2021年上海市徐匯區(qū)高考物理二模試卷（附答案詳解）

2021年上海市徐匯區(qū)高考物理二模試卷

一、單選題（本大題共12小題，共40.0分）

1.微波爐加熱食物時常常出現(xiàn)受熱不均的情況，造成該現(xiàn)象的主要原因是電磁波的

（）

A.反射B.折射C.衍射D.干涉

2.與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的現(xiàn)象是（）

A.電離現(xiàn)象B.光電效應(yīng)現(xiàn)象

C.天然放射現(xiàn)象D.a粒子散射現(xiàn)象

3.兩支激光筆分別發(fā)射紅、藍(lán)兩種激光,兩者發(fā)射波長之比為7：5,發(fā)射功率之比

為1：3,則紅色激光器每秒發(fā)射的光子數(shù)約為藍(lán)色激光器的（）

A.0.24倍B.0.47倍C.2.1倍D.4.2倍

4.在水瓶中裝入半瓶熱水蓋緊瓶蓋，一段時間后發(fā)現(xiàn)瓶蓋變緊，由此可推斷瓶內(nèi)氣體

分子單位時間內(nèi)對瓶蓋的撞擊次數(shù)、氣體分子平均動能的變化情況分別是（）

A.減少，減小B.減少，增大C.增多，減小D.增多，增大

5.一定值電阻兩端加上某一穩(wěn)定電壓，經(jīng)一段時間通過該電阻的電荷量為0.2C,消耗

的電能為0.6/。為在相同時間內(nèi)使通過該電阻的電荷量為0.6C,則在其兩端需加的

電壓為（）

A.IVB.3VC.6VD.9V

6.一根條形磁鐵自左向右穿過一個閉合線圈，則流過靈敏電流計(jì)的感應(yīng)電流方向是

C.先由a流向再由6流向aD.先由匕流向a,再由a流向人

7.如圖，滾筒洗衣機(jī)脫水時，衣物緊貼著滾筒壁在豎直平面內(nèi)做勻

速圓周運(yùn)動。衣物經(jīng)過洗衣機(jī)上a、b、c、"四個位置中，脫水效

果最好的位置應(yīng)該是（）

A.a

B.b9

C.c

D.d

8.在光滑水平面上的。點(diǎn)系一絕緣細(xì)線，線的另一端系一

帶正電的小球。當(dāng)沿細(xì)線方向加上一勻強(qiáng)電場后，小球

處于平衡狀態(tài)。若給小球一垂直于細(xì)線的很小的初速度

孫，使小球在水平面上開始運(yùn)動，則小球的運(yùn)動情況與下列情境中小球運(yùn)動情況類

似的是（各情境中，小球均由靜止釋放）（）

9.如圖（a）所示，用手握住長繩的一端，t=0時刻在手的帶動下4點(diǎn)開始上下振動,

其振動圖像如圖（b）所示，則下列圖中能正確反映0時刻繩上形成的波形的是（）

CD\1\1^

10.如圖，一游客正在乘坐水上滑翔傘，體驗(yàn)迎風(fēng)飛翔的

感覺。根據(jù)該照片，若選取懸掛座椅的結(jié)點(diǎn)作為研究

對象，則該點(diǎn)受到牽引繩、滑翔傘和座椅施加的三個

作用力F1、尸2和F3。若在游艇牽引下游客水平向左做

F'

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11.空間分布有一方向平行于X軸的靜電場，其電勢W隨X的分布如圖所示。將一帶負(fù)

電的粒子由x=d處靜止釋放，則該粒子的（）

A.電勢能先減小后增大,動能與電勢能之和大于零

B.電勢能先增大后減小,動能與電勢能之和大于零

C.電勢能先減小后增大，動能與電勢能之和等于零

D.電勢能先增大后減小,動能與電勢能之和等于零

12.如圖，導(dǎo)線框與電源、滑動變阻器、電流表、開關(guān)組

成閉合回路，將導(dǎo)線框用彈簧測力計(jì)懸掛起來，導(dǎo)線

框下端置于一磁鐵兩極之間，與磁場方向垂直放置。

接通電路，調(diào)節(jié)滑動變阻器，觀察并記錄電流表讀數(shù)/

和彈簧測力計(jì)讀數(shù)F。則根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出的圖像不可能是（）

二、填空題（本大題共5小題，共20.0分）

13.體積為V的油滴，滴在平靜的水面上，擴(kuò)展成面積為S的單分子油膜，則該油滴的

分子直徑約為；已知阿伏伽德羅常數(shù)為以，油的摩爾質(zhì)量為則一個油

分子的質(zhì)量為.

