1．一束復(fù)色光由空氣射入一塊平行玻璃磚，經(jīng)折射分為兩束單色光a、b，已知a光的頻率小于b光的頻率．下列光路圖正確的是

2．如圖所示，一同學(xué)沿一直線行走，現(xiàn)用頻閃照相記錄了他行走中9個(gè)位置的圖片，觀察圖片，能大致反映該同學(xué)運(yùn)動(dòng)的v－t圖象是

3．在圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的國(guó)際空間站里，一宇航員手拿一只小球相對(duì)于太空艙靜止“站立”于艙內(nèi)朝向地球一側(cè)的“地面”上，如圖所示．下列說法正確的是

A．宇航員相對(duì)于地球的速度介于7.9 km/s與11.2 km/s之間

B．若宇航員相對(duì)于太空艙無初速釋放小球，小球?qū)⒙涞健暗孛妗鄙?/p>

C．宇航員將不受地球的引力作用

D．宇航員對(duì)“地面”的壓力等于零

4．如圖所示，兩塊水平放置的金屬板距離為d，用導(dǎo)線、電鍵K與一個(gè)n匝的線圈連接，線圈置于方向豎直向上的均勻變化的磁場(chǎng)B中．兩板間放一臺(tái)小壓力傳感器，壓力傳感器上表面絕緣，在其上表面靜止放置一個(gè)質(zhì)量為m、電量為 +q的小球．K斷開時(shí)傳感器上有示數(shù)，K閉合時(shí)傳感器上的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话耄畡t線圈中磁場(chǎng)B的變化情況和磁通量變化率分別是

A．正在增加，   

B．正在增加，

C．正在減弱，

D．正在減弱，

5．近幾年，我國(guó)公路運(yùn)輸中超限超載的問題日漸突出，已經(jīng)成為危及人民群眾生命安全和國(guó)家財(cái)產(chǎn)安全，影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)、健康發(fā)展的一個(gè)突出社會(huì)問題．交通部、公安部等七部委正聯(lián)合在全國(guó)統(tǒng)一開展治理車輛超限超載．圖中為認(rèn)定車輛是否超限超載的大型電子地磅電路圖，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)．不稱物體時(shí)，滑片P在A端，滑動(dòng)變阻器接入電路的有效電阻最大，電流較��；稱重物時(shí)，在壓力作用下使滑片P下滑，滑動(dòng)變阻器有效電阻變小，電流變大，這樣把電流對(duì)應(yīng)的重力值刻在電流表刻度盤上，就可以讀出被稱物體的重力值．若滑動(dòng)變阻器上A、B間距離為L(zhǎng)，最大值等于定值電阻阻值R₀，已知兩彈簧的總彈力與形變量成正比，比例系數(shù)為k，則所稱重物的重力G與電流大小I的關(guān)系為

A． G＝2 k L－      B．G＝k L

C．G＝＋k L         D．G＝k I L

6．如圖a、b所示，是一輛質(zhì)量m=6×10³ kg的公共汽車在t＝0和t＝4 s末兩個(gè)時(shí)刻的兩張照片．當(dāng)t＝0時(shí)，汽車剛啟動(dòng)（汽車的運(yùn)動(dòng)可看成勻加速直線運(yùn)動(dòng)）．圖c是車內(nèi)橫桿上懸掛的拉手環(huán)經(jīng)放大后的圖像．根據(jù)題中提供的信息，可以估算出的物理量有

A．汽車的長(zhǎng)度

B．4 s末汽車的速度

C．4 s內(nèi)合外力對(duì)汽車所做的功

D．4 s末汽車牽引力的功率

7．一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正向傳播，P點(diǎn)振動(dòng)周期為0.4 s，在某一時(shí)刻波形如圖所示，可判斷

