21．(18 分)在“多用电表的使用”实验中， ⑴ 如图 1所示，为一正在测量中的多用电表表盘。如果用电阻挡“× 100 ”测量，则读数 为　　；如果用“直流5V ”挡测量，则读数为　　V。 ⑵ 甲同学利用多用电表测量电阻。他用电阻挡“× 100 ”测量时发现指针偏转角度过小， 为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，操作顺序为　　 (填写选项前的字母)。 A．将选择开关旋转到电阻挡“× 1k ”的位置 B．将选择开关旋转到电阻挡“× 10 ”的位置 C．将两表笔分别与被测电阻的两根引线相接完成测量 D．将两表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指向“ 0　” ⑶ 乙同利用多用电表测量图示电路中小灯泡正常工作时的有关物理量。以下操作正确的是　　。 A．将选择开关旋转到合适的电压挡，闭合开关，利用图2 的电路测量小灯泡两端的电压 B．将选择开关旋转到合适的电阻挡，闭合开关，利用图2 的电路测量小灯泡的电阻 C．将选择开关旋转到合适的电流挡，闭合开关，利用图3 的电路测量通过小灯泡的电流 D．将选择开关旋转到合适的电流挡，把图3 中红、黑表笔接入电路的位置互换，闭合开关，测量通过小灯泡的电流 ⑷ 丙同学利用多用电表探测图4 所示黑箱时发现：用直流电压挡测量， E 、G 两点间 和F 、G 两点间均有电压， E 、F 两点间无电压；用电阻挡测量，黑表笔接E 点， 红表笔接F 点，阻值很小，但反接阻值很大。那么该黑箱内元件的接法可能是图5 中的　　 。 ⑸ 丁同学选择开关旋转到“直流500mA”挡作为电流表 ，设计了如图6 所示的电路， 已知电流表内阻RA ＝0.4，R1 ＝RA， R2＝7RA。若将接线柱 1、2 接入电路时，最 大可以测量的电流为　　　A；若将接线柱1、3 接入电路时，最大可以测量的 电压为　　V。

22．(16 分) 如图所示，固定的长直水平轨道MN 与位于竖直平面内的光滑半圆轨道相接，圆轨道半 径为R ，PN 恰好为该圆的一条竖直直径。可视为质点的物块A 和B 紧靠在一起静止于 N 处，物块A 的质量 mA＝2m，B的质量mB＝m，两物块在足够大的内力作用下突然 分离，分别沿轨道向左、右运动，物块B 恰好能通过P 点。已知物块A 与MN 轨道间 的动摩擦因数为，重力加速度为g ，求： ⑴ 物块B 运动到P 点时的速度大小vP； ⑵ 两物块刚分离时物块B 的速度大小vB； ⑶ 物块A 在水平面上运动的时间t 。

23．(18 分) 在现代科学实验和技术设备中，可以通过施加适当的电场、磁场来改变或控制带电粒子 的运动。现用电场或磁场来控制质量为m 、电荷量为q 的正电荷的运动。如图1 所示， 在xOy 平面内有一点P，OP与x轴夹角θ＝45°，且OP ＝l，不计电荷的重力。 ⑴ 若该电荷以速度v0从O 点沿x 轴正方向射出，为使电荷能够经过P 点， a．若在整个空间只加一平行于y 轴方向的匀强电场，求电场强度E 的大小和方向； b．若在整个空间只加一垂直于xOy 平面的匀强磁场，求磁感应强度B 的大小和方向。 ⑵ 若整个空间同时存在(1)中的电场和磁场，某时刻将该电荷从O 点由静止释放，该 电荷能否再次回到O 点？请你在图2 中大致画出电荷的运动轨迹。

