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2021年上海市嘉定区高考物理二模试卷
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这是一份2021年上海市嘉定区高考物理二模试卷，共23页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合题等内容，欢迎下载使用。
2021年上海市嘉定区高考物理二模试卷
一、选择题（第1-8小题，每题3分；第9-12小题，每题4分，共40分。每小题只有一个正确答案）
1．（3分）一颗恒星的寿命取决于它的（ ）
A．体积 B．质量 C．亮度 D．温度
2．（3分）由原子核衰变释放的，且属于电磁波的射线是（ ）
A．α射线 B．阴极射线 C．γ射线 D．X射线
3．（3分）双缝干涉中如果光源是白光，则干涉图样是彩色条纹，中央为（ ）
A．白色 B．红色 C．紫色 D．彩色
4．（3分）一单摆做简谐振动，在偏角减小的过程中，摆球的（ ）
A．速度减小 B．回复力减小 C．位移增大 D．机械能增大
5．（3分）如图所示为运动员跳水时的精彩瞬间，则运动员（ ）
A．起跳时跳板对她的支持力大于她对跳板的压力
B．起跳后在上升过程中处于失重状态
C．经过最高点时处于平衡状态
D．在下降过程中处于超重状态
6．（3分）“和谐号”动车组提速后，速度由原来的200km/h提高到300km/h，若其运行时所受阻力始终与速度的平方成正比，则机车发动机的功率要变为原来的（ ）
A．1.5倍 B．（1.5）2倍 C．（1.5）3倍 D．（1.5）4倍
7．（3分）在“用DIS研究温度不变时，一定质量气体的压强与体积关系”实验中，关于实验前压强传感器操作以及缓慢压缩气体时对应的图像正确的是（ ）
A．不需要调零 图a B．不需要调零 图b
C．需要调零 图a D．需要调零 图b
8．（3分）一颗在赤道上空做匀速圆周运动的人造卫星，其轨道半径上对应的重力加速度为地球表面重力加速度的四分之一。已知地球半径为R，则该卫星离地面的高度为（ ）
A．R B．2R C．3R D．4R
9．（4分）如图所示，在同一平面内，同心的两个导体圆环中通以异向的电流时（ ）
A．两环都有向内收缩的趋势
B．两环都有向外扩张的趋势
C．内环有收缩的趋势，外环有扩张的趋势
D．内环有扩张的趋势，外环有收缩的趋势
10．（4分）如图所示，圆柱形导热汽缸内有一光滑活塞，密封了一定质量的理想气体。用一弹簧测力计挂在活塞上，将整个汽缸悬挂在天花板上。测得此时弹簧测力计的示数为F，汽缸内气体的压强为p。若外界大气压始终保持不变，那么随着外界温度的升高（ ）
A．F变大 p变大 B．F变大 p不变
C．F不变 p变大 D．F不变 p不变
11．（4分）现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及电键如图连接。在闭合电键、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转。由此可推断滑动变阻器的滑动端P向左减速滑动时，灵敏电流计的指针（ ）
A．向左偏转
B．静止在中央
C．向右偏转
D．偏转情况向由两线圈的绕线方向决定
12．（4分）A、B为电场中一直线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作用，从A点以某一初速度做线运动到B点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示。则从A到B过程中，点电荷的速度和所受的电场力（ ）
A．先增大后减小 先增大后减小
B．先增大后减小 先减小后增大
C．先减小后增大 先增大后减小
D．先减小后增大 先减小后增大
二、填空题（共20分）
13．（4分）图为查德威克发现新粒子的实验装置，用放射性元素（Po）发出的α粒子轰击铍（Be）会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡，会放出粒子流B，则A为 ，B为 。
14．（4分）一简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是t＝0时刻的波形图，a、b是波上的两个质点。则图乙表示这两点中质点 的振动图像；质点a在3s内振动的路程为 m。
15．（4分）有人指出“加速度的变化率”能引起人的心理效应，车辆平稳加速（即加速度变化率基本不变）会使人更加感到舒服。若从运动学角度来定义“加速度的变化率”，其单位应为 ；若加速度与速度同向，其随时间变化的图像如图所示，已知物体在t＝0时速度为5m/s，则4s末速度的大小为 m/s。
16．（4分）“拔火罐”是我国传统养生疗法之一。如图所示，医生先用点燃的酒精棉球加热火罐内的空气，随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位，火罐便会紧贴皮肤。这是因为假设火罐内气体体积不变， ；若加热后火罐内气体的温度为77℃，当时的室温为28℃，标准大气压强为1×105Pa，则当罐内气体的温度降为室温时，对应的压强为 Pa。
17．（4分）在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，用一电箱R、电流传感器连成如图所示的电路测量电池的电动势E和内阻r实验时，闭合电键S1，调整电阻箱的示数R，读取电流传感器对应的示数I，记录多组数据，作出随R的变化图像如图乙所示。若不计电流传感器内阻，则水果电池的电动E＝ V，内阻r＝ Ω。
三、综合题（第18题11分，第19题13分，第20题16分，共40分）
18．（11分）某兴趣小组利用如图所示的装置测量重力加速度g，B为光电门。实验过程如下：
a.测出小球的直径d；
b.将光电门水平固定，用刻度尺测出小球在A处时球心到光电门的距离x；
c.把小球从A处由静止释放，经过光电门B时光电计时器可记录小球通过光电门的挡光时间t；
d.保持小球释放位置A不变，改变光电门的位置，测得不同x对应的挡光时间t；
e.以为横坐标，x为纵坐标建立坐标系，利用测得的数据作图，得到一条过原点的倾斜直线。
请回答下列问题：
（1）实验室提供下列小球，最合适实验的是
A.塑料球B.小木球C.玻璃球D.小钢球
（2）小球通过光电门的速度v＝ 。
（3）实验中测得图像的斜率为k，则重力加速度g＝ 。
（4）实验时，若某同学将小球上端到光电门的距离记作x，其余操作均按要求进行，那么他测得的图像可能为图中的 （选填“1”，“2”，“3”），他测得的重力加速度 （选填“偏大”“偏小”，“无影响”）。
19．（13分）如图甲所示，半径r＝1.25m的光滑半圆弧轨道BC与粗糙水平面相切于B，且固定于垂直平面内。在水平面上距B点3m处的A点放一质量m＝1kg的小滑块，在水平向右力F的作用下由静止开始运动。已知力F随位移s变化的关系如图乙所示，小滑块与AB间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2，求：
（1）小滑块在水平面运动前2m所用的时间；
