16．（12分）同學(xué)們想測(cè)量由兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r。⑴第一小組的同學(xué)用電壓表、電阻箱、開(kāi)關(guān)、若干導(dǎo)線和待測(cè)電池組連成電路，如圖甲所示。電路中用到的器材均完好無(wú)損。①檢查電路時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)在開(kāi)關(guān)閉合前電壓表示數(shù)不為零，這是由于導(dǎo)線_____（填寫(xiě)表示導(dǎo)線的字母）連接錯(cuò)誤造成的。改正錯(cuò)誤連接后再次閉合開(kāi)關(guān)，他們發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)，但改變電阻箱連入電路的阻值時(shí)，電壓表示數(shù)保持不變，原因可能是（寫(xiě)出一條即可）___________________________________________。          ②排除故障后，他順利完成實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)畫(huà)出圖乙所示的-圖線，其中U為電壓表示數(shù)，R為電阻箱連入電路的阻值。由圖知：電池組的電動(dòng)勢(shì)E=        ，內(nèi)阻r=         。         ⑵第二小組的同學(xué)用一塊檢查完好的靈敏電流計(jì)（滿偏電流Ig已知，內(nèi)阻Rg未知）、電阻箱、開(kāi)關(guān)、若干導(dǎo)線和待測(cè)電池組連成電路，如圖丙所示。閉合開(kāi)關(guān)后，調(diào)節(jié)電阻箱阻值為R1時(shí)靈敏電流計(jì)指針達(dá)到滿偏，調(diào)節(jié)電阻箱阻值為R2時(shí)靈敏電流計(jì)指針達(dá)到半偏。請(qǐng)你通過(guò)推導(dǎo)說(shuō)明，在這種測(cè)量方法中由于靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻Rg未知是否會(huì)對(duì)電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的測(cè)量造成系統(tǒng)誤差。   
17．（8分）均勻?qū)Ь€制成的單匝正方形閉合線框abcd，每邊長(zhǎng)為L，總電阻為R。將其置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方h處，如圖所示。線框由靜止開(kāi)始自由下落，并能勻速進(jìn)入磁場(chǎng)。在此過(guò)程中線框平面保持在豎直平面內(nèi)，且bc邊始終與水平的磁場(chǎng)邊界面平行。重力加速度為g。在線框進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，求：⑴ 線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小E；⑵ bc兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Ubc；⑶ 閉合線框的質(zhì)量m。         18．（8分）我們可以從宏觀與微觀兩個(gè)角度來(lái)研究熱現(xiàn)象。一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)過(guò)狀態(tài)B變?yōu)闋顟B(tài)C，其中A→B過(guò)程為等壓變化，B→C過(guò)程為等容變化。已知VA=0.3m3，TA=300K，TB=400K，TC=300K。⑴ 請(qǐng)你求出氣體在狀態(tài)B時(shí)的體積VB。⑵ 氣體分別處于狀態(tài)A和狀態(tài)B時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分布情況如圖所示，其中對(duì)應(yīng)狀態(tài)B的是曲線        （選填“①”或“②”）。⑶ 請(qǐng)你說(shuō)明B→C過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)變化的微觀原因。⑷ 設(shè)A→B過(guò)程氣體吸收熱量為Q1，B→C過(guò)程氣體放出熱量為Q2，請(qǐng)你比較Q1、Q2的大小并說(shuō)明依據(jù)。        
19．（12分）如圖甲所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上端固定，下端連接質(zhì)量為m的小物塊。以小物塊的平衡位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以豎直向下為正方向建立坐標(biāo)軸Ox?，F(xiàn)將小物塊向上托起，使彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)將小物塊由靜止釋放，小物塊在豎直方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且彈簧始終在彈性限度內(nèi)。（1）以小物塊經(jīng)過(guò)平衡位置向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程為例，通過(guò)推導(dǎo)說(shuō)明小物塊的運(yùn)動(dòng)是否為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。（2）求小物塊由最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中，重力勢(shì)能的變化量ΔEP1、彈簧彈性勢(shì)能的變化量ΔEP2。（3）在圖乙中畫(huà)出由最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中，小物塊的加速度a隨x變化的圖象，并利用此圖象求出小物塊向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度。         
