高中物理競賽試題及答案

1、高中物理競賽模擬試卷 （一）說明：本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分， 共150分，考試時(shí)間120分鐘.第I卷（選擇題共40分）一、本題共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的 4個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確， 全部選對的得4分，選不全的得2分，有錯(cuò)選或不答的得0分.砂堆的.置于水平面的支架上吊著一只裝滿細(xì)砂的漏斗，讓漏斗左、右 擺動(dòng)，于是桌面上漏下許多砂子，經(jīng)過一段時(shí)間形成一砂土 縱剖面最接近下圖I -1中的哪一種形狀.如圖1-2所示，甲乙兩物體在同一光滑水平軌道上 相向運(yùn)動(dòng)，乙上連有一段輕彈簧，甲乙相互作用過程中無 機(jī)械能損失，下列說

2、法正確的有A.若甲的初速度比乙大，則甲的速度后減到 0圖1-2B.若甲的初動(dòng)量比乙大，則甲的速度后減到 0C.若甲的初動(dòng)能比乙大，則甲的速度后減到 0D.若甲的質(zhì)量比乙大，則甲的速度后減到 03.特技演員從高處跳下，要求落地時(shí)必須腳先著地，為盡量保證安全，他落地時(shí)最好是采用哪種方法A.讓腳尖先著地，且著地瞬間同時(shí)下蹲B.讓整個(gè)腳板著地，且著地瞬間同時(shí)下蹲C.讓整個(gè)腳板著地，且著地瞬間不下蹲的壓力為Fi；當(dāng)猴以同樣大小的加速度沿豎直柱子加速下滑時(shí)，籠子對地面的壓力為F2 (如圖I -3),關(guān)于Fi和F2的大小，下列判斷中正確的是A.Fi = F2(M+ n)gb.r(m+ m)g, F2F2(M

3、+ n)gD.Fi(M+ m)g5.下列說法中正確的是A.布朗運(yùn)動(dòng)與分子的運(yùn)動(dòng)無關(guān)B.分子力做正功時(shí)，分子間距離一定減小C.在環(huán)繞地球運(yùn)行的空間實(shí)驗(yàn)室里不能觀察熱傳遞的對流現(xiàn)象圖1-3D.通過熱傳遞可以使熱轉(zhuǎn)變?yōu)楣?.如圖I -4所示，虛線a、b、c代表電場中的三個(gè)等勢面，相鄰 等勢面之間的電勢差相等，即 Ub= Ubc,實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅怦 場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù) 此可知A.三個(gè)等勢面中，a的電勢最高B.帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)電勢能較大C.帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能較大D.帶電質(zhì)點(diǎn)通過P點(diǎn)時(shí)的加速度較大7.如圖I -5所示,L為電阻很小的線圈，GG為內(nèi)阻

4、不計(jì)、零點(diǎn)在表盤中央的電流計(jì).當(dāng)開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)，兩表的指針皆偏向右方，那么,當(dāng)K斷開時(shí)，將出現(xiàn)A.G和G的指針都立即回到零點(diǎn)B.G的指針立即回到零點(diǎn)，而 G的指針緩慢地回到零點(diǎn)C.G的指針緩慢地回到零點(diǎn)，而 G的指針先立即偏向喇女 然后 緩慢地回到零點(diǎn)D.G的指針先立即偏向左方，然后緩慢地回到零點(diǎn)，而G的指針 緩慢地回到零點(diǎn)8.普通磁帶錄音機(jī)是用一個(gè)磁頭來錄音和放音的，磁頭結(jié)構(gòu)示意 如圖I -6 (a)所示，在一個(gè)環(huán)形鐵芯上繞一個(gè)線圈，鐵芯有一個(gè)縫隙, 工作時(shí)磁帶就貼著這個(gè)縫隙移動(dòng)，錄音時(shí)磁頭線圈跟話筒、放大電路(亦稱微音器)相連(如圖I -6 (b)所示)；放音時(shí)，磁頭線圈改為 跟揚(yáng)聲器