A．P點(diǎn)此時(shí)刻振動(dòng)方向沿 y軸負(fù)方向

B．該波波速為7.5 m/s

C．離波源為11 m的Q 點(diǎn)經(jīng)0.9 s到達(dá)波谷

D．當(dāng)Q點(diǎn)到達(dá)波峰時(shí)，E點(diǎn)正到達(dá)波谷

8．X軸上有兩點(diǎn)電荷Q₁和Q₂， Q₁和Q₂之間各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電勢(shì)高低如圖中曲線所示，從圖中可看出

A．Q₁的電量一定大于Q₂的電量

B．Q₁和Q₂一定是同種電荷，但不一定是正電荷

C．電勢(shì)最低處P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0 

D．Q₁和Q₂之間各點(diǎn)的電場(chǎng)方向都指向P點(diǎn)

第Ⅱ卷 （非選擇題 共72分）

注意事項(xiàng)：答卷前將密封線內(nèi)的項(xiàng)目填寫清楚。用鋼筆或圓珠筆直接答在試卷上。

題號(hào)

9

10

11

12

總分

得分

9．(18分)

（1）太陽內(nèi)部的核聚變可以釋放出大量的能量，這些能量以電磁波（場(chǎng)）的形式向四面八方輻射出去，其總功率達(dá)到3.8×10²⁶ Ｗ．根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程估算，單純地由于這種輻射，太陽每秒鐘減少的物質(zhì)質(zhì)量約為　　　　　  　kg．（保留一位有效數(shù)字）

（2）下面三個(gè)高中物理教材中的力學(xué)實(shí)驗(yàn)：A．驗(yàn)證牛頓第二定律，B．探究功與物體速度變化的關(guān)系，C．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，在這三個(gè)實(shí)驗(yàn)中（選填“A”、“B”、“C”）

①需要使用天平測(cè)量物體質(zhì)量的是        

②需要使用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度的是       

③需要求物體通過某點(diǎn)瞬時(shí)速度的是       

（3）有一根細(xì)長(zhǎng)而均勻的金屬管線樣品，橫截面如圖所示．此金屬材料重約1～2 N，長(zhǎng)約為30 cm，電阻約為10 Ω．已知這種金屬的電阻率為ρ，密度為ρ₀．因管內(nèi)中空部分截面積形狀不規(guī)則，無法直接測(cè)量，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)量中空部分的截面積S₀，現(xiàn)有如下器材可選：

A．毫米刻度尺

B．螺旋測(cè)微器

C．電流表（600 mA，1.0 Ω）

D．電流表（3 A，0.1 Ω）

E．電壓表（3 V，6 kΩ）

F．滑動(dòng)變阻器（5 Ω，3 A）

G．蓄電池（6 V，0.05 Ω）

H．開關(guān)一個(gè)，帶夾子的導(dǎo)線若干．

①除待測(cè)金屬管線外，還應(yīng)選用的器材有                      （只填代號(hào)字母）．

②在圖中畫出你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖，并把所選儀器連成實(shí)際測(cè)量電路．

③實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的物理量有：                                        ．（標(biāo)出對(duì)應(yīng)字母）

④計(jì)算金屬管線內(nèi)部空間截面積S₀的表達(dá)式為S₀＝                      ．

10．（16分）

如圖所示，兩桿所在平面與桌面垂直，桿上各穿一個(gè)質(zhì)量為10 g的小球，可沿桿無摩擦滑動(dòng)，兩球均帶10^－7 C的正電荷，求：（g＝9.8 m/s²，k＝9×10⁹  N?m²/C²）

（1）兩球在同一水平面上相距10 cm處下滑時(shí)的加速度．

（2）兩球從上述位置開始下滑到兩球在同一水平面上相距多遠(yuǎn)時(shí)，兩球速度最大？

11．（18分）     

在甲圖中，帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)．該偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)是一個(gè)以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后，最終到達(dá)照相底片上的H點(diǎn)，如圖甲所示，測(cè)得G、H間的距離為 d，粒子的重力可忽略不計(jì)．

（1）設(shè)粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，求該粒子的比荷；

（2）若偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的區(qū)域?yàn)閳A形，且與MN相切于G點(diǎn)，如圖乙所示，其它條件不變．要保證上述粒子從G點(diǎn)垂直于MN進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)后不能打到MN邊界上（MN足夠長(zhǎng)），求磁場(chǎng)區(qū)域的半徑應(yīng)滿足的條件．

