我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成。物理老师要求同学用所学的知识，设计一个测量月球密度的方案，交给我国将来登月的宇航员来完成。某研究小组提出如下方案：我们现已知万有引力常数G和月球的半径R，假设月球为密度均匀的球体。只要让宇航员在月球表面上从H高度自由释放一个小球，求出它下落的时间t , 就可求出月球的密度，请你求出该小组用上述已知量和假想的实验量来表示月球密度的表达式。
(19分)如图所示，边长为
的正方形PQMN区域内(含边界)有垂直纸面向外的匀强磁场，左侧有水平向右的匀强电场，场强大小为
，质量为
、电荷量为
的带正电粒子从O点由静止开始释放，O、P、Q三点在同一水平直线上，OP=L，带电粒子恰好从M点离开磁场，不计带电粒子重力，求：
（1）磁感应强度大小
；
（2）粒子从O点运动到M点经历的时间；
（3）若磁场磁感应强度可调节(不考虑磁场变化产生的电磁感应)，带电粒子从边界NM上的
点离开磁场，与N点距离为
，求磁场磁感应强度的可能数值．
(16分)质量为
的平板小车在光滑水平面上以速度
向右匀速直线运动，先将质量为
、可视为质点的木块甲无初速（相对地面）放到平板小车右端，如图所示，待木块甲相对小车静止时，立即再将另一完全相同的木块乙无初速（相对地面）放到平板小车右端，已知木块与平板小车间动摩擦因数为
，重力加速度为
．求：
（1）木块甲相对小车运动的时间
；
（2）平板小车的长度至少为多少?
（3）从木块甲放到小车上到木块乙相对小车静止时，小车向右运动的距离（从地面上看）．
(14分)据报道：2012年10月14日，奥地利男子费利克斯·鲍姆加特纳在美国新墨西哥州东南部罗斯韦尔地区成功完成高空极限跳伞，从3.9万米高度起自由落体，创下纪录；时速达到约1342公里，成为不乘坐喷气式飞机或航天飞行器而超音速飞行的世界第一人．
（1）设定鲍姆加特纳连同装备总质量为
，从距地高H处由静止开始竖直下落
时达到最大速度
，打开降落伞后，到达地面时速度可忽略不计，设定他下落整个过程中各处重力加速度都为
．求：
①鲍姆加特纳连同装备从开始下落至到达地面的过程中，损失的机械能；
②由静止开始下落达到最大速度的过程中，克服阻力所做的功．
（2）实际上重力加速度与距地面高度有关，设定地面重力加速度数值为
，地球半径R="6400" km，求距地高度
处的重力加速度数值．(保留三位有效数字，不考虑地球自转影响)
【选修3-4】一列简谐横波沿
轴正方向传播，t=0时刻的波形如题1l图2所示，经0.6s时间质点a第一次到达波峰位置，求：
①波的传播速度大小；
②质点b第一次出现波峰的时刻
．
【选修3-3】如题10图所示，活塞将一定质量的理想气体封闭在圆柱形气缸内，活塞与气缸之间无摩擦，先将气缸放在
的冰水混合物中气体达到平衡状态
，测得气体的体积为
，然后将气缸从冰水混合物中移出后，在室温（
）中达到平衡状态
，外界大气压强保持不变．求：
①气缸内气体在平衡状态的体积；
②气缸内气体从状态到状态过程是从外界吸热还是向外界放热？