5、相連(如圖I -6 (c)所示).磁帶上涂有一層磁粉，磁粉能 被磁化且留下剩磁.微音器的作用是把聲音的變化轉(zhuǎn)化為電流的變化； 揚(yáng)聲器的作用是把電流的變化轉(zhuǎn)化為聲音的變化.由此可知錄音時(shí) 線圈中的感應(yīng)電流在磁帶上產(chǎn)生變化的磁場，放音時(shí)線圈中的感應(yīng) 電流在磁帶上產(chǎn)生變化的磁場，錄音時(shí)磁帶上變化的磁場在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，放音時(shí)磁帶上變化的磁場在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流.以上說法正確的是圖IA.C.D.下列說法中正確的是A.水中的氣泡有時(shí)看上去顯得格外明亮，這是由于光從空氣射向 水時(shí)發(fā)生了全反射的緣故B.凸透鏡成虛像時(shí)，物的移動(dòng)方向與像的移動(dòng)方向相反C.當(dāng)物體從兩倍焦距以外沿主光軸向凹透鏡靠近時(shí)，物體與像

6、之 間的距離不斷變小，而像則不斷變大D.紅光和紫光在同一種玻璃中傳播時(shí)，紅光的傳播速度比紫光的 大經(jīng)典波動(dòng)理論認(rèn)為光的能量是由光的強(qiáng)度決定的，而光的強(qiáng)度又是由波的振幅決定的，跟頻率無關(guān)，因此，面對光電效應(yīng)，這種理 論無法解釋以下哪種說法A.入射光頻率vV0時(shí)，光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比第II卷（非選擇題共110分）二、本題共3小題，每小題5分，共15分.起重機(jī)以恒定功率從地面豎直提升一重物，經(jīng)t時(shí)間物體開始以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體離地面高度 h=.如圖圖I -7所示，足夠大的方格紙 PQ水平放置，每個(gè)方格 邊長為l ,在其正下方水平放置一寬度為 L的平面鏡MN在方格紙 上有兩小孔A和B,

7、AB寬度為d, d恰為某人兩眼間的距離，此人 通過A、B孔從平面鏡里觀察方格紙，兩孔的中點(diǎn)。和平面鏡中的點(diǎn) O在同一豎直線上，則人眼能看到方格紙的最大寬度是，人 眼最多能看到同一直線上的方格數(shù)是 .如酗-8所示，固定于光滑絕緣水罩前上的小球 A帶正電, 質(zhì)量為2簿另一個(gè)質(zhì)量為mi帶負(fù)電的小球 B以速度V0遠(yuǎn)離A運(yùn)動(dòng)時(shí)，同時(shí)釋放小球 A,則 “一: ； 小球A和B組成的系統(tǒng)在此后的運(yùn)動(dòng)過程中，占一t一其系統(tǒng)的電勢能的最大增量為 .三、本題共3小題，共20分，把答案填在題中的橫線上或按題 目要求作圖.（6分）在測定玻璃石專折射率的實(shí)驗(yàn)中，已畫好玻璃石專界面 的兩條直線aa和bb,無意中將玻璃磚平移

8、到圖I -9中的虛線所 示位置.若其他操作正確，則測得的折射率將 (填“偏大”“偏 小”或“不變”).(6分)在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實(shí)驗(yàn)中： TOC o 1-5 h z (1)首先要確定電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電令I(lǐng)f*二流方向間的關(guān)系.實(shí)驗(yàn)中所用電流表量程為 一e 半 ,j100 H A,電源電動(dòng)勢為1.5 V,待選的保護(hù)電 I 阻有：R = 100 k Q, R2 = 1 k Q, R3 = 10 Q ,應(yīng)選用 作為保護(hù)電阻.(2)實(shí)驗(yàn)中已得出電流表指針向右偏轉(zhuǎn)時(shí)， 電流是+接線柱流入 的，那么在如圖I -10所示的裝置中，若將條形磁鐵 S極朝下插入線 圈中，則電流表的指針應(yīng)向 偏轉(zhuǎn).(8分)

9、一種供儀器使用的小型電池標(biāo)稱電壓為9 V,允許電池輸出的最大電流為 50 mA ,為了測定這個(gè)電池的電動(dòng)勢和內(nèi) 電阻，可用如下器材：電壓表Ov內(nèi)阻很大，R為電阻箱，阻值范圍為 09999Q ; R為保護(hù)電阻，有四個(gè)規(guī)格，即：A.10 Q, 5 W -1B.190 Q, -W 2C.200 Q, -W 4D.1.2 k Q, 1W(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，R應(yīng)選用(填字母代號(hào))較好；(2)在虛線框內(nèi)畫出電路圖.四、本題共6小題，共75分，解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題, 答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.（10分）激光器是一個(gè)特殊的光源，它發(fā)出的光便是激