（2）小滑块到达B处时的速度；
（3）若到达B点时撤去力F，小滑块沿半圆弧轨道内侧继续上滑，是否能滑至最高点C？试说明理由。
20．（16分）如图甲所示，在倾角为θ的斜面上铺有两光滑平行金属导轨，导轨电阻不计、间距为L，其底端接一定值电阻R，整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。一质量为m，电阻为r的金属棒ab置于导轨上，在受到沿斜面向上、垂直于棒的外力F的作用下由静止开始沿导轨向上运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0+kv（F0，k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨无限长。
（1）请画出金属棒在运动过程的受力分析图，并判断流过电阻R的感应电流方向；
（2）若金属棒做匀加速直线运动，则k为多大；
（3）若金属棒不是做匀加速直线运动，试判断它的运动情况，并画出对应的v﹣t图；
（4）某同学进一步研究感应电流的功率P随v2的变化关系，得到如图乙所示的图像，你觉得他画得正确吗；若正确，请说明理由；若错误，画出正确的图像。
2021年上海市嘉定区高考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（第1-8小题，每题3分；第9-12小题，每题4分，共40分。每小题只有一个正确答案）
1．（3分）一颗恒星的寿命取决于它的（ ）
A．体积 B．质量 C．亮度 D．温度
【分析】恒星的寿命和它的质量有关，质量越大的恒星寿命越短；与温度、体积以及颜色等无关。
【解答】解：恒星的寿命和它的质量有关，质量越大的恒星寿命越短，这是因为质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧烈，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】本题考查学生对恒星的理解，这要求在平时的学习中要对积累相关的知识，做到处处留心。
2．（3分）由原子核衰变释放的，且属于电磁波的射线是（ ）
A．α射线 B．阴极射线 C．γ射线 D．X射线
【分析】α、β、γ射线全部来自于原子核，根据三种射线的本质和特点进行解答；
X射线是原子核的核外内层电子跃迁形成的。
【解答】解：ABC、α射线是高速氦核流，β射线是高速电子流，属于电磁波的射线是γ射线，故C正确，AB错误；
D、X射线是原子核的核外内层电子跃迁形成的，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了三种射线的特点等知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识。
3．（3分）双缝干涉中如果光源是白光，则干涉图样是彩色条纹，中央为（ ）
A．白色 B．红色 C．紫色 D．彩色
【分析】根据双缝干涉原理，结合干涉条纹间距公式，及白光是由波长不同的单色光复合而成的，当光程差为零出现亮条纹，从而即可求解。
【解答】解：双缝干涉中，由于光源是白光，不同色光对应的波长不同，则干涉条纹间距不同，则干涉图样出现彩色条纹，对于中央处各色光的光程差均为零，在此处都会出现亮条纹，从而进行叠加，进而出现白色光，故A正确，BCD错误；
故选：A。
【点评】考查光的干涉现象，掌握干涉的条件，理解白光是复合光，注意各色光的波长不同，及光程差与波长的关系是确定亮条纹还是暗条纹的依据。
4．（3分）一单摆做简谐振动，在偏角减小的过程中，摆球的（ ）
A．速度减小 B．回复力减小 C．位移增大 D．机械能增大
【分析】明确单摆的摆动过程，知道其平衡位置在竖直方向，偏角增大时位移、回复力、加速度增大，而速度减小；偏角减小时位移、回复力、加速度减小，而速度增大；同时明确单摆在振动过程中机械能不变。
【解答】解：AC、单摆做简谐振动，在偏角减小时，摆球向平衡位置处移动，相对于平衡位置的位移一定减小，速度一定增大，故AC错误；
B、在偏角减小时，相对于平衡位置的位移减小，回复力与位移成正比，故回复力减小，故B正确；
D、由于单摆在运动过程中只有重力做功，故机械能守恒，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查简谐运动的性质，要明确做简谐运动物体的位移、速度、加速度以及能量的周期性变化的情况。
5．（3分）如图所示为运动员跳水时的精彩瞬间，则运动员（ ）
A．起跳时跳板对她的支持力大于她对跳板的压力
B．起跳后在上升过程中处于失重状态
C．经过最高点时处于平衡状态
D．在下降过程中处于超重状态
【分析】作用力与反作用力的关系是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，起跳后只受重力，都处于完全失重状态。
【解答】解：A、起跳时跳板对她的支持力和她对跳板的压力是作用力和反作用力，作用力与反作用力的关系是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，故A错误；
BCD、起跳后只受重力，都处于完全失重状态，故B正确，CD错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查了作用力和反作用力以及物体超重失重状态，加速度向上为超重状态，加速度向下为失重状态是解题的关键。
6．（3分）“和谐号”动车组提速后，速度由原来的200km/h提高到300km/h，若其运行时所受阻力始终与速度的平方成正比，则机车发动机的功率要变为原来的（ ）
A．1.5倍 B．（1.5）2倍 C．（1.5）3倍 D．（1.5）4倍
【分析】根据提速前与提速后阻力之比等于速度的平方比可求功率增加的倍数。
【解答】解：ABCD、由题意可知f＝kv2，当动车的速度为v1＝200km/h时，车匀速运动，有F1＝f1＝k×2002；当动车的速度为v2＝300km/h时，车匀速运动有，故P1＝F1v1、P2＝F2v2代入数据可得，故选项C正确，选项ABD错误。
故选：C。
【点评】明确动车的功率等于牵引力与速度的乘积，利用动车在匀速运动时牵引力与阻力相等的关系是求解问题的关键。
7．（3分）在“用DIS研究温度不变时，一定质量气体的压强与体积关系”实验中，关于实验前压强传感器操作以及缓慢压缩气体时对应的图像正确的是（ ）
A．不需要调零 图a B．不需要调零 图b
C．需要调零 图a D．需要调零 图b
【分析】气体做等温变化，根据玻意耳定律求得P﹣的函数关系，即可判断。
【解答】解：气体做等温变化，根据pV＝C可得：，故P与成正比，故图a正确，根据压强传感器的操作要求可知压强传感器需要校准，不需要调零，故BCD错误，A正确；
故选：A。
【点评】本题主要考查了玻意耳定律，根据玻意耳定律求得p﹣函数关系是解决问题的关键。
8．（3分）一颗在赤道上空做匀速圆周运动的人造卫星，其轨道半径上对应的重力加速度为地球表面重力加速度的四分之一。已知地球半径为R，则该卫星离地面的高度为（ ）
A．R B．2R C．3R D．4R
【分析】根据万有引力近似等于物体的重力，找到重力加速度与距离地心的距离之间的关系.
