2021届北京市普通高中高三高考压轴考试卷理科综合物理试卷及解析.pdf

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1、2021年2021届北京市普通高中高三高考压轴考试卷理科综合物理试卷祝考试顺利（含答案）本试卷100分。考试时长90分钟本试卷共8页，100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第一部分本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。1、以下现象能显著表现出光的波动性的是A.单色光经过杨氏双缝后在屏上得到明暗相间的图样B.紫外线照射锌板，使电子从锌板表面逸出C.光在同一种均匀介质中沿直线传播D.光经过三棱镜后发生偏折1、【试题答案】A【试题解析】单色光经过双缝后在屏上得到明暗相间的图样是光

2、的干涉现象，它能说明光具有波动性，选项A正确；紫外线照射锌板，使电子从其表面逸出是光电效应现象，它说明光具有粒子性，选项B错误；光在同一种均匀介质中沿直线传播也说明的是光具有粒子性，选项C错误；光经过三棱镜后偏折也说明光具有粒子性，选项D错误。2、下列说法中正确的是A.布朗运动是指液体分子的无规则运动B.物体对外做功，其内能一定减小C.两分子间距减小，分子间的引力和斥力都增大D.用打气筒往自行车轮胎内打气时需要用力，说明气体分子间存在斥力2、【试题答案】C【试题解析】布朗运动的微粒不是液体分子，而是固体小颗粒，故布朗运动不是指液体分子的无规则运动，它只反映液体分子是运动的，选项A错误；物体对外

3、做功，如果还从外界吸收热量，则其内能不一定减少，选项8 错误；根据分子间作用力的规律可知，分子间距离如果减小，则分子间的引力和斥力都增大，选项C 正确；用打气筒往自行车车胎内打气时需要用力,是因为气体存在压强，而不是分子间的作用力，选项D 错误。3、氢原子的能级图如图2 所示。如果大量氢原子处于n=3 能级的激发态，则下列说法正确的是nEeV8 04 -0.853-1.512-3.4A.这群氢原子只可能辐射1 种频率的光子B.氢原子从n=3 能级跃迁到九=1能级，辐射光子的能量最大C.这群氢原子辐射光子的最小能量为12.09eUD.处于律=3 能级的氢原子至少需吸收13.6 W能量的光子才能电

4、离3、【试题答案】B【试题解析】因为大量氢原子处于几=3 能级的激发态，这群氢原子向低能级跃迁时可能辐射3 种不同频率的光，故选项A 错误；而氢原子从n=3 能级跃迁到葭=1能级时，能级差最大，故它们辐射光子的能量最大，选项B 正确；这群氢原子辐射光子的最小能量为由方3到方2 能级的跃迁，其大小为7.5 1 eV-(-3.4 eV)=1.8 9eV,故选项C 错误,这个12.09eV是由方3跃迁到上1 时辐射的；如果电离，就是电子直接吸收能量而跑到原子以外去，则方3 能级的氢原子至少需要吸收1.5 1eV的能量即可，故选项D 错误。4、火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。若火星和地球绕太阳

5、的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3 ：2,则火星与地球绕太阳运动的()A.轨道周长之比为2：3中国行星探测M a rsB.线速度大小之比为苏：加-2-C.角速度大小之比为2也：3 6 D.向心加速度大小之比为9：44、【试题答案】C【试题解析】A.由周长公式可得C地=,。火=2仃火,C.,2万 加 3则火星公转轨道与地球公转轨道周长之比为廿=尸=；,A错误；C地24加 2BC D.由万有引力提供向心力，=ma=m =marrr rBD错误,C正确。5、一列沿x轴传播的简谐横波，其周期E.2 0 s,在于力时的波形图象如图4所示。其中P、。是介质中平衡位置分别

