?2021年上海市松江區(qū)高考物理二模試卷
一、單項選擇題（共40分。第1-8小題，每題3分；第9-12小題，每題4分，每小題只有一個正確答案。）
1．（3分）中國“人造太陽”，最高溫度能達近2億度，或將造福全世界。它的輻射能量和太陽一樣來自于內部的（　?。?br /> A．化學反應 B．裂變反應 C．鏈式反應 D．熱核反應
2．（3分）盧瑟福通過原子核人工轉變實驗發(fā)現了質子，它的符號是（　?。?br /> A．H B．He C．e D．n
3．（3分）愛因斯坦提出光子說是為了解釋（　?。?br /> A．光電效應 B．光的衍射 C．光的電磁說 D．光的干涉
4．（3分）如圖，在天花板下靜止不動的小昆蟲受到的力有（　　）

A．只有重力 B．重力和彈力
C．重力和摩擦力 D．重力、彈力和摩擦力
5．（3分）如圖，a、b分別為兩束波長λa、λb的單色光經過同一實驗裝置得到的圖樣，則（　　）

A．a、b為干涉圖樣，λa＞λb B．a、b為干涉圖樣，λa＜λb
C．a、b為衍射圖樣，λa＞λb D．a、b為衍射圖樣，λa＜λb
6．（3分）質點運動的位移s與時間t的關系如圖所示，其中運動方向發(fā)生變化的是（　?。?br /> A． B．
C． D．
7．（3分）一列向左傳播的橫波在某時刻的波形如圖，質點A剛開始振動時的運動方向（　　）

A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
8．（3分）如圖，兩通電直導線a、b相互平行，b中電流向上。若兩導線相互吸引，則a中電流在b導線處產生的磁場方向（　?。?br />
A．向左 B．垂直紙面向里
C．向右 D．垂直紙面向外
9．（4分）奧運會比賽項目撐桿跳高如圖所示，下列說法不正確的是（　?。?br />
A．助跑過程中，運動員的動能逐漸增大
B．起跳后上升過程中，桿的彈性勢能先增大后減小
C．起跳后上升過程中，運動員的重力勢能逐漸增大
D．在最高點桿的彈性勢能最大
10．（4分）某同學用如圖裝置“研究一定質量氣體在體積不變時，其壓強與溫度的關系”。測得初始狀態(tài)的壓強為p0，溫度為t0?，F逐漸加入熱水使水溫升高，同時測量壓強p和溫度t，并記錄下每次測量結果與初始值的差值△p和△t。該過程中下列圖象一定正確的是（　?。?br />
A． B．
C． D．
11．（4分）物體在水平外力F作用下由靜止開始沿粗糙程度相同的水平面運動，力F隨位移s的變化關系如圖，物體運動的最大位移為s1，則物體速度最大時的位移為（　?。?br />
A．小于s1 B．等于s1 C．大于s1 D．無法確定
12．（4分）如圖，質量為m的帶電滑塊，沿絕緣斜面以加速度a勻加速下滑。當帶電滑塊滑到有著理想邊界的方向豎直向下的勻強電場區(qū)域中，滑塊繼續(xù)沿斜面的運動情況是（　　）

A．勻速下滑
B．加速下滑，加速度大于a
C．加速下滑，加速度小于a
D．上述三種情況都有可能發(fā)生
二、填空題（共20分）
13．（4分）如圖，用DIS研究小車在軌道上運動規(guī)律時，用位移傳感器獲得的v﹣t圖像，可以看出小車在AB段做　 　運動。如果要測量小車通過軌道某處時的瞬時速度，也可選用　 　傳感器。

14．（4分）汽車以10m/s的速率轉過一環(huán)形車道，車上某同學發(fā)現水平手機上“指南針”在2s內勻速轉過了約30°，則環(huán)形車道半徑約為　 　m；為估算汽車受到的向心力大小還需知道的物理量是　 　。
15．（4分）如圖，兩個帶相等電荷量的檢驗電荷分別放在某點電荷A電場中的 A、B兩點，受電場力大小為F1＝3F2，方向互相垂直，則兩檢驗電荷為　 　電荷（選填“同種”、“異種”或“無法確定”）；若O是AB的中點，把A處的檢驗電荷沿AO連線移動至O處，整個過程該電荷電勢能變化情況為　 　。

16．（4分）如圖，容器中豎直放置U形管，左管空氣柱被汞柱封閉，開始時左管液面比右管高，現對容器緩慢抽氣至真空，則左管封閉空氣柱的分子平均動能將　 　（選填“變大”、“變小”或“不變”）；這時左、右管中的汞柱與原來相比可能觀察到的變化是　 ?。ㄕ麄€過程溫度不變）。

