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1．一束復色光由空氣射入一塊平行玻璃磚，經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，一同學沿一直線行走，現用頻閃照相記錄了他行走中9個位置的圖片，觀察圖片，能大致反映該同學運動的v－t圖象是

3．在圓軌道上做勻速圓周運動的國際空間站里，一宇航員手拿一只小球相對于太空艙靜止“站立”于艙內朝向地球一側的“地面”上，如圖所示．下列說法正確的是

A．宇航員相對于地球的速度介于7.9 km/s與11.2 km/s之間

B．若宇航員相對于太空艙無初速釋放小球，小球將落到“地面”上

C．宇航員將不受地球的引力作用

D．宇航員對“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，用導線、電鍵K與一個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B中．兩板間放一臺小壓力傳感器，壓力傳感器上表面絕緣，在其上表面靜止放置一個質量為m、電量為 +q的小球．K斷開時傳感器上有示數，K閉合時傳感器上的示數變為原來的一半．則線圈中磁場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，我國公路運輸中超限超載的問題日漸突出，已經成為危及人民群眾生命安全和國家財產安全，影響社會經濟協調、健康發展的一個突出社會問題．交通部、公安部等七部委正聯合在全國統一開展治理車輛超限超載．圖中為認定車輛是否超限超載的大型電子地磅電路圖，電源電動勢為E，內阻不計．不稱物體時，滑片P在A端，滑動變阻器接入電路的有效電阻最大，電流較小；稱重物時，在壓力作用下使滑片P下滑，滑動變阻器有效電阻變小，電流變大，這樣把電流對應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．若滑動變阻器上A、B間距離為L，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，比例系數為k，則所稱重物的重力G與電流大小I的關系為

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，是一輛質量m=6×10³ kg的公共汽車在t＝0和t＝4 s末兩個時刻的兩張照片．當t＝0時，汽車剛啟動（汽車的運動可看成勻加速直線運動）．圖c是車內橫桿上懸掛的拉手環經放大后的圖像．根據題中提供的信息，可以估算出的物理量有

A．汽車的長度

B．4 s末汽車的速度

C．4 s內合外力對汽車所做的功

D．4 s末汽車牽引力的功率

7．一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，P點振動周期為0.4 s，在某一時刻波形如圖所示，可判斷

A．P點此時刻振動方向沿 y軸負方向

B．該波波速為7.5 m/s

C．離波源為11 m的Q 點經0.9 s到達波谷

D．當Q點到達波峰時，E點正到達波谷

8．X軸上有兩點電荷Q₁和Q₂， Q₁和Q₂之間各點對應的電勢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．電勢最低處P點的電場強度為0 

D．Q₁和Q₂之間各點的電場方向都指向P點

第Ⅱ卷 （非選擇題 共72分）

注意事項：答卷前將密封線內的項目填寫清楚。用鋼筆或圓珠筆直接答在試卷上。

題號

9

10

11

12

總分

得分

9．(18分)

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

（2）下面三個高中物理教材中的力學實驗：A．驗證牛頓第二定律，B．探究功與物體速度變化的關系，C．驗證機械能守恒定律，在這三個實驗中（選填“A”、“B”、“C”）

①需要使用天平測量物體質量的是       

②需要使用刻度尺測量長度的是       

③需要求物體通過某點瞬時速度的是       

（3）有一根細長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．因管內中空部分截面積形狀不規則，無法直接測量，請設計一個實驗方案，測量中空部分的截面積S₀，現有如下器材可選：

A．毫米刻度尺

B．螺旋測微器

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．滑動變阻器（5 Ω，3 A）

G．蓄電池（6 V，0.05 Ω）

H．開關一個，帶夾子的導線若干．

①除待測金屬管線外，還應選用的器材有                      （只填代號字母）．

②在圖中畫出你所設計的實驗電路圖，并把所選儀器連成實際測量電路．

③實驗中需要測量的物理量有：                                        ．（標出對應字母）

④計算金屬管線內部空間截面積S₀的表達式為S₀＝                      ．

10．（16分）

如圖所示，兩桿所在平面與桌面垂直，桿上各穿一個質量為10 g的小球，可沿桿無摩擦滑動，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時，兩球速度最大？

11．（18分）     

在甲圖中，帶正電粒子從靜止開始經過電勢差為U的電場加速后，從G點垂直于MN進入偏轉磁場．該偏轉磁場是一個以直線MN為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強磁場，磁場的磁感應強度為B，帶電粒子經偏轉磁場后，最終到達照相底片上的H點，如圖甲所示，測得G、H間的距離為 d，粒子的重力可忽略不計．

（1）設粒子的電荷量為q，質量為m，求該粒子的比荷；

（2）若偏轉磁場的區域為圓形，且與MN相切于G點，如圖乙所示，其它條件不變．要保證上述粒子從G點垂直于MN進入偏轉磁場后不能打到MN邊界上（MN足夠長），求磁場區域的半徑應滿足的條件．

12．（20分）

關于“原子核組成”的研究，經歷了一些重要階段，其中：

（1）1919年，盧瑟福用粒子轟擊氮核從而發現了質子，其核反應方程為______________．

（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（質子）和氮核，測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量而發現了中子．

查德威克認為：原子核的熱運動速度遠小于中性粒子的速度而可以忽略不計；被碰出的氫核、氮核之所以會具有不同的速率是由于碰撞的情況不同而造成的，其中速率最大的應該是彈性正碰的結果．實驗中測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．

請你根據查德威克的實驗數據，推導中性粒子（中子）的質量m與氫核的質量m_H 的關系？（保留三位有效數字）

南開區2009年高三理科綜合能力測試(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）（有一個選錯不得分）

②如圖所示，電路圖2分，連線1分．

③橫截面邊長a、管線長度l、電壓表示數U、電流表示數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）帶電粒子經過電場加速，進入偏轉磁場時速度為v，由動能定理

       ①（3分）

進入磁場后帶電粒子做勻速圓周運動，軌道半徑  r ，  ②（3分）

打到H點有        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，帶電粒子在磁場中運動偏角小于90°，臨界狀態為90°（3分）

如圖所示，磁場區半徑（3分）所以磁場區域半徑滿足（2分）

12．（1）    （4分）

（2）查德威克認為氫核、氮核與中性粒子之間的碰撞是彈性正碰；設中性粒子質量為m，速度為v₀，氫核的質量為m_H，最大速度為v_H ，并認為氫核在打出前為靜止的，那么根據動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）

查德威克在實驗中測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，

因為，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）

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