【解答】解：在地球表面万有引力近似等于物体的重力：
＝mg
在距离地球表面高度为h处的万有引力等于重力：
G＝mg'
g'＝g
联立得：h＝R
故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】解题时注意用万有引力近似等于重力，忽略地球的自转，注意距地面的高度加上地球的半径为卫星距离地心的距离。
9．（4分）如图所示，在同一平面内，同心的两个导体圆环中通以异向的电流时（ ）
A．两环都有向内收缩的趋势
B．两环都有向外扩张的趋势
C．内环有收缩的趋势，外环有扩张的趋势
D．内环有扩张的趋势，外环有收缩的趋势
【分析】根据电流与电流的作用力关系进行判断，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，从而即可判定。
【解答】解：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈的运动情况是相互排斥，所以内环有收缩趋势，外环有扩张趋势，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】解决本题可以根据同向电流、异向电流的关系进行判定。注意同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；也可以首先判断出外环产生的磁场，然后使用安培定则判断出内环受到的安培力的方向，最后根据牛顿第三定律判断出外环受力的方向。
10．（4分）如图所示，圆柱形导热汽缸内有一光滑活塞，密封了一定质量的理想气体。用一弹簧测力计挂在活塞上，将整个汽缸悬挂在天花板上。测得此时弹簧测力计的示数为F，汽缸内气体的压强为p。若外界大气压始终保持不变，那么随着外界温度的升高（ ）
A．F变大 p变大 B．F变大 p不变
C．F不变 p变大 D．F不变 p不变
【分析】对活塞和气缸整体受力分析，根据共点力平衡求得弹簧的拉力，然后对气缸受力分析，利用共点力平衡求得气缸内气体的压强即可。
【解答】解：当外界温度升高（大气压不变）时，选择活塞与气缸为整体对其受力分析，受到竖直向下的总重力和弹簧向上的拉力，在升温过程中，总重力不变，所以弹簧拉力F不变，对气缸受力分析，根据共点力平衡可得：mg+pS＝p0S，解得，故气缸内气体的压强不变，故ABC错误，D正确；
故选：D。
【点评】本题主要考查了受力分析，根据共点力平衡求得，注意整体法与隔离法的灵活应用。
11．（4分）现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及电键如图连接。在闭合电键、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转。由此可推断滑动变阻器的滑动端P向左减速滑动时，灵敏电流计的指针（ ）
A．向左偏转
B．静止在中央
C．向右偏转
D．偏转情况向由两线圈的绕线方向决定
【分析】根据题意确定电流表指针偏转方向与磁通量变化间的关系，然后分析判断电流计指针偏转方向．
【解答】解：由图示电路图可知，当将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，穿过原线圈的电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，电流计指针向右偏转，由此可知，当穿过副线圈的磁通量减小时，电流计指针向右偏转；
若滑动变阻器的滑动端向左减速滑动，滑动变阻器接入电路电阻增大，原线圈电流变小，磁感应强度变小，穿过副线圈的磁通量减少，电流计指针将向右偏转，由上分析，可知，故C正确，ABD错误．
故选：C。
【点评】本题无法直接利用楞次定律进行判断，但是可以根据题意得出产生使电流表指针右偏的条件，注意电阻的变化与滑片的运动速度大小无关．
12．（4分）A、B为电场中一直线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作用，从A点以某一初速度做线运动到B点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示。则从A到B过程中，点电荷的速度和所受的电场力（ ）
A．先增大后减小 先增大后减小
B．先增大后减小 先减小后增大
C．先减小后增大 先增大后减小
D．先减小后增大 先减小后增大
【分析】根电势能Ep随位移x的变化关系图象的斜率表示电场力的大小分析电场力变化情况；根据图象可知电势能变化，根据能量守恒定律可知动能变化，从而判断速度变化情况。
【解答】解：电势能先增大后减小，根据能量守恒定律可知动能先减小后增大，故点电荷的速度先减小后增大，
电势能EP随位移x的变化关系图象的斜率表示电场力的大小，因此电场力先减小后增大，故ABC错误，D正确；
故选：D。
【点评】解题过程中要把握问题的核心，要找准突破点，如本题中根据图象获取有关正电荷的运动、受力情况即为本题的突破点。
二、填空题（共20分）
13．（4分）图为查德威克发现新粒子的实验装置，用放射性元素（Po）发出的α粒子轰击铍（Be）会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡，会放出粒子流B，则A为 中子 ，B为 质子 。
【分析】天然放射性元素钋（Po）放出的α射线轰击铍时会产生高速中子流，轰击石蜡时会打出质子．
【解答】解：用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”，即中子流，中子轰击石蜡，将氢中的质子打出，即形成质子流。
故答案为：中子，质子
【点评】本题考查了天然放射现象，核反应产生的粒子．
14．（4分）一简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是t＝0时刻的波形图，a、b是波上的两个质点。则图乙表示这两点中质点 a 的振动图像；质点a在3s内振动的路程为 1.5 m。
【分析】利用同侧法判断甲图中质点a和质点b的振动方向，可以知道图乙是a的振动图像。质点a在3s内正好振动四分之三个周期，所以路程是3A。
【解答】解：简谐横波沿x轴正方向传播，所以甲图中a质点向上振动，b质点向下振动，结合乙图，0时刻质点在向上振动，所以乙图是a质点的振动图像；
根据乙图可知，周期是4s，所以3s内质点a的路程是s＝3A＝3×0.5m＝1.5m.
故答案为：a，1.5。
【点评】波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系，同时要分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况，要注意的是，只有从平衡位置或最大位移处开始运动的质点，在一个周期内的位移才等于1个振幅。
15．（4分）有人指出“加速度的变化率”能引起人的心理效应，车辆平稳加速（即加速度变化率基本不变）会使人更加感到舒服。若从运动学角度来定义“加速度的变化率”，其单位应为 m/s3 ；若加速度与速度同向，其随时间变化的图像如图所示，已知物体在t＝0时速度为5m/s，则4s末速度的大小为 17 m/s。
【分析】某物理量的变化率指该物理量随时间变化的快慢，通常用该物理量变化量与时间的比值来定义，由此可表示加速度的变化率表达式，从而得到单位；a﹣t图像与坐标轴所围面积表示速度变化量
【解答】解：[1]加速度的变化率即为，则其单位应为m/s3；[2]图像与坐标轴所围面积表示速度变化量，即△v＝at，△v＝12m/s，若加速度与速度同向，加速运动，则末速度的大小v＝v0+△v，v＝17m/s
故答案为：m/s3、17m/s
