4．在如图甲所示的电路中，电磁铁D在通电时能将衔铁S吸起使电灯电路断开．图乙电路能实现与图甲相同的功能．则图乙中虚线框内的门电路是　　

A．或门　　 　　B．与门　　 　　C．与非门　　 　　D．或非门

3．卫星甲、乙、丙在如图所示的三个椭圆轨道上绕地球运行，卫星甲与卫星乙的运行轨道在P点相切．不计大气阻力．以下说法正确的是　

A．卫星甲运行时的周期最大

B．卫星乙运行时的机械能最大

C．卫星丙的加速度始终大于卫星乙的加速度

D．卫星甲、乙分别经过P点时的速度相等

2．如图所示的电路中，电源内阻不计，L为直流电阻不计的理想线圈，D₁、D₂、D₃为三个完全相同的小灯泡．电键S闭合时D₁、D₂、D₃均发光，则在电键S断开后的一小段时间内，以下说法正确的是

A．D₁慢慢变暗　 　 B．D₁慢慢变亮

C．D₃亮度不变　 　　D．D₃慢慢熄灭

1．滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态，现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力F做了l0 J的功．在上述过程中　

A．弹簧的弹性势能增加了10 J

B．滑块的动能增加了10 J

C．滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 J

D．滑块和弹簧组成的系统机械能守恒

15．2007年3月1日，国家重大科学工程项目“EAST超导托卡马克核聚变实验装置”在合肥顺利通过了国家发改委组织的国家竣工验收。作为核聚变研究的实验设备，EAST可为未来的聚变反应堆进行较深入的工程和物理方面的探索，其目的是建成一个核聚变反应堆，届时从1升海水中提取氢的同位素氘，在这里和氚发生完全的核聚变反应，释放可利用能量相当于燃烧300公升汽油所获得的能量，这就相当于人类为自己制造了一个小太阳，可以得到无穷尽的清洁能源。作为核聚变研究的实验设备，要持续发生热核反应，必须把温度高达几百万摄氏度以上的核材料约束在一定的空间内，约束的办法有多种，其中技术上相对较成熟的是用磁场约束核材料。

如图所示为EAST部分装置的简化模型：垂直纸面的有环形边界的匀强磁场b区域，围着磁感应强度为零的圆形a区域，a区域内的离子向各个方向运动，离子的速度只要不超过某值，就不能穿过环形磁场的外边界而逃逸，从而被约束。

设离子质量为m，电荷量为q，环形磁场的内半径为R₁，

　 外半径R₂ =(1+)R₁。

⑴若要使从a区域沿任何方向，速率为v的离子射入磁场时都不能越出磁场的外边界，则b区域磁场的磁感应强度至少为多大?

⑵若b区域内磁场的磁感应强度为B，离子从a区域中心O点沿半径OM方向以某一速度射入b区，恰好不越出磁场的外边界。请画出在该情况下离子在a、b区域内运动一个周期的轨迹，并求出周期。

　 　⑴当离子的速度沿与内边界圆相切的方向射入磁场，且轨道与磁场外圆相切时所需磁场的磁感应强度B₁，即为要求的值。设轨迹圆的半径为r₁，

则r₁＝＝(1分) 由：qvB₁＝m(1分)

解之得：B₁=(2分)

⑵如图(2分)。要使沿OM方向运动的离子不能穿越磁场，则其在环形磁场内的运动轨迹圆中最大值与磁场外边界圆相切。设这时轨迹圆的半径为r₂，速度为v₂，则：

r₂² +R₁²＝(R₂一r₂)²　(1分)　 解之得：r ₂ ＝R₁ (1分)

由qv₂B＝m　 　解之得：v₂ = (1分)

　 离子在b区域中做匀速圆周运动的周期T₁= 　　(1分)

　 离子在b区域中一次运动的时间t₁ =　 　　　　　(1分)

　 离子在a区域中由O到M点的运动时间t₂ =　 　　(1分)

　 离子在a、b区域内运动的周期T= 4t₁+8t₂ =(2分)

14．如图所示，在一光滑水平的桌面上，放置一质量为M、宽为L的足够长“U”形框架，其ab部分电阻为R，框架其他部分的电阻不计．垂直框架两边放一质量为m、电阻为R的金属棒cd，它们之间的动摩擦因数为μ，棒通过细线跨过一定滑轮与劲度系数为k、另一端固定的轻弹簧相连．开始弹簧处于自然状态，框架和棒均静止．现在让框架在大小为2 μmg的水平拉力作用下，向右做加速运动，引起棒的运动可看成是缓慢的．水平桌面位于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B．问：

　　 (1)框架和棒刚开始运动的瞬间，框架的加速度为多大?

　　 (2)框架最后做匀速运动(棒处于静止状态)时的速度多大?

　　 (3)若框架通过位移s后开始匀速运动，已知弹簧弹性势能的表达式为(x为弹簧的形变量)，则在框架通过位移s的过程中，回路中产生的电热为多少?

13．如图所示，离地面足够高处有一竖直的空管，质量为2kg，管长为24m， M、N为空管的上、下两端，空管受到16N竖直向上的拉力作用，由静止开始竖直向下做加速运动，同时在M处一个大小不计的小球沿管的轴线竖直上抛，小球只受重力，取g=10m/s².求：

　 (1)若小球上抛的初速度为10m/s，经过多长时间从管的N端穿出.

　 (2)若此空管的N端距离地面64m高，欲使在空管到达地面时小球必须落到管内，在其他条件不变的前提下，求小球的初速度大小的范围.

