物理競賽高中模擬試題及答案

1、高中物理檢測試卷姓名：說明：本試卷分第卷（選擇題）和第卷（非選擇題）兩部分，共120 分鐘 .150 分，考試時間第卷（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 個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，全部選對的得4 分，選不全的得2 分，有錯選或不答的得0 分 .1.置于水平面的支架上吊著一只裝滿細砂的漏斗，讓漏斗左、右擺動，于是桌面上漏下許多砂子，經過一段時間形成一砂堆，砂堆的縱剖面最接近下圖-1 中的哪一種形狀2.如圖 -2 所示，甲乙兩物體在同一光滑水平軌道上相向運動，乙上連有一段輕彈簧，甲乙相互作用過程中無機械能損失，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0B. 若甲的初動量比乙大，則甲的速度后減到0圖 -2C.若甲的初動能比乙大，則甲的速度后減到0D. 若甲的質量比乙大，則甲的速度后減到03.特技演員從高處跳下，要求落地時必須腳先著地，為盡量保證安全，他落地時最好是采用哪種方法A. 讓腳尖先著地，且著地瞬間同時下蹲B. 讓整個腳板著地，且著地瞬間同時下蹲C.讓整個腳板著地，且著地瞬間不下蹲D.讓腳跟先著地，且著地瞬間同時下蹲4.動物園的水平地面上放著一只質量為 M 的籠子，籠內有一只質量為 m 的猴子 .當猴以某一加速度沿豎直柱子加速向上爬時，籠子對地面的壓力為F1；當猴以同樣大小的加速度沿

3、豎直柱子加速下滑時，籠子對地面的壓力為F2（如圖 -3），關于F 1 和 F 2 的大小，下列判斷中正確的是A. F 1 = F2 (M + m)g圖 -3B. F 1 (M + m)g,F 2 (M + m)gC.F 1 F2 (M + m)gD. F 1 (M + m)g， F 2 (M + m)g5.下列說法中正確的是A. 布朗運動與分子的運動無關B. 分子力做正功時，分子間距離一定減小D. 通過熱傳遞可以使熱轉變?yōu)楣?.如圖 -4 所示，虛線a、 b、 c 代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即 Uab= U bc，實線為一帶正電的質點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動

4、軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點，據此可知圖 -4A. 三個等勢面中， a 的電勢最高B. 帶電質點通過P 點時電勢能較大C.帶電質點通過P 點時的動能較大D. 帶電質點通過P 點時的加速度較大7.如圖 -5 所示， L 為電阻很小的線圈， G1 和 G2 為內阻不計、零點在表盤中央的電流計.當開關 K 處于閉合狀態(tài)時，兩表的指針皆偏向右方，那么，當K 斷開時，將出現(xiàn)A. G1 和 G2 的指針都立即回到零點B.G1的指針立即回到零點，而G2 的指針緩慢地回到零點C.G1的指針緩慢地回到零點，而G2的指針先立即偏向左方，圖 -5然后緩慢地回到零點D. G1的指針先立即偏向左方，然后緩慢地回到零點

5、，而G2 的指針緩慢地回到零點8.普通磁帶錄音機是用一個磁頭來錄音和放音的，磁頭結構示意如圖-6（ a）所示，在一個環(huán)形鐵芯上繞一個線圈，鐵芯有一個縫隙，工作時磁帶就貼著這個縫隙移動，錄音時磁頭線圈跟話筒、放大電路（亦稱微音器）相連（如圖-6（ b）所示）；放音時，磁頭線圈改為跟揚聲器相連（如圖-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化為電流的變化；揚聲器的作用是把電流的變化轉化為聲音的變化 .由此可知錄音時線圈中的感應電流在磁帶上產生變化的磁場，放音時線圈中的感應電流在磁帶上產生變化的磁場，錄音時磁帶上變化的磁場在線圈中產生感應電流，放音