24．(20 分) 节能环保的“风光互补路灯”获得广泛应用。图1 是利用自然资源实现“自给自足”的风光 互补的路灯，图2 是其中一个路灯的结构示意图，它在有阳光时可通过太阳能电池板发 电，有风时可通过风力发电。 ⑴ 北京市某日路灯的开灯时间为19: 00 到次日6: 00，若路灯的功率为P 0 ＝40W，求一 盏灯在这段时间内消耗的电能E电。 ⑵ 风力发电机旋转叶片正面迎风时的有效受风面积为S ，运动的空气与受风面作用后 速度变为零，若风力发电机将风能转化为电能的效率为　，空气平均密度为，当 风速为v 且风向与风力发电机受风面垂直时，求该风力发电机的电功率P 。 ⑶ 太阳能电池的核心部分是P 型和N 型半导体的交界区域-- PN 结，如图3 所示， 取P 型和N 型半导体的交界为坐标原点，PN 结左右端到原点的距离分别为xP 、xN 。 无光照时，PN 结内会形成一定的电压，对应的电场称为内建电场E场，方向由N 区 指向P 区；有光照时，原来被正电荷约束的电子获得光能变为自由电子，就产生了 电子-空穴对，空穴带正电且电荷量等于元电荷e ；不计自由电子的初速度，在内 建电场作用下，电子被驱向N 区，空穴被驱向P 区，于是N 区带负电，P 区带正电， 图3 所示的元件就构成了直流电源。某太阳能电池在有光持续照射时，若外电路断 开时，其PN 结的内建电场场强E场的大小分布如图4 所示，已知xP 、xN 　和E0；若 该电池短路时单位时间内通过外电路某一横截面的电子数为n ，求此太阳能电池的 电动势E 和内电阻r 。 物理答案解析

13．B [解析] 随着物体温度的升高，物体内分子的平均速率、平均动能增大，但是不是每一个分子的热运 动速率都增大，故A 错误B 正确；物体的内能变化是与物体吸热或放热有关，还与做功有 关，因此只有吸热或放热，没有说明做功情况，无法判断内能变化，故C、D 均错误。

15．C [解析] 对物块进行受力分析，如图所示，物块受到竖直向下的重力、水平向右的推力以及垂直于斜 面向上的支持力，光滑斜面没有摩擦，三力平衡可画出力的三角形，根据力的三角形可知 F < G < N ，故 C 正确。

16．D [解析] 根据右手螺旋定则可判断出，该直导线MN 在其右侧产生的磁场方向垂直于纸面向里，导线 电流增大，原磁场磁感应强度增强，穿过线框的磁通量增大，故A、B 均错误；线框中磁通 量增大，感应电流产生的磁场阻碍原磁场磁通量的变化，感应磁场方向为垂直纸面向外，根 据右手螺旋定则，线框中感应电流方向为逆时针，即a →b→c→d，故 C 错误；根据感应 电流方向及左手定则可判断出，线框ab 边在原磁场中受到的安培力方向向右，故D 正确。

17．C [解析] 由振动图像可以看出t ＝ 0时刻质点Q沿 y轴正方向运动，A 错误；结合波动图像可以判断， 波沿x 轴正方向传播，因此，P 质点当前时刻正在沿y 轴负方向运动，故P 比Q 先到达波谷， B 错误；由波动图像可得，波长，在 t＝0.1s内，波传播x ＝ vt＝4m，C 正确；在0 ~ 0.2s内，质点Q完成一次全振动，通过路程 为40cm ，D 错误。

18．C [解析] 设太阳质量为M ；质量为m 的行星，轨道半径为r ，周期为T ，加速度为a 。对行星由牛 顿第二定律可得： 因此，土星运行的加速度比地球小，土星运行周期比地球大，A、B 错误。地球公转周期T 1 ＝1年， 土星公转周期11.18年。设经时间t，再次出现土星冲日，则，其 中年，因此下一次土星冲日发生在2017年，C 正确，D 错误。

19．A [解析] 设金属的逸出功为 光电子的最大初动能Ek 与遏止电压UC 的关系是 联立两式可得：可解 得，即金属的截止频率约为Hz，在误 差允许范围内，可以认为A 正确；B 错误。