17．（4分）如圖a，上下移動滑動變阻器R的滑片P，根據兩個電表的示數，繪得部分U﹣I圖像如圖b，則變阻器R總電阻為　 　Ω；電源電動勢為　 　V。

三、綜合題（共40分）
18．（10分）在“研究磁通量變化時感應電流的方向”實驗中，實物電路連接如圖：
（1）實物圖中有一個元件接錯了回路，請指出并改正：　 ?。?br /> （2）為了方便探究感應電流方向的規(guī)律，實驗應研究原磁場方向、磁通量的變化情況、　 　三者的關系；
（3）在實驗中，變阻器滑片向右移動，觀察到靈敏電流計指針向右偏轉，已知原線圈A中的電流是順時針方向（從上往下看），則流經靈敏電流計的電流方向是　 ?。ㄟx填“左進右出”或“右進左出”）；為使靈敏電流計指針向左偏轉，采取的方法有（寫出一種方法）：　 　；
（4）某組同學實驗中，發(fā)現靈敏電流計指針的偏轉始終很小，可能的原因是　 　。

19．（14分）如圖，斜面長為L＝16m，傾角θ＝30°，斜面底端有垂直于斜面的擋板，質量為2kg的物體自斜面頂端以初速度v0＝18m/s沿斜面勻速下滑，與擋板相碰后以原速率反彈，再沿斜面上滑，求：
（1）物體與斜面間的動摩擦因數；
（2）物體沿斜面上滑的時間；
（3）物體被擋板反彈后的運動過程中，經過離地面高度為h＝4m處的動能。

20．（16分）如圖（a）所示，ACD、A′C′D′是兩條間距為L的金屬導軌，C、C′處平滑連接，導軌電阻不計，右端接有阻值為R的電阻，AC、A′C′為光滑傾斜導軌，傾角為θ，CD、C′D′為粗糙水平導軌，CC′左側有垂直于斜面向上的勻強磁場，右側無磁場。若將質量為m的導體棒從斜軌上不同高度處由靜止釋放，釋放點的高度h≥h0時，均停在水平導軌上EE′處。已知EE′與CC′之間的距離為d0，導體棒與水平導軌間的動摩擦因數為μ，導體棒接入回路中的阻值為r?，F將導體棒從h0高處靜止釋放，運動過程中回路產生的焦耳熱為Q。求：

（1）導體棒運動到CC′處的速率v；
（2）導體棒在斜軌上速率為v時的加速度大??；
（3）若將導體棒從h1高處靜止釋放，運動過程中，電阻R上產生的焦耳熱；
（4）在圖（b）上定性畫出（3）中導體棒運動的速率﹣時間（v﹣t）圖像，并說明導體棒在斜軌上運動過程中能量轉化情況。

2021年上海市松江區(qū)高考物理二模試卷
參考答案與試題解析
一、單項選擇題（共40分。第1-8小題，每題3分；第9-12小題，每題4分，每小題只有一個正確答案。）
1．（3分）中國“人造太陽”，最高溫度能達近2億度，或將造福全世界。它的輻射能量和太陽一樣來自于內部的（　?。?br /> A．化學反應 B．裂變反應 C．鏈式反應 D．熱核反應
【分析】太陽內部連續(xù)進行著氫聚變成氦過程，它的光和熱就是由核聚變產生的．
【解答】解：太陽釋放的熱量來自于太陽內部的核聚變，太陽就是一個巨大的熱核反應堆，故D正確，ABC錯誤；
故選：D。
【點評】本題考查太陽內部的核聚變，復習過程中多積累。
2．（3分）盧瑟福通過原子核人工轉變實驗發(fā)現了質子，它的符號是（　　）
A．H B．He C．e D．n
【分析】質子就是失去電子的氫原子核，質量數為1，電荷數也為1。
【解答】解：質子的質量數為1，電荷數也為1，即，故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
【點評】掌握常見的粒子符號，屬于基礎知識。
3．（3分）愛因斯坦提出光子說是為了解釋（　?。?br /> A．光電效應 B．光的衍射 C．光的電磁說 D．光的干涉
【分析】光在傳播過程中能量是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光子；愛因斯坦提出了光子說，是為了解釋光電效應現象。
【解答】解：愛因斯坦提出了光子說，是為了解釋光電效應現象，故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
【點評】本題難度不大，是一道基礎題，熟練掌握愛因斯坦的光子說即可正確解題。
4．（3分）如圖，在天花板下靜止不動的小昆蟲受到的力有（　　）

