-------------高中物理竞赛模拟试卷（一）说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分,共150分,考试时间120分钟.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,于为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,就甲的速度后减到0B.若甲的初动量比乙大,就甲的速度后减到0C.若甲的初动能比乙大,就甲的速度后减到0D.若甲的质量比乙大,就甲的速度后减到0图Ⅰ-2 3.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,他落地时最好为采用哪种方法A.让脚尖先着地,且着地瞬间同时下蹲B.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,笼内有第1页,共10页-----------------------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,下列判断中正确的为=F2＞(M+m)g＞(M+m)g.F2＜(M+m)g＞F2＞(M+m)g＜(M+m)g,F2＞(M+m)g 5.下列说法中正确的为A.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C.在环绕地球运行的空间实验室里不能观察热传递的对流现象D.通过热传递可以使热转变为功图Ⅰ-3 6.如图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图Ⅰ动轨迹,P.Q为这条轨迹上的两点,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,将出现和G2的指针都立即回到零点的指针立即回到零点,而G2的指针缓慢地回到零点的指针缓慢地回到零点,而G2的指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点图Ⅰ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.普通磁带录音机为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,在第2页,共10页-----------------------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.微音器的作用为把声音的变化转化为电流的变化；扬声器的作用为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.以上说法正确的为图Ⅰ-6 A.②③B.①④C.③④D.①②9.下列说法中正确的为A.水中的气泡有时看上去显得格外明亮,这为由于光从空气射向水时发生了全反射的缘故B.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,而像就不断变大D.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10.经典波动理论认为光的能量为由光的强度决定的,而光的强度又为由波的振幅决定的,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第3页,共10页-----------------------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B.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-9 C.从光照射金属到金属逸出电子的时间一般不超过10 s D.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,就人眼能看到方格纸的最大宽度为,人眼最多能看到同一直线上的方格数为.图Ⅰ-7图Ⅰ-8 13.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2 m,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,就小球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,就测得的折射率将（填“偏大”“偏小”或“不变”）.15.（6分）在“研究电磁感应现象”实验中：图Ⅰ-9第4页,共10页-----------------------（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V,待选的保护电阻有：R1=100 kΩ,R2=1 kΩ,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,电流为"+"接线柱流入的,那么在如图Ⅰ-10所示的装置中,若将条形磁铁S极朝下插入线圈中,就电流表的指针应向图Ⅰ_-_1_0偏转.16.（8分）一种供仪器使用的小型电池标称电压为9 V,允许电池输出的最大电流为50 mA,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○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：Ω,5 WΩ,1 W 2Ω,1 W 4 kΩ,1W（1）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）激光器为一个特殊的光源,它发出的光便为激光,红宝石激光器发射的激光为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 6=×10W,所发射的每个脉冲持续的时间为Δt=×10-11s波长为nm(1 nm=-9 1×10 m)问：每列光脉冲含有的光子数为多少（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,等效电阻为1Ω,求：第5页,共10页-----------------------（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=9 W,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,就质量为m的物体离地心距离为r时,具有的万有引力Mm势能可表示为Ep=-G r.国际空间站为迄今世界上最大的航天工程,它为在地球大气层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.设空间站离地面高度为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,就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.图Ⅰ-11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=3.0 kg的小车静止在光滑的水平面上,AD部分为表面粗糙的水平导轨,DC部分为光滑的1圆弧导轨,整个导轨由绝缘材料做4成并处于B=T的垂直纸面向里的匀强磁场中,今有一质-3量为m=1.0 kg的金属块（可视为质点）带电量q=×10C的负电,它图以Ⅰ-1v20=8 m/s的速度冲上小车,当它将要过D点时,它对水平导轨的压力为N(g取9.8 m/s 2)求：（1）m从A到D过程中,系统损失了多少机械能第6页,共10页-----------------------（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为多少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所示为“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,随着系图Ⅰ-13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.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=4 r,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=E,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）.D 2二.（15分）v 2g+2 l;d 2l l13.1 mv 2 0 3三.（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,就E=PΔt,（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=h c（2分）,就每列光脉冲图Ⅰ′-1含有的光子数n=E=P t（2分）E0 hc即n=11061.010 11693.410 9=×1013（1分）6.63 10 34 3 10 8 18.（10分）（1）串联电阻：R1+R2=4（Ω）第7页,共10页-----------------------串联电阻：R1 R2=1ΩR1=2ΩR1 R2R E 2(R R)（2）由题意有P1=1 2(R1 R2 R2)=9 W（2分）将前式代入解得：E=6+（2分）E 24E 2由题中的条件P2≥P1得(1≥r 2)(4r)2（2分）0＜r≤2Ω6 V＜E≤9 V或2 E Mm mv2r=E-4 3 1 2 19.（12分）由G=r 2 r（1分）得,卫星在空间站上的动能为Ek=mv=2 G Mm（2分）卫星在空间站上的引力势能在Ep=-G Mm（1分）2(R h)R h机械能为E1=Ek+Ep=-GMm 2(R h)（2分）同步卫星在轨道上正常运行时有G Mm r 2=mω3 2r（1分）故其轨道半径r=MG（1 2分）由③式得,同步卫星的机械能E2=-GMm3 2=-GMm=-1 m(23 GM)（2分）2r 2 GM 2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E2,设离开航天飞机时卫星的动能为Ek x,就Ek x=E2-Ep-1 3 2 Mm GM+G（2分）2 R h 20.（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,就有mv0=(M+m)v1（2分）μ(mg-qE)L=1 mv0-2 21(M+m)v1(2分)2 2当E向上时,设物块与木板的最终速度为v2,就有mv0=(M+m)v2（2分）第8页,共10页-----------------------μ(mg+qE)L=1 2 2mv0-1(M+m)v2（2分）2 2 2解得E=mg 2q（3分）21.（15分）（1）设m抵达D点的速度为v1,就：Bqv1+mg=N（2分）∴v1=Nmg=9819.80=5.0 m/s（1分）Bq 2.010 3 1.0设此小车速度为v2,金属块由A-D过程中系统动量守恒就：mv0=mv1+Mv2（1分）∴v2=1.0 m/s（1分）∴损失的机械能ΔE=11 mv0-2 21 mv1-2 21 Mv2 2 2=18 J（2分）（2）在m冲上圆弧和返回到D点的过程中,小车速度一直在增大,所以当金属块回4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,就：mv1+Mv2=mv1′+Mv2′（2分）系统机械能守恒,就：1 2 1 0 2 2 1 mv2+1 Mv2=1 mv′2+1 Mv22 2 2 2（2分）v′=1 m/s和v′=3 m/s（1分）v2′=1 m/s舍去,∴小车能获得的最大速度为3 m/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=R·R12（1分）r由已知条件U0=ε可推知：R12=2 r,此时滑片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=k L（1分）a2=-k L（1分）2m 2m所以"加速度计"的测量范围为［-k L·k L］（2分）2m 2m（2）当1.2两接线柱接电压表时,设P由中点向左偏移x,就与电压表并联部分的电阻R1=（L-x）·4 r 2 L（1分）由闭合电路欧姆定律得：I=R1（1分）r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）第9页,共10页-----------------------建立以上四式得：a=k L-5k L U（2分）2m 4 m（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=（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·aL+x）·4 r 2 L联立上述三式得：a=k L(3I r)（2分）4I m r第10页,共10页----------。
