21．(12分)如图，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，右管内气体柱长为39cm，中管内水银面与管口A之间气体柱长为40cm。先将口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设整个过程温度不变，稳定后右管内水银面比中管内水银面高2cm，求：

(1)稳定后右管内的气体压强p；

(2)左管A端插入水银槽的深度h。(大气压强p₀＝76cmHg)

[解析]

(1)插入水银槽后右管内气体：由玻意耳定律得：p₀l₀S＝p(l₀－Dh/2)S，

所以p＝78cmHg；

(2)插入水银槽后左管压强：p’＝p+rgDh＝80cmHg，左管内外水银面高度差h₁＝＝4cm，中、左管内气体p₀l＝p’l’，l’＝38cm，

左管插入水银槽深度h＝l+Dh/2－l’+h₁＝7cm。

20．(10分)质量为5´10³ kg的汽车在t＝0时刻速度v₀＝10m/s，随后以P＝6´10⁴ W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，其大小为2.5´10³N。求：(1)汽车的最大速度v_m；(2)汽车在72s内经过的路程s。

[解析]

(1)当达到最大速度时，P＝=Fv=fv_m，v_m＝＝m/s＝24m/s，

(2)从开始到72s时刻依据动能定理得：

Pt－fs＝mv_m²－mv₀²，解得：s＝＝1252m。

19．(4分)光强传感器对接收到的光信号会产生衰减，且对于不同波长的光衰减程度不同，可以用j表示衰减程度，其定义为输出强度与输入强度之比，j＝I_出/I_入，右图表示j与波长l之间的关系。当用此传感器分别接收A、B两束光时，传感器的输出强度正好相同，已知A光的波长l_A＝625nm，B光由l_B1＝605nm和l_B2＝665nm两种单色光组成，且这两种单色光的强度之比I_B1:I_B2＝2:3，由图可知j_A＝__________；A光强度与B光强度之比I_A:I_B＝__________。

[答案]0.35　 27.5/35

[解析]如图所示，A光的波长为625nm，在图上对应的强度j_A＝0.35；同理在图中找出B₁的强度为=0.60，B₂的强度为=0.07，由A、B两束光经传感器的输出强度正好相同得：得：。

18．(6分)利用图(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强。两端开口的细玻璃管水平放置，管内塞有潮湿小棉球，实验者从玻璃管的一端A吹气，棉球从另一端B飞出，测得玻璃管内部截面积S，距地面高度h，棉球质量m，开始时的静止位置与管口B的距离x，落地点C与管口B的水平距离l。然后多次改变x，测出对应的l，画出l²-x关系图线，如图(b)所示，并由此得出相应的斜率k。

(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力，根据以上测得的物理量可得，棉球从B端飞出的速度v₀＝________。

(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值，不计棉球与管壁的摩擦，重力加速度g，大气压强p₀均为已知，利用图(b)中拟合直线的斜率k可得，管内气体压强p＝________。

(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦，则(2)中得到的p与实际压强相比________(填偏大、偏小)。

[解析](1)l(2)p₀+(3)偏小

[解析]小球从B 点飞出后做平抛运动，则有，联立解得；在吹小球的过程中，由动能定理可得：即：，可知直线的斜率可得。若考虑实验中小球与玻璃管的摩擦则得到的p与实际压强相比应偏小。

17．(6分)如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。

(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持___________不变，用钩码所受的重力作为___________，用DIS测小车的加速度。

(2)改变所挂钩码的数量，多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示)。

①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。

②(单选题)此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是(　　　　　　 )

(A)小车与轨道之间存在摩擦　　　 (B)导轨保持了水平状态

(C)所挂钩码的总质量太大　　　　　 (D)所用小车的质量太大

[答案](1)小车的总质量，小车所受外力，

(2)①在质量不变的条件下，加速度与外力成正比，②C，

[解析](1)因为要探索“加速度和力的关系”所以应保持小车的总质量不变，钩码所受的重力作为小车所受外力；(2)由于OA段a-F关系为一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：得，而实际上，可见AB段明显偏离直线是由于没有满足M>>m造成的。

16．(6分)如图为伏打电池示意图，由于化学反应，在A、B两电极附近产生了很薄的两个带电接触层a、b。

(1)(多选题)沿电流方向绕电路一周，非静电力做功的区域是(　　　　 )

