物理竞赛高中模拟试题及答案

高中物理检测试卷姓名：说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共120分钟.150分，考试时间第Ⅰ卷（选择题共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的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.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗，让漏斗左、右摆动，于是桌面上漏下许多砂子，经过一段时间形成一砂堆，砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状2.如图Ⅰ-2所示，甲乙两物体在同一光滑水平轨道上相向运动，乙上连有一段轻弹簧，甲乙相互作用过程中无机械能损失，下列说法正确的有A.若甲的初速度比乙大，则甲的速度后减到0B.若甲的初动量比乙大，则甲的速度后减到0图Ⅰ-2C.若甲的初动能比乙大，则甲的速度后减到0D.若甲的质量比乙大，则甲的速度后减到03.特技演员从高处跳下，要求落地时必须脚先着地，为尽量保证安全，他落地时最好是采用哪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.动物园的水平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.当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时，笼子对地面的压力为F1；当猴以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时，笼子对地面的压力为F2（如图Ⅰ-3），关于F1和F2的大小，下列判断中正确的是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)g5.下列说法中正确的是布朗运动与分子的运动无关B.分子力做正功时，分子间距离一定减小通过热传递可以使热转变为功6.如图Ⅰ-4所示，虚线a、b、c代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知图Ⅰ-4A.三个等势面中，a的电势最高B.带电质点通过P点时电势能较大C.带电质点通过P点时的动能较大D.带电质点通过P点时的加速度较大7.如图Ⅰ-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A.G1和G2的指针都立即回到零点B.G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点C.G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先立即偏向左方，图Ⅰ-5然后缓慢地回到零点D.G1的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点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，铁芯有一个缝隙，工作时磁带就贴着这个缝隙移动，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Ⅰ-6（c）所示）.磁带上涂有一层磁粉，磁粉能被磁化且留下剩磁.微音器的作用是把声音的变化转化为电流的变化；扬声器的作用是把电流的变化转化为声音的变化.由此可知①录音时线圈中的感应电流在磁带上产生变化的磁场，②放音时线圈中的感应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应电流，④放音时磁带上变化的磁场在线圈中产生感应电流.以上说法正确的是图Ⅰ-6②③①④C.③④①②9.下列说法中正确的是水中的气泡有时看上去显得格外明亮，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，物的移动方向与像的移动方向相反C.当物体从两倍焦距以外沿主光轴向凹透镜靠近时，物体与像之间的距离不断变小，而像则不断变大红光和紫光在同一种玻璃中传播时，红光的传播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，跟频率无关，因此，面对光电效应，这种理论无法解释以下哪种说法A.入射光频率v＜v0（极限频率）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率有关，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.当入射光频率v＞v0时，光电流强度与入射光强度成正比第Ⅱ卷（非选择题共110分）二、本题共3小题，每小题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时间物体开始以速度v匀速运动，此时物体离地面高度h=______.12.如图图Ⅰ-7所示，足够大的方格纸PQ水平放置，每个方格边长为l，在其正下方水平放置一宽度为L的平面镜MN，在方格纸上有两小孔A和B，AB宽度为d，d恰为某人两眼间的距离，此人通过A、B孔从平面镜里观察方格纸，两孔的中点O和平面镜中的点O′在同一竖直线上，则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-813.如图Ⅰ-8所示，固定于光滑绝缘水平面上的小球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，则小球A和B组成的系统在此后的运动过程中，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中的虚线所示位置.若其他操作正确，则测得的折射率将（填“偏大”“偏小”或“不变”）.图Ⅰ-915.（6分）在“研究电磁感应现象”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，应选用_______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，若将条形图Ⅰ-10磁铁S极朝下插入线圈中，则电流表的指针应向______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，21C.200Ω，W4D.1.2kΩ，1W1）实验时，R0应选用_______（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，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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=1.0×106W，所发射的每个脉冲持续的时间为t=1.0×10-11s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，把它们串联起来，等效电阻为4Ω，把它们并联起来，等效电阻是1

