自然界真是奇妙，微观世界的规律竟然与宏观运动规律存在相似之处。在长期的科学探索实践中，人类已经建立起各种形式的能量概念以及度量方法，其中一种能量是势能，势能是有由于物体间存在相互作用而具有的、由物体间相对位置决定的能。如重力势能，弹性势能，分子势能和电势能等。可以认为蹦极运动中的弹性绳的弹力的变化规律和弹簧相同，k为其劲度系数，l0为弹性绳的原长。
(1)游客相对蹦极平台的位移为x，弹性绳对游客的弹力为F，取竖直向下为正方向，请在图中画出F随x变化的示意图，并借助F-x图像推导当游客位移为x（x≥l0）时，弹性绳弹性势能EP的表达式；
(2)已知l0=10m，k=100N/m，蹦极平台与地面间的距离D=55m。取重力加速度g=10m/s2。计算总质量M=160kg的游客使用该蹦极设施时距离地面的最小距离。
某学生选用匝数可调的可拆变压器（该变压器视为理想变压器），如图甲所示，做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，可以研究副线圈匝数对输出电压的影响。
（1）以
为纵坐标，
为横坐标。在图乙中画出变压器的输出电压与匝数关系图像的示意图，并说明—图像斜率的物理意义。
（2）设变压器原线圈的匝数为
，感应电动势为
，端电压为
；副线圈的匝数为，感应电动势为
，端电压为。请理论推导理想变压器线圈两端的电压与匝数的关系。
（3）如图丙、丁所示，是电压互感器和电流互感器的原理图（“○”中的电表未画出），根据他们的工作原理填写下列表格。
| “○”中所用的电表（选填“电压表”或“电流表”） | 比较原线圈与副线圈导线的粗细（选填“较粗”或“较细”） |
丙 |
|
|
丁 |
|
|
1932 年美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，巧妙地利用带电粒子在磁场中的运动特点，解决了粒子的加速问题．现在回旋加速器被广泛应用于科学研究和医学设备中．某型号的回旋加速器的工作原理如图甲所示，图乙为俯视图．回旋加速器的核心部分为两个 D 形盒，分别为 D1、D2．D 形盒装在真空容器里，整个装置放在巨大的电磁铁两极之间的强大磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与 D 形盒底面垂直．两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．D 形盒的半径为 R，磁场的磁感应强度为 B．设质子从粒子源 A 处进入加速电场的初速度不计．质子质量为 m、电荷量为+q．加速器接入一定频率的高频交变电源，加速电压为 U．加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．求：
（1）质子第一次经过狭缝被加速后进入 D2 盒时的速度大小 v1 和进入 D2 盒后运动的轨道半径 r1；
（2）质子被加速后获得的最大动能 Ek 和交变电压的频率 f；
（3）若两 D 形盒狭缝之间距离为 d，且 d<<R．计算质子在电场中运动的总时间 t1 与在磁场中运动总时间 t2，并由此说明质子穿过电场时间可以忽略不计的原因．
某同学研究重物与地面撞击的过程，利用传感器记录重物与地面的接触时间。他让质量为M=9kg的重物（包括传感器）从高H=0.45m自由下落撞击地面，重物反弹高度h=0.20m，重物与地面接触时间t=0.1s。若重物与地面的形变很小，可忽略不计。求此过程中：
(1)重物刚要撞击地面瞬间速度大小；
(2)重物受到地面的平均冲击力；
(3)重物与地面撞击过程中损失的机械能。
小红用如图甲所示的装置探究“影响感应电流方向的因素”，螺线管与电流计构成闭合电路，条形磁铁N极朝下，请回答下列问题：
（1）要想使电流计指针发生偏转，即有感应电流产生，小红进行了以下四种操作，其中可行的是__________（选填选项前的字母）。
A. 螺线管不动，磁铁匀速插入或拔出螺线管
B. 螺线管不动，磁铁加速插入或拔出螺线管
C. 磁铁与螺线管保持相对静止，一起匀速向上运动
D. 磁铁与螺线管保持相对静止，一起在水平面内做圆周运动
（2）在（1）的研究中，小红发现电流计指针偏转方向会有不同，也就是感应电流方向不同，根据（1）中的操作，则感应电流方向与下列哪些因素有关________（选填选项前的字母）。
A. 螺线管的匝数
B. 磁铁的磁性强弱
C. 磁铁运动的方向
D. 磁铁运动的速度大小
（3）小红又将实验装置改造，如图乙所示，螺线管
经过滑动变阻器与开关、电池相连构成直流电路；螺线管
与电流计构成闭合电路，螺线管套在螺线管的外面，为了探究影响感应电流方向的因素，闭合开关后，以不同速度移动滑动变阻器的划片，观察指针摆动情况；由此实验可以得出恰当的结论是__________（选填选项前的字母）。
A. 螺线管的磁性变强或变弱影响指针摆动幅度大小
B. 螺线管的磁性变强或变弱影响指针摆动方向
C. 螺线管的磁性强弱变化快慢影响指针摆动幅度大小
D. 螺线管的磁性强弱变化快慢影响指针摆动方向
（4）在（3）的研究中，完成实验后未断开开关，也未把
两螺线管和铁芯分开设置，在拆除电路时突然被电击了一下，则被电击是在拆除________（选填“”或“”）螺线管所在电路时发生的。试分析被电击的原因：____________。
在“测定一节干电池的电动势和内阻”的实验中，回答下列问题：
（1）请根据图甲、图乙，图丙的实验电路原理图，分别写出这三种测量方法所对应的电动势
的表达式（用电压表示数
、电流表示数
、外电阻
、内电阻
表示）。
图甲：E=_____ 图乙：E=_______ 图丙：E=_______
（2）若想利用电流表和电压表来完成实验，要求尽量减小实验误差，在图甲和图丁中，应选择图___________（选填“甲”或“丁”），因为____________，所以实验误差较小。