20．（12分）在研究原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)，需要用能量很高的粒子去轟擊原子核。粒子加速器 可以用人工方法使帶電粒子獲得很大速度和能量。圖甲是回旋加速器的結(jié)構(gòu)示意圖，D1和D2是兩個(gè)中空的半徑為R的半圓型金屬盒，兩盒之間留有間距為d的窄縫，它們之間有一定的電勢(shì)差。兩個(gè)金屬盒處于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。D1盒的中央A處的粒子源可以產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子。粒子在兩盒之間被電場(chǎng)加速，之后進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)若干次加速后，將粒子從金屬盒邊緣引出。設(shè)粒子在交變電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)電壓大小為U，不考慮粒子離開(kāi)A處時(shí)的速度、粒子重力、粒子間的相互作用及相對(duì)論效應(yīng)。⑴ 求粒子被引出時(shí)的動(dòng)能Ek；⑵ 求粒子被電場(chǎng)加速的次數(shù)n；⑶ 隨著粒子在電場(chǎng)中的不斷加速，粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)速率一次比一次增大，然而粒子每次在金屬盒中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間卻相同，粒子在交變電場(chǎng)中加速的總時(shí)間也可以忽略。已知10 MeV 以上的回旋加速器中磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)量級(jí)為1T，金屬盒的直徑在1m 以上，窄縫之間距離約為0.1cm。請(qǐng)你結(jié)合上述參數(shù)，通過(guò)推導(dǎo)和估算加以分析。                   參考答案1234567891011121314BACBBDADDADBCD 15．（6分）⑴ AC⑵ m1·OP⑶如果槽末端保持水平，小球離開(kāi)槽末端后做平拋運(yùn)動(dòng)，在空中的飛行時(shí)間相等，可以用水平位移替代小球在碰撞前后的速度。 16．（12分）⑴① c   導(dǎo)線a或導(dǎo)線d與其他元件連接時(shí)接觸不好導(dǎo)致斷路②    ⑵根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，，聯(lián)立解得   ，。由此可知利用這種方法測(cè)量電動(dòng)勢(shì)E時(shí)不存在系統(tǒng)誤差，測(cè)量內(nèi)阻r時(shí)存在系統(tǒng)誤差。 17．(8分)⑴ 線框進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，線框速度   線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)   E=BLv=BL⑵ 此過(guò)程中線框中電流      I= bc兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 ⑶ 線框勻速進(jìn)入磁場(chǎng)  解得線框的質(zhì)量 （其他方法正確同樣給分） 
18．（8分）⑴ A→B過(guò)程為等壓變化，由蓋—呂薩克定律有  代入數(shù)據(jù)，解得 VB=0.4m3          ⑵ ②⑶ 氣體的壓強(qiáng)與氣體分子的平均動(dòng)能、氣體分子的密集程度有關(guān)。B→C過(guò)程為等容變化，氣體體積不變，氣體分子的密集程度不變。氣體的溫度降低，氣體分子的平均動(dòng)能變小，因此氣體的壓強(qiáng)變小。⑷ Q1大于Q2一定質(zhì)量理想氣體的內(nèi)能只與溫度有關(guān)。A→B過(guò)程：氣體溫度升高，內(nèi)能增大ΔE1。氣體體積增大，氣體對(duì)外做功W1。由熱力學(xué)第一定律可知,氣體吸收熱量B→C過(guò)程：氣體溫度降低，內(nèi)能減少ΔE2。氣體體積不變，既沒(méi)有氣體對(duì)外做功，也沒(méi)有外界對(duì)氣體做功，W2=0。由熱力學(xué)第一定律可知,氣體放出熱量。由題知TA=TC，，因此Q1大于Q2。（其他方法正確同樣給分） 
19．（12分）⑴ 設(shè)小物塊位于平衡位置時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為x0，有  小物塊運(yùn)動(dòng)到平衡位置下方x處，受力如答圖1所示此時(shí)彈簧彈力大小小物塊所受合力          即小物塊所受合力與其偏離平衡位置的位移大小成正比，方向相反，說(shuō)明小物塊的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。⑵ 根據(jù)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，小物塊由最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中，下降的高度為2x0重力勢(shì)能減小，根據(jù)機(jī)械能守恒定律  彈簧彈性勢(shì)能增加， ⑶ 由最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程中，小物塊的加速度a隨x變化的圖象如答圖2所示。根據(jù)圖中圖線（x＞0或x＜0）與橫軸所圍面積得     根據(jù)，可得小物塊向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度（其他方法正確同樣給分）   
20．（12分）⑴ 粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力充當(dāng)向心力，被引出時(shí)的速度為v根據(jù)牛頓第二定律有   解得                 粒子被引出時(shí)的動(dòng)能   ⑵ 粒子在電場(chǎng)中被加速n次，根據(jù)動(dòng)能定理有    ⑶ 粒子在加速器中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以看成兩部分時(shí)間之和：在金屬盒內(nèi)旋轉(zhuǎn)圈的時(shí)間t1和通過(guò)金屬盒間隙n次所需的時(shí)間t2。粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力充當(dāng)向心力有   運(yùn)動(dòng)周期   由此可知：粒子運(yùn)動(dòng)周期與粒子速度無(wú)關(guān)，每次在金屬盒中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間 粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律     粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間與在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比 由此可知：粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間可以忽略。 （其他方法正確同樣給分）     

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