【点评】考查学生对加速度的认识以及对物理量纲的认识和推理拓展学习的能力，考查内容较为基础，难度较低。
16．（4分）“拔火罐”是我国传统养生疗法之一。如图所示，医生先用点燃的酒精棉球加热火罐内的空气，随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位，火罐便会紧贴皮肤。这是因为假设火罐内气体体积不变， 温度降低，压强减小，内外压强差增大 ；若加热后火罐内气体的温度为77℃，当时的室温为28℃，标准大气压强为1×105Pa，则当罐内气体的温度降为室温时，对应的压强为 8.6×104 Pa。
【分析】火罐内的气体的体积不变，温度降低，压强降低，找出初末状态参量，根据查理定律求得压强。
【解答】解：火罐内的气体的体积不变，由于温度降低，根据可知压强减小，故内外的压强差增大，
初态：p1＝p0，T1＝（273+77）K＝350K
末态：p2＝？，T2＝（273+28）K＝301K
根据查理定律可得：，解得：p2＝8.6×104Pa
故答案为：温度降低，压强减小，内外压强差增大；8.6×104
【点评】本题主要考查了查理定律，关键是正确的找出初末状态参量即可。
17．（4分）在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，用一电箱R、电流传感器连成如图所示的电路测量电池的电动势E和内阻r实验时，闭合电键S1，调整电阻箱的示数R，读取电流传感器对应的示数I，记录多组数据，作出随R的变化图像如图乙所示。若不计电流传感器内阻，则水果电池的电动E＝ 1.0 V，内阻r＝ 1000 Ω。
【分析】根据电路图求出﹣R图象的函数表达式，然后根据函数表达式与图象的斜率和截距求出电源电动势与内阻。
【解答】解：根据闭合电路欧姆定律有：I＝，变形后得：＝×R+。结合﹣R图象的斜率k＝＝，纵截距b＝＝1000A﹣1，联立解得：E＝1.0V，r＝1000Ω。
故答案为：1.0、1000
【点评】注意由实验原理结合闭合电路欧姆定律求出表达式，再结合数学知识求得电动势和内电阻．
三、综合题（第18题11分，第19题13分，第20题16分，共40分）
18．（11分）某兴趣小组利用如图所示的装置测量重力加速度g，B为光电门。实验过程如下：
a.测出小球的直径d；
b.将光电门水平固定，用刻度尺测出小球在A处时球心到光电门的距离x；
c.把小球从A处由静止释放，经过光电门B时光电计时器可记录小球通过光电门的挡光时间t；
d.保持小球释放位置A不变，改变光电门的位置，测得不同x对应的挡光时间t；
e.以为横坐标，x为纵坐标建立坐标系，利用测得的数据作图，得到一条过原点的倾斜直线。
请回答下列问题：
（1）实验室提供下列小球，最合适实验的是 D
A.塑料球B.小木球C.玻璃球D.小钢球
（2）小球通过光电门的速度v＝ 。
（3）实验中测得图像的斜率为k，则重力加速度g＝ 。
（4）实验时，若某同学将小球上端到光电门的距离记作x，其余操作均按要求进行，那么他测得的图像可能为图中的 1 （选填“1”，“2”，“3”），他测得的重力加速度 无影响 （选填“偏大”“偏小”，“无影响”）。
【分析】（1）为了减小阻力的影响，小球选择质量大体积小的。
（2）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球通过光电门的速度。
（3）根据机械能守恒得出x与的关系式，结合图线的斜率求出重力加速度。
（4）根据机械能守恒得出x与新的表达式，根据函数关系等式分析求解。
【解答】解：（1）为了减小阻力的影响，小球选择质量大一些，体积小一些，则选小钢球最合适，故ABC错误，D正确。
故选：D。
（2）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球通过光电门的速度v＝。
（3）根据机械能守恒得mgx＝mv2＝m，
x＝，图线的斜率k＝，
解得g＝。
（4）实验时，若某同学将小球上端到光电门的距离记作x，其余操作均按要求进行，根据机械能守恒得x﹣＝，
x＝+，那么他测得的图像可能为图中的1，x﹣斜率不变，所以测得的重力加速度无影响。
故答案为：（1）D （2） （3） （4）1，无影响。
【点评】解决本题的关键知道实验的原理，对于图线问题，要得知斜率的含义，必须得出纵轴物理量和纵轴物理量间的关系式。
19．（13分）如图甲所示，半径r＝1.25m的光滑半圆弧轨道BC与粗糙水平面相切于B，且固定于垂直平面内。在水平面上距B点3m处的A点放一质量m＝1kg的小滑块，在水平向右力F的作用下由静止开始运动。已知力F随位移s变化的关系如图乙所示，小滑块与AB间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2，求：
（1）小滑块在水平面运动前2m所用的时间；
（2）小滑块到达B处时的速度；
（3）若到达B点时撤去力F，小滑块沿半圆弧轨道内侧继续上滑，是否能滑至最高点C？试说明理由。
【分析】可从图中得到不同时间段外力F的大小，从而利用运动学公式和动能定理求解运动过程的相关物理量；题中圆弧轨道为单轨，物块能滑至最高点的临界条件是最高点重力恰提供向心力，由此可求出最高点临界速度从而进行判断。
【解答】解：（1）由图乙可知，在前2m内，力F的大小F1＝30N，
设滑块在水平轨道AB上运动前2m过程所用的时间为t，对滑块根据牛顿第二定律可知F1﹣μmg＝ma1，
根据运动学公式有x1＝a1t12
联立解得t1＝0.4s
（2）由乙图可知在第3m内，力F的大小F2＝15N，方向水平向左，
对滑块从A点运动到B点过程，根据动能定理有：F1x1﹣F2x2﹣μmgx＝mvB2
其中x1＝2m，2x2＝1m，x＝3m，代入数据得：vB＝2m/s
（3）小滑块恰能到达最高点C时有最小速度vC
由代入数据得：vC＝m/s
假设小滑块能滑到C，从B到C的过程，由动能定理有：
﹣mg•2r＝mvC'2﹣mvB2
代入数据解得：vC'＝m/s
由于vC'＜vC，所以小滑块不能滑到最高点C。
（1）小滑块在水平面运动前2m所用的时间为0.4s；
（2）小滑块到达B处时的速度为2m/s；
（3）若到达B点时撤去力F，小滑块沿半圆弧轨道内侧继续上滑，到C点时速度小于物体能做圆周运动的最小速度，所以小滑块不能滑到最高点C。
【点评】本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、动能定理以及向心力公式，是一道力学综合题目，要求学生综合运用已学知识点解决问题，难度适中。
20．（16分）如图甲所示，在倾角为θ的斜面上铺有两光滑平行金属导轨，导轨电阻不计、间距为L，其底端接一定值电阻R，整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。一质量为m，电阻为r的金属棒ab置于导轨上，在受到沿斜面向上、垂直于棒的外力F的作用下由静止开始沿导轨向上运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0+kv（F0，k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨无限长。
（1）请画出金属棒在运动过程的受力分析图，并判断流过电阻R的感应电流方向；
（2）若金属棒做匀加速直线运动，则k为多大；
（3）若金属棒不是做匀加速直线运动，试判断它的运动情况，并画出对应的v﹣t图；
（4）某同学进一步研究感应电流的功率P随v2的变化关系，得到如图乙所示的图像，你觉得他画得正确吗；若正确，请说明理由；若错误，画出正确的图像。
【分析】（1）分析金属棒在运动过程的受力情况，再画出受力分析图，由右手定则判断流过金属棒的电流方向，从而知道流过电阻R的感应电流方向；
