（8分）甲、乙两人先后观察同一弹簧振子在竖直方向上、下振动情况。

（1）甲开始观察时，振子正好在平衡位置并向下运动，经过1s后，振子第一次回到平衡位置，且振子的振幅为5cm。设平衡位置上方为正方向，时间轴上每格代表为0.5s。试画出甲观察到的弹簧振子的振动图象。（画一个周期）

（2）乙在甲观察3.5s后，开始观察并记录时间，试画出乙观察到的弹簧振子的振动图象。（画一个周期）

 

某同学在资料上发现弹簧振子的周期公式为T=2π,弹簧的弹性势能公式为E_p=kx²(式中k为弹簧的劲度系数,m为振子的质量,x为弹簧的形变量).为了验证弹簧的弹性势能公式,他设计了如图甲所示的实验:轻弹簧的一端固定在水平光滑木板一端,另一端连接一个质量为M的滑块,滑块上竖直固定一个挡光条,每当挡光条挡住从光源A发出的细光束时,传感器B因接收不到光线就产生一个电信号,输入电脑后经电脑自动处理就能形成一个脉冲电压波形;开始时滑块静止在平衡位置恰好能挡住细光束.在木板的另一端有一个弹簧枪,发射出质量为m₀、速度为v₀的弹丸,弹丸击中木块后留在木块中一起做简谐运动.

(1)系统在振动过程中,所具有的最大动能E_k=_____________;

(2)系统振动过程中,在电脑上所形成的脉冲电压波形如图乙所示,由图可知该系统的振动周期大小为:T=_____________;

(3)如果再测出滑块振动的振幅为A,利用资料上提供的两个公式求出系统振动过程中弹簧的最大弹性势能为:E_p=_____________;

通过本实验,根据机械能守恒,如发现E_k=E_p,即验证了弹簧的弹性势能公式的正确性.

选做题
B、（选修模块3-4）
（1）下列说法中正确的是：______
A、水面上的膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的干涉造成的色散现象
B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生稳定的磁场
C、相对论认为，相对于任何参考系，光速都是一样的
D、在测定单摆周期时，为减小实验误差，最好在小球经过最大位移处时开始计时
（2）一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t=3s时的波形图，图乙是波上x=2m处质点的振动图线．则该横波的速度为______m/s，传播方向为______．

（3）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所示，O为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为多大？一束与MN平面成45的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出．则从MN射出的光束的宽度为多少？
C、（选修模块3-5）
（1）以下有关近代物理内容的若干叙述中，正确的是：______
A、一束光照射到某金属表面时，能发生光电效应，此时若减弱照射光的强度，则很有可能不能发生光电效应
B、物质波既是一种电磁波，又是一种概率波
C、氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小
D、在核聚变反应中，由于要释放能量，发生质量亏损，所以聚变后的原子的总质量数要减少
（2）第一代核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238不能被利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆，使铀238变成高效核燃料．在反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快吕子后变成铀239，铀239（₉₂²³⁹U）很不稳定，经过______次β次衰变后变成钚239（₉₄²³⁹Pu），写出该过程的核反应方程式：______．
（3）如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点，质量分别为m和3m．Q与轻弹簧相连，若Q静止，P以某一速度v向Q运动，并与弹簧发生碰撞．求P、Q速度相等时两者的速度是多大？此时弹簧弹性势能多大？

某同学在资料上发现弹簧振子的周期公式为T=2π，弹簧的弹性势能公式为E_P=kx²/2（式中k为弹簧的劲度系数，m为振子的质量，x为弹簧的形变量）.为了验证弹簧的弹性势能公式，他设计了如图B-6（甲）所示的实验：轻弹簧的一端固定在水平光滑木板一端，另一端连接一个质量为M的滑块，滑块上竖直固定一个挡光条，每当挡光条挡住从光源A发出的细光束时，传感器B因接收不到光线就产生一个电信号，输入电脑后经电脑自动处理就能形成一个脉冲电压波形；开始时滑块静止在平衡位置恰好能挡住细光束.在木板的另一端有一个弹簧枪，发射出质量为m₀、速度为v₀的弹丸，弹丸击中木块后留在木块中一起做简谐运动.

（1）系统在振动过程中，所具有的最大动能E_K=______；
（3）系统振动过程中，在电脑上所形成的脉冲电压波形如图B-6（乙）所示，由图可知该系统的振动周期大小为T=______；
（3）如果再测出滑块振动的振幅为A，利用资料上提供的两个公式求出系统振动过程中弹簧的最大弹性势能为E_P=________；
通过本实验，根据机械能守恒定律，如发现E_K=E_P，即验证了弹簧的弹性势能公式的正确性.