dǎo)線和學(xué)生電源等．
①他們使用多用電表粗測(cè)金屬絲的電阻，操作過程分以下三個(gè)步驟：（請(qǐng)?zhí)顚懙贗I步操作）
Ⅱ．

 

；
Ⅲ．把紅黑表筆分別與螺線管金屬絲的兩端相接，多用表的示數(shù)如圖c所示．
②根據(jù)多用電表示數(shù)，為了減少實(shí)驗(yàn)誤差，并在實(shí)驗(yàn)中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，應(yīng)從圖d的A、B、C、D四個(gè)電路中選擇

 

電路來測(cè)量金屬絲電阻；
③他們使用千分尺測(cè)量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖e所示，金屬絲的直徑為

 

mm；
④根據(jù)多用電表測(cè)得的金屬絲電阻值，可估算出繞制這個(gè)螺線管所用金屬絲的長(zhǎng)度約為

 

m．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
⑤用電流表和電壓表測(cè)量金屬絲的電阻時(shí)，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，不論使用電流表內(nèi)接法還是電流表外接法，都會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)誤差．按如圖f所示的電路進(jìn)行測(cè)量，可以消除由于電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差．利用該電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的主要操作步驟是：
第一步：先將R₂的滑動(dòng)頭調(diào)到最左端，單刀雙擲開關(guān)S₂向1閉合，閉合開關(guān)S₁，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R₁和R₂，使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些（在不超過量程的情況下），讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U₁、I₁．
第二步：保持兩滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)頭位置不變，將單刀雙擲開頭S₂向2閉合，讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U₂、I₂．
請(qǐng)寫出由以上記錄數(shù)據(jù)計(jì)算被測(cè)電阻R_x的表達(dá)式R_x=

 

．

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（1）2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德?博伊爾和喬治?史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件（CCD）圖象傳感器．他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理．如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律．圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽級(jí)．理想電流計(jì)可檢測(cè)通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓．現(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極K，電流計(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，光電管陰極材料的逸出功為

4.5eV

4.5eV

，若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)

為零

為零

（填“為零”或“不為零”）．
（2）2010年2月，溫哥華冬奧會(huì)上，我國代表團(tuán)憑借申雪/趙宏博在花樣滑冰雙人滑比賽中的完美表現(xiàn)，獲得本屆冬奧會(huì)上的第一塊金牌，這也是中國隊(duì)在花樣滑冰賽場(chǎng)上獲得的首枚奧運(yùn)會(huì)金牌．若質(zhì)量為m₁=79kg的趙宏博抱著質(zhì)量為m₂=44kg的申雪以v₀=10m/s的速度沿水平冰面做直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻趙宏博突然將申雪向前水平推出，推出后兩人仍在原直線上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí)間t=2.0s后兩人相距s=4.0m，冰面的摩擦可忽略不計(jì)．求：
（i）兩人分離時(shí)的速度大小分別為多少；
（ii）趙宏博將申雪推出時(shí)受到申雪的沖量大小和方向．

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1.B.提示：將圓環(huán)轉(zhuǎn)換為并聯(lián)電源模型，如圖

2.CD     3.AD

4.Q=IΔt=或Q=

5.（1）3.2×10^-2 N （2）1.28×10^-2 J

提示：將電路轉(zhuǎn)換為直流電路模型如圖.

6.（1）電壓表  理由略 （2）F=1.6 N （3）Q=0.25 C

7.（1）如圖所示，當(dāng)EF從距BD端s處由靜止開始滑至BD的過程中，受力情況如圖所示.安培力：F_安=BIl=B

根據(jù)牛頓第二定律：a=                                                            ①

所以，EF由靜止開始做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng).當(dāng)a=0時(shí)速度達(dá)到最大值v_m.

由①式中a=0有：Mgsinθ-B²l²v_m/R=0                                                                 ②

v_m=

（2）由恒力F推至距BD端s處，棒先減速至零，然后從靜止下滑，在滑回BD之前已達(dá)最大速度v_m開始勻速.

設(shè)EF棒由BD從靜止出發(fā)到再返回BD過程中，轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為ΔE.根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律：

Fs-ΔE=Mv_m²                                                                                                                                                                                                           ③

ΔE=Fs-M（）²                                                                                                                                                                   ④

8.（1）每半根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為

E₁=Bl=Bl²ω=×０.4×10³×（0.5）² V=50 V.

（2）兩根棒一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每半根棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小相同、方向相同（從邊緣指向中心），相當(dāng)于四個(gè)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻相同的電池并聯(lián)，得總的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻

為E=E₁=50 V，r=R₀=0.1 Ω

當(dāng)電鍵S斷開時(shí)，外電路開路，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)等于電源電動(dòng)勢(shì)，為50 V.

當(dāng)電鍵S′接通時(shí)，全電路總電阻為

R′=r+R=（0.1+3.9）Ω=4Ω.

由全電路歐姆定律得電流強(qiáng)度（即電流表示數(shù)）為

I= A=12.5 A.

此時(shí)電壓表示數(shù)即路端電壓為

U=E-Ir=50-12.5×0.1 V=48.75 V（電壓表示數(shù)）

或U=IR=12.5×3.9 V=48.75 V