南開區(qū)2009年高三理科綜合能力測試(一)

( 物 理 試 卷 )

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。

注意事項:

1.答第I卷前,考生務必將自己的姓名、準考號、科目涂寫在答題卡上。

2.每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動,用橡皮擦干凈后,再選涂其他答案標號。I卷答案答在試卷上無效。

第Ⅰ卷

一、選擇題(每小題6分,共48分,第1~5題每小題給出的四個選項中,只有一個選項正確,第6~8題每小題給出的四個選項中,有的有一個選項正確,有的有多個選項正確.全部選對的得6分,選不全的得2分,有選錯或不答的得0分)

1.一束復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

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2.如圖所示,一同學沿一直線行走,現(xiàn)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

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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(nèi)朝向地球一側(cè)的“地面”上,如圖所示.下列說法正確的是

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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?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“地面”的壓力等于零

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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(zhì)量為m、電量為 +q的小球.K斷開時傳感器上有示數(shù),K閉合時傳感器上的示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话耄畡t線圈中磁場B的變化情況和磁通量變化率分別是

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A.正在增加,   

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B.正在增加,

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C.正在減弱,

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D.正在減弱,

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5.近幾年,我國公路運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家財產(chǎn)安全,影響社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)、健康發(fā)展的一個突出社會問題.交通部、公安部等七部委正聯(lián)合在全國統(tǒng)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(nèi)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;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(shù)為k,則所稱重物的重力G與電流大小I的關系為

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A. G=2 k L-      B.G=k L

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C.G=+k L         D.G=k I L

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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(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

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A.汽車的長度

B.4 s末汽車的速度

C.4 s內(nèi)合外力對汽車所做的功

D.4 s末汽車牽引力的功率

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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

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A.P點此時刻振動方向沿 y軸負方向

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B.該波波速為7.5 m/s

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C.離波源為11 m的Q 點經(jīng)0.9 s到達波谷

D.當Q點到達波峰時,E點正到達波谷

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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.Q1Q2一定是同種電荷,但不一定是正電荷

C.電勢最低處P點的電場強度為0 

D.Q1Q2之間各點的電場方向都指向P

 

 

第Ⅱ卷 (非選擇題 72分)

注意事項:答卷前將密封線內(nèi)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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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二、非選擇題(本大題共4小題,共72分.把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答.解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)

9.(18分)

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(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)的形式向四面八方輻射出去,其總功率達到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(zhì)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       

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(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(nèi)中空部分截面積形狀不規(guī)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(xiàn)有如下器材可選:

A.毫米刻度尺

B.螺旋測微器

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C.電流表(600 mA,1.0 Ω)

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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

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G.蓄電池(6 V,0.05 Ω)

H.開關一個,帶夾子的導線若干.

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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(nèi)部空間截面積S0的表達式為S0                      

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10.(16分)

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如圖所示,兩桿所在平面與桌面垂直,桿上各穿一個質(zhì)量為10 g的小球,可沿桿無摩擦滑動,兩球均帶107 C的正電荷,求:(g=9.8 m/s2,k=9×10N?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?

 

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11.(18分)     

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在甲圖中,帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為U的電場加速后,從G點垂直于MN進入偏轉(zhuǎn)磁場.該偏轉(zhuǎn)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(jīng)偏轉(zhuǎn)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.

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(1)設粒子的電荷量為q,質(zhì)量為m,求該粒子的比荷

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(2)若偏轉(zhuǎn)磁場的區(qū)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(zhuǎn)磁場后不能打到MN邊界上(MN足夠長),求磁場區(qū)域的半徑應滿足的條件.

 

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12.(20分)

關于“原子核組成”的研究,經(jīng)歷了一些重要階段,其中:

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

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(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.

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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(jié)果.實驗中測得被碰氫核的最大速度為vH=3.30×107 m/s,被碰氮核的最大速度為vN=4.50×106 m/s;已知mN =14mH

請你根據(jù)查德威克的實驗數(shù)據(jù),推導中性粒子(中子)的質(zhì)量m與氫核的質(zhì)量mH 的關系?(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)

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一、選擇題(每小題6分,共48分,第1~5題每小題給出的四個選項中,只有一個選項正確,第6~8題每小題給出的四個選項中,有的有一個選項正確,有的有多個選項正確.全部選對的得6分,選不全的得2分,有選錯或不答的得0分)

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

 

第Ⅱ卷 (非選擇題 72分)

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二、非選擇題(本大題共4小題,共72分.把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答.解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)

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)

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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(shù)U、電流表示數(shù)I   (2分)

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  (2分)

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10.(1)(4分)

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  (2分)    a=6.4m/s2  (3分)

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(2)  (4分)

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           r=3×102 m   (3分)

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11.(1)帶電粒子經(jīng)過電場加速,進入偏轉(zhuǎn)磁場時速度為v,由動能定理

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       ①(3分)

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進入磁場后帶電粒子做勻速圓周運動,軌道半徑  r ,  ②(3分)

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打到H點有        ③ (2分)

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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(tài)為90°(3分)

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如圖所示,磁場區(qū)半徑(3分)所以磁場區(qū)域半徑滿足(2分)

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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(zhì)量為m,速度為v0,氫核的質(zhì)量為mH,最大速度為vH ,并認為氫核在打出前為靜止的,那么根據(jù)動量守恒和能量守恒可知:

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                                    ①(2分)

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                             ②(2分)

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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+mNvN                      (2分)

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m v02m v2mN vN2               (2分)

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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)

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查德威克在實驗中測得被碰氫核的最大速度為:vH=3.30×107 m/s,被碰氮核的最大速度為vN=4.50×106 m/s,

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因為,由方程③④可得        ⑤(2分)

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將速度的最大值代入方程⑤,

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解得:                        ⑥(2分)

 

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同步練習冊答案