12．实验题：2015年5月19日，被称为人类文明奇迹的玛雅文明慢慢出现在人们的视野．玛雅文明是至今未解的十二大谜团之一．现有不少科学家在玛雅文化发祥地进行探索和研究，发现了一些散落在平整山坡上非常规则的不明圆柱体，有科学家认为是外星人带着玛雅人离开时留下的．科学家为研究其性质做了以下实验，请根据实验情况回答以下问题．
Ⅰ．对其力学性质进行研究
下表为其形变量x与所施加拉力F关系的实验数据

F/N	0.5	2	4.5	8	12.5	18
X/mm	1	2	3	4	5	6

（1）试猜想此不明圆柱体施加拉力F与其形变量x的关系F=$\frac{1}{2}$x²．
（2）如果想要验证猜想是否正确，应该画出下列哪种图象最能直观准确的表示两者之间的关系B
A．F-x图象      B．F-x²图象       C．F²-x图象       D．F²-x²图象
Ⅱ．对其电学性质进行研究．
（1）①用螺旋测微器测量其直径，结果如图1所示，则其直径为11.700mm．
②用多用电表电压档测量其两端无电压
③用多用电表欧姆档粗略测量其电阻为1500Ω
④为精确测量其电阻值，现有以下器材：
A．直流毫安表A₁（量程0-2mA，内阻约为5Ω）
B．直流电流表A₂，（量程0-3A，内阻约为0.5Ω）
C．直流电压表V₁（量程0-15V，内阻25kΩ）
D．直流电压表V₂（量程0-3V，内阻5kΩ）
E．直流电源E（输出电压3V，内阻可不计）
F．滑动变阻器R（0-15Ω，允许最大电流10A）
G．电键一只，导线若干．

根据器材的规格和实验要求，在图2方框1中画出实验电路图，并标明仪器名称符号．
（2）实验发现这个圆柱体还有一个特点：在强磁场下用多用电表电压档测量发现有电压，当磁感应强度分别为1T、2T、3T时，其作为电源的U-I特性曲线分别为图3图线甲、乙、丙所示．
①请在图4方框2中画出测量其电源U-I特性的电路图．
②按照这种规律，要使标有“100V，100W”的灯泡正常发光，需要把圆柱体放在磁感应强度至少为11T的磁场中．

11．如图所示，竖直光滑导轨上端接入一定值电阻R，C₁和C₂是半径都为a的两圆形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向外，区域C₁中磁场的磁感强度随时间按B₁=b+kt（k＞0）变化，C₂中磁场的磁感强度恒为B₂，一质量为m、电阻为r、长度为L的金属杆AB穿过区域C₂的圆心C₂垂直地跨放在两导轨上，且与导轨接触良好，并恰能保存静止．则（　　）

	A．	通过金属杆的电流大小为$\frac{mg}{{B}_{2}L}$
	B．	通过金属杆的电流方向为从B到A
	C．	定值电阻的阻值为R=$\frac{2πk{B}_{2}{a}^{3}}{mg}$-r
	D．	整个电路中产生的热功率P=$\frac{πkamg}{2{B}_{2}}$

10．如图所示，斜面固定在水平面上，轻质弹簧一端固定在斜面顶端，另一端与小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点，物块与斜面间有摩擦．现将物块从O点拉至A点，撤去拉力后物块由静止向上运动，经O点到达B点时速度为零，则物块从A运动到B的过程中（　　）

	A．	经过位置O点时，物块的动能最大
	B．	物块动能最大的位置与AO的距离无关
	C．	物块从A向O运动过程中，弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量
	D．	物块从O向B运动过程中，动能的减少量大于弹性势能的增加量

9．组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率，如果超出了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体随星球做圆周运动．假设地球可视为质量均匀分布的星球，地球半径为R、地球北极表面附近的重力加速度为g、引力常量为G、地球质量为M，则地球的最大自转角速度ω为（　　）

