23．(12分)如图15所示，有一柔软链条全长为L=1.0m，质量均匀分布，总质量为M=2.0kg. 链条均匀带电，总带电量Q=1.0×10^－6C、将链条放在离地足够高的水平桌面上. 在水平桌面的上方存在竖直向下的匀强电场，电场强度的大小E=2.0×10⁷V/m. 若桌面与链条之间的动摩擦因数为μ=0.5(重力加速度取g=10m/s²).

试求：　 　　　　　　　　　　

(1)链条受到的最大滑动摩擦力；

　 　(2)当桌面下的链条多长时，桌面下的链条所受到的重力恰好等于链条受到的滑动摩擦力.

　 　(3)从桌面上滑下全部链条所需的最小初动能.

22．(12分)消防队员为缩短下楼的时间，往往抱着竖直的杆直接滑下. 假设一名质量为60kg、训练有素的消防队员从七楼(即离地面18m的高度)抱着竖直的杆以最短的时间滑下. 已知杆的质量为200kg，消防队员着地的速度不能大于6m/s，手和腿对杆的最大压力为1800N，手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5，设当地的重力加速度g=10m/s². 假设杆是搁在地面上的，杆在水平方向不能移动.试求：

　 (1)消防队员下滑过程中的最大速度；

　 (2)消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力；

　 (3)消防队员下滑的最短的时间.

A类题(适合于使用一期课改教材的考生)

20A．(12分)土星周围有美丽壮观的“光环”，组成环的颗粒是大小不等，线度从1μm到10m的岩石、尘埃，类似于卫星，它们与土星中心的距离从7.3×10⁴km延伸到1.4×10⁵km. 已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14h，(估算时不考虑环中颗粒间的相互作用)，引力常量为6.67×10^－11N·m²/kg²，试求：(1)估算土星的质量；(2)组成“光环”颗粒运动速度的大小范围.

B类题(适合于使用二期课改教材的考生)

20B．(12分)月球中心到地球中心的距离大约是地球半径的60倍，如果地球表面的重力加速度为9.8m/s²，地球半径R=6.37×10⁶m. 试求：(1)地球的引力使月球具有的加速度；(2)月球绕地球做匀速圆周运动的线速度.

公共题(全体考生必做)

21．(10分)辨析题：如图14所示，质量m=2kg的活塞将一定质量的空气(可视为理想气体)封闭在质量M=4kg的气缸内，气缸高为0.70m，活塞横截面积S=1.0×10^－3m2，被封气体高为L₁=0.50m，温度为400K. 现将气缸开口向下倒置后处于自然悬挂状态，然后将缸内气体的温度降为300K，此时气缸内空气的高度为多少？(设大气压强为1.0×10⁵Pa，活塞和气缸之间的磨擦不计，气缸和活塞的厚度也不计)

某同学认为：被封气体的初始状态为：

　　　　　　　 被封气体的末态为：

　　　　　　　 根据理想气体状态方程：，所以有

　　　 经过检验计算无误。你认为这位同学的解法是否合理？若合理，请说明理由；若不合理，也请说明理由，并用你自己的方法算出正确结果.

19．(8分)利用标有“6V，3W”的灯泡L₁、“6V，6W”的灯泡L₂与理想电压表和理想电流表连接成如图13(a)所示的实验电路，其中电源电动势E=9V. 图13(b)是通过两个灯泡的电流随两端电压变化的曲线. 当其中一个灯泡正常发光时，电路输出功率为　　　　　 W，电源内阻为

　　　 　　　　　 Ω.

18．(7分)如图(a)所示，两个相同的盛水容器，密闭时装有相同水位的水. 现在它们顶部各插有一根两端武器的玻璃管，甲容器中的玻璃管下端插入水中，乙容器中的玻璃管下端在水面上方. 若打开容器底部的阀门，两个容器中均有水流出，在开始的一段时间内，水流出的速度不变的是　　　　　　 。(选填“甲”或“乙”)

　　　 　　 某同学根据这一现象，猜测水流速度可能与水面上空气的压强有关，他为了验证这一猜想，设计了如图(b)所示的装置，阀门K₂控制的容器底部出水小孔是水平的。利用阀门K₁可以改变密闭容器内水面上方气体的压强，利用平抛运动知识可获得K₂刚打开时流出水的初速度。在一次实验中水深h=1m保持不变的情况下，测出水刚流出时的初速度和对应的水面上气体压强的数据记录如下表所示：

　　　 　　 该同学根据表格中数据，推得水面上气体的压强与水流初速度的关系为　　　　 ，并推出外界大气压强值为　　　　 (水的密度ρ=1.0×10³kg/m³，重力加速度g=10m/s²).

17．(6分)为了探究“感应电流产生的条件”，甲同学将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图11连接. 经乙同学检查后发现甲同学接线有错误，应该导线是　　　 (用导线两端的字母符号表示)。

　　　 　　 乙同学认为：在实验开始前必须首先判断电流计指针的偏转方向与流入电表电流方向的关系。　　 　　

甲同学认为：没有必要此项实验操作。　　　　　　　

你认为　　　 同学的说法是正确的，理由是　　　　　　　　　　　　 。

16．(5分)一位同学看他母亲在厨房间做蛋炒饭，发现他母亲两个手各拿一个鸡蛋，然后一个手拿鸡蛋不动，用另一个手上的鸡蛋去敲，结果不动的鸡蛋破了，而动的鸡蛋反而没有破. 他很好奇，为了解释其原因，做了以下实验：用细线网住两个大小差不多的生鸡蛋，悬挂在同一点，拉开同样一个角度后释放，如图10(a)所示，结果两个鸡蛋都没有破；然后将其中一个固定，另一个从刚才的位置释放，如图10(b)所示，与固定的鸡蛋相碰撞，结果被固定的鸡蛋破了，而运动的鸡蛋却完好。下列关于这个同学实验用的方法以及结果解释要用到的物理知识正确的是　　 (　　 )

A．实验过程用了控制变量的方法　　　　　　 B．实验过程用了等效替代的方法

　　　 C．解释实验结果要用到惯性的概念　　　　 D．解释实验结果要用到牛顿第二定律

15．(4分)如图9所示为放大的水波照片，两图比例不同，但水波波长相同，则实际孔的尺寸较大的是　　　 图，而　　　 图中有明显的衍射现象.

14．如图8所示，R₁为定值电阻，R₂为最大阻值为2R₁的可变电阻. E为电源电动势，r为电源内阻，大小为r=R₁. 当R₂的滑动臂P从a滑向b的过程中，下列说法正确的是(　　 )

　　　 A．当时，R₂上获得最大功率

　　　 B．当R₂=R₁时，R₂上获得最大功率

　　　 C．电压表示数和电流表示数之比逐渐增大

　　　 D．电压表示数和电流表示数之比保持不变

13．如图7(a)所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ

　　　 的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图7(b)所示，若重力加速度g取10m/s². 根据图(b)中所提供的信息可以计算出　　　 　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 (　　 )

A．物质的质量

　　　 B．斜面的倾角

　　　 C．物体能静止在斜面上所施加的最小外力

　　　 D．加速度为6m/s²时物体的速度