6、時磁帶上變化的磁場在線圈中產生感應電流.以上說法正確的是圖 -6A. B. C.D. 9.下列說法中正確的是A. 水中的氣泡有時看上去顯得格外明亮，這是由于光從空氣射向水時發(fā)生了全反射的緣故B. 凸透鏡成虛像時，物的移動方向與像的移動方向相反C.當物體從兩倍焦距以外沿主光軸向凹透鏡靠近時，物體與像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，紅光的傳播速度比紫光的大10. 經典波動理論認為光的能量是由光的強度決定的，而光的強度又是由波的振幅決定的，跟頻率無關，因此，面對光電效應，這種理論無法解釋以下哪種說法A. 入射光頻率vv0（極限頻率）時，不論入射光多強，被照射的

7、金屬不會逸出電子B. 光電子的最大初動能只與入射光頻率有關，而與入射光強度無關C.從光照射金屬到金屬逸出電子的時間一般不超過10-9 sD. 當入射光頻率v v0 時，光電流強度與入射光強度成正比第卷（非選擇題共 110 分）二、本題共3 小題，每小題5 分，共15 分 .11.起重機以恒定功率從地面豎直提升一重物，經t 時間物體開始以速度v 勻速運動，此時物體離地面高度h= _.12.如圖圖 -7 所示，足夠大的方格紙PQ 水平放置， 每個方格邊長為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，AB 寬度為d， d 恰為某人兩眼間的距離，此人通過A、 B 孔

8、從平面鏡里觀察方格紙，兩孔的中點O 和平面鏡中的點 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 _.圖 -7圖-813.如圖 -8 所示，固定于光滑絕緣水平面上的小球A帶正電，質量為2 m，另一個質量為 m，帶負電的小球 B 以速度 v0 遠離 A 運動時，同時釋放小球A，則小球 A和B 組成的系統(tǒng)在此后的運動過程中，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 .14.（ 6 分）在 測定玻璃磚折射率 的實驗中， 已畫好玻璃磚界面的兩條直線 aa和 bb，無意中將玻璃磚平移到圖-9 中

9、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” ）.圖 -915.（ 6 分）在“研究電磁感應現(xiàn)象”實驗中：（ 1）首先要確定電流表指針偏轉方向和電流方向間的關系.實驗中所用電流表量程為 100A ，電源電動勢為 1.5 V，待選的保護電阻有：R1 = 100 k ， R2 = 1 k ， R3 = 10，應選用 _作為保護電阻 .（ 2）實驗中已得出電流表指針向右偏轉時，電流是+接線柱流入的，那么在如圖-10 所示的裝置中，若將條形圖 -10磁鐵 S 極朝下插入線圈中，則電流表的指針應向_偏轉 .16.（ 8 分）一種供儀器使用的小型電池標稱電壓為9 V

10、 ，允許電池輸出的最大電流為50 mA，為了測定這個電池的電動勢和內電阻，可用如下器材：電壓表V 內阻很大， R 為電阻箱，阻值范圍為09999 ； R0 為保護電阻，有四個規(guī)格，即：A.10，5 WB.1901W，21C.200 ，W4D.1.2 k ， 1W（ 1）實驗時， R0 應選用 _（填字母代號）較好；（ 2）在虛線框內畫出電路圖 .四、本題共6 小題，共75 分，解答應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)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.17.（ 10 分）激光器是一個特殊的光源，它發(fā)出的光便是激光，紅寶石激光器發(fā)射的激光是不連續(xù)的一道

11、一道的閃光，每道閃光稱為一個光脈沖.現(xiàn)有紅寶石激光器，發(fā)射功率為P =1.0 106 W ，所發(fā)射的每個脈沖持續(xù)的時間為t = 1.0 10-11 s 波長為6693.4 nm(1 nm =1 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）18.（ 10 分）兩個定值電阻，把它們串聯(lián)起來，等效電阻為 4 ，把它們并聯(lián)起來，等效電阻是 1 ，求：（ 1）這兩個電阻的阻值各為多大？（ 2）如果把這兩個電阻串聯(lián)后接入一個電動勢為E，內電阻為r 的電源兩極間，兩電阻消耗的總功率等于P1；如果把這兩個電阻并聯(lián)后接入同一個電源的兩極間，兩電阻消耗的總功率等于 P2，若要求P1 = 9

