15. (15分)如图所示，半径为R、圆心为O的大圆环固定在竖直平面内，两个轻质小圆环套在大圆环上．一根轻质长绳穿过两个小圆环，它的两端都系上质量为m的重物，忽略小圆环的大小。

(1)将两个小圆环固定在大圆环竖直对称轴的两侧θ=30°的位置上(如图)．在-两个小圆环间绳子的中点C处，挂上一个质量M=m的重物，使两个小圆环间的绳子水平，然后无初速释放重物M．设绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略，求重物M下降的最大距离．

(2)若不挂重物M．小圆环可以在大圆环上自由移动，且绳子与大、小圆环间及大、小圆环之间的摩擦均可以忽略，问两个小圆环分别在哪些位置时，系统可处于平衡状态?　

14．(14分)如图所示的电路中，电源电动势E=6.00V，其内阻可忽略不计．电阻的阻值分别为R₁=2.4kΩ、R₂=4.8kΩ，电容器的电容C=4.7μF．闭合开关S，待电流稳定后，用电压表测R₁两端的电压，其稳定值为1.50V．

(1)该电压表的内阻为多大?

(2)由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多少?

13．(14分)如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80×10⁴V的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断．

(1)熔丝的熔断电流是多大?

(2)当副线圈电路中电流为10mA时．变压器的输入功率是多大?

12. (12分)某同学对黑箱(见图1)中一个电学元件的伏安特性进行研究．通过正确测量，他发现该元件两端的电压U_ab(U_ab=U_a-U_b)与流过它的电流I之间的变化关系有如下规律

　 ①当-15V<U_ab<0V时，I近为零．②当U_ab≥0时，U_ab和I的实验数据见下表：

(1)在图2中画出U_ab≥0时该元件的伏安特性曲线．(可用铅笔作图)

(2)根据上述实验事实．该元件具有的特性是______________________

(3)若将此黑箱接入图3电路中，并在该电路的cd两端输入如图4(甲)所示的方波电压

信号u_cd,请在图4(乙)中定性画出负载电阻R_L上的电压信号u_ef的波形．

11．(8分) (1)某实验中需要测量一根钢丝的直径(约0.5mm)．为了得到尽可能精确的测量数据，应从实验室提供的米尺、螺旋测微器和游标卡尺(游标尺上有10个等分刻度)中，选择___________进行测量．

(2)用游标卡尺(游标尺上有50个等分刻度)测定某工件的宽度时，示数如图所示，此工件的宽度为___________mm。

10．若原子的某内层电子被电离形成空位，其它层的电子跃迁到该空位上时，会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来，此电磁辐射就是原子的特征X射线．内层空位的产生有多种机制，其中的一种称为内转换，即原子中处于激发态的核跃迁回基态时，将跃迁时释放的能量交给某一内层电子，使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子)．²¹⁴Po的原子核从某一激发态回到基态时，可将能量E₀=1.416MeV交给内层电子(如K、L、M层电子，K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层)使其电离．实验测得从²¹⁴Po原子的K,L、M层电离出的电子的动能分别为E_k=1.323MeV、E_L=1.399MeV、E_M=1.412MeV．则可能发射的特征X射线的能量为

A. 0.013MeV　　 　 B. 0.017MeV　　 　 C. 0.076MeV　　 　　 D. 0.093MeV

第二卷

9．如图所示，只含黄光和紫光的复色光束PO，沿半径方向射入空气中的玻璃半圆柱后，被分成两光束OA和OB沿如图所示方向射出．则

A. OA为黄光，OB为紫光

　 　 B. OA为紫光，OB为黄光

　 　 C. OA为黄光，OB为复色光

　 　 D. Oa为紫光，OB为复色光

8．图1中，波源S从平衡位置y=0开始振动，运动方向竖直向上(y轴的正方向)，振动周期T=0.01s，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为v=80m/s．经过一段时间后，P、Q两点开始振动,已知距离SP=1.2m、SQ=2.6m．若以Q点开始振动的时刻作为计时的零点，则在图2的振动图像中，能正确描述P、Q两点振动情况的是

　 A. 甲为Q点振动图象　 　　　　　　　　 B. 乙为Q点振动图象　

　 C. 丙为P点振动图象 　　　　　　　　 D. 丁为P点振动图象

7．雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中徽子(ve)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中徽子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯(C₂Cl₄)溶液的巨桶．电子中微子 可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为 已知核的质量为36.95658u，核的质量为36.95691u， 的质量为0.00055u，1u质量对应的能量为931.5MeV．根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为　　　

　 A. 0.82 MeV　 　　 B. 0.31 MeV　　 　 C. 1.33 MeV　　 　　 D. 0.51 MeV

6．如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外．一个矩形闭合导线框abcd，沿纸面由位置1(左)匀速运动到位置2(右)．则　　

　 　 A. 导线框进入磁场时，感应电流方向为a→b→c→d→a

　 　 B. 导线框离开磁场时，感应电流方向为a→d→c→b→a

　 　 C. 导线框离开磁场时，受到的安培力方向水平向右

　 　 D. 导线框进入磁场时．受到的安培力方向水平向左