A．只有重力 B．重力和彈力
C．重力和摩擦力 D．重力、彈力和摩擦力
【分析】根據共點力的平衡條件，小昆蟲只受重力時不可能處于平衡狀態(tài)；只受重力和垂直接觸面向下的彈力時也不可能處于平衡狀態(tài)；不可能只受重力和摩擦力；小昆蟲在豎直向下的重力、垂直接觸面向下的彈力，沿接觸面向上的摩擦力的作用下可能處于平衡狀態(tài)。
注意：本題的天花板一定不可能完全水平，而應該是凹凸不平的，否則小昆蟲只能受到重力和豎直向下的彈力，不可能受力平衡。下圖給出一種可能的受力情況：

【解答】解：A、如果小昆蟲只受重力作用，將無法保持平衡，故A錯誤；
B、如果小昆蟲只受重力和彈力作用，重力的方向為豎直向下，因為小昆蟲在天花板的下方，所以彈力的方向也垂直接觸面向下，小昆蟲將無法保持平衡，故B錯誤；
C、小昆蟲不可能只受到重力和摩擦力。因為如果小昆蟲和天花板之間沒有彈力，就沒有摩擦力，故C錯誤；
D、小昆蟲受到豎直向下的重力，垂直接觸面向下的彈力，沿接觸面向上的摩擦力，才能處于平衡狀態(tài)，故D正確。
故選：D。
【點評】本題考查的是共點力的平衡，難點在于不清楚小昆蟲所處的空間位置狀態(tài)，很難直接對小昆蟲做受力分析。所以解答該題要從已知小昆蟲處于平衡狀態(tài)出發(fā)，分析小昆蟲處于平衡狀態(tài)所需的條件。
5．（3分）如圖，a、b分別為兩束波長λa、λb的單色光經過同一實驗裝置得到的圖樣，則（　?。?br />
A．a、b為干涉圖樣，λa＞λb B．a、b為干涉圖樣，λa＜λb
C．a、b為衍射圖樣，λa＞λb D．a、b為衍射圖樣，λa＜λb
【分析】根據公式條紋的間距與波長之間的關系可知，波長越長，衍射條紋的寬度越大；再依據衍射條紋間距不一，而干涉條紋間距相等，由此分析即可。
【解答】解：依據干涉條紋間距相等，而衍射條紋間距不等，因此a、b為衍射圖樣，
單縫衍射的條紋間距可以用雙縫干涉條紋寬度的公式定性討論，
當波長越長的，衍射條紋間距越寬，因此a對應光的波長較長；
綜上所述，故ABD錯誤，C正確；
故選：C。
【點評】單縫衍射圖樣與雙縫衍射圖樣的區(qū)別是明暗相間的條紋寬度不一。單色光的單縫衍射圖樣與雙縫衍射圖樣均是明暗相間，但單縫衍射圖樣中間明條紋是最寬的，而雙縫則是明暗條紋間距相同。
6．（3分）質點運動的位移s與時間t的關系如圖所示，其中運動方向發(fā)生變化的是（　?。?br /> A． B．
C． D．
【分析】在s﹣t圖象中，斜率代表物體運動的速度，斜率傾斜方向代表速度的方向。
【解答】解：AB、在s﹣t圖象中，斜率代表速度，故AB中斜率不變，速度不變，故AB錯誤；
C、在s﹣t圖象中，斜率傾斜方向發(fā)生了變化，故速度方向發(fā)生了改變，故C正確；
D、在s﹣t圖象中，開始速度不變，最后斜率為零，速度為零，故方向不變，故D錯誤；
故選：C。
【點評】本題主要考查了s﹣t圖象，明確s﹣t圖象中斜率即表示速度的大小又表示速度的方向，即可判斷。
7．（3分）一列向左傳播的橫波在某時刻的波形如圖，質點A剛開始振動時的運動方向（　?。?br />
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
【分析】結合波形圖利用同側法可以判斷質點的振動方向。
【解答】解：結合波形圖利用同側法可以知道，波形圖的最左端的質點，振動方向是向上，所以所有質點的起振方向都是向上。故質點A剛開始振動的方向是向上。
故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
【點評】結合波的圖像，利用同側法可以判斷各質點的振動方向，這是學生要掌握的最基本常識。
8．（3分）如圖，兩通電直導線a、b相互平行，b中電流向上。若兩導線相互吸引，則a中電流在b導線處產生的磁場方向（　?。?br />
A．向左 B．垂直紙面向里
C．向右 D．垂直紙面向外
【分析】若兩導線相互吸引，b導線受到的安培力向左，根據左手定則判斷出磁場方向。
【解答】解：b導線受到的安培力向左，根據左手定則可知，b導線所在空間的磁感應強度方向垂直紙面向里，故ACD錯誤，B正確；
故選：B。
【點評】本題考查電流間的相互作用，“同向電流相互吸引，異向電流相互排斥”可以作為結論熟記．
9．（4分）奧運會比賽項目撐桿跳高如圖所示，下列說法不正確的是（　?。?br />
A．助跑過程中，運動員的動能逐漸增大
B．起跳后上升過程中，桿的彈性勢能先增大后減小
C．起跳后上升過程中，運動員的重力勢能逐漸增大