14.放射性元素W°p。衰變?yōu)榈?pb,此衰變過程的核反應(yīng)方程是；簫4nl發(fā)生口

衰變后，核內(nèi)的保持不變。

15.如圖，通過橡皮球?qū)熿F吸入鑲有玻璃的透明小盒中，在強(qiáng)光照射下通過顯微鏡觀

察，可以觀察到煙霧顆粒在做運(yùn)動；煙霧顆粒做這樣運(yùn)動的原因是：

16.如圖，一小球A從某高處由靜止開始下落，選擇不同平面為參

考平面，下落過程中小球具有的能量及其變化情況如表所示,

請?jiān)诒砀裰袑⑽刺顚懙臄?shù)據(jù)補(bǔ)充完整。

下落過程

所選擇下落到地下落到

下落初始下落到地中重力勢

的面地面時

時刻的機(jī)面時的機(jī)能

參考平時的重力的動能

械能ET變化量

械能E2

面勢能EpEk

△Ep

四樓地

-2.5/

面

8J

-樓地

9J0-97

面

17.太陽系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運(yùn)動。當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)行到

某地外行星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)稱為“行星沖

日”?已知火星和地球的軌道半徑之比為1.5：1,則火星相鄰兩次沖日的時間間隔

為年。在太陽系其他8大行星中,星相鄰兩次沖日的時間間隔最短。

三、實(shí)驗(yàn)題(本大題共1小題，共10.0分)

18.為了驗(yàn)證小球在豎直平面內(nèi)擺動過程中機(jī)械能是否守恒，利用如圖(a)裝置，細(xì)繩

一端系住一小球，另一端連接力傳感器，小球質(zhì)量為〃?，球心到懸掛點(diǎn)的距離為L,

小球釋放的位置到最低點(diǎn)的高度差為從實(shí)驗(yàn)記錄細(xì)繩拉力大小隨時間的變化如圖

⑻,其中/是實(shí)驗(yàn)中測得的最大拉力值。

(1)小球第一次運(yùn)動至最低點(diǎn)的過程中，重力勢能的變化量Ep|=,動能

的變化量|△Ek\=(重力加速度為g)。

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(2)通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論：,請寫出你得到結(jié)論的分

析過程：。

(3)該裝置還可用來測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭的大小。實(shí)驗(yàn)時使小球擺動的幅度小

于5。，小球釋放后測量得到尸-t圖，從圖中獲取數(shù)據(jù)：,代入公式。=

四、簡答題(本大題共1小題，共15.0分)

19.如圖，固定在豎直平面內(nèi)且足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌

間距L=lm、電阻不計(jì)，上端接電鍵S和一阻值/?=

0.150的電阻。質(zhì)量m=0.5kg、阻值r=0.10、長度等

于導(dǎo)軌間距的金屬棒?！鏊椒胖?。系統(tǒng)處于垂直導(dǎo)軌平

面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.57的勻強(qiáng)磁場中。初始時刻，

牙正以4m/s的初速度豎直向上運(yùn)動，此時閉合電鍵5。(g

取lOm/s?)