10、光， 紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連續(xù)的一道一道的閃光，每道閃光稱為 一個(gè)光脈沖.現(xiàn)有紅寶石激光器，發(fā)射功率為P = 1.0 X106 W,所發(fā)射的每個(gè)脈沖持續(xù)的時(shí)間為 t = 1.0 x 10-11 s波長為6693.4 nm（1 nm1 x 10-9 m）問：每列光脈沖含有的光子數(shù)是多少？（保留兩位有效數(shù)字）（10分）兩個(gè)定值電阻，把它們串聯(lián)起來，等效電阻為 4 Q, 把它們并聯(lián)起來，等效電阻是1 Q,求：（1）這兩個(gè)電阻的阻值各為多大？（2）如果把這兩個(gè)電阻串聯(lián)后接入一個(gè)電動(dòng)勢為 E,內(nèi)電阻為r 的電源兩極間，兩電阻消耗的總功率等于 R;如果把這兩個(gè)電阻并聯(lián) 后接入同一個(gè)電源的兩極間，兩電

11、阻消耗的總功率等于 P2,若要求P1 =9 W,且BAR,求滿足這一要求的 E和r的所有值.（12分）地球質(zhì)量為M半彳全為R,自轉(zhuǎn)角速度為3 ,萬有引 力恒量為G,如果規(guī)定物體在離地球無窮遠(yuǎn)處勢能為 0 ,則質(zhì)量為m 的物體離地心距離為r時(shí)，具有的萬有引力勢能可表示為5 =-GMm.國際空間站是迄今世界上最大的航天工程，它是在地球大氣層 上空地球飛行的一個(gè)巨大的人造天體，可供宇航員在其上居住和進(jìn)行 科學(xué)實(shí)驗(yàn).設(shè)空間站離地面高度為h,如果在該空間站上直接發(fā)射一顆質(zhì)量為m的小衛(wèi)星，使其能到達(dá)地球同步衛(wèi)星軌道并能在軌道上正常運(yùn)行，則該衛(wèi)星在離開空間站時(shí)必須具有多大的動(dòng)能？(13分)如圖I -11所示

12、，絕緣木板 B放 在光滑水平面上，另一質(zhì)量為 m電量為q的小 物塊A沿木板上表面以某一初速度從左端沿水平方向滑上木照，1木板 周圍空間存在著范圍足夠大的、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場.當(dāng)物塊A滑到木板最右端時(shí)，物塊與木板恰好相對靜止.若將電場方向改為豎直 向上，場強(qiáng)大小不變，物塊仍以原初速度從左端滑上木板，結(jié)果物塊運(yùn)動(dòng)到木板中點(diǎn)時(shí)兩者相對 靜止，假設(shè)物塊的帶電量不變.試問：(1)物塊所帶電荷的電性如何？(2)電場強(qiáng)度的大小為多少？(15分)如圖1-12所示，質(zhì)量為M=X X M X4圖 I于B = 1.0 T的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，今有一質(zhì)量為m= 1.0kg的金屬塊(可視為質(zhì)點(diǎn))帶電量 q =

13、 2.0 X10-3 C的負(fù)電，它以v0 = 8 m/s的速度沖上小車，當(dāng)它將要過 D點(diǎn)時(shí)，它對水平導(dǎo)軌的壓力為 9.81 N( g 取 9.8 m/s 2)求：(1) m從A到D過程中，系統(tǒng)損失了多少機(jī)械能？(2)若m通過D點(diǎn)時(shí)立即撤去磁場，在這以后小車獲得的最大3.0 kg的小車靜止在光滑的水平面上，AD部 分是表面粗糙的水平導(dǎo)軌，DC部分是光滑的 1圓弧導(dǎo)軌，整個(gè)導(dǎo)軌由絕緣材料做成并處速度是多少?(15分)“加速度計(jì)”作為測定運(yùn)動(dòng)物體加速度的儀器，已被廣泛地應(yīng)用于飛機(jī)、潛艇、航天器等裝置的制導(dǎo)系統(tǒng)中，如圖I -13所示是“應(yīng)變式加速 度計(jì)”的原理圖，支架 A、B固定在待測系統(tǒng)上，滑 塊穿

