（16分）如图所示，电阻不计且足够长的U型金属框架放置在绝缘水平面上，框架与水平面间的动摩擦因数μ=0.2，框架的宽度l=0.4m、质量m1=0.2kg。质量m2=0.1kg、电阻R=0.4Ω的导体棒ab垂直放在框架上，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小B=0.5T。对棒施加图示的水平恒力F，棒从静止开始无摩擦地运动，当棒的运动速度达到某值时，框架开始运动。棒与框架接触良好，设框架与水平面间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10m/s2。求：
（1）框架刚开始运动时棒的速度v；
（2）欲使框架运动，所施加水平恒力F的最小值；
（3）若施加于棒的水平恒力F为3N，棒从静止开始运动0.7m时框架开始运动，求此过程
中回路中产生的热量Q。
（15分）如图所示，粗糙斜面AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BCD相切于B点，圆弧轨道的半径为R，C点在圆心O的正下方，D点与圆心O在同一水平线上，∠COB=θ。现有质量为m的物块从D点无初速释放，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。求：
（1）物块第一次通过C点时对轨道压力的大小；
（2）物块在斜面上运动离B点的最远距离。
【选做题】（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡相应的答题区域内作答，如都作答则按A、B两小题评分）
A．（选修模块3-3）（12分）
（1）下列说法中正确的是 ▲
A．当分子间的距离增大时，分子间的引力变大而斥力变小
B．布朗运动反映了悬浮在液体中固体颗粒分子的无规则运动
C．气体对器壁的压强是由大量气体分子对器壁频繁碰撞而产生的
D．随着低温技术的发展，我们可以使温度逐渐降低，并最终达到绝对零度
（2）一定质量的某种理想气体分别经历下图所示的三种变化过程，其中表示等压变化的是 ▲ （选填A、B或C），该过程中气体的内能 ▲ （选填“增加”、“减少”或“不变”）。
（3）在一个大气压下，1g水在沸腾时吸收了2260J的热量后变成同温度的水蒸汽，对外做了170J的功，阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1，水的摩尔质量M=18g/mol。则
①水的分子总势能变化了 ▲ J；
②1g水所含的分子数为 ▲ （结果保留两位有效数字）。
B．（选修模块3-4）（12分）
（1）关于声波和光波，以下叙述正确的是 ▲
A．声波和光波均为横波
B．声波和光波都能发生干涉、衍射现象
C．波速、波长和频率的关系式
，既适用于声波也适用于光波
D．同一列声波在不同介质中传播速度不同，光波在不同介质中传播速度相同
（2）一根长绳左端位于平面直角坐标系的O点，t=0时某同学使绳子的左端开始做简谐运动，t=1s时形成如图所示波形。则该波的周期T= ▲ s，传播速度v= ▲ m/s。
（3）如图所示为直角三棱镜的截面图，一条光线平行于 BC边入射，经棱镜折射后从AC边射出。已知 ∠A=θ=60°，该棱镜材料的折射率为 ▲ ；光在棱镜中的传播速度为 ▲ （已知光在真空中的传播速度为c）。
C．（选修模块3-5）（12分）
（1）在下列核反应方程中，x代表质子的方程是 ▲
A．
+
→
B．
+→
C．
+
→
D．
→+
（2）当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的光电子的最大初动能是1.5 eV。为了使该金属产生光电效应，入射光子的最低能量为 ▲
A．1.5 eV B．3.5 eV C．5.0 eV D．6.5 eV
（3）一台激光器发光功率为P0，发出的激光在真空中波长为
，真空中的光速为
，普朗克常量为
，则每一个光子的动量为 ▲ ；该激光器在
秒内辐射的光子数为 ▲ 。
（10分）发光二极管在生产和生活中得到了广泛应用。图甲是一种发光二极管的实物图，正常使用时，带“＋”号的一端接高电势，带“－”号的一端接低电势。某同学想描绘它的伏安特性曲线，实验测得它两端电压U和通过它电流I的数据如下表所示：
|
U/V |
0 |
0.40 |
0.80 |
1.20 |
1.60 |
2.00 |
2.40 |
2.80 |
|
I/mA |
0 |
0.9 |
2.3 |
4.3 |
6.8 |
12.0 |
19.0 |
30.0 |
（1）实验室提供的器材如下：
A．电压表（量程0-3V，内阻约10kΩ）
B．电压表（量程0-15V，内阻约25 kΩ）
C．电流表（量程0-50mA，内阻约50Ω）
D．电流表（量程0-0.6A，内阻约1Ω）
E．滑动变阻器（阻值范围0-10Ω，允许最大电流3A）
F．电源（电动势6V，内阻不计）
G．开关，导线
该同学做实验时，电压表选用的是 ▲ ，电流表选用的是 ▲ （填选项字母）。
（2）请在图乙中以笔划线代替导线，按实验要求将实物图中的连线补充完整。
（3）根据表中数据，在图丙所示的坐标纸中画出该发光二极管的I-U图线。
（4）若此发光二极管的最佳工作电流为10mA，现将此发光二极管与电动势为3V、内阻不计的电池组相连，还需串联一个阻值R= ▲ Ω的电阻，才能使它工作在最佳状态 （结果保留三位有效数字）。
（8分）某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取9.8m/s2 ，小球质量m=0.2kg，结果保留三位有效数字）：
|
时刻 |
t2 |
t3 |
t4 |
t5 |
|
速度（m/s） |
4.99 |
4.48 |
3.98 |
▲ |
（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5= ▲ m/s；
（2）从t2 到t5时间内，重力势能增量
E p =
▲ J，动能减少量E k= ▲
J；
（3）在误差允许的范围内，若E p与E k近似相等，从而验证了机械能守恒定律。由上述计算得E p ▲
E
k （选填“＞”、“＜”或“=”），造成这种结果的主要原因是 ▲ 。
如图所示，倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接，A球置于斜面顶端，现由静止释放A、B两球，球B与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，它们最终均滑至水平面上。重力加速度为g，不计一切摩擦。则
A．A球刚滑至水平面时速度大小为
B．B球刚滑至水平面时速度大小为
C．小球A、B在水平面上不可能相撞
D．在A球沿斜面下滑过程中，轻绳对B球先做正功，后不做功
