(12分)一质量m = 20kg的钢件，架在两根完全相同的、平行的长直圆柱上，如图所示．钢件的重心与两柱等距，两柱的轴线在同一水平面内，圆柱的半径r = 0.075m，钢件与圆柱间的动摩擦因数= 0.20，两圆柱各绕自己的轴线做转向相反的转动，角速度= 40rad/s。同时沿平行于柱轴方向施加推力，钢件做速度为v₀ = 4m/s的匀速运动，

（1）求钢件与长直圆柱相接触点的相对速度大小和方向（研究对象是钢件）；

（2）作出水平面内钢件的受力分析图；

（3）求出推力的大小？设钢件左右受光滑槽限制，不发生横向运动。

（分）地球绕太阳的运动可看作是轨道半径为R的匀速圆周运动，太阳源源不断地向四周辐射能量，太阳光的总辐射功率为P_S，太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的过程中，大约有30%的能量损耗。到达地面的太阳光由各种频率的光子组成，每个光子不仅具有能量，还具有动量，其能量与动量的比值为c，c为真空中的光速。（在计算时可认为每个光子的频率均相同）

（1）求射到地面的太阳光在垂直于太阳光方向的单位面积上的辐射功率P_e；

（2）辐射到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强，光子对被照射物体单位面积上所施加的压力叫做光压，假设辐射到地面的太阳光被地面全部吸收，求太阳光对地面的光压I；

（3）试证明：地球表面受到的太阳光辐射压力，和地球绕太阳做圆周运动的轨道半径R的平方成反比（P_S可认为不变）。

（分）（1）某实验小组用如图所示的装置测量弹簧的劲度系数k。当挂在弹簧下端的砝码处于静止状态时，测出弹簧受到的拉力F与对应的弹簧长度L（弹簧始终在弹性限度内），列表记录如下：

因为逐差法常用于处理自变量等间距变化的数据组，所以小组一成员用逐差法处理数据，具体如下：将表中第三列相邻的两项求差，得出弹簧伸长量ΔL= L_i - L_i-1

每个ΔL都是与相同的拉力ΔF=0.49N相对应的伸长量，求出ΔL的平均值

＝＝＝cm＝1.47cm

故该弹簧的劲度系数为k＝＝＝0.333N/cm

该成员在实验数据处理中存在的问题是：                                                 ；

请你用逐差法处理表格中的数据，尽量精确计算出弹簧的劲度系数k=         N/cm（结果保留三位有效数字）。

（2）一微安表 的刻度盘只标注了表示量程I_g =100μA的刻度线，尚未标注其他分刻度线，如图所示。请用下列全部器材测量微安表的内阻：

i、图示的待测微安表：内阻R_g约为2kΩ

ii、1块毫伏表：量程250mV，最小分度5mV，内阻约为1kΩ

iii、1个滑动变阻器R₁：0～50Ω

iv、1个滑动变阻器R₂：0～3kΩ

v、1个直流电源E：电动势E=1.5V，内阻r约为1Ω

vi、1个单刀单掷开关S，导线若干

①在方框内画出测量微安表的内阻R_g的实验电路原理图（原理图中的元件要用相应的英文字母标注）。

②下面是主要的实验操作步骤，将所缺的内容填写在横线上方：

第一步：断开S，按电路原理图连接器材，将两个滑动变阻器 R₁、R₂的触头分别置于合理的位置；

第二步：闭合S，分别调节R₁和R₂至适当位置，                                            

③用已知量和测得量的符号表示微安表的内阻R_g=               

（全国卷1）Ⅰ.（6分）如图所示，两个质量各为m₁和m₂的小物块A和B，分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端，已知m₁＞m₂，现要利用此装置验证机械能守恒定律。

（1）若选定物块A从静止开始下落的过程中进行测量，则需要测量的物理量有_________。

①物块的质量m₁、m₂；

②物块A下落的距离及下落这段距离所用的时间；

③物块B下落的距离及下落这段距离所用的时间；

④绳子的长度。

（2）为提高实验结果的准确程度，某小组同学对此实验提出以下建议：

①绳的质量要轻；

②在“轻质绳”的前提下，绳子越长越好；

③尽量保证物块只沿竖直方向运动，不要摇晃；

④两个物块的质量之差要尽可能小。

以上建议中确实对提高准确程度有作用的是_________。

（3）写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议：______________________________________________________________________________。

(18分)1897年汤姆逊发现电子后，许多科学家为测量电子的电荷量做了大量的探索。1907-1916年密立根用带电油滴进行实验，发现油滴所带的电荷量是某一数值的整数倍，于是称这数值为基本电荷。

       如图所示，完全相同的两块金属板正对着水平放置，板间距离为。当质量为的微小带电油滴在两板间运动时，所受空气阻力的大小与速度大小成正比。两板间不加电压时，可以观察到油滴竖直向下做匀速运动，通过某一段距离所用时间为；当两板间加电压(上极板的电势高)时，可以观察到同一油滴竖直向上做匀速运动，且在时间内运动的距离与在时间内运动的距离相等。忽略空气浮力。重力加速度为。

（1）判断上述油滴的电性，要求说明理由；

（2）求上述油滴所带的电荷量；

（3）在极板间照射X射线可以改变油滴的带电量。再采用上述方法测量油滴的电荷量。如此重复操作，测量出油滴的电荷量如下表所示。如果存在基本电荷，请根据现有数据求出基本电荷的电荷量(保留到小数点后两位)。