上海市第四高三物理競(jìng)賽

1、上海市第四屆高三物理競(jìng)賽（上海市物理業(yè)余學(xué)校杯）說(shuō)明：1、本卷分i、ii兩卷，共六大題，滿分為150分，答題時(shí)間為120分鐘。 2、答案及解答過(guò)程均寫在答題紙上。其中第一、二、三、四、五大題只要求寫出答案，不要求寫出解答過(guò)程；第六大題要寫出完整的解答過(guò)程。 3、本卷未加說(shuō)明時(shí)重力加速度g均取10 m/s2。卷一( 40分）單項(xiàng)選擇題 （本大題共8小題，每小題5分. 每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)是符合題意的 ）1下列關(guān)于物理學(xué)家對(duì)物理學(xué)貢獻(xiàn)的敘述中正確的是（ ）。（a）居里夫人首先發(fā)現(xiàn)了元素的天然放射現(xiàn)象（b）惠更斯用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)證明了光具有波動(dòng)性（c）盧瑟福用粒子轟擊n14，從而首先發(fā)現(xiàn)了

2、中子（d）愛因斯坦根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象，第一個(gè)提出了光子說(shuō)2對(duì)于溫度相同的同種氣體，下列物理量中一定相同的是（ ）。（a）內(nèi)能（b）壓強(qiáng)（c）分子平均動(dòng)能（d）分子間平均勢(shì)能3處于基態(tài)的氫原子在某單色光光束的照射下，只能發(fā)出頻率為1、2、3的三種光，且1 2 3 ，則該照射光的光子能量為（ ）。（a）h1（b）h2（c）h3（d）h(123)甲 乙 丙4如圖，甲、乙、丙是三根相同的玻璃管，它們粗細(xì)均勻、一端封閉。現(xiàn)將它們豎直放置，并且都用一段水銀柱封住一段空氣。三根玻璃管中氣體初溫相同，且空氣柱體積、水銀柱高度。若使三根玻璃管中的氣體升高相同的溫度，則管中水銀柱向上移動(dòng)最多的是（ ）。（a）丙管（

3、b）甲管和乙管（c）乙管和丙管（d）三管一樣多43mp12oabcn5如圖，o是一固定的點(diǎn)電荷，曲線mn是另一點(diǎn)電荷p在點(diǎn)電荷o的電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)的軌跡。圖中a、b、c分別是以o為圓心，以ra、rb、rc為半徑畫出的三個(gè)圓，且rcrbrbra。點(diǎn)1、2、3、4為軌跡mn與三個(gè)圓的交點(diǎn)。以|w12|表示點(diǎn)電荷p由點(diǎn)1運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)2過(guò)程中電場(chǎng)力所做功的大小，|w34|表示電荷p由點(diǎn)3運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)4過(guò)程中電場(chǎng)力所做功的大小，則（ ）。（a）|w12| = |w34|（b）|w12| 2|w34|ab6豎直放置的輕質(zhì)彈簧下端固定于地面，上端連接一物體。已知物體沿豎直方向在a、b兩點(diǎn)之間作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。設(shè)c和d是a

4、、b兩點(diǎn)連線上的兩個(gè)點(diǎn)，若已知物體某次從d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能減少，而物體的重力勢(shì)能增加。則下列判斷中正確的是（ ）。（a）物體向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)d點(diǎn)時(shí)其運(yùn)動(dòng)方向指向平衡位置（b）物體向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)d點(diǎn)后繼續(xù)沿遠(yuǎn)離平衡位置方向運(yùn)動(dòng)（c）物體向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)d點(diǎn)時(shí)其運(yùn)動(dòng)方向指向平衡位置（d）物體向下運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)d點(diǎn)后繼續(xù)沿遠(yuǎn)離平衡位置方向運(yùn)動(dòng)a c d b+q+2q7如圖，a、b、c、d四點(diǎn)在同一直線上，且accddb。a、b兩點(diǎn)分別固定一帶電量為q和2q的點(diǎn)電荷。現(xiàn)將一正電荷從c點(diǎn)沿直線移動(dòng)到d點(diǎn)，則（ ）。（a）電場(chǎng)力一直做正功（b）電場(chǎng)力一直做負(fù)功（c）電場(chǎng)力先做正功后做負(fù)功（d）

5、電場(chǎng)力先做負(fù)功后做正功8用一個(gè)大小與時(shí)間成正比的水平推力f ，將一重為g的物體壓在足夠高而平整的豎直墻面上。物體開始時(shí)的速度，從t0時(shí)刻開始，物體所受的摩擦力ff隨時(shí)間t變化的圖像應(yīng)是下圖中的（ ）。offtg（d）offtg（c）offtg（b）ff（a）otg二（20分）填空題 （本大題共5小題，每小題4分）9兩條細(xì)長(zhǎng)形的軟體蟲甲、乙，質(zhì)量均為20g，甲蟲長(zhǎng)20cm，乙蟲長(zhǎng)10cm，兩條蟲子質(zhì)量分布近似均勻。兩蟲從地面開始勻速翻越一高為10cm的豎直薄板。從開始到兩蟲身體的中點(diǎn)恰好到達(dá)薄板頂端的過(guò)程中，甲、乙兩蟲做功總量之比為 _ 。10左圖為雙縫干涉的實(shí)驗(yàn)裝置，兩條狹縫s1和s2分別沿水

