以下四個中學學生實驗中都要用到小球或者重錘，實驗中需要測定小球或重錘質(zhì)量的是_________。（選填下面正確選項前的代號字母）

A．驗證機械能守恒定律

B．用單擺測定重力加速度

C．驗證動量守恒定律

D．研究平拋物體的運動

在驗證機械能守恒定律實驗中，某同學通過實驗得到了一條紙帶，為了求兩點之間重錘的重力勢能變化，需要知道重力加速度g的值，這個g值應該是____________（填選項的序號即可）

A．取當?shù)氐膶嶋Hg值            B．根據(jù)打出的紙帶，用ΔS = gT²求出

C．近似取10m/s²即可            D．以上說法均不對

（25分）圖1所示為楊氏雙縫干涉實驗的示意圖，取紙面為yz平面。y、z軸的方向如圖所示。線光源S通過z軸，雙縫S₁、S₂對稱分布在z軸兩側(cè)，它們以及屏P都垂直于紙面。雙縫間的距離為d，光源S到雙縫的距離為l，雙縫到屏的距離為D，，。

　　1.從z軸上的線光源S出發(fā)經(jīng)S₁、S₂不同路徑到P0點的光程差為零，相干的結(jié)果產(chǎn)生一亮紋，稱為零級亮紋。為了研究有一定寬度的擴展光源對于干涉條紋清晰度的影響，我們先研究位于軸外的線光源S′形成的另一套干涉條紋，S′位于垂直于z軸的方向上且與S平行，兩者相距，則由線光源S′出發(fā)分別經(jīng)S₁、S₂產(chǎn)生的零級亮紋，與P₀的距離

　　2.當光源寬度為的擴展光源時，可將擴展光源看作由一系列連續(xù)的、彼此獨立的、非相干的線光源組成。這樣，各線光源對應的干涉條紋將彼此錯開，在屏上看到的將是這些干涉條紋的光強相加的結(jié)果，干涉條紋圖像將趨于模糊，條紋的清晰度下降。假設擴展光源各處發(fā)出的光強相同、波長皆為。當增大導致零級亮紋的亮暗將完全不可分辨，則此時光源的寬度

　　3.在天文觀測中，可用上述干涉原理來測量星體的微小角直徑。遙遠星體上每一點發(fā)出的光到達地球處都可視為平行光，從星體相對的兩邊緣點發(fā)來的兩組平行光之間的夾角就是星體的角直徑。遙遠星體的角直徑很小，為測量如些微小的角直徑，邁克爾遜設計了測量干涉儀，其裝置簡化為圖2所示。M1、M2、M3、M4是四個平面反射鏡，它們兩兩平行，對稱放置，與入射光（a、 a′）方向成45°角。S1和S2是一對小孔，它們之間的距離是d。M1和M2可以同步對稱調(diào)節(jié)來改變其中心間的距離h。雙孔屏到觀察屏之間的距離是D。a、 a′和b、 b′分別是從星體上相對著的兩邊緣點發(fā)來的平行光束。設光線a、 a′垂直雙孔屏和像屏，星光的波長是，試導出星體上角直徑的計算式。

注：將星體作圓形擴展光源處理時，研究擴展光源的線度對于干涉條紋圖像清晰度的影響會遇到數(shù)學困難，為簡化討論，本題擬將擴展光源作寬度為的矩形光源處理。

（25分）圖1所示為楊氏雙縫干涉實驗的示意圖，取紙面為yz平面。y、z軸的方向如圖所示。線光源S通過z軸，雙縫S₁、S₂對稱分布在z軸兩側(cè)，它們以及屏P都垂直于紙面。雙縫間的距離為d，光源S到雙縫的距離為l，雙縫到屏的距離為D，，。