(1)求電鍵閉合瞬間金屬棒兩端的電壓U-,

(2)求電鍵閉合瞬間金屬棒的加速度公

(3)電鍵閉合后經(jīng)一段時間，金屬棒的速度大小將再次達(dá)到4m/s,分析此狀態(tài)和初

始時刻相比，金屬棒的能量變化情況。

五、計(jì)算題(本大題共1小題，共15.0分)

20.下面是某品牌新能源汽車介紹中的一段文字：“將近6米的超長車身設(shè)計(jì)，使得整

車車頂集成的太陽能芯片面積達(dá)到了6平方米左右。極富流線型的整車造型，使整

車風(fēng)阻大幅下降。全車采用鋁合金框架并結(jié)合碳纖維車身，整車質(zhì)量僅700千克,

這一輕量化設(shè)計(jì)使整車能耗極低?！?/p>

(1)上述新能源汽車采用混合動力裝置，發(fā)動機(jī)最大輸出功率為30kM在實(shí)驗(yàn)路段

上行駛時所受總阻力約為車和駕駛員總重的0.1倍。試估算體重為50依的工程師駕

駛這種汽車在實(shí)驗(yàn)路段上行駛的最高車速：

(2)為進(jìn)一步測試汽車性能，該工程師行駛時采集了某一段運(yùn)動過程的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，

繪出了汽車牽引力F與車速倒數(shù)"T間的關(guān)系圖線ABC,如圖所示。請根據(jù)圖線描

述該汽車的運(yùn)動情況，并求B點(diǎn)時發(fā)動機(jī)的輸出功率；

(3)目前制作太陽能電池的最好的材料為碑化錢，其將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率可達(dá)

到31.6%。如果已知太陽輻射的總功率=4x1026〃，太陽到地球的距離r=

l.SxlOnm,太陽光傳播到達(dá)地面的過程中大約有34%的能量損失。試通過計(jì)算

分析，若這種汽車只采用純太陽能驅(qū)動,且能保持最大輸出功率30kW不變的可行

性。

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答案和解析

1.【答案】D

【解析】解：干涉現(xiàn)象是指兩列或幾列光波在空間相遇時相互疊加，在某些區(qū)域始終加

強(qiáng)，在另一些區(qū)域則始終削弱，形成穩(wěn)定的強(qiáng)弱分布的現(xiàn)象。造成微波爐加熱食物時出

現(xiàn)受熱不均的情況的主要原因是電磁波的干涉現(xiàn)象，在加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)受熱不均勻。故

4BC錯誤，。正確。

故選：。。

微波爐利用電磁波工作，兩列或幾列電磁波在空間相遇時相互疊加，可能出現(xiàn)干涉現(xiàn)象,

在某些區(qū)域始終加強(qiáng)，在另一些區(qū)域則始終削弱，形成穩(wěn)定的強(qiáng)弱分布的現(xiàn)象。

本題考查微波爐的工作原理及光的干涉現(xiàn)象，難度較低。

2.【答案】C

【解析】解：人電離現(xiàn)象是電子脫離原子核的束縛，不涉及原子核內(nèi)部變化，故A錯

誤。

8、光電效應(yīng)是原子核外層電子脫離原子核的束縛而逸出，沒有涉及到原子核的變化，

故2錯誤。

C、天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部自發(fā)的放射出支粒子或電子的現(xiàn)象，反應(yīng)的過程中核內(nèi)

核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)，中子數(shù)發(fā)生變化，涉及到原子核內(nèi)部的變化，故C正確。

。、a粒子散射實(shí)驗(yàn)表明了原子內(nèi)部有一個很小的核，并沒有涉及到核內(nèi)部的變化，故

。錯誤。

故選Co

電離現(xiàn)象是電子脫離原子核的束縛；光電效應(yīng)是原子核外層電子脫離原子核的束縛而逸

出；天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部自發(fā)的放射出a粒子或電子的現(xiàn)象；a粒子散射現(xiàn)象是