6、平方向上、下平行分布。當(dāng)用單色光照射時(shí)，屏上出現(xiàn)明暗相間的條紋。當(dāng)在狹縫s2后方放置一折射率為n的透明介質(zhì)后，可觀察到零級(jí)明條紋將 _（選填：“向上”“向下”或“不”）移動(dòng)。11一個(gè)實(shí)心鉛球a從塔頂處自由下落，當(dāng)下落距離為s1時(shí)，另一實(shí)心鉛球b自距離塔頂s2處開始自由下落，結(jié)果兩球同時(shí)落地。設(shè)可以將鉛球視為質(zhì)點(diǎn)，且不計(jì)空氣阻力，則塔頂?shù)母叨葹?_。lh l12如圖，一長(zhǎng)l = 1.00m，一端封閉、粗細(xì)均勻的直玻璃管內(nèi)有一段長(zhǎng)h = 0.20m的水銀柱封住了一定質(zhì)量的空氣。當(dāng)管口向上豎直放置時(shí)，被封住的空氣柱長(zhǎng)l = 0.50m。若將玻璃管在豎直平面內(nèi)緩慢旋轉(zhuǎn)180，使管口豎直向下倒置，則管內(nèi)

7、空氣柱的長(zhǎng)度變?yōu)?_ m。（已知大氣壓強(qiáng)p0 = 76cmhg，答案保留2位有效數(shù)字）befdc13如圖，兩根平行且光滑的導(dǎo)電金屬導(dǎo)軌固定于絕緣板上，它們的一部分水平，另一部分與水平面的夾角 = 37，圖中cd和ef是兩根質(zhì)量均為1kg 的銅條，且均與導(dǎo)軌接觸良好。銅條cd位于導(dǎo)軌水平部分并用一輕質(zhì)絕緣細(xì)線拴住，細(xì)線的另一端固定在墻上，細(xì)線可以承受的最大張力為3n。銅條ef可在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。整個(gè)裝置處在豎直向上的均勻磁場(chǎng)中。若使銅條ef由靜止開始從斜軌頂端滑下，則當(dāng)連接銅條cd的細(xì)線剛被拉斷時(shí)，銅條ef的加速度為 _ m/s2。卷三( 15分）多項(xiàng)選擇題 （本大題共3小題，每小題5分。 每小題給

8、出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上是符合題意的）14長(zhǎng)度為l的絕緣細(xì)桿兩端各固定一個(gè)電量為+q的點(diǎn)電荷，在細(xì)桿上另外套有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量也為+q的小環(huán)。小環(huán)在細(xì)桿中點(diǎn)附近做振幅很小的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，測(cè)得小環(huán)振動(dòng)周期為t，則（ ）。（a）若將小環(huán)質(zhì)量增大為2m，則其振動(dòng)周期仍然為（b）若將小環(huán)質(zhì)量增大為2m，則其振動(dòng)周期變?yōu)椋╟）若將細(xì)桿長(zhǎng)度增大為2l，則小環(huán)振動(dòng)周期變?yōu)椋╠）若將細(xì)桿長(zhǎng)度增大為2l，則小環(huán)振動(dòng)周期變?yōu)?5如圖是一個(gè)頂角為45，折射率為的三棱鏡。有一束光以如圖所示方向射到三棱鏡的界面i上。入射角為（）。不考慮該束光經(jīng)反射后第二次射到i、ii兩面的情況，下列關(guān)于這束光的傳播的判斷中正確

9、的是（ ）。iii（a）在界面i會(huì)發(fā)生反射（b）在界面ii會(huì)發(fā)生反射（c）在界面i不可能發(fā)生全反射（d）在界面ii可能發(fā)生全反射16已知平行板電容器兩極板的間距為d，保持與恒壓直流電源相連接。若保持兩極板的正對(duì)面積不變，將電容器兩極板的間距緩慢拉開到2d，則在此過(guò)程過(guò)程中（ ）。（a）外力做正功（b）極板上電量增加（c）電容器儲(chǔ)存的電能減少（d）極板間電場(chǎng)強(qiáng)度增大四（12分）填空題 （本大題共3小題，每小題4分） ocdb17一小球自地面以速度v豎直向上拋出，當(dāng)小球上升高度等于 _ 時(shí)，小球的動(dòng)能等于重力勢(shì)能的一半（以地面為重力勢(shì)能的零勢(shì)能面，可將小球視為質(zhì)點(diǎn)并忽略空氣阻力）。 +qmgbl1