（2）根据牛顿第二定律和安培力与速度的关系推导出金属棒的加速度表达式，结合匀加速直线运动加速度不变的特点求k；
（3）若F是恒力，则导体棒做加速度减小的加速运动，最终匀速直线运动；
（4）根据欧姆、切割产生感应电动势公式，电功率公式写出表达式，从而画出正确图象。
【解答】解：（1）导体棒在外力F作用下向上加速时，由于切割磁感线而产生感应电流再受到安培阻力作用，安培力与磁场垂直且沿斜面向下，由右手定则可判断电流方向是从a流向b，受力示意图如图1所示；
（2）导体棒做匀加速直线运动，当导体棒的速度为v时，切割产生的感应动势E＝BLv，而感应电流I＝，此时由牛顿第二定律有：F﹣mgsinθ﹣BIL＝ma
整理可得：F＝mgsinθ+ma+
由此可知：k＝；
（3）由上式可以看出，若金属棒不是做匀加速直线运动，则k≠；若k＜；则导体棒做加速度减小的加速运动，当加速度减小为零时，就稳定做匀速直线运动，其v﹣t图象如图2所示；
若k＞；则导体棒做加速度增大的加速运动其v﹣t图象如图2′所示；
（4）电流的功率为P＝I2（R+r）＝（）2（R+r）＝，那么P﹣v2图象是一条过原点的直线，如图3所示。
答：（1）受力如图1所示，电流由b流向a；
（2）若金属棒做匀加速直线运动，则k为；
（3）若金属棒不是做匀加速直线运动，它将做加速度减小的加速运动，最终匀速直线运动，对应的v﹣t图象如图2所示；
（4）他的图象是错误的，正确图象如图3所示
。
【点评】本题是电磁感应与电路、力学相结合的综合题，分析清楚金属棒的运动过程是解题的前提与关键，应用E＝BLv、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式与能量守恒定律可以解题。
2021年上海市嘉定区高考物理二模试卷
一、选择题（第1-8小题，每题3分；第9-12小题，每题4分，共40分。每小题只有一个正确答案）
1．（3分）一颗恒星的寿命取决于它的（ ）
A．体积 B．质量 C．亮度 D．温度
2．（3分）由原子核衰变释放的，且属于电磁波的射线是（ ）
A．α射线 B．阴极射线 C．γ射线 D．X射线
3．（3分）双缝干涉中如果光源是白光，则干涉图样是彩色条纹，中央为（ ）
A．白色 B．红色 C．紫色 D．彩色
4．（3分）一单摆做简谐振动，在偏角减小的过程中，摆球的（ ）
A．速度减小 B．回复力减小 C．位移增大 D．机械能增大
5．（3分）如图所示为运动员跳水时的精彩瞬间，则运动员（ ）
A．起跳时跳板对她的支持力大于她对跳板的压力
B．起跳后在上升过程中处于失重状态
C．经过最高点时处于平衡状态
D．在下降过程中处于超重状态
6．（3分）“和谐号”动车组提速后，速度由原来的200km/h提高到300km/h，若其运行时所受阻力始终与速度的平方成正比，则机车发动机的功率要变为原来的（ ）
A．1.5倍 B．（1.5）2倍 C．（1.5）3倍 D．（1.5）4倍
7．（3分）在“用DIS研究温度不变时，一定质量气体的压强与体积关系”实验中，关于实验前压强传感器操作以及缓慢压缩气体时对应的图像正确的是（ ）
A．不需要调零 图a B．不需要调零 图b
C．需要调零 图a D．需要调零 图b
8．（3分）一颗在赤道上空做匀速圆周运动的人造卫星，其轨道半径上对应的重力加速度为地球表面重力加速度的四分之一。已知地球半径为R，则该卫星离地面的高度为（ ）
A．R B．2R C．3R D．4R
9．（4分）如图所示，在同一平面内，同心的两个导体圆环中通以异向的电流时（ ）
A．两环都有向内收缩的趋势
B．两环都有向外扩张的趋势
C．内环有收缩的趋势，外环有扩张的趋势
D．内环有扩张的趋势，外环有收缩的趋势
10．（4分）如图所示，圆柱形导热汽缸内有一光滑活塞，密封了一定质量的理想气体。用一弹簧测力计挂在活塞上，将整个汽缸悬挂在天花板上。测得此时弹簧测力计的示数为F，汽缸内气体的压强为p。若外界大气压始终保持不变，那么随着外界温度的升高（ ）
A．F变大 p变大 B．F变大 p不变
C．F不变 p变大 D．F不变 p不变
11．（4分）现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及电键如图连接。在闭合电键、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转。由此可推断滑动变阻器的滑动端P向左减速滑动时，灵敏电流计的指针（ ）
A．向左偏转
B．静止在中央
C．向右偏转
D．偏转情况向由两线圈的绕线方向决定
12．（4分）A、B为电场中一直线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作用，从A点以某一初速度做线运动到B点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示。则从A到B过程中，点电荷的速度和所受的电场力（ ）
A．先增大后减小 先增大后减小
B．先增大后减小 先减小后增大
C．先减小后增大 先增大后减小
D．先减小后增大 先减小后增大
二、填空题（共20分）
13．（4分）图为查德威克发现新粒子的实验装置，用放射性元素（Po）发出的α粒子轰击铍（Be）会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡，会放出粒子流B，则A为 ，B为 。
14．（4分）一简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是t＝0时刻的波形图，a、b是波上的两个质点。则图乙表示这两点中质点 的振动图像；质点a在3s内振动的路程为 m。
15．（4分）有人指出“加速度的变化率”能引起人的心理效应，车辆平稳加速（即加速度变化率基本不变）会使人更加感到舒服。若从运动学角度来定义“加速度的变化率”，其单位应为 ；若加速度与速度同向，其随时间变化的图像如图所示，已知物体在t＝0时速度为5m/s，则4s末速度的大小为 m/s。
16．（4分）“拔火罐”是我国传统养生疗法之一。如图所示，医生先用点燃的酒精棉球加热火罐内的空气，随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位，火罐便会紧贴皮肤。这是因为假设火罐内气体体积不变， ；若加热后火罐内气体的温度为77℃，当时的室温为28℃，标准大气压强为1×105Pa，则当罐内气体的温度降为室温时，对应的压强为 Pa。
17．（4分）在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，用一电箱R、电流传感器连成如图所示的电路测量电池的电动势E和内阻r实验时，闭合电键S1，调整电阻箱的示数R，读取电流传感器对应的示数I，记录多组数据，作出随R的变化图像如图乙所示。若不计电流传感器内阻，则水果电池的电动E＝ V，内阻r＝ Ω。
三、综合题（第18题11分，第19题13分，第20题16分，共40分）
18．（11分）某兴趣小组利用如图所示的装置测量重力加速度g，B为光电门。实验过程如下：
a.测出小球的直径d；
b.将光电门水平固定，用刻度尺测出小球在A处时球心到光电门的距离x；
c.把小球从A处由静止释放，经过光电门B时光电计时器可记录小球通过光电门的挡光时间t；
d.保持小球释放位置A不变，改变光电门的位置，测得不同x对应的挡光时间t；
e.以为横坐标，x为纵坐标建立坐标系，利用测得的数据作图，得到一条过原点的倾斜直线。
请回答下列问题：
（1）实验室提供下列小球，最合适实验的是
A.塑料球B.小木球C.玻璃球D.小钢球
（2）小球通过光电门的速度v＝ 。
（3）实验中测得图像的斜率为k，则重力加速度g＝ 。
