[物理——选修3-4]（15分）
（1）（5分）如图所示，为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，波速为10m/s，P和Q分别是离坐标原点O为2m和6m的质点，则以下说法正确的是 （填入选项前的字母，有填错的不得分）
A．若原点O为波源，则在t=0.25s时刻质点P的速度沿y轴正方向，加速度沿y轴负方向
B．若原点O为波源，则在t=0.25s时刻质点P的速度沿y轴负方向，加速度沿y轴正方向
C．若质点Q为波源，则在t=0.35s时刻质点P的速度正在减小
D．若质点Q为波源，则在t=0.35s时刻质点P的位移为-2.5cm
（2）（10分）某透明物体的横截面如图所示，其中ABC为直角三角形，AB为直角边，长度为2L，
ABC=45°，ADC为一圆弧，其圆心在AC边的中点。此透明物体的折射率为n=2.0。若一束宽度与AB边长度相等的平行光从AB边垂直射入透明物体，试由光路图画出光线从ADC圆弧射出的区域，并求此区域的圆弧长度s。（不考虑经ADC圆弧反射后的光线）
（18分）
如图所示，平面直角坐标系的y轴竖直向上，x轴上的P点与Q点关于坐标原点O对称，距离为2a。有一簇质量为m、带电量为+q的带电微粒，在
平面内，从P点以相同的速率斜向右上方的各个方向射出（即与x轴正方向的夹角θ，
），经过某一个垂直于平面向里、磁感应强度大小为
的有界匀强磁场区域后，最终会聚到Q点，这些微粒的运动轨迹关于y轴对称。为保证微粒的速率保持不变，需要在微粒的运动空间再施加一个匀强电场。重力加速度为g。求：
（1）匀强电场场强E的大小和方向；
（2）若微粒在磁场中运动的轨道半径为
，求与
轴正方向成30°角射出的微粒从P点运动到Q点的时间
；
（3）若微粒从P点射出时的速率为v，试推出在
的区域中磁场的边界点坐标与
之间满足的关系式。
（14分）
在研究摩擦力的实验中，将木块放在水平长木板上，如图（a）所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从零开始逐渐增大。分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力Ff 随拉力F的变化图像，如图（b）所示。已知木块质量为8.0kg，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80。
（1）求木块与长木板间的动摩擦因数；
（2）如图（c），木块受到恒力F＝50N 作用，方向与水平成θ＝37°角斜向右上方，求木块从静止开始沿水平面做匀变速直线运动的加速度；
（3）在（2）中拉力F作用2.0s后撤去，计算再经过多少时间木块停止运动？整个运动过程中摩擦力对木块做了多少功？
（9分）
现代化养鸡场使用孵化室来孵化小鸡，为使孵化室保持适当的温度，可采用触发开关控制加热系统，如图所示。触发开关可采用热敏电阻来控制其1、2两端所加电压，当1、2两端所加电压上升至8.0V时，触发开关自动启动加热系统，当1、2两端所加电压下降至7.0V时，触发开关自动切断加热系统。请利用下列器材设计一个孵化室内的控制电路，给1、2两端提供电压（不考虑触发开关对所设计电路的影响）。提供的器材如下：
|
温度（℃） |
30.0 |
32.0 |
34.0 |
36.0 |
38.0 |
40.0 |
42.0 |
44.0 |
46.0 |
48.0 |
|
电阻(kΩ) |
54.2 |
39.8 |
30.6 |
24.7 |
20.0 |
17.1 |
15.0 |
13.2 |
11.6 |
10.5 |
A．热敏电阻Rt，其阻值随温度的升高而减小，其不同温度下的阻值如下表：
B．恒压电源E；
C．定值电阻R0；
D．开关S及导线若干
（1）在图中的虚线框内完成控制电路原理图，并在图中标上热敏电阻和定值电阻的符号。
（2）孵化小鸡时孵化室的温度应保持在38℃至42℃的范围，若要达到这一设计要求，电源输出电压应为U= V，定值电阻应为R0= kΩ。（结果保留两位有效数字）
（6分）
气垫导轨工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，故滑块运动时受到的阻力大大减小，可以忽略不计。为了探究做功与物体动能之间的关系，在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块，滑块的一端与轻弹簧相接，弹簧另一端固定在气垫导轨的一端，将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置(如图1)，使弹簧处于自然状态时，滑块上的遮光片刚好位于光电门的挡光位置，与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间。实验步骤如下：
①用游标卡尺测量遮光片的宽度d；
②在气垫导轨上适当位置标记一点A（图中未标出，AP间距离远大于d），将滑块从A点由静止释放．由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t；
③利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度v；
④更换劲度系数不同而自然长度相同的弹簧重复实验步骤②③，记录弹簧劲度系数及相应的速度v，如下表所示：
|
弹簧劲度系数 |
k |
2k |
3k |
4k |
5k |
6k |
|
v （m/s） |
0.71 |
1.00 |
1.22 |
1.41 |
1.58 |
1.73 |
|
v2 (m2/s2) |
0.50 |
1.00 |
1.49 |
1.99 |
2.49 |
2.99 |
|
v3 (m3/s3) |
0.36 |
1.00 |
1.82 |
2.80 |
3.94 |
5.18 |
（1）测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图2所示，读得d＝ m；
（2）用测量的物理量表示遮光片通过光电门时滑块的速度的表达式v ＝ ；
（3）已知滑块从A点运动到光电门P处的过程中，弹簧对滑块做的功与弹簧的劲度系数成正比，根据表中记录的数据，可得出合力对滑块做的功W与滑块通过光电门时的速度v的关系是 。
如图所示，竖直平面内有一光滑绝缘半圆轨道，处于方向水平且与轨道平面平行的匀强电场中，轨道两端点A、C高度相同，与圆心O在同一水平线上，轨道的半径为R。一个质量为m的带正电的小球从槽右端的A处无初速地沿轨道下滑，滑到最低点B时对槽底的压力为2mg。则在小球的滑动过程中，有
A．小球到达B点时的速度为
B．小球到达B点时的速度为
C．小球在滑动过程中的最大速度为
D．小球在滑动过程中的最大速度为