12．（20分）

關(guān)于“原子核組成”的研究，經(jīng)歷了一些重要階段，其中：

（1）1919年，盧瑟福用粒子轟擊氮核從而發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，其核反應(yīng)方程為______________．

（2）1932年，查德威克用一種中性粒子流分別轟擊氫原子和氮原子，打出了一些氫核（質(zhì)子）和氮核，測(cè)量出被打出的氮核和氫核的速度，并由此推算出這種粒子的質(zhì)量而發(fā)現(xiàn)了中子．

查德威克認(rèn)為：原子核的熱運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于中性粒子的速度而可以忽略不計(jì)；被碰出的氫核、氮核之所以會(huì)具有不同的速率是由于碰撞的情況不同而造成的，其中速率最大的應(yīng)該是彈性正碰的結(jié)果．實(shí)驗(yàn)中測(cè)得被碰氫核的最大速度為v_H＝3.30×10⁷ m/s，被碰氮核的最大速度為v_N＝4.50×10⁶ m/s；已知m_N ＝14m_H．

請(qǐng)你根據(jù)查德威克的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，推導(dǎo)中性粒子（中子）的質(zhì)量m與氫核的質(zhì)量m_H 的關(guān)系？（保留三位有效數(shù)字）

南開區(qū)2009年高三理科綜合能力測(cè)試(一)

（物理試卷答案）

本試卷分第Ⅰ卷（選擇題共48分）和第Ⅱ卷（非選擇題共72分），滿分為120分．

第Ⅰ卷（選擇題，共48分）

1． B   2． C   3． D  4． A    5． A   6． ABC   7． C   8．ACD

第Ⅱ卷 （非選擇題 共72分）

9．（18分）

（1）4×10 ⁹ kg  （3分）（）

（2）① A ② A、B、C ③ B、C  （每空2分）

（3）①ABCEFGH（2分）（有一個(gè)選錯(cuò)不得分）

②如圖所示，電路圖2分，連線1分．

③橫截面邊長(zhǎng)a、管線長(zhǎng)度l、電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I   （2分）

④   （2分）

10．（1）（4分）

  （2分）    a＝6.4m/s²  （3分）

（2）  （4分）

           r＝3×10^{－2 m}   （3分）

11．（1）帶電粒子經(jīng)過電場(chǎng)加速，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)速度為v，由動(dòng)能定理

       ①（3分）

進(jìn)入磁場(chǎng)后帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑  r ，  ②（3分）

打到H點(diǎn)有        ③ （2分）

由①②③得     （2分）

（2）要保證所有帶電粒子都不能打到MN邊界上，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)偏角小于90°，臨界狀態(tài)為90°（3分）

如圖所示，磁場(chǎng)區(qū)半徑（3分）所以磁場(chǎng)區(qū)域半徑滿足（2分）

12．（1）    （4分）

（2）查德威克認(rèn)為氫核、氮核與中性粒子之間的碰撞是彈性正碰；設(shè)中性粒子質(zhì)量為m，速度為v₀，氫核的質(zhì)量為m_H，最大速度為v_H ，并認(rèn)為氫核在打出前為靜止的，那么根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒可知：

                                    ①（2分）

                             ②（2分）

其中是碰撞后中性粒子的速度，由此可得：   ③（2分）

同理，m v₀＝m v＋m_Nv_N                      （2分）

m v₀²＝m v²＋m_N v_N²               （2分）

可得出中性粒子與氮原子核碰撞后打出的氮核的速度     ④（2分）

查德威克在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得被碰氫核的最大速度為：v_H＝3.30×10⁷ m/s，被碰氮核的最大速度為v_N＝4.50×10⁶ m/s，

因?yàn)?sub>，由方程③④可得 ＝       ⑤（2分）

將速度的最大值代入方程⑤，

解得：                        ⑥（2分）