D．在最高點桿的彈性勢能最大
【分析】助跑過程中速度越來越大，所以動能越來越大；彈性勢能和形變量有關，在上升過程中桿的形變量先變大后變小，所以彈性勢能先變大后邊?。恢灰\動員處于上升過程，重力勢能就會增大；在最高點，桿恢復原狀，彈性勢能為0。
【解答】解：A、助跑過程中運動員的速度越來越大，由動能表達式可得，運動員的動能越來越大，故A正確；
B、起跳后上升的過程中，桿的形變量先變大后變小，所以桿的彈性勢能先增大后減小，故B正確；
C、在上升過程中，重力一直做負功，運動員的重力勢能一直增大，故C正確；
D、在最高處桿的形變量為0，彈性勢能為0，故D錯誤。
本題要求選擇不正確的選項，故選：D。
【點評】本題考查功能關系，需要理清能量轉化的過程，難度不大，但注意題目要求選擇的是不正確的選項。
10．（4分）某同學用如圖裝置“研究一定質量氣體在體積不變時，其壓強與溫度的關系”。測得初始狀態(tài)的壓強為p0，溫度為t0?，F逐漸加入熱水使水溫升高，同時測量壓強p和溫度t，并記錄下每次測量結果與初始值的差值△p和△t。該過程中下列圖象一定正確的是（　?。?br />
A． B．
C． D．
【分析】氣體做等容變化，根據查理定律找出p﹣t和△p﹣△t的函數關系，區(qū)分t是攝氏溫度還是熱力學溫度即可。
【解答】解：AB、當溫度為熱力學溫度時，初態(tài)：p1＝p0，T1＝t0K
末態(tài)：p2＝p，T2＝tK
根據查理定律可得：，解得
當溫度為攝氏溫度時，氣體做容變化，初態(tài)：p1＝p0，T1＝（273+t0）K
末態(tài)：p2＝p，T2＝（273+t）K
根據查理定律可得：，解得，故AB錯誤
CD、當溫度為熱力學溫度時
當是攝氏溫度時：△p＝p﹣p0＝，故C正確，D錯誤；
故選：C。
【點評】本題主要考查了查理定律，關鍵是正確的確定溫度時攝氏溫度還是熱力學溫度，找出函數關系即可。
11．（4分）物體在水平外力F作用下由靜止開始沿粗糙程度相同的水平面運動，力F隨位移s的變化關系如圖，物體運動的最大位移為s1，則物體速度最大時的位移為（　?。?br />
A．小于s1 B．等于s1 C．大于s1 D．無法確定
【分析】題目給出F﹣s圖象，結合圖象可以可以找出推力的函數表達式，并可以利用平均力乘以位移求推力的功，從而得出動能定理的等式。
【解答】解：設初始時刻的推力為F0，位移最大時推力為F1，滑動摩擦力為f，
由牛頓第二定律有F﹣f＝ma，
因推力關于位移均勻減小，則推力的函數表達式為F＝F0﹣ks，
則能用平均力乘以位移表示推力的功，物體由靜止開始運動，停下時即為達到最大位移時，由動能定理有
，F1＝F0﹣ks1，
當加速度等于零時，物體的速度達到最大，設此時的位移為x，有F0﹣kx＝f
聯立各式解得x＝，故ACD錯誤，B正確
故選：B。
【點評】本題考查范圍較廣，涉及到牛頓運動定律、動能定理，并要求學生結合F﹣s圖象進行求解，對學生分析能力以及知識綜合運用能力都有要求，難度較大。
12．（4分）如圖，質量為m的帶電滑塊，沿絕緣斜面以加速度a勻加速下滑。當帶電滑塊滑到有著理想邊界的方向豎直向下的勻強電場區(qū)域中，滑塊繼續(xù)沿斜面的運動情況是（　?。?br />
A．勻速下滑
B．加速下滑，加速度大于a
C．加速下滑，加速度小于a
D．上述三種情況都有可能發(fā)生
【分析】對初始狀態(tài)物體受力情況進行分析，結合牛頓第二定律列出等式，在進入電場后，物體受到電場力，需對電場力大小和方向進行分情況討論，分別列出等式求解加速度。
【解答】解：滑塊在斜面的上部加速下滑，則mgsinθ﹣μmgcosθ＝ma，
進入下方的勻強電場后。若滑塊帶負電，則電場力向上，
則可能有mg﹣qE＝0，此時滑塊將勻速下滑；
若mg＞qE，則（mg﹣qE）sinθ﹣μ（mg﹣qE）cosθ＝ma'則仍加速下滑，且a'＜a；
若滑塊帶正電，則電場力向下，
則（mg+qE）sinθ﹣μ（mg+qE）cosθ＝ma''則仍加速下滑，且a''＞a。故三種情況都有可能，本題為單選題，故ABC說法不完整，故D正確；
故選：D。
【點評】本題考查牛頓運動定律，要求結合帶電物體在勻強電場中受力情況進行分析，考查學生綜合分析能力。
二、填空題（共20分）
13．（4分）如圖，用DIS研究小車在軌道上運動規(guī)律時，用位移傳感器獲得的v﹣t圖像，可以看出小車在AB段做　初速度不為零的勻加速直線　運動。如果要測量小車通過軌道某處時的瞬時速度，也可選用　光電門　傳感器。