(A)R　　　　　　　 (B)b　　　　　 (C)r　　 　　　 (D)a

(2)在如图所示回路的各区域内，电势升高的总和等于电源的___________。

[答案](1)B、D，(2)电动势，

[解析]由题意“在A、B两电极附近产生了很薄的两个带电接触层a、b”则该区域即为非静电力作用的范围，故BD正确；依据电动势定义可知电势升高的总和等于电源的电动势。

15．(8分)(1)用多用表的欧姆档测量阻值约为几十kW的电阻R_x，以下给出的是可能的操作步骤，其中S为选择开关，P为欧姆档调零旋钮，把你认为正确的步骤前的字母按合理的顺序填写在下面的横线上__________________。

a．将两表笔短接，调节P使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度，断开两表笔

b．将两表笔分别连接到被测电阻的两端，读出R_x的阻值后，断开两表笔

c．旋转S使其尖端对准欧姆档´1k

d．旋转S使其尖端对准欧姆档´100

e．旋转S使其尖端对准交流500V档，并拔出两表笔

根据右图所示指针位置，此被测电阻的阻值约为___________W。

(2)(多选题)下述关于用多用表欧姆档测电阻的说法中正确的是(　　　　　　 )

(A)测量电阻时如果指针偏转过大，应将选择开关S拨至倍率较小的档位，重新调零后测量

(B)测量电阻时，如果红、黑表笔分别插在负、正插孔，则会影响测量结果

(C)测量电路中的某个电阻，应该把该电阻与电路断开

(D)测量阻值不同的电阻时都必须重新调零

[答案](1)c、a、b、e，30k，(2)A、C，

[解析](1)测量几十kW的电阻R_x我们一般选择较大的档位先粗测，使用前应先进行调零，然后依据欧姆表的示数，在更换档位，重新调零，在进行测量；使用完毕应将选择开关置于OFF位置或者交流电压最大档，拔出表笔。欧姆表的示数乘以相应档位的倍率即为待测电阻的阻值30kW。

(2)欧姆档更换规律“大小，小大”，即当指针偏角较大时，表明待测电阻较小，应换较小的档位；反之应还较大的档位。电流总是从红表笔流入从黑表笔流出多用电表，每次换挡一定要进行欧姆调零，测量电阻一定要断电作业。

14．图示电路中，R₁＝12W，R₂＝6W，滑动变阻器R₃上标有“20W，2A”字样，理想电压表的量程有0-3V和0-15V两档，理想电流表的量程有0-0.6A和0-3A两档。闭合电键S，将滑片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动滑片P到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，则此时电流表示数为__________A，该电源的电动势为__________V。

[答案]0.15，7.5

[解析]由于题意当“继续向右移动滑片P到另一位置”电压表示数一定大于2.5V，电流表示数一定小于0.3A，再结合电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，可知电压表的量程为0-15V，电流表的量程为0-0.6A，因此当滑片滑到下一位置是电流表的实数为；电压表的示数为5V；由串并联电路规律得：，得 ，由闭合电路欧姆定律得；同理：，得，由闭合电路欧姆定律以上各式联立解得：。

13．如图，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下，在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内。当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有__________(填收缩、扩张)趋势，圆环内产生的感应电流_______________(填变大、变小、不变)。

[答案]收缩，变小

[解析]由于金属棒ab在恒力F的作用下向右运动，则abcd回路中产生逆时针方向的感应电流，则在圆环处产生垂直于只面向外的磁场，随着金属棒向右加速运动，圆环的磁通量将增大，依据楞次定律可知，圆环将有收缩的趋势以阻碍圆环的磁通量将增大；又由于金属棒向右运动的加速度减小，单位时间内磁通量的变化率减小，所以在圆环中产生的感应电流不断减小。

12．弹性绳沿x轴放置，左端位于坐标原点，用手握住绳的左端，当t＝0时使其开始沿y轴做振幅为8cm的简谐振动，在t＝0.25s时，绳上形成如图所示的波形，则该波的波速为___________cm/s，t＝___________时，位于x₂＝45cm的质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。

[答案]20，2.75

[解析]由图可知，这列简谐波的波长为20cm，周期T=0.25s×4=1s，所以该波的波速；从t=0时刻开始到N质点开始振动需要时间,在振动到沿y轴正向通过平衡位置需要再经过，所以当t=(2.25+0.5)s=2.75s，质点N恰好第一次沿y轴正向通过平衡位置。。