（選修模塊3-5）
（1）下列說法正確的是

BC

BC

．
A．康普頓效應和電子的衍射現(xiàn)象說明粒子的波動性
B．α粒子散射實驗可以用來估算原子核半徑
C．核子結(jié)合成原子核時一定有質(zhì)量虧損，釋放出能量
D．氫原子輻射出一個光子后能量減小，核外電子的運動加速度減小
（2）2009年諾貝爾物理學獎得主威拉德?博伊爾和喬治?史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件（CCD）圖象傳感器．他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應原理．如圖所示電路可研究光電效應規(guī)律．圖中標有A和K的為光電管，其中A為陰極，K為陽極．理想電流計可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓．現(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極A，電流計中有示數(shù)，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數(shù)逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀出此時電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，以下判斷正確的是

AC

AC

A．光電管陰極材料的逸出功為4.5eV
B．若增大入射光的強度，電流計的讀數(shù)不為零
C．若用光子能量為12eV的光照射陰極A，光電子的最大初動能一定變大
D．若用光子能量為9.5eV的光照射陰極A，同時把滑片P向左移動少許，電流計的讀數(shù)一定不為零
（3）靜止的鐳核

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Ra發(fā)生α衰變，釋放出的α粒子的動能為E₀，假設衰變時能量全部以動能形式釋放出來，求衰變后新核的動能和衰變過程中總的質(zhì)量虧損．

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2009年諾貝爾物理學獎得主威拉德?博伊爾和喬治?史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件（CCD）圖象傳感器．他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應原理．如圖所示電路可研究光電效應規(guī)律．圖中標有A和K的為光電管，其中A為陰極，K為陽級．理想電流計可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓．現(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極A，電流計中有示數(shù)，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數(shù)逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀出此時電壓有的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，以下判斷正確的是（　�。�

A、光電管陰極材料的逸出功為4.5eV

B、若增大入射光的強度，電流計的讀數(shù)不為零

C、若用光子能量為12eV的光照射陰極A，光電子的最大初動能一定變大

D、若用光子能量為9.5eV的光照射陰極A，同時把滑片P向左移動少許，電流計的讀數(shù)一定不為零

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（1）利用單擺驗證小球平拋運動規(guī)律，設計方案如圖a所示，在懸點O正下方有水平放置的熾熱的電熱線P，當懸線擺至電熱絲處時能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長為L，懸點到木板的距離OO′=h（h＞L）．

①將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點，O′C=s，則小球做平拋運動的初速度為v₀=

 

．
②在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時懸線與豎直方向的夾角θ，小球落點與O'點的水平距離s將隨之改變，經(jīng)多次實驗，以s²為縱坐標、cosθ為橫坐標，得到如圖b所示圖象．則當θ=30°時，s為

 

m；若懸線長L=1.0m，懸點到木板間的距離OO′為

 

m．
（2）某學校實驗室新進了一批低電阻的電磁螺線管．已知螺線管使用的金屬絲電阻率ρ=1.7×10^-8Ω?m．課外活動小組的同學設計了一個試驗來測算螺線管使用的金屬絲長度．他們選擇了多用電表、電流表、電壓表、開關(guān)、滑動變阻器、螺旋測微器（千分尺）、導線和學生電源等．
①他們使用多用電表粗測金屬絲的電阻，操作過程分以下三個步驟：（請?zhí)顚懙贗I步操作）
Ⅱ．

 

；
Ⅲ．把紅黑表筆分別與螺線管金屬絲的兩端相接，多用表的示數(shù)如圖c所示．
②根據(jù)多用電表示數(shù)，為了減少實驗誤差，并在實驗中獲得較大的電壓調(diào)節(jié)范圍，應從圖d的A、B、C、D四個電路中選擇

 

電路來測量金屬絲電阻；
③他們使用千分尺測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖e所示，金屬絲的直徑為