【分析】在物體的v﹣t圖象中，斜率大小表示物體的加速度，斜率不變表示物體做勻變速直線運動；光電門傳感器可算出瞬時速度大?。?br /> 【解答】解：由圖可知圖象AB部分為傾斜的直線，因此物體在AB部分做勻加速直線運動，圖象的斜率的大小等于物體的加速度，由此圖可以看出小車在AB段做初速度不為零的勻加速直線運動；
如果要測量小車通過軌道某處時的瞬時速度，在極短時間內平均速度可替代瞬時速度，因此也可選用光電門傳感器。
故答案為：初速度不為零的勻加速直線；光電門。
【點評】本題考查了對v﹣t圖象的物理意義的理解與應用，對v﹣t圖象要明確斜率的含義．解答本題的關鍵是掌握光電門測量滑塊瞬時速度的原理。
14．（4分）汽車以10m/s的速率轉過一環(huán)形車道，車上某同學發(fā)現水平手機上“指南針”在2s內勻速轉過了約30°，則環(huán)形車道半徑約為　38.2　m；為估算汽車受到的向心力大小還需知道的物理量是　汽車的質量　。
【分析】利用角速度的定義式可計算角速度大小，再根據v＝rω可得出轉彎半徑，根據向心力公式判斷需要的物理量。
【解答】解：指南針在t＝2s內勻速轉過了約θ＝30°＝，根據角速度的定義式有：ω＝
根據v＝rω可得車道半徑
根據向心力公式可知為計算汽車受到的向心力還需要知道汽車的質量。
故答案為：38.2，汽車的質量；
【點評】熟練應用角速度的定義式求解角速度，結合線速度和角速度公式即可求解。
15．（4分）如圖，兩個帶相等電荷量的檢驗電荷分別放在某點電荷A電場中的 A、B兩點，受電場力大小為F1＝3F2，方向互相垂直，則兩檢驗電荷為　異種　電荷（選填“同種”、“異種”或“無法確定”）；若O是AB的中點，把A處的檢驗電荷沿AO連線移動至O處，整個過程該電荷電勢能變化情況為　先減小后增大，最后與原來電勢能相等　。

【分析】將F2和F1的作用線延長相交，交點即為點電荷的位置，由此確定試探電荷的電性；
根據檢驗電荷到點電荷的距離，分析電勢關系，判斷移動電荷時電勢能的變化；
【解答】解：將F2和F1的作用線延長相交，交點即為點電荷的位置，可知，點電荷對B處試探電荷有排斥力，對A處試探電荷有吸引力，所以這兩個試探電荷的電性一定相反；
由電場力大小為F1＝3F2，根據庫侖定律F＝k，可得AQ＝BQ，根據幾何關系知，角A為60°，OQ＝AQ，O點電勢與A點電勢相同，根據Ep＝φq，得檢驗電荷在O點電勢能與A點電勢能相同，A處的檢驗電荷沿AO連線移動至O處，檢驗電荷距Q的距離先減小后增大，A受到的電場力先做正功后做負功，電勢能先減小后增大，最后與原來電勢能相等；
故答案為：異種；先減小后增大，最后與原來電勢能相等；

