2．把培养在含轻氮(¹⁴N)环境中的细菌，转移到含重氮(¹⁵N)环境中培养相当于复制一轮的时间，然后放回原环境中培养相当于连续复制两轮的时间后，细菌DNA组成分析表明(　 )

　　 A、3/4轻氮型、1/4中间型　　 B、1/4轻氮型、3/4中间型

　　 C．1/2中间型、1/2重氮型　　 D、1/2轻氮型、1/2中间型

1．下面列出了若干种为研究确定矿质元素x是否为植物所必需的的实验方案，其中最科学合理的设计是　 (　　 )

　　 ①以土壤为基质盆栽，浇缺少元素x的“完全营养液”②以沙土为基质盆栽，浇缺少元素x的“完全营养液”③只用缺少元素X的“完全营养液”，不用基质④以土壤为基质盆栽，浇蒸馏水⑤以沙土为基质盆栽，浇完全营养液⑥不用基质，只用完全营养液⑦不用基质，只用含元素x的蒸馏水⑧不用基质，只用蒸馏水

　　 A、以④为实验组，①为对照组　　 B．以②为实验组，⑤为对照组

　　 C．以③为实验组，⑥为对照组　　 D．以⑦为实验组，⑧为对照组　　

9．联系生产、生活、科技的实际应用试题

例22 　很多国家交通管理部门为了交通安全，制定了死亡加速度为500g(g为重力加速度)，行车加速度超过此值将有生命危险。这个加速度一般车辆达不到，只有发生交通事故，车辆碰撞时间达到毫秒数量级时才可能产生。例如，两辆摩托车时速均为20km/h(5.6m/s)相向而行，发生碰撞，碰撞时间为0.001s，之后两车均静止。求：

(1)撞车过程中的平均加速度大小。

(2)头部是人体最脆弱的部分，它的最大承受力为22.8kN，若人的头部质量为5kg，发生上述碰撞时人头部受力多大。

(3)如果开汽车时系好安全带，骑摩托车时戴好安全帽，可以起缓冲作用，使碰撞时间延长。当上述的碰撞时间延长到0.002s时，人的头部实际受力是否超过22.8kN？

答案：(1)560g， (2)2.8×10⁴N，(3)1.4×10⁴N，没有超过。

8．新教材中增加的相关内容

(1)关于热力学第二定律的考题

例19　 图20中气缸内盛有定量的理想气体，气缸壁是导热的，缸外环境保持恒温，活塞与气缸壁的接触是光滑的，但不漏气。现将活塞杆与外界连接使其缓慢的向右移动，这样气体将等温膨胀并通过杆对外做功。若已知理想气体的内能只与温度有关，则下列说法正确的是

