15．(16分)两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面．质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数u，导轨电阻不计，回路总电阻为2R，整个装置处于磁感应强大小为B₀、方向竖直向上的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动．设运动过程中金属细杆ab,cd与导轨接触良好，重力加速度为g．求：

(1)ab杆匀速运动的速度v₁．

(2)ab杆以v₁匀速运动时，cd秆以v₂(v₂已知)匀速运动，则在cd杆向下运动h的过程中，整个回路中产生的焦耳热．

(3)若R=3cm、B=0．2T，在A点的粒子源向圆平面内的各个方向发射速度均为3×10⁵m／s、比荷为10⁸C／kg的粒子．试用阴影图画出粒子在磁场中能到达的区域，并求出该区域的面积(结果保留2位有效数字)．

 (1)有一带电粒子以的速度垂直磁场进入圆形区域，恰从B点射出．求此粒子在磁场中运动的时间．

(2)若磁场的边界是绝缘弹性边界(粒子与边界碰撞后将以原速率反弹)，某粒子沿半径方向射入磁场，经过2次碰撞后回到A点，则该粒子的速度为多大?

14.(16分)如图所示，一匀强磁场磁感应强度为B；方向向里，其边界是半径为R的圆,AB为圆的一直径.在A点有一粒子源向圆平面内的各个方向发射质量m、电量-q的粒子，粒子重力不计．

(2)当速度为5m／s时小车的加速度；

(3)小车在加速运动过程中的总位移．

13．(15分)某学校探究性学习小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的v一t图象．已知小车在0―2s内做匀加速直线运动，2s一10s内小车牵引力的功率保持不变，在10s末通过遥控关闭小车的发动机．小车质量m=lkg，整个过程中小车受到的阻力大小不变．求：

(1)小车关闭发动机继续滑行时的加速度大小及所受阻力的大小；

(2)如图所示是使用光电管的原理图。当频率为v的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过．

    ①当变阻器的滑动端P向＿＿＿＿＿＿＿＿＿滑动时(填“左”或“右”)，通过电流表的电流将会减小。

    ②当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为＿＿＿＿＿＿＿(已知电子电荷量为e)．

  ③如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将__________ (填“增加”、“减小”或“不变”)．

(3)有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B，A静止，B以速度v₀与之发生碰撞．己知：碰撞前后二者的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收，从而该原子由基态跃迁到激发态，然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子．若氢原子碰撞后发出一个光子，则速度v₀至少需要多大?已知氢原子的基态能量为E₁(E₁<0)．

(3)如图所示，为了测定水的折射率，某同学将一个高32cm，底面直径24cm的圆筒内注满水，这时从P点恰能看到筒底的A点．把水倒掉后圆筒仍放在原处，这时再从P点观察只能看到B点，B点和C点的距离为18cm．由以上数据计算得水的折射率为多少?若一束光由空气通过圆筒进人水中，则光在水中的传播速度多大(光在真空中速度为3×108m／s)．

C．(选修模块3―5)(12分)

(1)下列说法中正确的有__________。

    A．黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关

    B．普朗克为了解释光电效应的规律，提出了光子说

    C．天然放射现象的发现揭示原予核有复杂的结构

    D．卢瑟福首先发现了质子和中子

(2)如图所示为一列简谐波在t₁=0时刻的图象， 此时波中质点M的运动方向沿y轴负方向，且到t₂=0.55s质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处，该波的传播方向为________，波速为__________m／s．

  D．医院里用于检测的“彩超”的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速．这一技术应用了多普勒效应