【點評】本題要掌握點電荷等勢面的分布情況，熟悉公式電場力F＝k，電勢能Ep＝φq。
16．（4分）如圖，容器中豎直放置U形管，左管空氣柱被汞柱封閉，開始時左管液面比右管高，現對容器緩慢抽氣至真空，則左管封閉空氣柱的分子平均動能將　不變?。ㄟx填“變大”、“變小”或“不變”）；這時左、右管中的汞柱與原來相比可能觀察到的變化是　左管液面比右管低或水銀全部進入右管?。ㄕ麄€過程溫度不變）。

【分析】理想氣體的分子平均動能由溫度決定；容器緩慢抽氣至真空，水銀柱右側開口的壓強逐漸減小到零，則封閉氣體的壓強將水銀往右推動，最后出現左右兩邊的壓強相等時水銀柱停止移動。
【解答】解：[1]理想氣體的分子平均動能由溫度決定，對容器緩慢抽氣至真空的過程，因整個過程溫度不變，則封閉氣體的溫度不變，故封閉氣體的分子平均動能不變；
[2]容器緩慢抽氣至真空，水銀柱右側開口的壓強逐漸減小到零，則封閉氣體的壓強將水銀往右推動，最后出現左右兩邊的壓強相等時水銀柱停止移動，故可看到左管液面比右管低或水銀全部進入右管
故答案為：不變、左管液面比右管低或水銀全部進入右管
【點評】本題考查熱學相關知識，要求學生理解溫度的微觀意義以及壓強的相關內容，本部分知識主要要求學生在理解的基礎上加以識記，難度較低。
17．（4分）如圖a，上下移動滑動變阻器R的滑片P，根據兩個電表的示數，繪得部分U﹣I圖像如圖b，則變阻器R總電阻為　20　Ω；電源電動勢為　9　V。

【分析】根據圖b讀出U最大時電流表的讀數，此時滑片P位于中點，由歐姆定律求變阻器R總電阻。對于I＝0.25A和I＝0.50A兩種狀態(tài)，分別運用閉合電路歐姆定律列方程，聯立求解電源電動勢。
【解答】解：當I＝0.50A時U最大，為U＝5.0V，此時滑片P位于中點，則變阻器R總電阻為R總＝2×＝2×Ω＝20Ω
根據閉合電路歐姆定律得E＝U+2I（R0+r），代入數據得：E＝5+（R0+r） ①
當I′＝0.25A時，U′＝4.0V，則滑動變阻器滑片P上部分電阻為R上＝＝Ω＝16Ω，滑片P下部分電阻為R下＝R總﹣R上＝20Ω﹣16Ω＝4Ω
根據閉合電路歐姆定律得E＝U′+（I′+）（R0+r），代入數據得：E＝4+（0.25+）×（R0+r），即E＝4+1.25（R0+r） ②
聯立①②解得E＝9V
故答案為：20，9。
【點評】解答本題的關鍵要搞清電路的結構，知道滑動變阻器上下兩部分是并聯關系，對兩種情況分別運用閉合電路歐姆定律列式，通過聯立求解電源電動勢。
三、綜合題（共40分）
18．（10分）在“研究磁通量變化時感應電流的方向”實驗中，實物電路連接如圖：
（1）實物圖中有一個元件接錯了回路，請指出并改正：　開關應接入原線圈A所在的回路??；
（2）為了方便探究感應電流方向的規(guī)律，實驗應研究原磁場方向、磁通量的變化情況、　感應電流的磁場方向　三者的關系；
（3）在實驗中，變阻器滑片向右移動，觀察到靈敏電流計指針向右偏轉，已知原線圈A中的電流是順時針方向（從上往下看），則流經靈敏電流計的電流方向是　右進左出?。ㄟx填“左進右出”或“右進左出”）；為使靈敏電流計指針向左偏轉，采取的方法有（寫出一種方法）：　將原線圈A從副線圈B中拔出，或斷開開關，或變阻器滑片向左滑動??；
（4）某組同學實驗中，發(fā)現靈敏電流計指針的偏轉始終很小，可能的原因是　原線圈A中沒有插入鐵芯，或電池使用時間過長，或原線圈A中電流過小　。