　　1.從z軸上的線光源S出發(fā)經(jīng)S₁、S₂不同路徑到P0點的光程差為零，相干的結(jié)果產(chǎn)生一亮紋，稱為零級亮紋。為了研究有一定寬度的擴展光源對于干涉條紋清晰度的影響，我們先研究位于軸外的線光源S′形成的另一套干涉條紋，S′位于垂直于z軸的方向上且與S平行，兩者相距，則由線光源S′出發(fā)分別經(jīng)S₁、S₂產(chǎn)生的零級亮紋，與P₀的距離

　　2.當光源寬度為的擴展光源時，可將擴展光源看作由一系列連續(xù)的、彼此獨立的、非相干的線光源組成。這樣，各線光源對應的干涉條紋將彼此錯開，在屏上看到的將是這些干涉條紋的光強相加的結(jié)果，干涉條紋圖像將趨于模糊，條紋的清晰度下降。假設擴展光源各處發(fā)出的光強相同、波長皆為。當增大導致零級亮紋的亮暗將完全不可分辨，則此時光源的寬度

　　3.在天文觀測中，可用上述干涉原理來測量星體的微小角直徑。遙遠星體上每一點發(fā)出的光到達地球處都可視為平行光，從星體相對的兩邊緣點發(fā)來的兩組平行光之間的夾角就是星體的角直徑。遙遠星體的角直徑很小，為測量如些微小的角直徑，邁克爾遜設計了測量干涉儀，其裝置簡化為圖2所示。M1、M2、M3、M4是四個平面反射鏡，它們兩兩平行，對稱放置，與入射光（a、 a′）方向成45°角。S1和S2是一對小孔，它們之間的距離是d。M1和M2可以同步對稱調(diào)節(jié)來改變其中心間的距離h。雙孔屏到觀察屏之間的距離是D。a、 a′和b、 b′分別是從星體上相對著的兩邊緣點發(fā)來的平行光束。設光線a、 a′垂直雙孔屏和像屏，星光的波長是，試導出星體上角直徑的計算式。

注：將星體作圓形擴展光源處理時，研究擴展光源的線度對于干涉條紋圖像清晰度的影響會遇到數(shù)學困難，為簡化討論，本題擬將擴展光源作寬度為的矩形光源處理。

圖1

圖2

 I.在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中備有下列器材：

A．小電珠(3.8 V,1.5 W)

B．直流電源(電動勢4.5 V，內(nèi)阻約0.4 Ω)

C．電流表(量程0～500 mA，內(nèi)阻約0.5 Ω)

D．電壓表(量程0～5 V，內(nèi)阻約5000 Ω)

E．滑動變阻器R₁(0～5 Ω，額定電流2 A)

F．滑動變阻器R₂(0～5K Ω，額定電流1 A)

G．開關(guān)一個，導線若干

如果既要滿足測量要求，又要使測量誤差較小，應選擇如圖所示的四個電路中的________，應選用的滑動變阻器是________．

II.在驗證動量守恒定律實驗中，同學們不僅完成了課本原來的實驗，還用相同的器材進行多方面的探索及嘗試。下面是甲、乙兩組同學的實驗，請回答相關(guān)的問題：

甲組同學采用如圖1所示的裝置，由斜槽和水平槽構(gòu)成。將復寫紙與白紙鋪在水平放的木板上，重垂線所指的位置為O。實驗時先使a球從斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復上述操作多次，得到多個落點痕跡平均位置P；再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓a球仍從固定位置由靜止開始滾下，與b球發(fā)生對心正碰，碰后a球不被反彈。碰撞后a、b球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡．重復這種操作多次得到多個落點痕跡平均位置M、N.

