23．(18分)

轻质细线吊着一质量为m=0.64kg、边长为L=0.8m、匝数n=10的正方形线圈abcd，线圈总电阻为R=1Ω。边长为L／2正方形磁场区域对称分布在线圈下边的两侧，如图(甲)所示。磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小随时间变化如图(乙)所示，从t=0开始经t₀时间细线开始松驰，取g=10m／s²。求：

⑴ 在0-4s内，穿过线圈abcd磁通量的变化及线圈中产生的感应电动势E；

⑵ 在前4s时间内线圈abcd的电功率；

⑶ 求t₀的值。

22．(16分)

如图所示，长为R=0.6m的不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系着质量为m₂=0.1kg的小球B，小球B刚好与水平面相接触。现使质量为m₁=0.3kg物块A以v₀=5m/s的初速度向B运动， A与水平面间的动摩擦因数μ=0.3，A、B间的初始距离x=1.5m。两物体碰撞后，A物块速度变为碰前瞬间速度的1/2，B小球能在竖直平面内做圆周运动。已知重力加速度g=10m/s²，两物体均可视为质点，试求:

⑴ 两物体碰撞前瞬间，A物块速度v₁的大小；

⑵ 两物体碰撞后瞬间，B球速度v₂的大小；

⑶ B球运动到圆周最高点时细绳受到的拉力大小。

21．(18分)

　⑴ ①在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，以下做法正确的有______。

A．选用约1m长、不易形变的细线充当摆线

B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的

C．单摆偏离平衡位置的角度不能过大，应控制在5°以内

D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆的振动周期

②某同学通过游标卡尺测定某小球的直径，测量的结果如图所示，则该小球的直径为________mm。

⑵ 硅光电池是一种可将光能转化为电能的元件。某同学利用图(甲)所示电路探究某硅光电池的路端电压U与电流I的关系。图中定值电阻R₀=2Ω，电压表、电流表均可视为理想电表。

①用“笔画线”代替导线，根据电路图，将图(乙)中的实物电路补充完整。

②实验一：用一定强度的光照射硅光电池，闭合电键S，调节可调电阻R的阻值，通过测量得到该电池的U-I曲线a(见图丙)。则由图象可知，当电流小于200 mA时，该硅光电池的电动势为________V，内阻为________ Ω。

③实验二：减小光照强度，重复实验，通过测量得到该电池的U-I曲线b(见图丙)。当可调电阻R的阻值调到某值时，若该电路的路端电压为1.5 V，由曲线b可知，此时可调电阻R的电功率约为________W。

19．模块3-5试题(12分)

　 (Ⅰ)(4分)分别用波长为和的单色光照射同一金属板，发出的光电子的最大初动能之比为1：2，以表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属板的逸出功为　　　 。

　 (Ⅱ)(8分)一个运动的粒子撞击一个静止的核，它们暂时形成一个复合核，随即复合核迅速转化成一个质子和另一个原子核。已知复合核发生转化需要能量1.19MeV。

　　　 (1)写出该过程的核反应方程；

　　　 (2)要想发生上述核反应，入射的粒子的动能至少要多大？

18．模块3-4试题(12分)

　 (Ⅰ)(6分)如图所示，在平面内有一沿轴正方向传播的简谐横波，波速为1m/s，振幅为4cm，频率为2.5Hz。在t=0时刻，P点位于其平衡位置上方最大位移处，则距P为0.2m的Q点，在0.1s时位移为　　　　　　 ，速度方向　　　　　 ，在0至0.1s时间内的路程是　　　　　 　　。

　 (Ⅱ)(6分)测量一块等腰直角三棱镜ABC的折射率，用一束激光沿平行于BC边的方向射向直角边AB，如图所示。激光束进入棱镜后射到另一直角边AC时，刚好能发生全反射，求该棱镜的折射率。

17．模块3-3试题(12分)

　 (Ⅰ)(4分)下列说法中正确的是　　　　 (填入正确选项的字母，每选错一个扣2分，最低得分0分)

　　　　 A．热机中燃气的内能不可能全部转化为机械能

B．温度低的物体分子运动的平均速率小

C．第二类永动机不可能制成，是因为它违反了能量守恒定律

D．当分子间距离增大时，分子间斥力减小，引力增大

E．相对温度100%，表明在当时的温度下，空气中的水汽已达到饱和状态

F．一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程，则气体对外界做功，气体分子的平均动能减小

　 (Ⅱ)(8分)如图所示，体积为V₀的导热性能良好的容器中充有一定质量的理想气体，室温为T₀=300K。有一光滑导热活塞C(不占体积)将容器分成A、B两室，B室的体积是A室的两倍，气缸内气体压强为大气压的两倍，右室容器中连接有一阀门K，可与大气相通。(外界大气压等于76cmHg)求：

　　　 (1)将阀门K打开后，A室的体积变成多少？

　　　 (2)打开阀门K后将容器内的气体从300K加热到540K，A室中气体压强为多少？

16．如图所示，在坐标平面的第一象限内有一沿轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场，一质量为m，带电量为+q的粒子(重力不计)经过电场中坐标为(3L，L)的P点时的速度大小为V₀。方向沿轴负方向，然后以与轴负方向成角进入磁场，最后从坐标原点O射出磁场求：

　 (1)匀强电场的场强E的大小；

　 (2)匀强磁场的磁感应强度B的大小；

　 (3)粒子从P点运动到原点O所用的时间。

15．一个质量为4kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ=0.1。从t=0开始，物体受到一个水平力F作用。力F随时间的变化规律如图所示。求4秒内物体的位移大小和力F对物体所做的功。(g取10m/s²)

14．在实验室，小叶同学想测出某种金属材料的电阻率。

　 (1)由于不知是何种材料，也不知其大约阻值，于是，他用多用电表先粗测该材料一段样品的电阻R_X，经正确操作后，用“×100”挡时发现指针偏转情况如图所示，则他应该换用　　 挡(填“×10”或“×1k”)重新测量。换挡后，在测量前先要　　　　　　　 。

　 (2)要测出(1)中所给圆柱金属样品的电阻率，必须精确测出该段样品的阻值。除了导线和开关外，实验室还备有以下器材可供选用：

　　　　 电流表A₁，量程1A，内阻约0.5Ω

　　　　 电压表V₁，量程6V，内阻等于20kΩ

　　　　 电压表V₂，量程10V，内阻约为30kΩ

　　　　 滑动变阻器R₁，0-20Ω，额定电流2A

　　　　 滑动变阻器R₂，0-2000Ω，额定电流1mA

　　　　 电源E(电动势为12V，内阻约2Ω)请选择合适的器材，设计出便于精确测量的电路图画在方框中(图中要注明各电表的代号)。其中滑动变阻器应选　　　 (填代号)。

　 (3)若选用其中一组电表的数据，设该段圆柱形材料的长为L，直径为d，由以上实验得出这种材料电阻率的表达式为　　　　　 ，式中符号的含义为　　　　　　 。

13．如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。

　 (1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持　　　　　　　　　 不变。平衡摩擦力后，用钩码所受的重力作为小车所受的合外力F，用DIS测小车的加速度a。

　 (2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示)。此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是　　　　　　　　　 (　　 )

　　　　 A．小车与轨道之间存在摩擦

　　　 　　 B．导轨保持了水平状态

C．所挂钩码的总质量太大

D．所用小车的质量太大