（4）实验时，若某同学将小球上端到光电门的距离记作x，其余操作均按要求进行，那么他测得的图像可能为图中的 （选填“1”，“2”，“3”），他测得的重力加速度 （选填“偏大”“偏小”，“无影响”）。
19．（13分）如图甲所示，半径r＝1.25m的光滑半圆弧轨道BC与粗糙水平面相切于B，且固定于垂直平面内。在水平面上距B点3m处的A点放一质量m＝1kg的小滑块，在水平向右力F的作用下由静止开始运动。已知力F随位移s变化的关系如图乙所示，小滑块与AB间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2，求：
（1）小滑块在水平面运动前2m所用的时间；
（2）小滑块到达B处时的速度；
（3）若到达B点时撤去力F，小滑块沿半圆弧轨道内侧继续上滑，是否能滑至最高点C？试说明理由。
20．（16分）如图甲所示，在倾角为θ的斜面上铺有两光滑平行金属导轨，导轨电阻不计、间距为L，其底端接一定值电阻R，整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。一质量为m，电阻为r的金属棒ab置于导轨上，在受到沿斜面向上、垂直于棒的外力F的作用下由静止开始沿导轨向上运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0+kv（F0，k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨无限长。
（1）请画出金属棒在运动过程的受力分析图，并判断流过电阻R的感应电流方向；
（2）若金属棒做匀加速直线运动，则k为多大；
（3）若金属棒不是做匀加速直线运动，试判断它的运动情况，并画出对应的v﹣t图；
（4）某同学进一步研究感应电流的功率P随v2的变化关系，得到如图乙所示的图像，你觉得他画得正确吗；若正确，请说明理由；若错误，画出正确的图像。
2021年上海市嘉定区高考物理二模试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（第1-8小题，每题3分；第9-12小题，每题4分，共40分。每小题只有一个正确答案）
1．（3分）一颗恒星的寿命取决于它的（ ）
A．体积 B．质量 C．亮度 D．温度
【分析】恒星的寿命和它的质量有关，质量越大的恒星寿命越短；与温度、体积以及颜色等无关。
【解答】解：恒星的寿命和它的质量有关，质量越大的恒星寿命越短，这是因为质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧烈，故B正确，ACD错误。
故选：B。
【点评】本题考查学生对恒星的理解，这要求在平时的学习中要对积累相关的知识，做到处处留心。
2．（3分）由原子核衰变释放的，且属于电磁波的射线是（ ）
A．α射线 B．阴极射线 C．γ射线 D．X射线
【分析】α、β、γ射线全部来自于原子核，根据三种射线的本质和特点进行解答；
X射线是原子核的核外内层电子跃迁形成的。
【解答】解：ABC、α射线是高速氦核流，β射线是高速电子流，属于电磁波的射线是γ射线，故C正确，AB错误；
D、X射线是原子核的核外内层电子跃迁形成的，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了三种射线的特点等知识点，关键要熟悉教材，牢记这些基础知识。
3．（3分）双缝干涉中如果光源是白光，则干涉图样是彩色条纹，中央为（ ）
A．白色 B．红色 C．紫色 D．彩色
【分析】根据双缝干涉原理，结合干涉条纹间距公式，及白光是由波长不同的单色光复合而成的，当光程差为零出现亮条纹，从而即可求解。
【解答】解：双缝干涉中，由于光源是白光，不同色光对应的波长不同，则干涉条纹间距不同，则干涉图样出现彩色条纹，对于中央处各色光的光程差均为零，在此处都会出现亮条纹，从而进行叠加，进而出现白色光，故A正确，BCD错误；
故选：A。
【点评】考查光的干涉现象，掌握干涉的条件，理解白光是复合光，注意各色光的波长不同，及光程差与波长的关系是确定亮条纹还是暗条纹的依据。
4．（3分）一单摆做简谐振动，在偏角减小的过程中，摆球的（ ）
A．速度减小 B．回复力减小 C．位移增大 D．机械能增大
【分析】明确单摆的摆动过程，知道其平衡位置在竖直方向，偏角增大时位移、回复力、加速度增大，而速度减小；偏角减小时位移、回复力、加速度减小，而速度增大；同时明确单摆在振动过程中机械能不变。
【解答】解：AC、单摆做简谐振动，在偏角减小时，摆球向平衡位置处移动，相对于平衡位置的位移一定减小，速度一定增大，故AC错误；
B、在偏角减小时，相对于平衡位置的位移减小，回复力与位移成正比，故回复力减小，故B正确；
D、由于单摆在运动过程中只有重力做功，故机械能守恒，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查简谐运动的性质，要明确做简谐运动物体的位移、速度、加速度以及能量的周期性变化的情况。
5．（3分）如图所示为运动员跳水时的精彩瞬间，则运动员（ ）
A．起跳时跳板对她的支持力大于她对跳板的压力
B．起跳后在上升过程中处于失重状态
C．经过最高点时处于平衡状态
D．在下降过程中处于超重状态
【分析】作用力与反作用力的关系是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，起跳后只受重力，都处于完全失重状态。
【解答】解：A、起跳时跳板对她的支持力和她对跳板的压力是作用力和反作用力，作用力与反作用力的关系是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上，故A错误；
BCD、起跳后只受重力，都处于完全失重状态，故B正确，CD错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查了作用力和反作用力以及物体超重失重状态，加速度向上为超重状态，加速度向下为失重状态是解题的关键。
6．（3分）“和谐号”动车组提速后，速度由原来的200km/h提高到300km/h，若其运行时所受阻力始终与速度的平方成正比，则机车发动机的功率要变为原来的（ ）
A．1.5倍 B．（1.5）2倍 C．（1.5）3倍 D．（1.5）4倍
【分析】根据提速前与提速后阻力之比等于速度的平方比可求功率增加的倍数。
【解答】解：ABCD、由题意可知f＝kv2，当动车的速度为v1＝200km/h时，车匀速运动，有F1＝f1＝k×2002；当动车的速度为v2＝300km/h时，车匀速运动有，故P1＝F1v1、P2＝F2v2代入数据可得，故选项C正确，选项ABD错误。
故选：C。
【点评】明确动车的功率等于牵引力与速度的乘积，利用动车在匀速运动时牵引力与阻力相等的关系是求解问题的关键。
7．（3分）在“用DIS研究温度不变时，一定质量气体的压强与体积关系”实验中，关于实验前压强传感器操作以及缓慢压缩气体时对应的图像正确的是（ ）
A．不需要调零 图a B．不需要调零 图b
C．需要调零 图a D．需要调零 图b
【分析】气体做等温变化，根据玻意耳定律求得P﹣的函数关系，即可判断。
【解答】解：气体做等温变化，根据pV＝C可得：，故P与成正比，故图a正确，根据压强传感器的操作要求可知压强传感器需要校准，不需要调零，故BCD错误，A正确；
故选：A。
【点评】本题主要考查了玻意耳定律，根据玻意耳定律求得p﹣函数关系是解决问题的关键。
8．（3分）一颗在赤道上空做匀速圆周运动的人造卫星，其轨道半径上对应的重力加速度为地球表面重力加速度的四分之一。已知地球半径为R，则该卫星离地面的高度为（ ）
A．R B．2R C．3R D．4R
【分析】根据万有引力近似等于物体的重力，找到重力加速度与距离地心的距离之间的关系.
