高中物理竞赛试题及

高中物理竞赛模拟试卷〔一〕说明：本试卷分第一卷〔选择题〕和第二卷〔非选择题〕两局部，共150分，考试时间120分钟.第一卷〔选择题共40分〕一、本题共10小题，每题4分，共40分，在每题给出的4个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分.1.置于程度面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗，让漏斗左、右摇动，于是桌面上漏下很多砂子，经过一段时间形成一砂堆，砂堆的纵剖面最凑近以下列图Ⅰ-1中的哪一种形状-2所示，甲乙两物体在同一圆滑程度轨道上相向运动，乙上连有一段轻弹簧，甲乙互相作用过程中无机械能损失，以下说法正确的有A.假定甲的初速度比乙大，那么甲的速度后减到0B.假定甲的初动量比乙大，那么甲的速度后减到0C.假定甲的初动能比乙大，那么甲的速度后减到图Ⅰ-20D.假定甲的质量比乙大，那么甲的速度后减到03.特技演员从高处跳下，要求落地时必须脚先着地，为尽量保证平安，他落地时最好是采用哪一种方法让脚尖先着地，且着地瞬间同时下蹲让整个脚板着地，且着地瞬间同时下蹲C.让整个脚板着地，且着地瞬间不下蹲D.让脚跟先着地，且着地瞬间同时下蹲4.动物园的程度地面上放着一只质量为M的笼子，笼内有一只质量为m的猴子.当猴以某一加快度沿竖直柱子加快向上爬时，笼子对地面的压力为F1；当猴以同样大小的加快度沿竖直柱子加快下滑时，笼子对地面的压力为F2〔如图Ⅰ-3〕，对于F1和F2的大小，以下判断中正确的选项是A.F1=F2＞(M+m)g图Ⅰ-3B.F1＞(M+m)g,F2＜(M+m)gC.F1＞F2＞(M+m)gD.F1＜(M+m)g，F2＞(M+m)gB.分子力做正功时，分子间间隔一定减小Ⅰ-4所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的图Ⅰ-4电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下经过该地区时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知A.三个等势面中，a的电势最高B.带电质点经过P点时电势能较大C.带电质点经过P点时的动能较大D.带电质点经过P点时的加快度较大-5所示，L为电阻很小的线圈，G1和G2为内阻不计、零点在表盘中央的电流计.当开关K处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方，那么，当K断开时，将出现G1和G2的指针都立刻回到零点G1的指针立刻回到零点，而G2的指针迟缓地回到零点C.G1的指针迟缓地回到零点，而G2的指针先立刻偏向左方，图Ⅰ-5然后迟缓地回到零点D.G1的指针先立刻偏向左方，然后迟缓地回到零点，而G2的指针迟缓地回到零点8.普通磁带录音机是用一个磁头来录音和放音的，磁头结构示意如图Ⅰ-6〔a〕所示，在一个环形铁芯上绕一个线圈，铁芯有一个空隙，工作时磁带就贴着这个空隙搬动，录音时磁头线圈跟话筒、放大电路〔亦称微音器〕相连〔如图Ⅰ-6〔b〕所示〕；放音时，磁头线圈改为跟扬声器相连〔如图Ⅰ①录音时线圈中的感觉电流在磁带上产生变化的磁场，②放音时线圈中的感觉电流在磁带上产生变化的磁场，③录音时磁带上变化的磁场在线圈中产生感觉电流，④图Ⅰ-6②③①④①②水中的气泡有时看上去显得格外亮堂，这是由于光从空气射向水时发生了全反射的缘故凸透镜成虚像时，物的搬动方向与像的搬动方向相反C.