Ω，求：（1）这两个电阻的阻值各为多大？（2）如果把这两个电阻串联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；如果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，若要求P1=9W，且P2≥P1，求满足这一要求的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，如果规定物体在离地球无穷远处势能为0，则质量为m的物体离地心距离为r时，具有的万有引力势能可表示为Ep=-GMm.国际空间站是迄今世界上最大的航天工程，它是在地球大气层r.设空间站离地上空地球飞行的一个巨大的人造天体，可供宇航员在其上居住和进行科学实验面高度为h，如果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，则该卫星在离开空间站时必须具有多大的动能？20.（13分）如图Ⅰ-11所示，绝缘木板B放在光滑水平面上，另一质量为m、电量为q的小物块A沿木板上表面以某一初速度从左端沿水平方向滑上木板，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，物块与木板恰好相对静止.若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，假设物块的带电量不变.试问：1）物块所带电荷的电性如何？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的小车静止在光滑的水平面上，AD部分是表面粗糙的水平导轨，DC部分是光滑的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=2.0×10-3C的负电，它以v0=8m/s的速图Ⅰ-12度冲上小车，当它将要过D点时，它对水平导轨的压力为29.81N(g取9.8m/s)求：1）m从A到D过程中，系统损失了多少机械能？2）若m通过D点时立即撤去磁场，在这以后小车获得的最大速度是多少？22.（15分）“加速度计”作为测定运动物体加速度的仪器，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“应变式加速度计”的原理图，支架A、B固定在待测系统上，滑块穿在A、B间的水平光滑杆上，并用轻弹簧固定于支架A上，随着系统沿水平做变速运动，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，并通过电路转换为电信号从1、2两接线柱输出.图Ⅰ-13已知：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均匀变化，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“加速度计”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，导出加速度的计算式.（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，导出加速度的计算式.答案一、（40分）1.D2.B3.A4.C5.C6.B、D7.D8.B9.CD10.ABC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，则E=Pt，（3分）又光子的频率ν=c，（2分）所以每个激光光子的能量为E0=hc（2n=E=Pt图Ⅰ′-1分），则每列光脉冲含有的光子数（2分）E0hc110

61.010即n=6.631011693.410913（1分）343108=3.5×1018.（10分）（1）串联电阻：R1+R2=4（Ω）R1R2R1=2Ω串联电阻：=1ΩR1R2R2=2Ω(2分)（2）由题意有E2(R1R2)分）P1==9W（2(R1R2R2)将前式代入解得：E=6+1.5r（2分）由题中的条件P2≥P1得E24E2（2分）(1≥r)2r2)(40＜r≤2Ω6V＜E≤9V或2E=6+1.5r（2分）r=E-4319.（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)Rh机械能为E1=Ek+Ep=-GMm（2分）2(Rh)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）Mm32由③式得，同步卫星的机械能E2=-GMm2r=-GGM213GM2（2分）=-m()2E2，设离开航天飞卫星在运行过程中机械能守恒，故离开航天飞机的卫星的机械能应为132Mm（2分）机时卫星的动能为Ekx，则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，则有mv0=(M+m)v1（2分）μ(mg-qE)L=1212分)2mv0-2(M+m)v1(2当E向上时，设物块与木板的最终速度为v2，则有mv0=(M+m)v2（2分）L=1212μ(mg+qE)mv0-(M+m)v2（2分）222解得E=mg（3分）2q21.（15分）（1）设m抵达D点的速度为v1，则：Bqv1+mg=N（2分）Nmg=9819.80=5.0m/s（1分）∴v1=Bq2.01031.0设此小车速度为v2，金属块由A-D过程中系统动量守恒则：mv0=mv1+Mv2（1分）∴v2=1.0m/s（1分）∴损失的机械能E=1mv02-1mv12-1222Mv22=18J（2分）（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点时小车的速度达到最大（2分），且在上述过程中系统水平方向动量守恒，则：mv1+Mv2=mv1′+Mv2′（2分）系统机械能守恒，则：121mv1+21Mv2=2mv1′2+12Mv02（2分）v2′=1m/s和v2′=3m/s（1分）v2′=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）U0=0.4ε可推知：R12=2r，此时滑片Rr由已知条件P位于变阻器中点（1分）待测系统沿水平方向做变速运动分加速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"加速度计"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，则与电压表并联部分的电阻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）建立以上四式得：a=kL-5kLU（2分）2m4m（3）当1、2两接线柱接电流表时，滑线变阻器接在1、2间的电阻被短路.设P由中点向左偏移x，变阻器接入电路的电阻为：R2=（L4r+x）·ε=I(R2+r)2L由闭合电路欧姆定律得：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