用a粒子打到金箔上，受到原子核的庫倫斥力而發(fā)生偏折的現(xiàn)象；

本題考查這幾種物理現(xiàn)象的本質(zhì)，內(nèi)容簡單，只要加強(qiáng)記憶就能順利解決，故應(yīng)加強(qiáng)對

基本知識的積累。

3.【答案】B

【解析】解：根據(jù)光子能量E=Pt=nE,得單位時間內(nèi)發(fā)生的光子數(shù)n=?,紅

Ahe

色激光器每秒發(fā)射的光子數(shù)與藍(lán)色激光器每秒發(fā)射的光子數(shù)之比乎=矣=0.47,則紅

712oXo

色激光器每秒發(fā)射的光子數(shù)約為藍(lán)色激光器的0.47倍，故ACC錯誤，B正確；

故選：B。

根據(jù)E=無：求出每個光子能量。根據(jù)Pt=nE求出單位時間內(nèi)發(fā)生的光子數(shù)。

解決本題的關(guān)鍵要熟悉電磁波譜中波長的大小關(guān)系，以及掌握光子能量與波長的大小關(guān)

系后=喙

A

4.【答案】A

【解析】解：在水瓶中裝入半瓶熱水，一段時間后，瓶內(nèi)水溫度降低，此時內(nèi)部氣體壓

強(qiáng)減小，瓶蓋變緊，由于溫度降低，分子的平均動能減小，分子的平均速率降低，瓶內(nèi)

氣體體積不變，氣體分子數(shù)密度不變，則單位時間內(nèi)瓶蓋受到瓶內(nèi)氣體分子的次數(shù)也減

小。故C,。錯誤，A正確

故選：Ao

本題考查溫度與壓強(qiáng)的關(guān)系，利用溫度對平均動能的關(guān)系進(jìn)行分析。

本題考查溫度與壓強(qiáng)的關(guān)系，熟知?dú)怏w壓強(qiáng)的微觀解釋是解決本題的關(guān)鍵，也是學(xué)生愿

意出現(xiàn)問題的地方。

5.【答案】D

【解析】解：由電功表達(dá)式W=U/t=Uq,即=由/建知在相同時

間內(nèi)使通過該電阻的電荷量變?yōu)?.6C時，即電量變?yōu)樵瓉淼?倍，故電流變?yōu)樵瓉淼?

倍，由（/=//?,因?yàn)镽不變，所以電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，即電壓變?yōu)閁'=3U=3x3U=

9%故力正確，A8C錯誤.

故選：

利用W=qU,求出電阻的電壓，依據(jù)U=/R,通過電流的變化求出變化后的電壓。

本題考查電流做功表達(dá)式、電流定義式、歐姆定律等電路中的基本規(guī)律，作答時需將上

述規(guī)律有機(jī)結(jié)合起來。本題是一道考查基礎(chǔ)知識的好題。

6.【答案】D

【解析】解：

條形磁鐵從左向右進(jìn)入螺線管的過程中，原磁場方向向左，且磁通量在增加，根據(jù)楞次

定律，感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁場磁通量的變化，所以感應(yīng)電流的磁場向右，由安培定

則，知感應(yīng)電流的方向6a。

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條形磁鐵從左向右離開螺線管的過程中，原磁場方向向左，且磁通量在減少，根據(jù)楞次

定律，感應(yīng)電流的磁場阻礙原磁場磁通量的變化，所以感應(yīng)電流的磁場向左，由安培定

則，知感應(yīng)電流的方向ab,故。正確，ABC錯誤。

故選：Do

楞次定律的內(nèi)容：感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流磁通量的變化.根據(jù)楞次定

律判定感應(yīng)電流的方向.

解決本題的關(guān)鍵掌握用楞次定律判斷感應(yīng)電流方向的步驟，先判斷原磁場的方向以及磁

通量是增加還是減小，再根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流的磁場方向，最后根據(jù)安培定則，

判斷出感應(yīng)電流的方向.