当物体从两倍焦距以外沿主光轴向凹透镜凑近时，物体与像之间的间隔不断变小，而像那么不断变大红光和紫光在同一种玻璃中流传时，红光的流传速度比紫光的大经典波动理论认为光的能量是由光的强度决定的，而光的强度又是由波的振幅决定的，跟频次无关，因此，面对光电效应，这种理论无法解释以下哪一种说法v＜v0〔极限频次〕时，不论入射光多强，被照射的金属不会逸出电子光电子的最大初动能只与入射光频次相关，而与入射光强度无关C.从光照射金属到金属逸出电子的时间一般不超过10-9sD.当入射光频次v＞v0时，光电流强度与入射光强度成正比第二卷〔非选择题共110分〕二、本题共3小题，每题5分，共15分.11.起重机以恒定功率从地面竖直提升一重物，经t时间物体开场以速度v匀速运动，此时物体离地面高度h=______.Ⅰ-7所示，足够大的方格纸PQ程度放置，每个方格边长为l，在其正下方程度放置一宽度为L的平面镜MN，在方格纸上有两小孔A和B，AB宽度为d，d恰为某人两眼间的间隔，此人经过A、B孔从平面镜里察看方格纸，两孔的中点O和平面镜中的点O′在同一竖直线上，那么人眼能看到方格纸的最大宽度是________，人眼最多能看到同一直线上的方格数是________.图Ⅰ-7图Ⅰ-8Ⅰ-8所示，固定于圆滑绝缘程度面上的小球A带正电，质量为2m，另一个质量为m，带负电的小球B以速度v0远离A运动时，同时释放小球A，那么小球A和B组成的系统在今后的运动过程中，其系统的电势能的最大增量为________.三、本题共3小题，共20分，把答案填在题中的横线上或按题目要求作图.14.〔6分〕在"测定玻璃砖折射率"的实验中，已画好玻璃砖界面的两条直线aa′和bb′，无意中将玻璃砖平移到图Ⅰ-9中的虚线所示地点.假定其他操作正确，那么测得的折射率将_______〔填“偏大〞“偏小〞或“不变〞〕.图Ⅰ-915.〔6分〕在“研究电磁感觉现象〞实验中：1〕首先要确定电流表指针偏转方向和电流方向间的关系.实验中所用电流表量程为100μA，电源电动势为1.5V，待选的保护电阻有：R1=100kΩ，R2=1kΩ，R3=10Ω，应采用_______作为保护电阻.〔2〕实验中已得出电流表指针向右偏转时，电流是"+"接线柱流入的，那么在如图Ⅰ-10所示的装置中，假定将条图Ⅰ-10形磁铁S极朝下插入线圈中，那么电流表的指针应向______偏转.16.〔8分〕一种供仪器使用的小型电池标称电压为9V，允许电池输出的最大电流为50mA，为了测定这个电池的电动势和内电阻，可用如下器材：电压表○V内阻很大，R为电阻箱，阻值范围为0~9999Ω；R0为保护电阻，有四个规格，即：A.10Ω，5WB.1901WΩ，2C.2001WΩ，4D.1.2kΩ，1W1〕实验时，R0应采用_______〔填字母代号〕较好；2〕在虚线框内画出电路图.四、本题共6小题，共75分，解容许写出必要的文字说明、方程式和重要演算 步骤 新产品开发流程的步骤课题研究的五个步骤成本核算步骤微型课题研究步骤数控铣床操作步骤 ，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.17.〔10分〕激光器是一个特殊的光源，它发出的光便是激光，红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲.现有红宝石激光器，发射功率为P×106W，所发射的每个脉冲持续的时间为t×10-11s波长为6693.4nm(1nm=1×10-9m)问：每列光脉冲含有的光子数是多少？