6、处在x=.0m和xN.0m的两个质点，若此时质点。在正向最大位移处，质点。通过平衡位置向下运动，则淤 m；公图 4A.该波沿x轴正方向传播B.该波的传播速度为2.Om/sC.当质点。到达波谷时，质点户位于平衡位置且向上运动D.经过0.5 0 s,质点。通过的路程为10cm5、【试题答案】A【试题解析】因为Q点正在通过平衡位置向下振动，根据同侧法可以判断出这列波沿x轴正方向传播，选项A正确；由图像可知，波的波长为4 m,故波速为Q Z =2 0 m/s,选项T 0.25B错误；由于Q点向下振动，则再经过四分之一周期它就会到过波谷，则此时。点再以过四分之一周期也会向下振动到平衡位置，且向下运动，选

7、项C错误；因为周期是0.2 s,故再经过0.5 s,即2.5个周期，Q通过的路程为2.5X2X4cm=20cm,故选项D错误。6、一根细线上端固定，下端系着一个质量为勿的小球。给小球施加拉力尸，使小球平衡后细线跟竖直方向的夹角为6,如图5所示。则拉力尸图5A.方向可能在图中I区内 B.方向可能在图中II区内C.最小值为mgcos 0 D.最小值为mgtan 06、【试题答案】B【试题解析】由于小球受重力，重力的方向是竖直向下的，故重力与细线拉力的合力一定在重力与细线之间的夹角内，若再加一个力，使小球平衡，则这三个力的合力为零，即所施加的拉力与重力和细线拉力的合力相平衡，方向相反，所以拉力的方向

8、可能在图中的II区内，选项B正确；由图可知，根据力合成的三角形法则，拉力的最小值是当拉力垂直细线的方向拉动时的力，由图可知，如果是其他方向的力都比该力大，故这小的拉力为后侬s in。，故选项CD错误。7、图6甲是小型交流发电机的示意图，两磁极M S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴0 0 沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图6乙所示。下列说法正确的是甲 乙图6A.电流表的示数为20AB.线圈转动的角速度为50 n rad/s-4-C./0.0 1 s时，穿过线圈的磁通量为零D./0.0 2 s时，线圈平面与磁场方

9、向垂直7、【试题答案】C【试题解析】因为交流电的最大值为10正V,故其有效值为10V,所以电流表的示数为1 0 V,选 项A错 误；由图乙可知，交流电的周期为左0.0 2 s,故线圈转动的角速度3 =T=100nrad/s,选项B错误；0.01s时，电流在最大位置处，此时线圈平面与磁场方向平行，故穿过线圈的磁通量为零，选项C正确，D错误。8、空间P、两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中。点处为正电荷，P、。两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0,则()A.e点的电势大于0C.6点的电势低于 点的电势B.a点和6点的电场强度相同D.负电荷从a

10、点移动到c点时电势能增加8、【试题答案】D【试题解析】A.根据电场线与等势面垂直关系，可判断。点处为负电荷，无穷远处电势为0,e点在。连线的中垂线上，则e=0,A错误；B.a、6两点电场强度大小相同，方向不同，则a、6两点电场强度不同，B错误；C.从。到。电势逐渐降低，则用 为，C错误；D.由负电荷从a到c电场力做负功，电势能增加，D正确。9、如图9所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。虚线框中S为一个单刀多掷开关,通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1,2.3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。关于此多用电表，下列说法中正确的是图9A.当S接触点1时,多用电表处于测量电流的

11、挡位，其中接线柱B接的是黑表笔B.当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔C.当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是红表笔D.当S接触点3时,多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔9、【试题答案】A【试题解析】当S接触点1时，表头与电阻片并联，并联分流，故多用电表处于测量电流的挡位，而B是什么颜色的表笔，这就要看当S接2时的情况了，当S接2时，接上外电阻后,通过表头的电流是向向右的，故表头的左端是正接线柱，右端是负接线柱，而接线柱B接的表头的右端，故是负接线柱，负接线柱是黑表笔，选项A正确；当S接触点2时，电路中有一个电源，故此