7.【答案】B

【解析】解：衣物隨脫水筒一起做勻速圓周運(yùn)動，故所需的向心力相同，根據(jù)受力分析

結(jié)合牛頓第二定律分析即可判斷。衣物隨滾筒一起做勻速圓周運(yùn)動，它們的角速度是相

等的，故在轉(zhuǎn)動過程中的加速度大小為：a=6?/?。

2

在〃點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律可知：mg+FN1=mwR

解得：FNI=ma）2R-mg

2

在6點(diǎn)：FN2—mg=m（i）R

2

解得：FN2-ma）R+mg

2

在cd兩點(diǎn)，F(xiàn)N=ma>R

可知衣物對滾筒壁的壓力在人位置最大，脫水效果最好，故ACZ）錯誤，B正確。

故選：B。

衣物隨脫水筒一起做勻速圓周運(yùn)動，故所需的向心力相同，根據(jù)受力分析結(jié)合牛頓第二

定律分析即可判斷。

本題以滾筒洗衣機(jī)脫水為情景載體考查了勻速圓周運(yùn)動問題，解決本題的關(guān)鍵搞清向心

力的來源，運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行求解。

8.【答案】D

【解析】解:將小球受到的電場力等效成重力，其運(yùn)動規(guī)律與豎直面內(nèi)單擺的運(yùn)動類似，

由于初速度%很小，故可看作簡諧運(yùn)動。A8C。四種運(yùn)動中，只有。是簡諧運(yùn)動，故。

正確，ABC錯誤.

故選：Do

將小球的運(yùn)動與單擺的運(yùn)動做對比，可知其運(yùn)動為簡諧運(yùn)動，。為彈簧振子，其運(yùn)動為

簡諧運(yùn)動。

由于帶電體在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動時，和在重力場中運(yùn)動具有很多相似性，故經(jīng)常采用等效

重力場的思路加以處理，利用熟悉的重力場中的運(yùn)動規(guī)律解決一個較為陌生的運(yùn)動，這

種解題思想為等效思想，等效思想的應(yīng)用可以簡化解題過程。

9.【答案】A

【解析】解：波在一個周期內(nèi)傳播的距離為一個波長，從t=0時刻到匕時刻繩上形成的

波傳播了1個期的時間，形成一個波長的波形。由振動圖象可知t=0時刻A點(diǎn)起振方

向向上，則介質(zhì)中各個質(zhì)點(diǎn)的起振方向都向上，結(jié)合波形平移法判斷可知，只有A圖符

合題意，故A正確，BCD錯誤。

故選：Ao

從1=0時刻到A時刻繩上形成的波傳播個周期的時間，形成1波長的波形。由振動圖象

讀出A點(diǎn)起振方向，從而知道介質(zhì)中各個質(zhì)點(diǎn)的起振方向，再確定波形圖。

解決本題時，要抓住波的基本特點(diǎn)：介質(zhì)中各個質(zhì)點(diǎn)的起振方向與波源的起振方向相同。

要知道波在一個周期內(nèi)傳播的距離為一個波長。

10.【答案】C

【解析】解：該結(jié)點(diǎn)受到牽引繩、滑翔傘和座椅施加的三個作用力&、尸2和尸3,由于游

客水平向左做勻加速運(yùn)動，因此三個力的合力必須水平向左，

A、由選項(xiàng)圖可知，三個力的合力方向，不是向左的，故4錯誤；

B、由選項(xiàng)圖可知，三個力的合力方向，可能與尸2共線，不是向左的，故B錯誤；

C、由選項(xiàng)圖可知，三個力的合力方向，能水平向左的，故C正確；

。、由選項(xiàng)圖可知，三個力的合力方向，可能與F3共線，不是向左的，故。錯誤。

故選：Co

結(jié)點(diǎn)受到三個力的作用處于水平向左勻加速運(yùn)動，則三個力的合力水平向左，將力6和

片進(jìn)行合成，結(jié)合力的合成的方法判斷即可。

該題結(jié)合共點(diǎn)力的非平衡，考查力的合成與分解，解答的關(guān)鍵是正確理解并會應(yīng)用：三

個力的合力沿水平向左，注意&和尸3兩個力的合力，再與尸2力的合力必須水平向左。

11.【答案】c

【解析】解：帶負(fù)電的粒子在x=d處由靜止釋放，電勢為零，電勢能為零，先向電勢

高的位置做加速運(yùn)動，此時電場力做正功，電勢能減小，然后向電勢低的位置減速運(yùn)動，

第10頁，共16頁

此時電場力做負(fù)功，電勢能增大，此過程中，只有電場力做功，電勢能和動能之和保持

不變，始終為零，故C正確，A8O錯誤。

故選：Co

沿電場線方向電勢越來越低，負(fù)電荷受力方向與電場線方向相反，分析粒子的運(yùn)動，根

據(jù)電場力做功判斷。

本題考查電勢能和電場力做功，比較簡單，通過圖象分析粒子受力以及運(yùn)動過程是解題

關(guān)鍵。

12.【答案】A

【解析】解：A、在未接通電路前，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)Fo=G,不應(yīng)為零，故A錯誤；