〔保留两位有效数字〕18.〔10分〕两个定值电阻，把它们串连起来，等效电阻为4Ω，把它们并联起来，等效电阻是1Ω，求：〔1〕这两个电阻的阻值各为多大？〔2〕若是把这两个电阻串连后接入一个电动势为E，内电阻为r的电源两极间，两电阻消耗的总功率等于P1；若是把这两个电阻并联后接入同一个电源的两极间，两电阻消耗的总功率等于P2，假定要求P1=9W，且P2≥P1，求知足这一要求的E和r的所有值.19.〔12分〕地球质量为M，半径为R，自转角速度为ω，万有引力恒量为G，若是规定物体在离地球无穷远处势能为0，那么质量为m的物体离地心间隔为r时，拥有的万有引力势能可表示为Ep=-GMm它是在地球大.国际空间站是迄今世界上最大的航天工程，r气层上空地球飞翔的一个弘大的人造天体，可供宇航员在其上居住和进展科学实验.设空间站离地面高度为h，若是在该空间站上直接发射一颗质量为m的小卫星，使其能到达地球同步卫星轨道并能在轨道上正常运行，那么该卫星在分开空间站时必须拥有多大的动能？20.〔13分〕如图Ⅰ-11所示，绝缘木板B放在圆滑程度面上，另一质量为m、电量为q的小物块A沿木板上外表以某一初速度从左端沿程度方向滑上木板，木板周围空间存在着范围足够大的、方向竖直向下的匀强电场.当物块A滑到木板最右端时，物块与木板恰巧相对静止.假定将电场方向改为竖直向上，场强大小不变，物块图Ⅰ-11仍以原初速度从左端滑上木板，结果物块运动到木板中点时两者相对静止，假定物块的带电量不变.试问：1〕物块所带电荷的电性怎样？2〕电场强度的大小为多少？21.〔15分〕如图Ⅰ-12所示，质量为M=3.0kg的小车静止在圆滑的程度面上，AD局部是外表粗拙的程度导轨，DC局部是圆滑的1圆弧导轨，4整个导轨由绝缘材料做成并处于B=1.0T的垂直纸面向里的匀强磁场中，今有一质量为m=1.0kg的金属块〔可视为质点〕带电量q×10-30C的负电，它以v=8m/s的速度冲上小车，当它将要过D点时，它对程度导轨的压力为9.81N(g取9.8m/s2)求：图Ⅰ-12〔1〕m从A到D过程中，系统损失了多少机械能？〔2〕假定m经过D点时立刻撤去磁场，在这此后小车获得的最大速度是多少？22.〔15分〕“加快度计〞作为测定运动物体加快度的仪器，已被广泛地应用于飞机、潜艇、航天器等装置的制导系统中，如图Ⅰ-13所示是“应变式加快度计〞的原理图，支架A、B固定在待测系统上，滑块穿在A、B间的程度圆滑杆上，并用轻弹簧固定于支架A上，随着系统沿程度做变速运动，滑块相对于支架发生位移，滑块下端的滑动臂可在滑动变阻器上相应地自由滑动，并经过电路变换为电信号从1、2两接线柱输出.图Ⅰ-13：滑块质量为m，弹簧劲度系数为k，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器的电阻随长度平均变化，其总电阻R=4r，有效总长度L，当待测系统静止时，1、2两接线柱输出的电压U0=0.4E，取A到B的方向为正方向.〔1〕确定“加快度计〞的测量范围.〔2〕设在1、2两接线柱间接入内阻很大的电压表，其读数为U，导出加快度的计算式.〔3〕试在1、2两接线柱间接入内阻不计的电流表，其读数为I，导出加快度的计算式.答案一、〔40分〕1.D2.B3.A4二、〔15分〕11.vt-v212.d+2l;d2l13.1mv022gl3三、〔20分〕14.〔6分〕不变；15.〔6分〕〔1〕R1；〔2〕右；16.〔8分〕〔1〕B；〔2〕如图Ⅰ′-1所示四、17.