10、8如圖，有一磁感強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于紙面向外。在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)有一金屬棒cd，繞平行于磁場(chǎng)的o軸做逆時(shí)針?lè)较虻霓D(zhuǎn)動(dòng)。已知棒長(zhǎng)為l，o軸距c端，棒的轉(zhuǎn)速為n，則c、d兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差ucd為 _。19如圖，單擺的擺長(zhǎng)為l，擺球質(zhì)量為m、帶電量為 +q?，F(xiàn)將其放入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與擺球擺動(dòng)平面垂直，單擺最大擺角為。為使擺球能保持在圓弧上來(lái)回?cái)[動(dòng)，磁感強(qiáng)度b大小的取值范圍是 _。(a)五（10分）實(shí)驗(yàn)題 20圖(a)是白熾燈l1（220v，100w）和l2（220v，60w）的理想伏安特性曲線。圖中曲線 _ 表示燈l1的的伏安特性曲線。（選填“a”或“b”）隨著燈泡l1功率的增大，

11、其燈絲阻值逐漸 _ 。（選填“變大”、“變小”或“不變”）若將這兩個(gè)燈泡并聯(lián)在電路上，在用電高峰時(shí)電壓僅200v，則此時(shí)l1燈的實(shí)際功率為 _ w，l2燈的實(shí)際功率為 _ w。若將它們串聯(lián)后接在220v電源上，則此時(shí)l1燈的實(shí)際功率為 _ w，l2燈的實(shí)際功率為 _ w。av(b)若用圖(b)所示電路測(cè)量l1燈的伏安特性，由于電表存在內(nèi)阻，實(shí)際測(cè)得的伏安特性曲線比圖(a)中描繪出的理想伏安特性曲線在iu圖中位置來(lái)得偏 _（選填“高”或“低”）。用圖(b) 所示電路測(cè)量l1燈伏安特性時(shí)，已知r0 = 10，e = 300v。則電路中可變電阻r選用下列各種規(guī)格時(shí)，測(cè)量效果最好的是（ ）。（a）最大

12、電阻5，最大電流10a（b）最大電阻50，最大電流6a（c）最大電阻500，最大電流1a（d）最大電阻5000，最大電流1atv六（53分）計(jì)算題 21如圖所示，導(dǎo)熱氣缸被固定在水平地面上，光滑的活塞q封閉了一定質(zhì)量的理想氣體。一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩繞過(guò)定滑輪，一端拴住活塞，另一端栓著質(zhì)量為m的重物。已知大氣壓強(qiáng)為p0，被封閉的氣體體積為v，活塞的截面積為s（質(zhì)量忽略不計(jì)）。最初整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，今用手托著重物使其緩慢上升，直到細(xì)繩剛開始松弛（但還未彎曲），然后從該位置釋放重物，當(dāng)重物下落到最低點(diǎn)（未接觸地面）時(shí)，活塞在氣缸中比最初托起重物前的位置上升了h高度（滑輪質(zhì)量、滑輪的摩擦和空氣阻力均不

13、計(jì)）。(1) 求剛開始釋放重物時(shí)，活塞的位置比原來(lái)下降的距離；(2) 若在重物下落過(guò)程中，氣體初、末狀態(tài)的溫度相同，求氣體吸收的熱量。22如圖，傳送帶ab長(zhǎng)為3.8m，以恒定速度向右移動(dòng)。現(xiàn)將質(zhì)量m = 5kg的物體無(wú)水平初速地放到傳送帶上的a點(diǎn)（即物體的初速v0=0），在水平向右的恒力f = 25n作用下，t =1.2s后物體到達(dá)b點(diǎn)。若物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù) = 0.25，求：abmfv(1) 傳送帶的移動(dòng)速度v ；(2) 物體到達(dá)b時(shí)的速度vb ；(3) 在物體從a到b過(guò)程中，摩擦力對(duì)物體做的功wf ；(4) 因物體和傳送帶間的摩擦而產(chǎn)生的熱能。b23如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的平行導(dǎo)軌放在傾角的斜面上，導(dǎo)軌間距離0.25m，一端連接電源和可變電阻r。已知電源電動(dòng)勢(shì)12v，內(nèi)阻0.1。有一磁感強(qiáng)度b0.8t的均勻磁場(chǎng)，方向垂直于斜面向上。今在導(dǎo)軌上放一質(zhì)量0.2kg的金屬棒，棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，其他電阻均不計(jì)。問(wèn)：(1) 要使棒靜止在斜面上，電阻r阻值應(yīng)在什么范圍內(nèi)？(2) 當(dāng)r調(diào)至1.1時(shí)，金屬棒做勻速運(yùn)動(dòng)的速度是多大？24一質(zhì)量為50kg的同學(xué)在公園里蕩秋千，在秋千擺動(dòng)過(guò)程中他通過(guò)下蹲和起立的動(dòng)作使自己越擺越高。假設(shè)該同學(xué)蹲在秋千板上時(shí)重心與懸掛點(diǎn)的距離l = 3m，他從下蹲到起立重心位置改變的距離h = 0