3、接通電路，如導(dǎo)線框受到豎直方向的安培力，當(dāng)安培力向下時，根據(jù)平衡條件有彈

簧測力計(jì)的彈力大小為尸=G+BIL=Fo+B1L,則F與/的圖象是斜率為正的傾斜的

直線，故8正確；

C、如安培力豎直向上，則根據(jù)平衡狀態(tài)有G=F+B1L,所以彈簧測力計(jì)彈力的大小為：

F=G-BIL=FO-BIL,F與/的圖象是一條斜率為負(fù)的傾斜的直線，故C正確；

。、根據(jù)C選項(xiàng)可知，隨著電流的增大，彈簧測力計(jì)彈力減小，線框向上運(yùn)動，其所在

位置磁場發(fā)生變化，故。正確。

本題選不可能的

故選：Ao

分析導(dǎo)線框在豎直方向的受力，根據(jù)平衡狀態(tài)分析彈簧的彈力與電流的關(guān)系，注意安培

力分為向上和向下兩種情況。

解決該題的關(guān)鍵是明確知道導(dǎo)線框受到的安培力在豎直方向上，注意在解題過程要考慮

安培力方向豎直向上和豎直向下兩種情況。

13?【答案】《行

【解析】解：體積為V的油滴滴在平靜的水面上，擴(kuò)展成面積為S的單分子油膜.

則油滴的分子直徑約為d=(

油的摩爾質(zhì)量為阿伏加德羅常數(shù)為NA，則油分子的質(zhì)量爪=已

故答案為：?與3

SNA

將配制好的油酸酒精溶液，通過量筒測出此溶液的體積.然后將此溶液滴在有琲子粉的

淺盤里的水面上，等待形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油酸膜的形狀，

將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，按不足半個舍去，多于半個的算一個，統(tǒng)

計(jì)出油酸薄膜的面積.則用此溶液的體積除以其的面積，恰好就是油酸分子的直徑；

阿伏加德羅常數(shù)即為1摩爾有多少個分子個數(shù)，而摩爾質(zhì)量即為1摩爾的物質(zhì)的質(zhì)量,

則分子的質(zhì)量即為摩爾質(zhì)量與阿伏加德羅常數(shù)相除.

本題是以油酸分子呈球型分布在水面上，且一個靠一個，從而可以由體積與面積相除求

出油膜的厚度.同時考查阿伏加德常數(shù)與摩爾質(zhì)量之間關(guān)系.

14.【答案】盆。POT第6pb+為e中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之和

【解析】解：放射性元素粉°P。衰變?yōu)榈?pb,知電荷數(shù)少2,質(zhì)量數(shù)少4,知放出一個

a粒子，

核反應(yīng)方程為：敘P。一第6pH黜e

/?衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時釋放出一個電子，所以發(fā)生。衰變后核內(nèi)

的中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)之和不變；

故答案為：11°PoPb+^He,中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)之和；

根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒確定粒子的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，從而寫出核反應(yīng)方程；根據(jù)

/?衰變的實(shí)質(zhì)分析。

解決本題的關(guān)鍵知道核反應(yīng)方程中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，還要掌握0衰變的實(shí)質(zhì)。

15.【答案】永不停息的無規(guī)則（或布朗）空氣中氣體分子在做無規(guī)則運(yùn)動

【解析】煙霧顆粒受到空氣分子來自不同方向的撞擊作用，這些撞擊作用不能相互抵消，

且不同時刻合力方向不斷改變，致使顆粒的運(yùn)動狀態(tài)不斷發(fā)生變化，因此可以觀察到的

現(xiàn)象是：煙霧顆粒做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動（即布朗運(yùn)動），這樣運(yùn)動的原因是：空氣中

氣體分子在做無規(guī)則運(yùn)動；

故答案為：永不停息的無規(guī)則（或布朗）；空氣中氣體分子在做無規(guī)則運(yùn)動

懸浮在液體或氣體中的固體小顆粒的永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動，稱為布朗運(yùn)動，原因是

小顆粒受到不同方向的液體分子無規(guī)則運(yùn)動產(chǎn)生的撞擊力不平衡引起的；布朗運(yùn)動間接

證明了：分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動.

