20.场致发射显微镜的构造如图所示：一根尖端直径约为100 nm的针，位于真空玻璃球泡的中心，球的内表面涂有荧光材料导电膜，在膜与针之间加上如图所示的高电压，使针尖附近的电场高达
4?109V/m，电子就被从针尖表面拉出并加速到达涂层，引起荧光材料发光。这样，
在荧光屏上就看到了针尖的某种像(针尖表面的发射率图像)，如分辨率足够高，还可以分辨出针尖端个別原子的位置。但由于电子波的衍射，会使像模糊影响分辨率。将电极方向互换，并在玻璃泡中充进氦气，则有氦离子产生打到荧光屏上，可使分辦率提高。以下判断正确的是
A.氦原子变成氦离子是在导电膜附近发生的 B.电子从针尖到导电膜做匀加速运动
C.电子或氦离子的撞击使荧光材料的原子跃迁到了激发态 D.分辦率提高是因为氦离子的德布罗意波长比电子的长
第二部分(非选择题共180分） 本部分共11小题，共180分。
21.(18分)
（1）在“利用沙摆捕绘振动图像”的实验中，将细沙倒在漏斗中，当细沙漏出的同时，让沙摆左右摆动起来，一段时间后，形成的长条形沙堆如图1所示：两边高且粗，中间低且细。
①如果在沙摆摆动的同时匀速拉动下方纸板(纸板上的虚线O1O2位于沙漏静止时的正下方)，则一段时间后,形成如图2所示的曲线沙堆。分析可知，前线沙堆在与虚线O1O2垂直距离 (选填”近”或”远”)的位置低且细。
②图3为图2中纸板上曲线沙堆的俯视图，沿沙摆振动方向建立x轴，沿O1O2方向建立t轴，就利用沙堆曲线得到了沙摆的振动图像。请请说明为什么要匀速拉动下方纸板。
（2）用如图4所示的装置验证牛顿第二定律。
①除了图4中所给器材以及交流电源和导线外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是 (选填正确选项的字母)。 A.秒表
B.天平(含砝码) C.弹簧测力计 D.刻度尺
②实验前平衡小车与木板间摩擦力的做法是：把实验器材安装好，先不挂砂桶，将小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。用垫块把木板一端垫高，接通打点计时器，让小车以一定初速度沿木板向下运动，并不断调节木板的倾斜度，直到小车拖动纸带沿木板做 运动。
③为使砂桶和砂的总重力在数值上近似等于小车运动时受到的拉力，需满足的条件是砂桶及砂的总质量 (选填”远大于”“远小于”或“近似等于”)小车的总质量。
④实验中打出的一条纸带的一部分如图5所示。纸带上标出了连续的3个计数点A、B、C，相邻计数点之间还有4个点没有标出。打点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上。则打点计时器打B点时，小车的速度vB= m/s。 多测几个点的速度做出v一t图像，就可以算出小车的加速度。
⑤为研究加速度和力的关系，要保证 的总质量不变，改变砂桶内砂的质量，重复做几次实验。 ⑥在研究加速度与质量的关系时，要保证砂和砂桶的质量不变。若砂和砂桶的总质量m与小车的总质量M间的关系不满足第③问中的条件，由实验数据作H出a与确选项的字母)。
1的图线，则图线应如图6中的 所示(选填正
M?m
22.(16分)
如图甲所示，一个面积为S，阻值为r的圆形金属线圈与阻值为2r的电阻R组成闭合回路。在线圈中存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度
B随时间t变化的关系如图乙所示，图中B0和t0已知，导线电阻不计。在t?0至t?t0时间内，求： (1)电阻R中电流的方向； (2)感应电动势的大小E； (3)a、b两点间的电势差Uab。
23.(18分)
两根材料相同的均匀直导线a和b串联在电路上，a长为l0，b长为2l0。 (1)若沿长度方向的电势随位置的变化规律如图所示，求 ①a、b两导线内电场强度大小之比
E1； E2②a、b两导线横截面积之比
S1。 S2(2)以下对直导线内部做进一步分析：设导线单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v。现将导线中电流I与导线横截面积S的比值定义为电流密度，其大小用j表示。 ①请建立微观模型，利用电流的定义I?q推导:j?nev； t②从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流；从微观角度看，若导体内没有电场，自由电子就不会定向移动。设导体的电阻率为?，导体内场强为E，试猜想j与E的关系并推导出j、?、E三者间满足的关系式。 (解题过程中需要用到的物理量要在解题时作必要的说明)
24.(20分)
如图所示为雨滴从空下落过程中空气阻力f随雨滴速度v变化的大致情况，其中图线①、②分別对应半径不同的雨滴。
(1)请利用图线分析并说明雨滴下落过程中加速度和速度随时间变化的大致情况。
25f2，其中k??kg/(m2·s)，r为雨滴的半径。(雨滴的密度取?=1.0×103kg/m3) ?kr3va.请比较①、②图线所示的两个雨滴下落的最终速度；
(2)已知图中直线的斜率值
B.请计算半径r=5mm的雨滴下落的最终速度。
(3)已知一滴雨珠的重力可达蚊子体重的50倍之多，但是下雨时蚊子却可以在“雨中漫步”。为研究蚊子不会被雨滴砸死的诀窍，科学家用高速相机以每秒4000帧的速度拍摄，记录雨滴击中蚊子时二者相互作用的每一个动作，归纳并计算出蚊子与雨滴遭遇瞬间的作用力及其随雨滴向下移动的距离。针对雨滴下落时正中蚊子的情况，研究发现蚊子被雨滴击中时并不抵挡雨滴，而是与雨滴融为一体，顺应雨滴的趋势一同下落，随后迅速侧向微调与雨滴分离。现对比两种情況：①蚊子在空中被雨滴砸中；②蚊子栖息于地面时被雨滴砸中，请建立理想模型，通过计算比较两种情况下蚊子被雨滴击中时受到的伤害。(解题过程中需要用到的物理量，要在解题时作必要的说明)
25,(16分)合成药物中间体M的流程图如下。
(1)芳香烃A的核磁共振氧谱有________种峰。
(2)在一定条件下,步骤②的化学方程式是_________。
(3)步骤③反应物C含有官能团的名称是氨基、__________。 (4)步骤④⑤⑥中,属于取代反应的是__________ (填序号)。
(5)步骤⑥可得到一种与G分子式相同的有机物,将其结构简式补充完整：
(6)H的结构简式是__________。
(7)将步骤⑧中合成M的化学方程式补充完整：
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