25、(20分)某兴趣小组设计了一种实验装置，用来研究碰撞问题，其模型如题25图所示不用完全相同的轻绳将N个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水平杆、球间有微小间隔，从左到右，球的编号依次为1、2、3……N，球的质量依次递减，每球质量与其相邻左球质量之比为k(k＜1.将1号球向左拉起，然后由静止释放，使其与2号球碰撞，2号球再与3号球碰撞……所有碰撞皆为无机械能损失的正碰。(不计空气阻力，忽略绳的伸长，g取10 m/s²)

⑴设与n+1号球碰撞前，n号球的速度为v_n，求n+1号球碰撞后的速度.

⑵若N＝5，在1号球向左拉高h的情况下，要使5号球碰撞后升高16k(16 h小于绳长)问k值为多少？

24、(9分)飞行时间质谱仪可通过测量离子飞行时间得到离子的荷质比q/m，如图1。带正电的离子经电压为U的电场加速后进入长度为L的真空管AB，可测得离子飞越AB所用时间t₁。改进以上方法，如图2，让离子飞越AB后进入场强为E(方向如图)的匀强电场区域BC，在电场的作用下离子返回B端，此时，测得离子从A出发后飞行的总时间t₂，(不计离子重力)

⑴忽略离子源中离子的初速度，①用t₁计算荷质比；②用t₂计算荷质比。

⑵离子源中相同荷质比离子的初速度不尽相同，设两个荷质比都为q/m的离子在A端的速度分别为v和v^/(v≠v^/)，在改进后的方法中，它们飞行的总时间通常不同，存在时间差Δt，可通过调节电场E使Δt＝0。求此时E的大小。

23、(16分)t＝0时，磁场在xOy平面内的分布如图所示。其磁感应强度的大小均为B₀，方向垂直于xOy平面，相邻磁场区域的磁场方向相反。每个同向磁场区域的宽度均为l₀。整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动。

⑴若在磁场所在区间，xOy平面内放置一由n匝线圈串联而成的矩形导线框abcd，线框的bc边平行于x轴.bc＝l_B、ab＝L，总电阻为R，线框始终保持静止。求：

①线框中产生的总电动势大小和导线中的电流大小；

②线框所受安培力的大小和方向。

⑵该运动的磁场可视为沿x轴传播的波，设垂直于纸面向外的磁场方向为正，画出t＝0时磁感应强度的波形图，并求波长λ和频率f。

22、(17分)

⑴在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中.用导线a、b、c、d、e、f、g和h按图1所示方式连接电路，电路中所有元器件都完好，且电压表和电流表已调零。闭合开关后：

①若电压表的示数为2 V，电流表的的示数为零，小灯泡不亮，则断路的导线为_____；

②若电压表的示数为零，电流表的示数为0.3 A，小灯泡亮，则断路的导线为______；

③若反复调节滑动变阻器，小灯泡亮度发生变化，但电压表、电流表的示数不能调为零，则断路的导线为____________.

⑵建造重庆长江大桥复线桥高将长百米、重千余吨的钢梁从江水中吊起(如图2)，施工时采用了将钢梁与水面成一定倾角出水的起吊方案，为了探究该方案的合理性，某研究性学习小组做了两个模拟实验.研究将钢板从水下水平拉出(实验1)和以一定倾角拉出(实验2)的过程中总拉力的变化情况.

①必要的实验器材有：钢板、细绳、水盆、水、支架、刻度尺、计时器和　　　 等。

②根据实验曲线(如图3)，实验2中的最大总拉力比实验1中的最大总拉力降低了　　　 。

③ 根据分子动理论，实验1中最大总拉力明显增大的原因是　 　　　　　　　　。

④ 可能导致测量拉力的实验误差的原因有：读数不准、钢板有油污、　　　　 等等(答出两个即可)

19、模块3－5试题

　　 ⑴氢原子第n能级的能量为，其中E₁是基态能量。而n＝1，2，…。若一氢原子发射能量为的光子后处于比基态能量高出的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级？

　　 ⑵一速度为v的高速α粒子()与同方向运动的氖核()发生弹性正碰，碰后α粒子恰好静止。求碰撞前后氖核的速度(不计相对论修正)

18、模块3－4试题

　　 ⑴一列简谐横波，沿x轴正向传播，位于原点的质点的振动图象如图1所示。

　　　 ①该振动的振幅是　　　　　 cm；②振动的周期是 　　　　s；③在t等于周期时，位于原点的质点离开平衡位置的位移是　　　　 cm。图2为该波在某一时刻的波形图，A点位于x＝0.5 m处。④该波的传播速度是　　　　　 m/s；⑤经过周期后，A点离开平衡位置的位移是　　　　 cm。