12、时多用电表处于测量电阻的挡位，选项B错误;当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔，选项C错误;当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱8接的是黑表笔，选项D错误。10、如图1 0所示，足够长的斜面静止在水平地面上。将质量为力的小球从斜面底端以初速度/抛出，初速度的方向与斜面间夹角为6,小球恰好沿水平方向撞到斜面上。不计空气阻力。若仍从斜面底端抛出，改变以下条件仍能使小球水平撞到斜面上的是A.仅增大速度%C.将 R 和6都适当减小图10B.仅适当增大eD.将 玲 和e都适当增大-6-10、【试题答案】A【试题解析】如果想找不变的物理量，我们就需要列出一

13、个等式来，由于斜面的倾角不变,我们要这里做做文章；如果我们设斜面的夹角为a,则抛出的竖直速度为 s i(6 +a),水平速度为hcos(6+a),因为小球在最高点变为水平方向，故竖直方向的速度变为0,又因为竖直方向是竖直上抛运动，所 以”osi(6+a)=g t,玲si2(e+a)=2g，水 平 方 向 是 匀 速 直 线 运 动，则 产ubcos(0+a)t,故解得e 2vn2 sin(8+a)cos(8+a)产-，gh sin(。+a)所以 tana=-tan(0+a),x cos(9+a)因 为a是不变的，则只要抛射角0不变即可，故仅增大速度玲是可以的，选项A正确。11、图(a)所示的电

14、路中，K与L间接一智能电源，用以控制电容器C两端的电压功。如果为随时间广的变化如图(b)所示，则下列描述电阻/?两端电压为随时间大变化的图像中，正确的是11、【试题答案】A【试题解析】通过观察发现，当 在1 s 2 s时间电容器的两端电压是逐渐增大的，说明电容器在充电，在3s5 s时间电容器的两端电压是逐渐减小的，说明电容器在放电，二者的电流方向是相反的，所以电阻R上的两端电压也应该是一个正一个负，故选项B错误；在2s3s时间电容器的两端电压不变，说明电容器既没充电孔沿放电，电路中的电流是0,故电阻R的两端电压也是0,选项D错误；由于1s2s时间内和3s5s时间内电压的变化量同，即通过导合格的

15、电荷量是相等的，但是时间不相等，说明通过导体R的电流不相等，1s2 s时的电流大，故R的两端电压也是1s2s时 大,3s5s时小,故选项C错误，A正确。12、男女双人滑冰是颇具艺术性的冰上运动项目。在某次比赛的一个小片段中，男女运动员在水平冰面上沿同一直线相向滑行，且动能恰好相等，如图12所示，男运动员的质量为女运动员的1.44倍，某时刻两者相遇。为简化问题，在此过程中两运动员均可视为质点，且冰面光滑。则图12A.两者相遇后的总动量小于相遇前的总动量B.两者相遇后的总动能一定等于相遇前的总动能C.两者相遇过程中受到的冲量大小一定相等D.女运动员相遇前后的动量大小之比为14:112、【试题答案】

16、C【试题解析】若冰面光滑，则把两者看成一个整体，总动量是守恒的，故两者相遇后的总动量等于相遇前的总动量，选项A错误；看他们相遇后的总动能是否一定等于相遇前的总动能，就看他们相遇时是否机械能守恒，由于相遇时他们之间的作用力做了功，且这二个功不相等，故机械能不守恒，相遇后的机械能要小于相遇前的机械能；也可以这样认为，二者从左右二个方向朝中间运动，相遇后的速度减小了，即相遇后的总动能变小了，故选项B错误；由于二者相遇过程中，作用力是相互的，大小相等、方向相反，而作用的时间又是相同的，冰面还光滑，把二个人看成一个整体，合外力为0,故两者相遇过程中受到的冲量大小一定相等，方向是相反的，选项C正确；由于相