 

mm；
④根據(jù)多用電表測得的金屬絲電阻值，可估算出繞制這個螺線管所用金屬絲的長度約為

 

m．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
⑤用電流表和電壓表測量金屬絲的電阻時，由于電壓表、電流表內(nèi)阻的影響，不論使用電流表內(nèi)接法還是電流表外接法，都會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差．按如圖f所示的電路進行測量，可以消除由于電表內(nèi)阻造成的系統(tǒng)誤差．利用該電路進行實驗的主要操作步驟是：
第一步：先將R₂的滑動頭調(diào)到最左端，單刀雙擲開關(guān)S₂向1閉合，閉合開關(guān)S₁，調(diào)節(jié)滑動變阻器R₁和R₂，使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些（在不超過量程的情況下），讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U₁、I₁．
第二步：保持兩滑動變阻器滑動頭位置不變，將單刀雙擲開頭S₂向2閉合，讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)U₂、I₂．
請寫出由以上記錄數(shù)據(jù)計算被測電阻R_x的表達式R_x=

 

．

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（1）2009年諾貝爾物理學獎得主威拉德?博伊爾和喬治?史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件（CCD）圖象傳感器．他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應原理．如圖所示電路可研究光電效應規(guī)律．圖中標有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽級．理想電流計可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓．現(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極K，電流計中有示數(shù)，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數(shù)逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀出此時電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，光電管陰極材料的逸出功為

4.5eV

4.5eV

，若增大入射光的強度，電流計的讀數(shù)

為零

為零

（填“為零”或“不為零”）．
（2）2010年2月，溫哥華冬奧會上，我國代表團憑借申雪/趙宏博在花樣滑冰雙人滑比賽中的完美表現(xiàn)，獲得本屆冬奧會上的第一塊金牌，這也是中國隊在花樣滑冰賽場上獲得的首枚奧運會金牌．若質(zhì)量為m₁=79kg的趙宏博抱著質(zhì)量為m₂=44kg的申雪以v₀=10m/s的速度沿水平冰面做直線運動，某時刻趙宏博突然將申雪向前水平推出，推出后兩人仍在原直線上運動，經(jīng)時間t=2.0s后兩人相距s=4.0m，冰面的摩擦可忽略不計．求：
（i）兩人分離時的速度大小分別為多少；
（ii）趙宏博將申雪推出時受到申雪的沖量大小和方向．

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1.B.提示：將圓環(huán)轉(zhuǎn)換為并聯(lián)電源模型，如圖

2.CD     3.AD

4.Q=IΔt=或Q=

5.（1）3.2×10^-2 N （2）1.28×10^-2 J

提示：將電路轉(zhuǎn)換為直流電路模型如圖.

6.（1）電壓表  理由略 （2）F=1.6 N （3）Q=0.25 C

7.（1）如圖所示，當EF從距BD端s處由靜止開始滑至BD的過程中，受力情況如圖所示.安培力：F_安=BIl=B

根據(jù)牛頓第二定律：a=                                                            ①

所以，EF由靜止開始做加速度減小的變加速運動.當a=0時速度達到最大值v_m.

由①式中a=0有：Mgsinθ-B²l²v_m/R=0                                                                 ②

v_m=

（2）由恒力F推至距BD端s處，棒先減速至零，然后從靜止下滑，在滑回BD之前已達最大速度v_m開始勻速.

設EF棒由BD從靜止出發(fā)到再返回BD過程中，轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為ΔE.根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律：

Fs-ΔE=Mv_m²                                                                                                                                                                                                           ③

ΔE=Fs-M（）²                                                                                                                                                                   ④

8.（1）每半根導體棒產(chǎn)生的感應電動勢為

E₁=Bl=Bl²ω=×０.4×10³×（0.5）² V=50 V.

（2）兩根棒一起轉(zhuǎn)動時，每半根棒中產(chǎn)生的感應電動勢大小相同、方向相同（從邊緣指向中心），相當于四個電動勢和內(nèi)阻相同的電池并聯(lián)，得總的電動勢和內(nèi)電阻

為E=E₁=50 V，r=R₀=0.1 Ω

當電鍵S斷開時，外電路開路，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)等于電源電動勢，為50 V.

當電鍵S′接通時，全電路總電阻為

R′=r+R=（0.1+3.9）Ω=4Ω.

由全電路歐姆定律得電流強度（即電流表示數(shù)）為

I= A=12.5 A.

此時電壓表示數(shù)即路端電壓為

U=E-Ir=50-12.5×0.1 V=48.75 V（電壓表示數(shù)）

或U=IR=12.5×3.9 V=48.75 V