　　 ⑵如图，置于空气中的一不透明容器内盛满某种透明液体。容器底部靠近器壁处有一竖直放置的6.0 cm长的线光源。靠近线光源一侧的液面上盖有一遮光板，另一侧有一水平放置的与液面等高的望远镜，用来观察线光源。开始时通过望远镜不能看到线光源的任何一部分。将线光源沿容器底向望远镜一侧平移至某处时，通过望远镜刚好可以看到线光源底端，再将线光源沿同一方向移动8.0 cm，刚好可以看到其顶端。求此液体的折射率n。

17、模块3－3试题

　　 ⑴有以下说法：

　　　 A．气体的温度越高，分子的平均动能越大

　　　 B．即使气体的温度很高，仍有一些分子的运动速率是非常小的

　　　 C．对物体做功不可能使物体的温度升高

　　　 D．如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关

　　　 E．一由不导热的器壁做成的容器，被不导热的隔板分成甲、乙两室。甲室中装有一定质量的温度为T的气体，乙室为真空，如图所示。提起隔板，让甲室中的气体进入乙室。若甲室中的气体的内能只与温度有关，则提起隔板后当气体重新达到平衡时，其温度仍为T

　　　 F．空调机作为制冷机使用时，将热量从温度较低的室内送到温度较高的室外，所以制冷机的工作是不遵守热力学第二定律的

　　　 G．对于一定量的气体，当其温度降低时，速率大的分子数目减少，速率小的分子数目增加

　　　 H．从单一热源吸取热量使之全部变成有用的机械功是不可能的

　　　 其中正确的是　　　　　　　　　 。(选错一个扣1分，选错两个扣3分，选错三个或三个以上得0分，最低得分为0分)

　　 ⑵如图，在大气中有一水平放置的固定圆筒，它由a、b和c三个粗细不同的部分连接而成，各部分的横截面积分别为2S、S和S。已知大气压强为p₀，温度为T₀.两活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的轻线相连，把温度为T₀的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。现对被密封的气体加热，使其温度缓慢上升到T。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，此时两活塞之间气体的压强可能为多少？

16、如图所示，一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B，以速度v₁＝30 m/s进入向下倾斜的直车道。车道每100 m下降2 m。为了使汽车速度在s＝200 m的距离内减到v₂＝10 m/s，驾驶员必须刹车。假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力，且该力的70%作用于拖车B，30%作用于汽车A。已知A的质量m₁＝2000 kg，B的质量m₂＝6000 kg。求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力。取重力加速度g＝10 m/s²。

15、据报道，最近已研制出一种可以投入使用的电磁轨道炮，其原理如图所示。炮弹(可视为长方形导体)置于两固定的平行导轨之间，并与轨道壁密接。开始时炮弹在轨道的一端，通以电流后炮弹会被磁力加速，最后从位于导轨另一端的出口高速射出。设两导轨之间的距离w＝0.10 m，导轨长L＝5.0 m，炮弹质量m＝0.30 kg。导轨上的电流I的方向如图中箭头所示。可认为，炮弹在轨道内运动时，它所在处磁场的磁感应强度始终为B＝2.0 T，方向垂直于纸面向里。若炮弹出口速度为v＝2.0×10³ m/s，求通过导轨的电流I。忽略摩擦力与重力的影响。

14、现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器一个、米尺。

　　 ⑴填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤(不

考虑摩擦力的影响)：

　　　 ①让小车自斜面上方一固定点A₁从静止开始下滑到斜面底端A₂，记下所用的时间t。

　　　 ②用米尺测量A₁与A₂之间的距离s，则小车的加速度a＝　　　　　　 。

③用米尺测量A₁相对于A₂的高度h。设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力F＝　　　　　　　 　。

④改变　　　　　　　 ，重复上述测量。

⑤以h为横坐标，1/t²为纵坐标，根据实验数据作图。如能得到一条过原点的直线，则可验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律。

⑵在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：

　 ①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑。测量此时A₁点相对于斜面底端A₂的高度h₀。

②进行⑴中的各项测量。

③计算与作图时用(h－h₀)代替h。

对此方案有以下几种评论意见：

A．方案正确可行。

B．方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动。

C．方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关。

其中合理的意见是　　　　　　　 。