17、遇前二者的动能相等，男女运动员的质量之比为1.44：1,由得，男女运2-8-动员相遇前的速度之比为也=-,相遇后共速，则根据动量守恒得：加 男V男一 勿 女V女 二（加 男+加 女）外,解得匕 上，则女运动员相遇前后的动量大小之比为逛殳=口2,选项D错误。12.2m女v 113、如 图1 3所示，地面附近某真空环境中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带正电的油滴，沿着一条与竖直方向成a角的直线帆运动，由此可以判断x x!x xM I n、I BX、弋 x Xx xI a x x!x%|x图13A.匀强电场方向一定是水平向左 B,油滴沿直线一定做匀加速运动C.油滴

18、可能是从人点运动到的点 D.油滴一定是从点运动到 点13、【试题答案】A【试题解析】带电粒子在含有磁场的复合场中做直线运动时，由于洛仑兹力与速度有关，故粒子一定做匀速直线运动，速度不变，洛仑兹力不变，选项B错误；若油滴是从N运动到M的，根据左手定则可知，洛仑兹力垂直MN斜向下，油滴还受重力和电场力，而电场方向水平,故电场力可能水平向左或向右，如图所示，但是无论电场力向左或向右都不可能使粒子处于平衡状态，所以油滴不可能从N到M,选项CD错误；若油滴反过来从M到N运动，则洛仑兹力的方向是垂直MN斜向上的，如图所示，油滴还受重力，要使油滴处于平衡状态，则电场力的方向一定是水平向左的，故电场方向一定是

19、水平向左的，选项A正确。14、1916年，斯泰瓦和托尔曼发现，不带电的闭合金属圆线圈绕通过圆心且垂直于线圈平面的轴转动，在转速变化时，线圈中会有电流通过。这一现象可解释为：当线圈转速变化时，由于惯性，自由电子与线圈有相对运动。取金属线圈为参照物，正离子晶格相对静止，由于惯性影响，可等效为自由电子受到一个沿线圈切线方向的“力”但正离子晶格对自由电子的作用力E不允许自由电子无限制地增大速度，石和6会达到平衡，其效果是自由电子相对金属线圈有定向运动。已知片与线圈角速度的变化率a成正比，6与自由电子相对正离子晶格的速度成正比。下列说法正确的是A.若线圈加速转动，a越大，电流越大，且方向与线圈转动方向相

20、同B.若线圈加速转动，a越大，电流越小，且方向与线圈转动方向相反C.若线圈减速转动,a越大，电流越大，且方向与线圈转动方向相同D.若线圈减速转动,a越大，电流越小，且方向与线圈转动方向相反14、【试题答案】A【试题解析】若线圈加速转动，由于惯性电子会受到一个等效的阻力作用，其方向与线圈转动的方向是相反的，即电子的运动方向与线圈的转动方向相反，而电子带负电，它运动的相反方向才是电流方向，所以电流方向与线圈的转动方向相同，选项8 错误；同理，若线圈减速转动，则电流方向与线圈的转动方向相反，选项C 错误；若 a越大，则 E就会越大，平衡时E也越大，因为6与电子的速度成正比，故电子运动的速度越大，则电

21、流越大，选项A 正确，D 错误。第二部分本部分共6 题，共 58分。15、（8 分）某小组做测定玻璃的折射率实验，所用器材有：玻璃砖，大头针，刻度尺，圆规，笔，白纸。（1）下列哪些措施能够提高实验准确程度_ _ _ _ _ oA.选用两光学表面间距大的玻璃砖B.选用两光学表面平行的玻璃砖C.选用粗的大头针完成实验D.插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些（2）该小组用同一套器材完成了四次实验，记录的玻璃砖界线和四个大头针扎下的孔洞如图14 所示，其中实验操作正确的是 o-10-A B C D图14（3）该小组选取了操作正确的实验记录，在白纸上画出光线的径迹，以入射点O为圆心作圆，与入射光线

