15．(14分)在地球表面发射卫星，当卫星的速度超过某一速度时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，这个速度叫做第二宇宙速度．已知地球对物体的万有引力势能可表示为U(r)＝－≤0，r为物体离地心的距离．设地球半径为r₀，地球表面重力加速度为g₀，忽略空气阻力的影响，试根据所学的知识，推导第二宇宙速度的表达式(用r₀、 g₀表示)．

14．(14分)一级方程式(F₁)汽车大赛中，冠军舒马赫驾驶着一辆总质量是M (M约1.5吨)的法拉利赛车经过一半径为R的水平弯道时的速度为v．工程师为提高赛车的性能，都将赛车形状设计得使其上下方空气存在一个压力差--气动压力(行业术语)，从而增大了赛车对地面的正压力，行业中将正压力与摩擦力的比值称为侧向附着系数，用η表示．为使上述赛车转弯时不致侧滑，则

(1)所需的向心力为多大？

(2)所需的摩擦力为多大？

(3)所需的气动压力为多大？

13．(10分)为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数(设为定值)，某同学经查阅资料知：一劲度系数为k的轻弹簧由伸长量为x至恢复到原长的过程中，弹力所做的功为．于是他设计了下述实验：

第1步：如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙上，使滑块紧靠弹簧将其压缩，松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止(保证滑块已离开弹簧)；

第2步：将滑块挂在竖直放置的弹簧下，弹簧伸长后保持静止状态．

回答下列问题：(将第(1)题正确选项前的符合填在题后括号内)．

(1)(3分)对于松手后滑块在水平桌面上滑动过程中有关物理量的描述，正确的是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　 ①当弹簧恢复原长时，滑块的加速度达最大值　　　　　　　　　　 (　　　 )

　　 ②当弹簧恢复原长时，滑块的速度达最大值

　　 ③滑块加速度先增大，后减小，然后保持不变

　　 ④滑块加速度先减小，后增大，然后保持不变

A．①③　　　 B．②④　　　 C．③　　　 D．④

(2)(3分)你认为，该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是(写出名称并用符合号表示)：

(3)(4分)用测得的物理量表示滑块与水平桌面间动摩擦因数的计算式：　　　 ．

12．(1)(4分)用游标卡尺测量某一物体的厚度，如图所示，正确的读数是　　　　 cm．　

(2)(9分)为了初步研究某太阳能电池的伏安特性，给出下列器材：光源，直流电压表V，量程3V，直流电流表A量程0.6A，最大电阻为30Ω的滑动变阻器R，电键S及导线若干．

①在虚线框中画出研究太阳能电池伏安特性的原理图．(3分)

②某次测量结果如下表所示，试在给定的坐标中描绘出该太阳能电池的伏安特性曲线．(3分)

③请对该太阳能电池的内阻、输出功率的特点给出定性描述．(3分)

11．在竖直平面内有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行．一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速v₀进入该正方形区域．当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为(　　　 )

　 A．0　　　　 B．

C．　　　 D．

Ⅱ卷(非选择题　 共112分)

10．如图所示，截面为ABC的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边AB，在三棱镜的另一侧放置一平行于AB边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是(　　 )

　　　 A．紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽

　　　 B．紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽

　　　 C．红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽

　　　 D．红色光带在下，紫色光带在上，红色光带较宽

9．(★★★★)左图为富兰克(Franck)-赫兹(Hertz) 实验装置示意图，其中夫兰克－赫兹管内含有水银蒸气．1914年，夫兰克与赫兹用实验观察热电子被加速穿透汞蒸气时，到达回路阳极的热电子流大小的起伏变化，以验证汞原子内的电子能态是量子化的．右图为实验结果电流与电压的关系．下列有关此实验的叙述正确的是(　　　 )

A．右图中甲乙之间为原子吸收电子能量， 使得电流降低

B．富兰克-赫兹管中汞原子的电离能为4 .9 eV

C．富兰克-赫兹管中电子由右向左运动

D．可验证原子具不连续能量稳定态

(★★★)9．如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，由图可知　 (　 )

A．该金属的极限频率为4.27×10¹⁴ Hz

B．该金属的极限频率为5.5×10¹⁴ Hz

C．该图线的斜率表示普朗克常量

D．该金属的逸出功为0.5eV

8．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t+0.6s时刻的波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是(　　　 )

A．这列波的波速可能为150m/s

B．质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cm　　

C．质点c在这段时间内通过的路程可能为60cm

D．如果T=0.8s，则当t+0.5s时刻，质点b、P的位移相同

7．(★★★)蹦极运动员将一根弹性长绳系在身上，弹性长绳的另一端固定在跳台上，运动员从跳台上跳下，如果把弹性长绳看做是轻弹簧，运动员看做是质量集中在重心处的质点，忽略空气阻力，则下列论述中正确的是　(　　)

A．运动员的速度最大时，系统的重力势能和弹性势能的总和最大

B．运动员的速度最大时，系统的重力势能和弹性势能的总和最小

C．运动员下落到最低点时，系统的重力势能最小，弹性势能最大

D．运动员下落到最低点时，系统的重力势能最大，弹性势能最大

7．(★★★★)一轻弹簧的一端固定在地面上，另外一端与质量为m的物体相连，静止时如图所示，现在m上竖直向下施加一力F，下降h后无初速释放，则(　 )

A．物体运动是以某一位置为平衡位置、振幅为h的简谐振动

B．物体m的最大动能为mgh

C．物体在上升到最高点的过程中弹性势能一定先减小后增大

D．物体在上升到最高点的过程中动能一定先增大后减小