A．

ω=2π$\sqrt{\frac{GM}{{R}^{3}}}$

B．

ω=$\sqrt{\frac{GM}{{R}^{3}}}$

C．

ω=$\sqrt{\frac{g}{R}}$

D．

ω=2π$\sqrt{\frac{R}{g}}$

8．下列说法正确的是（　　）

	A．	太阳辐射的能量来自太阳内部聚变时释放的核能，不断的核聚变，使太阳的质量会不断减小
	B．	原子核发生α衰变后，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4
	C．	若使放射性物质的温度升高，压强增大，其半衰期可能变小
	D．	已知氢原子的基态能量为E1=-13.6 eV，一个处于基态的氢原子吸收了一个14 eV的光子后会被电离
	E．	已知氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线，它们分别是从 n 为 3、4、5、6 的能级直接向n=2能级跃迁时产生的，其中有两条紫色、一条红色、一条蓝色．则氢原子从n=6能级直接向n=2能级跃迁时，产生的是紫色光

7．如图所示，半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=37°，另一端点C为轨道的最低点，其切线水平．C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M=3kg，上表面与C点等高．质量为m=1kg的物块（可视为质点）从空中A点以v₀=2.4m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道．已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s²，sin37°=0.6．求：
（1）物块刚到达轨道上的C点时对轨道的压力；
（2）若木板足够长，物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q．

6．某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”设计了如下实验，他的操作步骤：
（1）按图1连接实验装置，其中小车质量M=0.20kg，钩码总质量未知，钩码和细线用拉力传感器连接，传感器用来测量细线的拉力大小．
（2）释放小车，然后接通打点计时器的电源（电源频率为f=50Hz），打出一条纸带．
（3）他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，如图2所示．把打下的第一点记作0，然后依次取若干个计数点，相邻计数点间还有4个点未画出，用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为d₁=0.041m，d₂=0.055m，d₃=0.167m，d₄=0.256m，
d₅=0.360m，d₆=0.480m…，这次实验中传感器的读数为0.40N，算出打下0点到打下第5点合力做功W=0.176J和打下第5点时的速度大小V₅=4.20m/s，用正确的公式E_k=$\frac{M{f}^{2}}{200}$（$\frac{{d}_{6}-{d}_{4}}{2T}$）² （用相关数据前字母列式）把打下第5点时小车的动能作为小车动能的改变量，算得E_k=0.125J．（结果保留三位有效数字）
（4）此次实验探究的结果，他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”，且误差很大．通过反思，他认为产生误差的原因如下，其中正确的是AB．
A．钩码质量太大，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太
B．没有平衡摩擦力，使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C．释放小车和接通电源的次序有误，使得动能增量的测量值比真实值偏小
D．没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离也是产生此误差的重要原因．

5．某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB与OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
（1）如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是F′．
（2）（多选）下列必要的几项实验要求是ABC．（填写选项前对应的字母）
A．弹簧测力计应在使用前校零
B．细线方向应与木板平面平行
C．改用一个弹簧测力计拉橡皮条时，必须使结点与位置O重合
D．改用一个弹簧测力计拉橡皮条时，不必使结点与位置O重合
（3）如图丙，若在某次实验时保持结点与位置O重合及F₁方向不变的条件下，将F₂从图示方向（与OA垂直）开始逐渐减小其与F₁的夹角，则关于F₁和F₂的变化情况，下列说法正确的一项是D．（填写选项前对应的字母）
A．F₁一直增大        B．F₂一直增大       C．F₁先增大后减小      D．F₂先减小后增大．

4．在物理学发展中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明进程．对以下几位物理学家所做贡献的叙述中，符合史实的是（　　）

	A．	卡文迪许发现了万有引力定律
	B．	亚里士多德通过理想实验提出力并不是维持物体运动的原因
	C．	库仑总结并确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用规律
	D．	牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德的“力是维持物体运动的原因”观点

3．对于两个分运动的合运动，下列说法中正确的是（　　）

	A．	物体的两个分运动是直线运动，则它们的合运动不一定是直线运动
	B．	合运动与分运动互不影响
	C．	合运动运动了3s，则分运动也运动了3s
	D．	合运动的速度的大小一定大于分运动速度的大小