22、、折射光线分别交于A、3点，再过A、3点作法线NN的垂线，垂足分别为C、。点，如图15所示，则玻璃的折射率=o （用图中线段的字母表示）15、【试题答案】（1）AD（2分）；（2）D （3分）；（3）江（3分）；BD【试题解析】（1）选用两光学表面间距大的玻璃砖时可以使作图时更准确一些，选项A正确；选用两光学表面平行的玻璃砖可以，表面不平行也可的，选项B错误；选用粗的大头针完成实验没有用细的完成实验更准确些，选项C错误；插在玻璃砖同侧的两枚大头针间的距离尽量大些，可以使画出的直线更准确，选项D正确；（2）图中看出玻璃砖的两个表面平行，故射入的光线与射出的光线应该是平行的，A中光线穿过玻璃砖后没

23、有改变方向，B和C穿过的光线与入射的光线不平行，只有选项D是正确的；（3）折射率 n=in=AC/=生。sin ZBOD BD/BO BD16、（10分）用一段长约为80cm的金属丝做“测定金属的电阻率”的实验。（1）为选择合适电路，先用多用电表粗测金属丝电阻凡。将选择开关“片 旋转到欧姆档“X10”位置，正确操作后，将两表笔与待测电阻用相接，发现指针偏转角度过大，为得到比较准确的测量结果，应 将 选 择 开 关 旋 转 到 电 阻 档（填“义1”或“X100”）位置。更换欧姆档重新调零并测量，指针如图16甲所示，其读数为 Qo图16（2）用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如图16乙所

24、示，读数为 m m。（3）在用电压表和电流表测金属丝的电阻时，提供下列供选择的器材：A.直流电源（电动势约为3.0 V,内阻很小）B.电压表（量程03 V,内阻约3k Q）C.电流表（量程00.6 A,内阻约0.15Q）D.电流表（量程03 A,内阻约0.025。）E.滑动变阻器（阻值范围01 5 Q,最大允许电流1A）F.滑动变阻器（阻值范围0200。，最大允许电流2A）G.开关、导线。为了有较高的测量精度，并能测得多组数据，在供选择的器材中，电 流 表 应 选 择,滑动变阻器应选择 o （填字母代号）（4）在实验中，某同学按照图17甲所示电路图进行连线，连成图17乙所示的电路进行实验，请将

25、图中接线错误之处改正过来。（多余的导线上画X表示删除，添加的导线用笔在图中画出）。图17（5）用上问图17甲所示电路进行测量金属丝的电阻，测 量 结 果 比 真 实 值 （填“偏大”或“偏小”）,造成这样误差的原因 016、【试题答案】（1）X1（1 分），60（1 分）；（2）0.7280.02（2 分）；（3）C （1 分）；-12-E(1分)；(4)见图(画对X 给 1 分，连对线给1 分)；(5)偏 小(1分)电压表分流作用使得电流表示数比流过电阻的电流大(2分)。【试题解析】(1)指针偏转角度过大指的是指针偏向最右侧，即读得数据偏小，指针在欧姆表的中央读数才比较精确，怎么才能让指针指

26、到中央区域呢？假设偏角过大到读数为“2”，则根据倍率得电阻为2QX10=20Q,而欧姆表的中央刻度值就是2 0 Q 左右，故应该将电阻档位调到“X1”档；在甲图中读得其读数为“6”，故其电阻的大小为6 Q X 1=6 Q；(2)在图乙中，主尺上已经露出了上面一个小格，代表0.5 mm,旋转钮上的读数为22.8 ,故直径为 0.5 mm+22.8 X0.01mm=0.7 28 mm；(3)由于电源的电动势为3 V,电阻丝的电阻为6Q,故电路中的电流最大为0.5 A,所以电流表选择C,由于实验需要能测得多组数据，故滑动变阻器选择E；变阻器E 的最大电阻为1 5 0,大于6Q 的2 倍以上，所以该实