【解答】解：在地球表面万有引力近似等于物体的重力：
＝mg
在距离地球表面高度为h处的万有引力等于重力：
G＝mg'
g'＝g
联立得：h＝R
故A正确，BCD错误。
故选：A。
【点评】解题时注意用万有引力近似等于重力，忽略地球的自转，注意距地面的高度加上地球的半径为卫星距离地心的距离。
9．（4分）如图所示，在同一平面内，同心的两个导体圆环中通以异向的电流时（ ）
A．两环都有向内收缩的趋势
B．两环都有向外扩张的趋势
C．内环有收缩的趋势，外环有扩张的趋势
D．内环有扩张的趋势，外环有收缩的趋势
【分析】根据电流与电流的作用力关系进行判断，同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，从而即可判定。
【解答】解：同向电流相互吸引，异向电流相互排斥，知两线圈的运动情况是相互排斥，所以内环有收缩趋势，外环有扩张趋势，故C正确，ABD错误。
故选：C。
【点评】解决本题可以根据同向电流、异向电流的关系进行判定。注意同向电流相互吸引，异向电流相互排斥；也可以首先判断出外环产生的磁场，然后使用安培定则判断出内环受到的安培力的方向，最后根据牛顿第三定律判断出外环受力的方向。
10．（4分）如图所示，圆柱形导热汽缸内有一光滑活塞，密封了一定质量的理想气体。用一弹簧测力计挂在活塞上，将整个汽缸悬挂在天花板上。测得此时弹簧测力计的示数为F，汽缸内气体的压强为p。若外界大气压始终保持不变，那么随着外界温度的升高（ ）
A．F变大 p变大 B．F变大 p不变
C．F不变 p变大 D．F不变 p不变
【分析】对活塞和气缸整体受力分析，根据共点力平衡求得弹簧的拉力，然后对气缸受力分析，利用共点力平衡求得气缸内气体的压强即可。
【解答】解：当外界温度升高（大气压不变）时，选择活塞与气缸为整体对其受力分析，受到竖直向下的总重力和弹簧向上的拉力，在升温过程中，总重力不变，所以弹簧拉力F不变，对气缸受力分析，根据共点力平衡可得：mg+pS＝p0S，解得，故气缸内气体的压强不变，故ABC错误，D正确；
故选：D。
【点评】本题主要考查了受力分析，根据共点力平衡求得，注意整体法与隔离法的灵活应用。
11．（4分）现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、灵敏电流计及电键如图连接。在闭合电键、线圈A放在线圈B中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，灵敏电流计指针向右偏转。由此可推断滑动变阻器的滑动端P向左减速滑动时，灵敏电流计的指针（ ）
A．向左偏转
B．静止在中央
C．向右偏转
D．偏转情况向由两线圈的绕线方向决定
【分析】根据题意确定电流表指针偏转方向与磁通量变化间的关系，然后分析判断电流计指针偏转方向．
【解答】解：由图示电路图可知，当将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，穿过原线圈的电流减小，穿过副线圈的磁通量减小，电流计指针向右偏转，由此可知，当穿过副线圈的磁通量减小时，电流计指针向右偏转；
若滑动变阻器的滑动端向左减速滑动，滑动变阻器接入电路电阻增大，原线圈电流变小，磁感应强度变小，穿过副线圈的磁通量减少，电流计指针将向右偏转，由上分析，可知，故C正确，ABD错误．
故选：C。
【点评】本题无法直接利用楞次定律进行判断，但是可以根据题意得出产生使电流表指针右偏的条件，注意电阻的变化与滑片的运动速度大小无关．
12．（4分）A、B为电场中一直线上的两个点，带正电的点电荷只受电场力的作用，从A点以某一初速度做线运动到B点，其电势能Ep随位移x的变化关系如图所示。则从A到B过程中，点电荷的速度和所受的电场力（ ）
A．先增大后减小 先增大后减小
B．先增大后减小 先减小后增大
C．先减小后增大 先增大后减小
D．先减小后增大 先减小后增大
【分析】根电势能Ep随位移x的变化关系图象的斜率表示电场力的大小分析电场力变化情况；根据图象可知电势能变化，根据能量守恒定律可知动能变化，从而判断速度变化情况。
【解答】解：电势能先增大后减小，根据能量守恒定律可知动能先减小后增大，故点电荷的速度先减小后增大，
电势能EP随位移x的变化关系图象的斜率表示电场力的大小，因此电场力先减小后增大，故ABC错误，D正确；
故选：D。
【点评】解题过程中要把握问题的核心，要找准突破点，如本题中根据图象获取有关正电荷的运动、受力情况即为本题的突破点。
二、填空题（共20分）
13．（4分）图为查德威克发现新粒子的实验装置，用放射性元素（Po）发出的α粒子轰击铍（Be）会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡，会放出粒子流B，则A为 中子 ，B为 质子 。
【分析】天然放射性元素钋（Po）放出的α射线轰击铍时会产生高速中子流，轰击石蜡时会打出质子．
【解答】解：用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”，即中子流，中子轰击石蜡，将氢中的质子打出，即形成质子流。
故答案为：中子，质子
【点评】本题考查了天然放射现象，核反应产生的粒子．
14．（4分）一简谐横波沿x轴正方向传播，图甲是t＝0时刻的波形图，a、b是波上的两个质点。则图乙表示这两点中质点 a 的振动图像；质点a在3s内振动的路程为 1.5 m。
【分析】利用同侧法判断甲图中质点a和质点b的振动方向，可以知道图乙是a的振动图像。质点a在3s内正好振动四分之三个周期，所以路程是3A。
【解答】解：简谐横波沿x轴正方向传播，所以甲图中a质点向上振动，b质点向下振动，结合乙图，0时刻质点在向上振动，所以乙图是a质点的振动图像；
根据乙图可知，周期是4s，所以3s内质点a的路程是s＝3A＝3×0.5m＝1.5m.
故答案为：a，1.5。
【点评】波的图象往往先判断质点的振动方向和波的传播方向间的关系，同时要分析波动形成的过程，分析物理量的变化情况，要注意的是，只有从平衡位置或最大位移处开始运动的质点，在一个周期内的位移才等于1个振幅。
15．（4分）有人指出“加速度的变化率”能引起人的心理效应，车辆平稳加速（即加速度变化率基本不变）会使人更加感到舒服。若从运动学角度来定义“加速度的变化率”，其单位应为 m/s3 ；若加速度与速度同向，其随时间变化的图像如图所示，已知物体在t＝0时速度为5m/s，则4s末速度的大小为 17 m/s。
【分析】某物理量的变化率指该物理量随时间变化的快慢，通常用该物理量变化量与时间的比值来定义，由此可表示加速度的变化率表达式，从而得到单位；a﹣t图像与坐标轴所围面积表示速度变化量
【解答】解：[1]加速度的变化率即为，则其单位应为m/s3；[2]图像与坐标轴所围面积表示速度变化量，即△v＝at，△v＝12m/s，若加速度与速度同向，加速运动，则末速度的大小v＝v0+△v，v＝17m/s
故答案为：m/s3、17m/s
【点评】考查学生对加速度的认识以及对物理量纲的认识和推理拓展学习的能力，考查内容较为基础，难度较低。
16．（4分）“拔火罐”是我国传统养生疗法之一。如图所示，医生先用点燃的酒精棉球加热火罐内的空气，随后迅速把火罐倒扣在需要治疗的部位，火罐便会紧贴皮肤。这是因为假设火罐内气体体积不变， 温度降低，压强减小，内外压强差增大 ；若加热后火罐内气体的温度为77℃，当时的室温为28℃，标准大气压强为1×105Pa，则当罐内气体的温度降为室温时，对应的压强为 8.6×104 Pa。
【分析】火罐内的气体的体积不变，温度降低，压强降低，找出初末状态参量，根据查理定律求得压强。
【解答】解：火罐内的气体的体积不变，由于温度降低，根据可知压强减小，故内外的压强差增大，
初态：p1＝p0，T1＝（273+77）K＝350K
末态：p2＝？，T2＝（273+28）K＝301K
根据查理定律可得：，解得：p2＝8.6×104Pa
故答案为：温度降低，压强减小，内外压强差增大；8.6×104
【点评】本题主要考查了查理定律，关键是正确的找出初末状态参量即可。