本題考查布朗運(yùn)動現(xiàn)象以及產(chǎn)生的原因，要求學(xué)生理解并掌握分子熱運(yùn)動相關(guān)內(nèi)容和本

質(zhì)，難度適中。

16.【答案】-2.57-10.57-9/9J

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【解析】解：如果選取四樓地面為零勢能面，則小球下落過程中只受重力作用，機(jī)械能

守恒，則有：Ei=E2=-2.5/；

下落到地面時的動能a=8J,則根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得下落到地面時的重力勢能為:

Ep=E2-Ek=-2.5/-8J=-10.5/；

重力勢能變化量與零勢能面的選取無關(guān)，則重力勢能變化量為：△Ep=一切；

如果選取一樓地面為零勢能面，則小球下落過程中只受重力作用，機(jī)械能守恒，則有：

E]=埼=9/。

故答案為：-2.57；-10.57；-97;9Jo

根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解機(jī)械能的大小和下落到地面時的重力勢能的大小，根據(jù)重力勢

能變化量與零勢能面的選取無關(guān)得到重力勢能變化量。

本題主要是考查了機(jī)械能守恒定律的知識，要知道機(jī)械能守恒定律的守恒條件是只有重

力或彈力做功，知道重力勢能的大小與零參考平面有關(guān)，重力勢能的變化量與零參考平

面無關(guān).

17.【答案】2.2海王

【解析】解：由開普勒第三定律有:卷=去解得:T火=T地產(chǎn),代入數(shù)據(jù)得:T火x1.84

年

設(shè)火星相鄰兩次沖日的時間間隔/,火星轉(zhuǎn)過的的角度比地球轉(zhuǎn)過的的角度少2兀，

2Tt.2n，r

即：—t--t=2n,代入數(shù)據(jù)得：2.2年

因地球能恰好運(yùn)行到某地外行星和太陽之間，故行星在地球外側(cè)，設(shè)地球外側(cè)另一行星

的周期為7外，因?yàn)榈厍蛲獾男行寝D(zhuǎn)的較地球慢，故相鄰兩次沖日時地球多轉(zhuǎn)過2幾。

2n,2n*_T地

即：司,蠟=2巴解得：力一亭故7外越大，7越小，地球外側(cè)海王星行軌道半

徑最大，T外最大，兩次沖日時間最短。

故答案為：2.2；海王

行星圍繞太陽做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)開普勒第三定律，其軌道半徑的三次方與周期T的

平方的比值都相等求出火星的周期；抓住相鄰兩次火星沖日會發(fā)生時火星轉(zhuǎn)過的的角度

比地球轉(zhuǎn)過的的角度少2兀來求解，寫出某個星沖日的的時間間隔，的通式，分析是那顆

星相鄰兩次沖日時間間隔最短。

本題關(guān)鍵是結(jié)合開普勒第三定律分析（也可以運(yùn)用萬有引力等于向心力列式推導(dǎo)出），知

道相鄰的兩次行星沖日的時間兩天體轉(zhuǎn)過的角度差為2兀。

18.【答案】小球機(jī)械能不守恒因?yàn)橛^察圖(b)中拉力峰值隨時間變化情

況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)小球到達(dá)最低點(diǎn)時，拉力的最大值在逐漸減小，說明小球經(jīng)過最低點(diǎn)時的速