14、在A、B間的水平光滑桿上，并用輕彈簧固定于支架 A上，隨著 系統(tǒng)沿水平做變速運(yùn)動(dòng)，滑塊相對于支架發(fā)生位移，滑塊下端的滑動(dòng) 臂可在滑動(dòng)變阻器上相應(yīng)地自由滑動(dòng)，并通過電路轉(zhuǎn)換為電信號(hào)從1、 2兩接線柱輸出.已知：滑塊質(zhì)量為mi彈簧勁度系數(shù)為k,電源電動(dòng)勢為E,內(nèi) 阻為r,滑動(dòng)變阻器的電阻隨長度均勻變化，其總電阻R= 4 r,有效總長度L, 當(dāng)待測系統(tǒng)靜止時(shí)，1、2兩接線柱輸出的電壓 U0 = 0.4 E,取A到 B的方向?yàn)檎较?(1)確定“加速度計(jì)”的測量范圍.(2)設(shè)在1、2兩接線柱間接入內(nèi)阻很大的電壓表， 其讀數(shù)為U, 導(dǎo)出加速度的計(jì)算式.(3)試在1、2兩接線柱間接入內(nèi)阻不計(jì)的電流表， 其

15、讀數(shù)為I ,導(dǎo)出加速度的計(jì)算式.答案、D 7.D 8.B 9.CD一、（40 分）1.D 2.B 3.A 4.C 5.C 6.B 10.ABC二、（15 分）11.vt-12. 2g1 213.mv03三、（20分）14. （6分）不變;（6 分）（1）R； （2）右;（8 分）（1） B; （2）如圖 I -1所示四、17. （10分）設(shè)每個(gè)光脈沖的能量為 E,則 E = PA t , （3 分）又光子的頻率丫=9, （2分）所以每個(gè)激光光子的能量為 Eo= hc （2 圖I 分），則每列光脈沖含有的光子數(shù) n=M=L（2分）Eo hc即 n=1 106 1.0 103411 693.4 1

16、0 9 =3.5 x 1013 （1 分）6.63 103 1018. （10 分）（1）串聯(lián)電阻：R + R = 4 （Q）串聯(lián)電阻：里、=1 R = 2 QRi R2L2（2）由題意有P1= E （R1 R2）= 9 W（2分）（Ri R2 R2）將前式代入解得：E = 6+1.5 r（2分）22由題中的條件BAR得一=4上氣（2分）r 6 VE 9或1t 0r2 Q 19. （12 分）（1 r2）（4 r）22V由絆二竺J分）得，衛(wèi)星在空間站上的動(dòng)能為 r rEk= 1 mV =2心（2分）衛(wèi)星在空間站上的引力勢能在E = - GRMmh（1分）2（R h）機(jī)械能為Ei = R + E

17、p =-G Mm （2分）同步衛(wèi)星在軌道上正常運(yùn)行時(shí)有G Mm =巾2r （1分）故其軌道r半徑r=MG （1分）由式得，同步衛(wèi)星的機(jī)械能 E = - GMm=-GMm J2r 2. GM. 3 2=-m（ vGM ） （2 分） 2衛(wèi)星在運(yùn)行過程中機(jī)械能守恒，故離開航天飛機(jī)的衛(wèi)星的機(jī)械能應(yīng)為E2,設(shè)離開航天飛機(jī)時(shí)衛(wèi)星的動(dòng)能為國,則Ex = E - E，-23GM 2 + G-Mm- （2 分） R h（13分）（1）帶負(fù)電（2分）s（2）當(dāng)E向下時(shí)，設(shè)物塊與木板的最終速度為V1,則有mv= （M+ n）V1 （2 分）1 （mg- qE）L = 1 mv2 - 1 （ M+ n） V12（2

18、 分）當(dāng)E向上時(shí)，設(shè)物塊與木板的最終速度為 V2,則有mv = （M+n）V2（2分）1 （mg+ qE） L = 1 mv2 - 1 （ M+ n） V22 （2 分）解得E=嗎 （3分）2q（15分）（1）設(shè)m抵達(dá)D點(diǎn)的速度為V1 ,則：Bqv + mg=N（2分）. N mg 981 9.80 V1 =- =3= 5.0 m/s （1 分）Bq 2.0 101.0設(shè)此小車速度為V2,金屬塊由A-D過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒則:mv = mv + Mv （1 分）. . V2 = 1.0 m/s （1 分）損失的機(jī)械能 E =mv2 - 1 mv2-1Mv2 = 18 J （2 分） 222（2）在m沖上）圓弧和返回到 D點(diǎn)的過程中，小車速度一直在4增大，所以當(dāng)金屬塊回到D點(diǎn)時(shí)小車的速度達(dá)到最大（2分），且在上述過程中系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，則：mv + Mv = mv +Mv （2分）系統(tǒng)機(jī)械能