A．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，因此此过程违反热力学第二定律

B．气体是从单一热源吸热，但并未全用来对外做功，所以此过程不违反热力学第二定律

C．气体是从单一热源吸热，全用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律

D．ABC三种说法都不对

答案：C

(2)关于多普勒效应的考题

例20　　 a为声源，发出声波；b为接收者，接收a发出的声波。a、b若运动，只限于在沿两者连线方向上，下列说法正确的是

A．a静止，b向a运动，则b收到的声频比a发出的高

B．a、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的高

C．a、b向同一方向运动，则b收到的声频一定比a发出的低

D．a、b都向相互背离的方向运动，则b收到的声频比a发出的高

答案：A

(3)关于永动机的考题

例21　 关于对永动机的认识，下列说法正确的是：

A．第一类永动机和第二类永动机都违背了能量守恒定律，所以都不可能制成

B．第一类永动机违背了能量守恒定律，第二类永动机没有违背能量守恒定律，因此，随着科学技术的迅猛发展，第二类永动机是可以制成的。

C．第一类永动机违反了热力学第一定律，第二类永动机违反了热力学第二定律，这两类永动机都不可能制成。

D．两类永动机的实质和工作原理是相同的，都是人们的美好设想，是永远不会实现的。

答案：C

7．基本仪器的使用和设计性实验

(1)卡尺读数：

例15　 用游标为50分度的卡尺测量一圆柱体的长度与直径，结果分别如图14、图15所示。由图可知其长度为__________，直径为________。

答案：0.800cm，0.194cm

(2)螺旋测微器读数：

例16　 用螺旋测微器测量一矩形小零件的长和宽时，螺旋测微器上的示数如图16所示。图(a)的读数是　　　　 mm，图(b)的读数是　　　　 mm。

图16

(3)电表的改装、校准和应用：

例17　 一个电压表V_A的内阻R_A＝1000Ω，量程为1.0V，现要利用电阻箱扩大它的量程，改装成量程为3.0V的电压表。改装后，再用一量程为3.0V的精确的电压表V_B对其所有刻度进行校准。除了这两个电压表V_A、V_B外，还有下列一些器材

电源　 E(电动势约为6V，内阻较小)

变阻器　 R(总电阻约10Ω)

电阻箱　 R₀(1－9999Ω)

电键　 K　

导线若干

①图17是以上器材和两个电压表V_A、V_B的实物示意图，试在图中画出连线，连成进行校准时的实验电路。

②图中电阻箱的取值等于　　　　　　　　 Ω

③用上述电压表V_B和改装后并已校准过的电压表(以下称为V_C)以及一个电键和一些导线，去测量一个电动势大约为2V的电源的内阻r。

写出简要测量步骤，并用测得的量写出r的公式。

答案：① 如图18所示　　 ② 2000

③将电压表Vc通过电键、导线与电源连接，读出V_C上的示数U_C；再将电压表Vc和V_B串联，通过电键、导线与电源连接，读出V_C上的示数U_C′和V_B上的示数U_B。

r =(Ω)

(4)伏安法测电阻

伏安法是利用伏特表和安培表联合测电阻的一种方法，运用的原理是部分电路的欧姆定律，它有安培表内接和安培表外接两种方式。设计电路时不仅要考虑安培表的连接方式，还要考虑滑动变阻器分压与限流的连接方式。

例18　 某电流表的内阻在0.1Ω-0.2Ω之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下：

A．待测电流表A₁(量程0.6A)；　 　　　　　　　 B．电压表V₁(量程3V，内阻约2kΩ)

C．电压表V₂(量程15V，内阻约10kΩ)； D．滑动变阻器R₁(最大电阻10Ω)

E．定值电阻R₂(阻值5Ω)　　　　 　　　　　 F．电源E(电动势4V)

G．电键S及导线若干

①电压表应选用_____________；

②画出实验电路图；

③如测得电压表的读数为V，电流表的读数为I，则电流表A₁内阻的表达式为：R_A = ______________。

解析：本题利用电压表指示电压，电流表指示电流的功能，根据欧姆定律R=计算电流表的内阻。由于电源电动势为4V， 在量程为15V的电压表中有2／3的刻度没有利用，测量误差较大，因而不能选；量程为3V的电压表其量程虽然小于电源电动势，但可在电路中接入滑动变阻器进行保护，故选用电压表V₁。由于电流表的内阻在0.1Ω-0.2Ω之间，量程为0.6A ，电流表上允许通过的最大电压为0.12V，因而伏特表不能并联在电流表的两端，必须将一个阻值为5Ω的定值电阻R₂与电流表串联再接到伏特表上，才满足要求。滑动变阻器在本实验中分压与限流的连接方式均符合要求，但考虑限流的连接方式节能些，因而滑动变阻器采用限流的连接方式 。故本题电压表选用V₁；设计电路图如图19所示；电流表A₁内阻的表达式为： R_A =U/I -R₂。

6．热、光、原、波

热学、光学和原子物理、机械波等内容在高考中所占分数比例不小，2003年高考物理卷第1、2、3、4、6、8、10题(共32分)就是这三个单元，占总分的21.3%；03年理综卷第17、18、20、21、22题(共30分)，也是这三个单元，占总分的27.3%。因为大纲对这几部分的要求不高，有关的题变化也小，自然比较容易，同学们要设法把这些最好得的分数拿到手。