度在逐漸減小，也就是說擺動一個周期，動能在減少，機(jī)械能總量在減小，所以不守恒相

?2,

鄰兩個峰值間的時間間隔無詈

【解析】解：(1)小球第一次擺動至最低點(diǎn)的過程，重心下降了/7,則重力勢能的減少量

為：△=mgh,即重力勢能的變化量：|△￡p|=mgh,

小球第一次擺動至最低點(diǎn)，初速度為零，最低點(diǎn)速度為外，由牛頓第二定律有：Fm-

mg=

解得：Ekm=\mv^=^^

所以動能的增加量為：△后上=3根端一0=紇詈比，那么動能的變化量：|AEk|=

(6n-崔0)

2

(2)根據(jù)尸-t圖象可知小球機(jī)械能不守恒，因?yàn)橛^察圖(b)中拉力峰值隨時間變化情況,

發(fā)現(xiàn)當(dāng)小球到達(dá)最低點(diǎn)時，拉力的最大值在逐漸減小，說明小球經(jīng)過最低點(diǎn)時的速度在

逐漸減小，也就是說擺動一個周期，動能在減少，機(jī)械能總量在減小，所以不守恒；

(3)根據(jù)F-t圖象，可知，相鄰兩個峰值間的時間間隔片，

因?qū)嶒?yàn)時使小球擺動的幅度小于5。，單擺符合簡諧運(yùn)動的特征，

那么7=2t0,

則由周期公式7=2?？芍?，9=詈

故答案為：⑴mgh；處詈如；

(2)小球機(jī)械能不守恒，因?yàn)橛^察圖(b)中拉力峰值隨時間變化情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)小球到達(dá)最

低點(diǎn)時，拉力的最大值在逐漸減小，說明小球經(jīng)過最低點(diǎn)時的速度在逐漸減小，也就是

說擺動一個周期，動能在減少，機(jī)械能總量在減小，所以不守恒。

(3)相鄰兩個峰值間的時間間隔t。，詈。

(1)根據(jù)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系求解重力勢能的減少量；根據(jù)向心力的計(jì)算公

式求解小球第一次擺動至最低點(diǎn)的速度，再求出動能的變化；

(2)根據(jù)最低點(diǎn)的速度減小分析機(jī)械能減少的原因；

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(3)根據(jù)F-t圖特點(diǎn)，可知周期，再由單擺的周期公式T=2TTJ*即可求解。

本題主要是考查“驗(yàn)證小球在豎直平面內(nèi)擺動過程的機(jī)械能是否守恒”實(shí)驗(yàn)，關(guān)鍵是弄

清楚實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和誤差的分析方法，注意計(jì)算動能的變化時不能采用動能

定理進(jìn)行解答，同時還要注意第(3)問中相鄰兩個峰值間的時間間隔與單擺的周期關(guān)系。

19.【答案】解：(1)初始時刻，金屬棒向上切割磁感線運(yùn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢：E=BLv0=

0.5x1x4K=2V

此時回路中電流強(qiáng)度大小為：/二左:；；；三天4=84

R+r0.15+0.1

金屬棒兩端電壓為路端電壓，則：U=IR=8x0.15V=1.2K；

(2)初始時刻，對金屬棒根據(jù)左手定則可得安培力方向向下，

由牛頓第二定律：mg+FA=ma,其中片=B/L,

聯(lián)立解得：a=18m/s2,方向豎直向下；

(3)初末狀態(tài)，速度大小相同，所以動能相同，金屬棒在運(yùn)動過程中，動能、重力勢能、

電能相互轉(zhuǎn)化，但總能量守恒。

整個過程中，安培力始終做負(fù)功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為回路中的內(nèi)能，所以機(jī)械能總量應(yīng)該

減小，初末狀態(tài)動能不變，可知重力勢能減少，此時金屬棒應(yīng)位于出發(fā)點(diǎn)下方。

答：(1)電鍵閉合瞬間金屬棒兩端的電壓為1.2U；

(2)電鍵閉合瞬間金屬棒的加速度大小為18m/s2,方向豎直向下；

(3)電鍵閉合后經(jīng)一段時間，金屬棒的速度大小再次達(dá)到4m/s過程中，金屬棒的動能