17．（4分）在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，用一电箱R、电流传感器连成如图所示的电路测量电池的电动势E和内阻r实验时，闭合电键S1，调整电阻箱的示数R，读取电流传感器对应的示数I，记录多组数据，作出随R的变化图像如图乙所示。若不计电流传感器内阻，则水果电池的电动E＝ 1.0 V，内阻r＝ 1000 Ω。
【分析】根据电路图求出﹣R图象的函数表达式，然后根据函数表达式与图象的斜率和截距求出电源电动势与内阻。
【解答】解：根据闭合电路欧姆定律有：I＝，变形后得：＝×R+。结合﹣R图象的斜率k＝＝，纵截距b＝＝1000A﹣1，联立解得：E＝1.0V，r＝1000Ω。
故答案为：1.0、1000
【点评】注意由实验原理结合闭合电路欧姆定律求出表达式，再结合数学知识求得电动势和内电阻．
三、综合题（第18题11分，第19题13分，第20题16分，共40分）
18．（11分）某兴趣小组利用如图所示的装置测量重力加速度g，B为光电门。实验过程如下：
a.测出小球的直径d；
b.将光电门水平固定，用刻度尺测出小球在A处时球心到光电门的距离x；
c.把小球从A处由静止释放，经过光电门B时光电计时器可记录小球通过光电门的挡光时间t；
d.保持小球释放位置A不变，改变光电门的位置，测得不同x对应的挡光时间t；
e.以为横坐标，x为纵坐标建立坐标系，利用测得的数据作图，得到一条过原点的倾斜直线。
请回答下列问题：
（1）实验室提供下列小球，最合适实验的是 D
A.塑料球B.小木球C.玻璃球D.小钢球
（2）小球通过光电门的速度v＝ 。
（3）实验中测得图像的斜率为k，则重力加速度g＝ 。
（4）实验时，若某同学将小球上端到光电门的距离记作x，其余操作均按要求进行，那么他测得的图像可能为图中的 1 （选填“1”，“2”，“3”），他测得的重力加速度 无影响 （选填“偏大”“偏小”，“无影响”）。
【分析】（1）为了减小阻力的影响，小球选择质量大体积小的。
（2）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球通过光电门的速度。
（3）根据机械能守恒得出x与的关系式，结合图线的斜率求出重力加速度。
（4）根据机械能守恒得出x与新的表达式，根据函数关系等式分析求解。
【解答】解：（1）为了减小阻力的影响，小球选择质量大一些，体积小一些，则选小钢球最合适，故ABC错误，D正确。
故选：D。
（2）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球通过光电门的速度v＝。
（3）根据机械能守恒得mgx＝mv2＝m，
x＝，图线的斜率k＝，
解得g＝。
（4）实验时，若某同学将小球上端到光电门的距离记作x，其余操作均按要求进行，根据机械能守恒得x﹣＝，
x＝+，那么他测得的图像可能为图中的1，x﹣斜率不变，所以测得的重力加速度无影响。
故答案为：（1）D （2） （3） （4）1，无影响。
【点评】解决本题的关键知道实验的原理，对于图线问题，要得知斜率的含义，必须得出纵轴物理量和纵轴物理量间的关系式。
19．（13分）如图甲所示，半径r＝1.25m的光滑半圆弧轨道BC与粗糙水平面相切于B，且固定于垂直平面内。在水平面上距B点3m处的A点放一质量m＝1kg的小滑块，在水平向右力F的作用下由静止开始运动。已知力F随位移s变化的关系如图乙所示，小滑块与AB间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2，求：
（1）小滑块在水平面运动前2m所用的时间；
（2）小滑块到达B处时的速度；
（3）若到达B点时撤去力F，小滑块沿半圆弧轨道内侧继续上滑，是否能滑至最高点C？试说明理由。
【分析】可从图中得到不同时间段外力F的大小，从而利用运动学公式和动能定理求解运动过程的相关物理量；题中圆弧轨道为单轨，物块能滑至最高点的临界条件是最高点重力恰提供向心力，由此可求出最高点临界速度从而进行判断。
【解答】解：（1）由图乙可知，在前2m内，力F的大小F1＝30N，
设滑块在水平轨道AB上运动前2m过程所用的时间为t，对滑块根据牛顿第二定律可知F1﹣μmg＝ma1，
根据运动学公式有x1＝a1t12
联立解得t1＝0.4s
（2）由乙图可知在第3m内，力F的大小F2＝15N，方向水平向左，
对滑块从A点运动到B点过程，根据动能定理有：F1x1﹣F2x2﹣μmgx＝mvB2
其中x1＝2m，2x2＝1m，x＝3m，代入数据得：vB＝2m/s
（3）小滑块恰能到达最高点C时有最小速度vC
由代入数据得：vC＝m/s
假设小滑块能滑到C，从B到C的过程，由动能定理有：
﹣mg•2r＝mvC'2﹣mvB2
代入数据解得：vC'＝m/s
由于vC'＜vC，所以小滑块不能滑到最高点C。
（1）小滑块在水平面运动前2m所用的时间为0.4s；
（2）小滑块到达B处时的速度为2m/s；
（3）若到达B点时撤去力F，小滑块沿半圆弧轨道内侧继续上滑，到C点时速度小于物体能做圆周运动的最小速度，所以小滑块不能滑到最高点C。
【点评】本题考查牛顿运动定律、匀变速直线运动规律、动能定理以及向心力公式，是一道力学综合题目，要求学生综合运用已学知识点解决问题，难度适中。
20．（16分）如图甲所示，在倾角为θ的斜面上铺有两光滑平行金属导轨，导轨电阻不计、间距为L，其底端接一定值电阻R，整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。一质量为m，电阻为r的金属棒ab置于导轨上，在受到沿斜面向上、垂直于棒的外力F的作用下由静止开始沿导轨向上运动，外力F与金属棒速度v的关系是F＝F0+kv（F0，k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好，导轨无限长。
（1）请画出金属棒在运动过程的受力分析图，并判断流过电阻R的感应电流方向；
（2）若金属棒做匀加速直线运动，则k为多大；
（3）若金属棒不是做匀加速直线运动，试判断它的运动情况，并画出对应的v﹣t图；
（4）某同学进一步研究感应电流的功率P随v2的变化关系，得到如图乙所示的图像，你觉得他画得正确吗；若正确，请说明理由；若错误，画出正确的图像。
【分析】（1）分析金属棒在运动过程的受力情况，再画出受力分析图，由右手定则判断流过金属棒的电流方向，从而知道流过电阻R的感应电流方向；
（2）根据牛顿第二定律和安培力与速度的关系推导出金属棒的加速度表达式，结合匀加速直线运动加速度不变的特点求k；
（3）若F是恒力，则导体棒做加速度减小的加速运动，最终匀速直线运动；
（4）根据欧姆、切割产生感应电动势公式，电功率公式写出表达式，从而画出正确图象。
【解答】解：（1）导体棒在外力F作用下向上加速时，由于切割磁感线而产生感应电流再受到安培阻力作用，安培力与磁场垂直且沿斜面向下，由右手定则可判断电流方向是从a流向b，受力示意图如图1所示；
（2）导体棒做匀加速直线运动，当导体棒的速度为v时，切割产生的感应动势E＝BLv，而感应电流I＝，此时由牛顿第二定律有：F﹣mgsinθ﹣BIL＝ma
整理可得：F＝mgsinθ+ma+
由此可知：k＝；
（3）由上式可以看出，若金属棒不是做匀加速直线运动，则k≠；若k＜；则导体棒做加速度减小的加速运动，当加速度减小为零时，就稳定做匀速直线运动，其v﹣t图象如图2所示；
若k＞；则导体棒做加速度增大的加速运动其v﹣t图象如图2′所示；
（4）电流的功率为P＝I2（R+r）＝（）2（R+r）＝，那么P﹣v2图象是一条过原点的直线，如图3所示。
答：（1）受力如图1所示，电流由b流向a；
（2）若金属棒做匀加速直线运动，则k为；
（3）若金属棒不是做匀加速直线运动，它将做加速度减小的加速运动，最终匀速直线运动，对应的v﹣t图象如图2所示；
（4）他的图象是错误的，正确图象如图3所示
。
【点评】本题是电磁感应与电路、力学相结合的综合题，分析清楚金属棒的运动过程是解题的前提与关键，应用E＝BLv、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、安培力公式与能量守恒定律可以解题。
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