【分析】（1）依據原線圈的回路開關通斷，及滑片的移動來實驗改變電路中的電流，從而實驗改變磁場強弱；
（2）依據楞次定律，可判定原磁場方向與感應電流的磁場方向關系；
（3）由題意可知當穿過B的磁通量增大時，指針向右偏轉，則可知當穿過B的磁通量減小時，指針應該向左偏轉，所以先判斷穿過B的磁通量的變化情況，從而即可判斷指針的偏轉方向；
（4）根據法拉第電磁感應定律，即可判定。
【解答】解：（1）在“研究磁通量變化時感應電流的方向”實驗中，實物電路連接如題目圖所示；
實物圖中開關接錯了回路，應該接在線圈A中回路，這樣通過開關的通斷，或滑片的左右移動，或線圈A從線圈B中插入與拔出，來實現穿過線圈B的磁通量的變化，
（2）依據楞次定律的內容，為了方便探究感應電流方向的規(guī)律，實驗應研究原磁場方向、磁通量的變化情況、及感應電流的磁場方向三者的關系；
（3）在實驗中，變阻器滑片向右移動，觀察到靈敏電流計指針向右偏轉，已知原線圈A中的電流是順時針方向（從上往下看），依據右手螺旋定則，可知，線圈A的磁場方向是豎直向下的，由于穿過線圈B的磁通量增大，根據楞次定律，可知，感覺電流的磁場方向豎直向上，再由右手螺旋定則，可知，則流經靈敏電流計的電流方向是右進左出，
為使靈敏電流計指針向左偏轉，即感應電流從左端進入，由上分析，可知，穿過線圈B的磁通量要減小，則可行的方法是：將原線圈A從副線圈B中拔出，或斷開開關，或變阻器滑片向左滑動；
（4）某組同學實驗中，發(fā)現靈敏電流計指針的偏轉始終很小，則可知，產生感應電流偏小，即感應電動勢偏小，
根據法拉第電磁感應定律，則可能是原線圈A中沒有插入鐵芯，或電池使用時間過長，或原線圈A中電流過小；
故答案為：（1）開關應接入原線圈A所在的回路；（2）感應電流的磁場方向；（3）右進左出；將原線圈A從副線圈B中拔出，或斷開開關，或變阻器滑片向左滑動；（4）原線圈A中沒有插入鐵芯，或電池使用時間過長，或原線圈A中電流過小。
【點評】考查電磁感應現象的應用，掌握楞次定律與右手螺旋定則的內容，理解法拉第電磁感應定律的表達式，注意變阻器滑片向右移動，觀察到靈敏電流計指針向右偏轉是解（3）（4）問的突破口。
19．（14分）如圖，斜面長為L＝16m，傾角θ＝30°，斜面底端有垂直于斜面的擋板，質量為2kg的物體自斜面頂端以初速度v0＝18m/s沿斜面勻速下滑，與擋板相碰后以原速率反彈，再沿斜面上滑，求：
（1）物體與斜面間的動摩擦因數；
（2）物體沿斜面上滑的時間；
（3）物體被擋板反彈后的運動過程中，經過離地面高度為h＝4m處的動能。

【分析】物體下滑時勻速，因此物體下滑時受力平衡，此時摩擦力沿斜面向上，利用共點力平衡可列出等式；上滑時摩擦力反向。物體離開斜面后的速度可由機械能守恒定律求解。
【解答】解：（1）設物體與斜面間的動摩擦因數為μ，物體在斜面上勻速下滑過程中，根據平衡條件有：mgsinθ＝μmgcosθ
代入數據解得：μ＝
（2）設物體沿斜面上滑過程中的加速度大小為a，根據牛頓第二定律有：mgsinθ+μmgcosθ＝ma
代入數據解得：a＝10m/s2
假定物體能返回斜面頂端，由運動學公式有：L＝v0t﹣at2
代入數據解得：t1＝1.6s，t2＝2s
物體返回斜面頂端時的速度大小為：v1＝v0﹣at1或v2＝v0﹣at2
代入數據解得：v1＝2m/s＞0，v2＝﹣2m/s＜0
所以t2＝2s不符實際，舍去。
故假設成立，則物體沿斜面上滑的時間為：t1＝1.6s
（3）物體被擋板反彈后，沿斜面減速上滑，從離地4m高處（設此處速率為v3），
減速運動到斜面頂端的過程中，由運動學公式有：v12﹣v32＝﹣2a
代入數據解得：v3＝m
所以物體在斜面上經過離地面高度為4m處的動能為：Ek1＝mv32，Ek1＝164J
物體以速度v1離開斜面后做斜拋運動，設經過離地高度為4m處時動能為Ek2，根據機械能守恒定律有：
Ek2＝mv12+mg（Lsinθ﹣h）
代入數據解得：Ek2＝84J
答：（1）物體與斜面間的動摩擦因數為；
（2）物體沿斜面上滑的時間為1.6s；
（3）物體被擋板反彈后的運動過程中，經過離地面高度為h＝4m處的動能為84J。
【點評】本題考查共點力平衡、牛頓運動定律以及機械能守恒定律，考查范圍較廣，要求學生將已學知識綜合運用，從而進行求解，難度適中。
20．（16分）如圖（a）所示，ACD、A′C′D′是兩條間距為L的金屬導軌，C、C′處平滑連接，導軌電阻不計，右端接有阻值為R的電阻，AC、A′C′為光滑傾斜導軌，傾角為θ，CD、C′D′為粗糙水平導軌，CC′左側有垂直于斜面向上的勻強磁場，右側無磁場。若將質量為m的導體棒從斜軌上不同高度處由靜止釋放，釋放點的高度h≥h0時，均停在水平導軌上EE′處。已知EE′與CC′之間的距離為d0，導體棒與水平導軌間的動摩擦因數為μ，導體棒接入回路中的阻值為r?，F將導體棒從h0高處靜止釋放，運動過程中回路產生的焦耳熱為Q。求：