27、验既可以分压式连接电路，也可以用限流式连接电路；(4)因为在电路图中是电流表外接方式，而在实物图中是电流表内接，故改正的导线就是将电流表的内接改成外接；(5)由甲图的电流表外接测得的电压是准确的，而电流偏大，故测量结果会偏小，该误差是由于电压表分流造成的。17、(9分)如图18 所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度8 随时间t均匀变化。正方形硬质金属框abed放置在磁场中，金属框平面与磁场方向垂直，电阻R=0.1。，边长/=0.2m o 求(1)在，=0 到1 =0.1s时间内，金属框中的感应电动势已(2)/=0.05 s04,金属框ab边受到的安培力厂的大小和方向;(3)在，=()到f

28、 =0.1s时间内，金属框中电流的电功率凡X X X XX X X X图18【试题答案】0.08V （3分）;（2）0.016N,方向垂直于劭向左（3分）；（3）0.064 W（3 分）。【试题解析】（1）在r =O到f=0.1s的时间加内，磁感应强度的变化量A B =0.2 T,设穿过金属框的磁通量变化量为，有中=A B/2由于磁场均匀变化，金属框中产生的电动势是恒定的，有石=孚t联立式，代入数据，解得E =（）.（）8V （3分）（2）设金属框中的电流为/,由闭合电路欧姆定律，有/=1A由图可知，f=0.05 s时，磁感应强度为4=0.1 T,金属框a b边受到的安培力F=/幽联立式，代入

29、数据，解得 尸=0.016N （2分）方向垂直于a b向左。（1分）（3）在r =O至i J f =0.1s时间内，金属框中电流的电功率？=/2R联立式，代入数据，解得P =0.（）6 4 W （3分）18、（9分）我国自主研制了运-2 0重型运输机。飞机获得的升力大小尸可用尸=而描写，“为系数；廿是飞机在平直跑道上的滑行速度，厂与飞机所受重力相等时的称为飞机的起飞离地速度，已知飞机质量为1.2 1x 10、k g时，起飞离地速度为66 m/s；装载货物后质量为1.69 x 10s k g ,装载货物前后起飞离地时的“值可视为不变。（1）求飞机装载货物后的起飞离地速度;-14-（2）若该飞机装

30、载货物后，从静止开始匀加速滑行1 5 2 1 m起飞离地，求飞机在滑行过程中加速度的大小和所用的时间。【试题答案】（D 78m/s （3 分）；（2）2.0 m/s2；3 9 s （6 分）。【试题解析】（1）设飞机装载货物前质量为，起飞离地速度为小装载货物后质量为他，起飞离地速度为内，重力加速度大小为g。飞机起飞离地应满足条件g =k 彳机 2 g =娅由式及题给条件得匕=78 m/s（2）设飞机滑行距离为s,滑行过程中加速度大小为a,所用时间为t o 由匀变速直线运动公式有耳=las联立式及题给条件得小2.0 m/s?t=39 s 19、（10分）某研学小组设计了一个辅助列车进站时快速刹车

31、的方案。如图2 0所示，在站台轨道下方埋一励磁线圈，通电后形成竖直方向的磁场（可视为匀强磁场）。在车身下方固定一矩形线框，利用线框进入磁场时所受的安培力，辅助列车快速刹车。已知列车的总质量为加，车身长为s,线框的短边数和c d 分别安装在车头和车尾，长度均为心。小于匀强磁场的宽度），整个线框的电阻为几站台轨道上匀强磁场区域足够长（大于车长s）,车头进入磁场瞬间的速度为期假设列车停止前所受铁轨及空气阻力的合力恒为九已知磁感应强度的大小为8,车尾进入磁场瞬间，列车恰好停止。匀强磁场图2 0（1）求列车车头刚进入磁场瞬间线框中的电流大小/和列车的加速度大小a；（2）求列车从车头进入磁场到停止所用的时