解析: (1)取向下为正，小球初速度，加速度，

对空管，由牛顿第二定律可得　得　…………………(2分)

设经时间，小球从N端穿出，小球下落的高度………………(1分)

空管下落的高度；………………(1分)　

则，

联立得: ,…………………………(2分)

代入数据解得：；s(舍)…………………(2分)

(2)设小球初速度，空管经时间到达地面，则

得………………(1分)

小球在时间下落高度为…………………………(2分)

小球落入管内的条件是64m≤≤88m　 解得：≥≥　

所以小球的初速度大小必须在到范围内. …………………(2分)

12．选做题

　　　　　　　 B．(选修模块3-4)(12分)

(1)分析判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”

A．雨后，马路上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光具有波动性的缘故 (　 √　 )

B．从地面上观察，在高速运行的飞船上，一切物理、化学过程和生命过程都变慢了(　 √　 )

C．根据大爆炸理论，我们所生活的宇宙是在不断膨胀的，各星球都离地球而远去，由此可以推测出地球上接受到遥远星球发出的光的波长要变短　　 　　　　　　　　　　　　　　 　　　　(　 ×　 )

D．电磁波中每一点的电场强度和磁感应强度总是相互垂直，且与波的传播方向垂直(　 √　 )

(2)如图甲所示，O为振源，OP=S，t=0时刻O点由平衡位置开始振动，产生向右沿直线传播的简谐横波,图乙为从t=O时刻开始描绘的P点的振动图象，下列判断中正确的是。AC

　　 A．该波的频率为

　　 B．这列波的波长为

　　 C．t=0时刻，振源O振动的方向沿y轴正方向

D．t=t₂时刻，P点的振动方向沿y轴负方向

(3)如图所示，某透明液体深1m，一束与水平面成30°的光线照向该液体，进入该液体的光线与水平面的夹角为45°.则该液体的折射率为　　 　　，进入液面后的光线经过　　 秒可以照到底面。

　　　　　　　 C．(选修模块3-5)(12分)

(1)分析判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”

A．衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的　　　　　　 (　 √　 )

B．已知能使某种金属发生光电效应的极限频率为，则当用频率为2的单色光照射该金属时，产生光电子的最大初动能为　　　　　　　　　　　　　　 (×　 )

C．原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线；原子序数小于83的元素都不能自发地发出射线　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (×　 )

D．因为癌细胞对射线的耐受能力比健康细胞弱，所以在射线的照射下，癌细胞破坏得比健康细胞快。这是射线能够用于治疗癌症的原因　　　　　 　　　　　　　(　 √　 )

(2)在氘核和氚核结合成氦核的核反应方程如下：

①这个核反应称为　　　　　

②要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文。式中17.6MeV是核反应中　　　 (选填“放出”或“吸收”)的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量　　　　 (选填“增加”或“减少”)了　　 　㎏(保留一位有效数字)

(3)在光滑的水平面上，甲乙两物体的质量分别为m₁，m₂，它们分别沿东西方向的一直线相向运动，其中甲物体以速度6m/s由西向东运动，乙物体以速度2m/s由东向西运动。碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度的大小都是4m/s。求：

①甲乙两物体的质量之比

②通过计算说明这次碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞

聚变(热核)，放出，减少，-

13．(13分)(1)b点或c点(1分)　 (2)①电压档　 断开S₁ 闭合S₂(3分) 　(测出电动势E=X)

　 ② 欧姆档　 断开S₂　 闭合S₁，(3分)(测出变阻器的阻值R=Y)再换成电压档 同时闭合S₁和S₂，测出路端电压U=Z，

③ X(2分)

④ (4分)

11．数字万用电表是近年来发展起来的高科技数码产品，是传统机械式表的更新换代产品。如图甲所示。数字万用表有测量精度高、读数方便等许多独特的优点。

具体表现在：测量精度高，以型号“DF930”普通数字万用表为例，其电压挡所有量程内阻高达10M，而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧，内电阻高出2-3个数量级。直流电压挡和直流电流挡的精度为0.05%，欧姆挡精度为0.08%，而用指针式电压表、电流表的精度只有2.5%，欧姆表的精度更低，数字万用表内电阻非常理想。

现有一块型号为“DF930”的数字万用电表，用它来测量一只电池的电动势和内电阻。提供的测量器材还有：一只滑动变阻器R(0-30)，两只开关，导线若干。

实验要求：利用这些器材，尽量采用最简单的测量方法，分两步进行。首先测量电动势，待电动势测定之后再测量其内电阻。

(1)连接数字万用表。在图乙中，电路中的各个元器件都已连接妥当，数字万用表的一个表笔也已与电路连接好，请将另一只表笔正确连入电路。答：另一只表笔应接在　　　 点．

(2)操作步骤：

①将数字万用表选择开关置于　　　　　 档，选择合适的量程，断开开关　　　 ，闭合开关　　 ，记录表的示数，然后反复测量多次，取平均值并记为X．

②将数字万用表选择开关置于　　　　　 档，选择合适的量程，断开开关　　 ，闭合开关　　　 ，记录表的示数，记为Y，紧接着进行以下的操作：将选择开关置于　　　 档，选择合适的量程，然后同时闭合开关S₁和S₂，记录表的示数并记作Z，把Y和对应的Z作为一组数据记录下来，然后反复测量多次，得到多组数据。

③　　　 即为干电池的电动势．(填“X”、“Y”或“Z”)

④干电池的内电阻的表达式r =　　　　　　　　　 (用X、Y、Z表示)，将步骤②测得的数据代入公式，求出r的平均值，即为干电池的内电阻．