(1)若a球質(zhì)量為m₁，半徑為r₁；b球質(zhì)量為m₂，半徑為r₂. 則      

A．m₁>m₂　r₁>r₂    B．m₁>m₂　r₁<r₂

C．m₁>m₂　r₁＝r₂   D．m₁<m₂　r₁＝r₂

(2)以下提供的器材中，本實驗必需的有       

A．刻度尺           B．打點計時器

C．天平             D．秒表

(3)設a球的質(zhì)量為m₁，b球的質(zhì)量為m₂，則本實驗驗證動量守恒定律的表達式為(用m₁、m₂、OM、OP、ON表示)                                      

乙組同學誤將重錘丟失，為了繼續(xù)完成實驗則將板斜放，上端剛好在槽口拋出點，標記為O.板足夠長小球都能落在板上，如圖2，采用甲組同學相同的操作步驟完成實驗。

(4)對該組同學實驗的判斷正確的是      

A．乙組同學無法完成驗證動量守恒定律 

B．秒表也不是乙組同學的必需器材

C．乙組同學必須測量斜面傾角θ      

D．圖2中N為b球碰后落點

(5)設a球的質(zhì)量為m₁，b球的質(zhì)量為m₂，則本實驗驗證動量守恒定律的表達式為                    。    

(6)如果a，b球的碰撞是彈性碰撞，那么還應滿足的表達式為              。 (要求第(5) (6)結(jié)論用m₁、m₂、OM、OP、ON表示) 

I.在“描繪小電珠的伏安特性曲線”的實驗中備有下列器材：
A．小電珠(3.8 V,1.5 W)
B．直流電源(電動勢4.5 V，內(nèi)阻約0.4 Ω)
C．電流表(量程0～500 mA，內(nèi)阻約0.5 Ω)
D．電壓表(量程0～5 V，內(nèi)阻約5000 Ω)
E．滑動變阻器R₁(0～5 Ω，額定電流2 A)
F．滑動變阻器R₂(0～5K Ω，額定電流1 A)
G．開關(guān)一個，導線若干
如果既要滿足測量要求，又要使測量誤差較小，應選擇如圖所示的四個電路中的________，應選用的滑動變阻器是________．

II.在驗證動量守恒定律實驗中，同學們不僅完成了課本原來的實驗，還用相同的器材進行多方面的探索及嘗試。下面是甲、乙兩組同學的實驗，請回答相關(guān)的問題：
甲組同學采用如圖1所示的裝置，由斜槽和水平槽構(gòu)成。將復寫紙與白紙鋪在水平放的木板上，重垂線所指的位置為O。實驗時先使a球從斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下，落到位于水平地面的記錄紙上，留下痕跡．重復上述操作多次，得到多個落點痕跡平均位置P；再把b球放在水平槽上靠近槽末端的地方，讓a球仍從固定位置由靜止開始滾下，與b球發(fā)生對心正碰，碰后a球不被反彈。碰撞后a、b球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡．重復這種操作多次得到多個落點痕跡平均位置M、N.

(1)若a球質(zhì)量為m₁，半徑為r₁；b球質(zhì)量為m₂，半徑為r₂. 則      
A．m₁>m₂　r₁>r₂    B．m₁>m₂　r₁<r₂
C．m₁>m₂　r₁＝r₂   D．m₁<m₂　r₁＝r₂
(2)以下提供的器材中，本實驗必需的有       
A．刻度尺           B．打點計時器
C．天平             D．秒表
(3)設a球的質(zhì)量為m₁，b球的質(zhì)量為m₂，則本實驗驗證動量守恒定律的表達式為(用m₁、m₂、OM、OP、ON表示)                                      
乙組同學誤將重錘丟失，為了繼續(xù)完成實驗則將板斜放，上端剛好在槽口拋出點，標記為O.板足夠長小球都能落在板上，如圖2，采用甲組同學相同的操作步驟完成實驗。

(4)對該組同學實驗的判斷正確的是      
A．乙組同學無法完成驗證動量守恒定律 
B．秒表也不是乙組同學的必需器材
C．乙組同學必須測量斜面傾角θ      
D．圖2中N為b球碰后落點
(5)設a球的質(zhì)量為m₁，b球的質(zhì)量為m₂，則本實驗驗證動量守恒定律的表達式為                   。    
(6)如果a，b球的碰撞是彈性碰撞，那么還應滿足的表達式為             。 (要求第(5) (6)結(jié)論用m₁、m₂、OM、OP、ON表示)