32、间t;（3）请你评价该设计方案的优点和缺点。（优、缺点至少各写一条）【试题答案】（1）4 =（4分）；（2）yM/L-s（4分）；（3）优缺点见解m R jR析（2分）。【试题解析】（1）车头进入磁场时线框数边切割磁感线，有 E=B L%线 框 中 的 电 流 为/=互 R联 立 式 可 得/=也R线框所受的安培力为?安=B I L 由牛顿第二定律可得4+/联立式可得a=B 弋禺（4分）mR（2）设列车前进速度方向为正方向，由动量定理可得-24，&厂户=0 叫）D2 T2 n 2 T2其 中F安，代 入 上 式 得 一 工 期一用=一叫甩AK其 中v N i=s 联立式可得 t =，产5（4分

33、）JR（3）该方案的优点：利用电磁阻尼现象辅助刹车，可以使列车的加速度平稳减小；可以减 小 常 规 刹 车 的 机 械 磨 损 等。（1分）该方案的缺点：没有考虑列车车厢和内部线路等也是金属材质，进入磁场时会产生涡流对设备产生不良影响；励磁线圈也需要耗能；线框固定在列车上增加负载且容易出现故障；列车出站时也会受到电磁阻尼等。（1分）2 0、（1 2分）能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律是自然界普遍遵循的规律，在微观粒子的相互作用过程中也同样适用。卢瑟福发现质子之后，他猜测：原子核内可能还存-16-在一种不带电的粒子。为寻找这种不带电的粒子，他的学生查德威克用a 粒子轰击一系列元素进行实验

34、，当他 用 a 粒 子（轴 e）轰击镀原子核（；Be）时发现了一种未知射线，并经过实验确定这就是中子，从而证实了卢瑟福的猜测，请你完成此核反应方程：+）+京 o为了测定中子的质量查德威克用初速度相同的中子分别与静止的氢核与静止的氮核发生弹性正碰，实 验 中 他 测 得 碰 撞 后 氮 核 的 速 率 与 氢 核 的 速 率 关 系 是 已 知 氮 核 质 量与氢核质量的关系是以=14/而将中子与氢核、氮核的碰撞视为完全弹性碰撞。请你根据以上数据计算中子质量回，与氢核质量斛的比值。（3）以铀23 5 为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中，裂变时放出的中子有的速度很大不易被 铀 23 5 俘获，需要使

35、其减速。在讨论如何使中子减速的问题时，有人设计了一种方案：让快中子与静止的粒子发生碰撞，他选择了三种粒子：铅核、氢核、电子，以弹性正碰为例，仅从力学角度分析，哪一种粒子使中子减速效果最好，请说出你的观点并说明理由。【试题答案】（1）T/C+n （2 分）；（2）（6 分）；（3）氢核减速效果最好（4分）。【试题解析】。）根据核反应过程中核电荷数与质量数守恒，知核反应方程式为：He+i 仄 ：20+1（加（2 分）（2）设中子与氢核 氮 核 碰 撞 前 后 速 率 为，中子与氢核发生完全弹性碰撞时，取碰撞前中子的速度方向为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律有：m/电=mnv+mHvl （2分）1 2,1 2/c2=2 mv+2 加/正 ；（2分）计算得出碰后氢核的速率加=mn+mH同理可得:中子与氮核发生完全弹性碰撞后，氮核的速率心=一下分）因此有-=m”+HIN(1计算得出公=I(2分）（3）仅从力学角度分析，氢核减速效果最好.因为：中子与质量为m 的粒子发生弹性正碰mn-m时，根据动量守恒定律和能量守恒定律知，碰撞后中子的速率品=%因为铅核质量比中子质量大很多，碰撞后中子几乎被原速率弹回.因为电子质量比中子质量小很多，碰撞后中子将基本不会减速.因 为 中 子 质 量 与 氢 核 质 量 相 差 不 多，碰 撞 后 中 子 的 速 率 将 会 减 小 很多.（3 分）-18-