(1)关于气体的自由膨胀：

例6　 如图7所示的绝热容器，把隔板抽掉，让左侧气体自由膨胀到右侧直至平衡

A．气体对外做功，内能减少，温度降低

B．气体对外做功，内能不变，温度不变

C．气体不做功，内能不变，温度不变，压强减小

D．气体不做功，内能减少，压强减小

答案：C　

学生容易出现的错误：认为气体体积变大就对外做功；认为压强减小，温度降低

(2)对布朗运动的认识：

例7　 观察布朗运动时，下列说法中正确的是

A．温度越高，布朗运动越明显

B．大气压强的变化，对布朗运动没有影响

C．悬浮颗粒越大，布朗运动越明显

D．悬浮颗粒的布朗运动，就是构成悬浮颗粒的物质的分子热运动

答案：AB

学生容易出现的错误：认为大气压强的变化对布朗运动会产生影响；把布朗运动和分子热运动混为一谈。

(3)光的折射

例8　 一束复色光以入射角i从玻璃界面MN射向空气时分成a、b、c三束光，如图8所示，则 (　　　 )

A．在玻璃中a光速度最大

B．c光的光子能量最大

C．用b光照射光电管时恰好能发生光电效应，则用a光照射该光电管也一定能发生光电效应

D．若逐渐增大入射角i，c光将首先返回玻璃中

答案：ABD

(4)光的干涉：

例9　 用双缝干涉测光的波长。实验装置如图9所示，已知单缝与双缝间的距离L₁=100mm，双缝与屏的距离L₂=700mm，双缝间距d=0.25mm。用测量头来测量亮纹中心的距离。测量头由分划板、目镜、手轮等构成，转动手轮，使分划板左右移动，让分划板的中心刻线对准亮纹的中心(如图10所示)，记下此时手轮上的读数，转动测量头，使分划板中心刻线对准另一条亮纹的中心，记下此时手轮上的读数。

(1)分划板的中心刻线分别对准第1条和第4条亮纹的中心时，手轮上的读数如图11所示，则对准第1条时读数x₁=_______mm、对准第4条时读数x₂=_______mm

(2)写出计算波长λ的表达式，λ=_________(用符号表示)，λ=_____nm

答案：(1)2.190，7.868，　 (2)， 676　

(5)关于氢原子能级的考题

例10　 图12为氢原子能级示意图，现有每个电子的动能都是E_e=12.89eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰。已知碰撞前一个电子和一个原子的总动量为零。碰撞后氢原子受激发，跃迁带n＝4的能级。求碰撞后一个电子和一个受激氢原子的总动能。已知电子的质量m_e与氢原子的质量m_H之比为。

解答：已v_e和v_H表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率，

根据题意有

　　　 　　　　　①

碰撞前，氢原子与电子的总动能为

　　　　　　 ②

解①②两式并代入数据得　 eV　 ③

氢原子从基态激发到n=4的能级所需能量由能级图得

eV　　　　　 ④

碰撞后电子和受激氢原子的总动能

eV　　　 ⑤

(6)原子结构、核反应、三种射线、核能、爱因斯坦质能方程等

例11　 下面列出的是一些核反应方程

　 　　　　其中(　 )

A．X是质子，Y是中子，Z是正电子　　　 B．X是正电子，Y是质子，Z是中子

C．X是中子，Y是正电子，Z是质子　　　 D．X是正电子，Y是中子，Z是质子

答案：D (核反应过程中质量数守恒、核电荷数守恒)

例12　 为确定爱因斯坦的质能方程的正确性，设计了如下实验：用动能为MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成两个粒子，测得两个粒子的动能之和为MeV。写出该反应方程，并通过计算说明正确。(已知质子、粒子、锂核的质量分别取、、)

答案：核反应方程为

核反应的质量亏损，由质能方程可得，质量亏损相当的能量MeV而系统增加的能量MeV，这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，所以正确。