〔10分〕设每个光脉冲的能量为E，那么E=Pt，〔3分〕又光子的频次ν=c，〔2分〕所以每个激光光子的能量为E0=hc〔2分〕，那么每列光脉冲含有的光子数E=Pt图Ⅰ′-1n=〔2分〕E0hc即n=11061.0106.631011693.4109343108×1013〔1分〕18.〔10分〕〔1〕串连电阻：R1+R2=4〔Ω〕R1R2=1ΩR1=2Ω串连电阻：R1R2R2=2Ω(2分)〔2〕由题意有P1=E2(R1R2)=9W〔2分〕(R1R2R2)将前式代入解得：Er〔2分〕由题中的条件E24E2P2≥P1得2)≥〔2分〕(1r(4r)20＜r≤2Ω6V＜E≤9V或2E-4Er〔2分〕r=319.〔12分〕由GMm=mv2〔1分〕得，卫星在空间站上的动能为Ek=1mv2=r2r2GMm〔2分〕卫星在空间站上的引力势能在Ep=-GMm〔1分〕2(Rh)Rh1kp=-GMm〔2分〕机械能为E=E+Eh)2(R同步卫星在轨道上正常运行时有GMm=mω2r〔1分〕故其轨道半径r=3MG〔1r22分〕MmMm32由③式得，同步卫星的机械能E2=-G2r=-G2GM13)2〔2分〕=-m(GM2卫星在运行过程中机械能守恒，故分开航天飞机的卫星的机械能应为E2，设分开航天飞132Mm〔2分〕机时卫星的动能为Ekx，那么Ekx=E2-Ep-GM+G2Rh20.〔13分〕〔1〕带负电〔2分〕s〔2〕当E向下时，设物块与木板的最终速度为v1，那么有mv0=(M+m)v1〔2分〕μ(mg-qE)L=1212分)mv0-(M+m)v1(222当E向上时，设物块与木板的最终速度为v202，那么有mv=(M+m)v〔2分〕L12-μ(mg+qE)=mv022(M+m)v22〔2分〕2解得E=mg〔3分〕2q21.〔15分〕〔1〕设m到达D点的速度为v1，那么：Bqv1+mg=N〔2分〕Nmg9819.80=5.0m/s〔1分〕∴v1==103Bq2.01.0设此小车速度为v2，金属块由A-D过程中系统动量守恒那么：mv0=mv1+Mv2〔1分〕∴v2=1.0m/s〔1分〕∴损失的机械能E=1021121Mv22=18J〔2分〕mv-mv-222〔2〕在m冲上1圆弧和返回到D点的过程中，小车速度一直在增大，所以当金属块4回到D点时小车的速度到达最大〔2分〕，且在上述过程中系统程度方向动量守恒，那么：mv1+Mv2=mv1′+Mv2′〔2分〕系统机械能守恒，那么：12121mv1′212〔2分〕v2′=1m/s和v2′=3m/s〔1分〕2mv1+Mv2=+Mv0222v2′=1m/s舍去，∴小车能获得的最大速度为3m/s〔1分〕22.〔15分〕〔1〕当待测系统静止时，1、2接线柱输出的电压U0=·R12〔1分〕Rr由条件U0ε可推知：R12=2r，此时滑片P位于变阻器中点〔1分〕待测系统沿程度方向做变速运动分加快运动和减速运动两种情况，弹簧最大压缩与最大伸长时刻，P点只能滑至变阻器的最左端和最右端，故有：a1=kL〔1分〕a2=-kL〔1分〕2m2m所以"加快度计"的测量范围为［-kL·kL］〔2分〕2m2m〔2〕当1、2两接线柱接电压表时，设P由中点向左偏移x，那么与电压表并联局部的电阻R1=〔L-x〕·4r〔1分〕2L由闭合电路欧姆定律得：I=〔1分〕R1r故电压表的读数为：U=IR1〔1分〕根据牛顿第二定律得：k·x=m·a〔1分〕成立以上四式得：a=kL-5kLU〔2分〕2m4mP由中点向左偏移x，变阻器接入电路的电阻为：2L4rR=〔+x〕·L2由闭合电路欧姆定律得：ε=I(R2+r)根据牛顿第二定律得：k·x=m·a联立上述三式得：a=kL(3Ir)〔2分〕4Imr