（1）導體棒運動到CC′處的速率v；
（2）導體棒在斜軌上速率為v時的加速度大??；
（3）若將導體棒從h1高處靜止釋放，運動過程中，電阻R上產生的焦耳熱；
（4）在圖（b）上定性畫出（3）中導體棒運動的速率﹣時間（v﹣t）圖像，并說明導體棒在斜軌上運動過程中能量轉化情況。
【分析】（1）研究導體棒在水平導軌上運動的過程，利用動能定理可求出導體棒運動到CC′處的速率v；
（2）導體棒在斜軌上速率為v時，分析其受力，推導出安培力與速度的關系，由牛頓第二定律求加速度大小；
（3）導體棒從h1高處釋放與從h0高處釋放相比，以速度v勻速運動的位移多了，導體棒的重力勢能轉化為電能，根據能量守恒定律求電阻R上產生的焦耳熱；
（4）根據導體棒的運動情況，畫出速率﹣時間（v﹣t）圖像。分導體棒在斜軌上加速運動和勻速運動兩段過程分析能量轉化情況。
【解答】解：（1）導體棒由CC′處運動到EE′處的過程，由動能定理得
﹣μmgd0＝0﹣
可得v＝
（另解：mgh0﹣Q＝，得v＝）
（2）導體棒在斜軌上的速率為v時，受力如圖，則有
mgsinθ﹣F安＝ma
導體棒受到的安培力大小F安＝BIL＝BL＝
導體棒在斜軌上的速率為v時做勻速運動，受力平衡，則有mgsinθ﹣＝0
聯立解得a＝gsinθ
（3）導體棒從h1高處釋放與從h0高處釋放相比，以v的速度勻速運動的位移多了，導體棒的重力勢能轉化為電能，故回路中產生的總的焦耳熱為Q總＝Q+mg（h1﹣h0）
故電阻R上產生的焦耳熱為QR＝Q總＝[Q+mg（h1﹣h0）]
（4）導體棒運動的速率﹣時間（v﹣t）圖像如圖b所示。
導體棒在斜軌上加速運動過程中，導體棒的重力勢能轉化為導體棒的動能、回路的電能，通過電流做功電能轉化為內能；
導體棒在斜軌上勻速運動過程中，導體棒的重力勢能轉化為回路的電能，通過電流做功電能轉化為內能。
答：（1）導體棒運動到CC′處的速率v為或；
（2）導體棒在斜軌上速率為v時的加速度大小為gsinθ；
（3）若將導體棒從h1高處靜止釋放，運動過程中，電阻R上產生的焦耳熱為[Q+mg（h1﹣h0）]；
（4）在圖（b）上定性畫出（3）中導體棒運動的速率﹣時間（v﹣t）圖像如圖所示，導體棒在斜軌上運動過程中能量轉化情況為：導體棒在斜軌上加速運動過程中，導體棒的重力勢能轉化為導體棒的動能、回路的電能，通過電流做功電能轉化為內能；導體棒在斜軌上勻速運動過程中，導體棒的重力勢能轉化為回路的電能，通過電流做功電能轉化為內能。

【點評】解答本題時，要理清導體棒的運動過程，分析能量是如何轉化的，靈活選擇力學規(guī)律幫助解答。要能熟練推導出安培力與速度的關系：F安＝。

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