例13　 元素X的原子核可用符号X表示，其中a、b为正整数，下列说法正确的是

A．a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核中的中子数

B．a等于此原子核中的中子数，b等于此原子核中的质子数

C．a等于此元素的原子处于中性状态时核外电子数，b等于此原子核中的质子数加中子数

D．a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核中的核子数

答案：C D

(7)波的传播

例14　 如图13所示，有四列简谐波同时沿x轴正方向传播，波速分别是v、2v、3v和4v，a、b是x轴上所给定的两点，且ab=l。在t时刻a、b两点间四列波的波形分别如图所示。则下面的判断中正确的是( 　　)

A．由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是②④③①

B．由该时刻起a点出现波峰的先后顺序依次是④②①③

C．这四列波，频率由高到低的先后顺序依次是②④①③

D．这四列波，频率由高到低的先后顺序依次是④②③①

答案：AD

5．弹簧作用下的运动和弹性势能的计算

例5　 如图6所示，质量为M的小车B静止在光滑水平面上，车的左端固定着一根弹簧，小车上O点以左部分光滑，O点以右部分粗糙，O点到小车右端长度为L 。一质量为m的小物块A(可视为质点)，以速度v₀从小车右端向左滑动，与弹簧相碰，最后刚好未从小车右端滑出。求：(1)小车的动摩擦因数μ。

(2)碰撞时弹簧的最大弹性势能。

答案：(1)　 (2)

4．带电粒子在电场、磁场中的运动

例4　 如图4所示，虚线上方有场强为E的匀强电场，方向竖直向下，虚线上下有磁感应强度相同的匀强磁场，方向垂直纸面向外，a b是一根长的绝缘细杆，沿电场线放置在虚线上方的场中，b端在虚线上，将一套在杆上的带正电的小球从a端由静止释放后，小球先作加速运动，后作匀速运动到达b端，已知小球与绝缘杆间的动摩擦系数μ＝0.3，小球重力忽略不计，当小球脱离杆进入虚线下方后，运动轨迹是半圆，圆的半径是/3，求带电小球从a到b运动过程中克服摩擦力所做的功与电场力所做功的比值。

图4　　　　　　　　　　　　　　　 图5

分析：从分析带电小球在绝缘杆上运动时的受力情况入手，由最终小球运动的平衡方程求出电场力与洛仑兹力大小的关系。再由磁场中所作R＝/3的圆周运动列出动力学方程，求出小球从b端飞出时速度大小。小球从a到b运动过程中受的摩擦力是变力，可以由动能定理求出其所做功的值。

解答　 ①小球在沿杆向下运动时，受力情况如图5，向左的洛仑兹力F，向右的弹力N，向下的电场力qE，向上的摩擦力f。

F＝Bqv，N＝F＝Bqv₀

∴f＝μN＝μBqv

当小球作匀速运动时，qE＝f＝μBqv₀

②小球在磁场中作匀速圆周运动时，

又

∴v_b＝Bq/3m

③小球从a运动到b过程中，由动能定理得

所以

3．电磁感应中的受力和运动以及能量的转化

例3　 两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为L。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图3所示．两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计．在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B．设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行．开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度v₀(见图3)．若两导体棒在运动中始终不接触，求：

(1)在运动中产生的焦耳热最多是多少．

(2)当ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的加速度是多少？

解答：(1)从初始至两棒达到速度相同的过程中，两棒总动量守恒，有

根据能量守恒，整个过程中产生的总热量　　　

(2)设ab棒的速度变为初速度的3/4时，cd棒的速度为v₁，则由动量守恒可知

此时回路中的感应电动势和感应电流分别为　　 ，

此时棒所受的安培力　 ，所以棒的加速度为

由以上各式，可得　　　 。

2．做功和能量转化的关系

例2　 如图2所示，一竖直放置的金属圆环，总电阻为R，有一金属杆长为L，一端绕环心O自由转动，另一端固定一质量为m的金属球a，球套在环上可无摩擦地沿环滑动。Ob为电阻不计的导线，金属杆的电阻设为r，整个装置放在磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向如图。当金属杆从水平位置由静止释放后运动至竖直位置时，a球的速度为v，求：

①杆运动至竖直位置时，磁场力的功率多大？

②在上述过程中有多少电能转化为内能？(金属杆质量不计)

答案： ① ；②。