12、 W ，且 P2 P1，求滿足這一要求的E 和 r 的所有值 .19.（ 12 分）地球質量為M，半徑為 R，自轉角速度為 ，萬有引力恒量為G，如果規(guī)定物體在離地球無窮遠處勢能為0，則質量為 m 的物體離地心距離為r時，具有的萬有引力勢能可表示為 Ep = -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r.設空間站離地上空地球飛行的一個巨大的人造天體，可供宇航員在其上居住和進行科學實驗面高度為 h，如果在該空間站上直接發(fā)射一顆質量為m 的小衛(wèi)星，使其能到達地球同步衛(wèi)星軌道并能在軌道上正常運行，則該衛(wèi)星在離開空間站時必須具有多大的動能？20.（ 13 分）如圖 -11 所示，絕

13、緣木板 B 放在光滑水平面上，另一質量為 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板，木板周圍空間存在著范圍足夠大的、方向豎直向下的勻強電場.當物塊 A 滑到木板最右端時，物塊與木板恰好相對靜止.若將電場方向改為豎直向上，場強大小不變，物塊圖 -11仍以原初速度從左端滑上木板，結果物塊運動到木板中點時兩者相對靜止，假設物塊的帶電量不變 .試問：（ 1）物塊所帶電荷的電性如何？（ 2）電場強度的大小為多少？21.（ 15 分）如圖 -12所示，質量為 M = 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軌，DC部分是光滑的1 圓弧導軌，

14、4整個導軌由絕緣材料做成并處于B = 1.0 T 的垂直紙面向里的勻強磁場中， 今有一質量為m = 1.0 kg 的金屬塊 （可視為質點）帶電量 q = 2.0 10-3 C的負電，它以 v0= 8 m/s 的速圖 -12度沖上小車，當它將要過D 點時，它對水平導軌的壓力為29.81 N( g 取 9.8 m/s )求：（ 1） m 從 A 到 D 過程中，系統(tǒng)損失了多少機械能？（ 2）若 m 通過 D 點時立即撤去磁場，在這以后小車獲得的最大速度是多少？22.（15 分）“加速度計”作為測定運動物體加速度的儀器，已被廣泛地應用于飛機、潛艇、航天器等裝置的制導系統(tǒng)中，如圖-13所示是“應變式加

15、速度計”的原理圖，支架A、B 固定在待測系統(tǒng)上，滑塊穿在 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)沿水平做變速運動，滑塊相對于支架發(fā)生位移，滑塊下端的滑動臂可在滑動變阻器上相應地自由滑動，并通過電路轉換為電信號從1、2 兩接線柱輸出 .圖 -13已知：滑塊質量為m，彈簧勁度系數(shù)為k，電源電動勢為 E，內阻為r，滑動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 ，當待測系統(tǒng)靜止時，1、 2 兩接線柱輸出的電壓U0 = 0.4 E，取 A 到 B 的方向為正方向 .（ 1）確定“加速度計”的測量范圍.（ 2）設在 1、2 兩接線柱間接入內阻很大的電壓表

16、，其讀數(shù)為U，導出加速度的計算式 .（ 3）試在 1、2 兩接線柱間接入內阻不計的電流表，其讀數(shù)為I，導出加速度的計算式 .答案一、（ 40分） 1.D 2.B 3.A4.C5.C6.B 、D7.D 8.B 9.CD 10.ABC二、（ 15分） 11.vt- v 212.d +2l; d2l13.1mv022gl3三、（ 20 分） 14.（ 6 分）不變；15.（ 6分）（ 1） R1；（ 2）右；16.（ 8 分）（ 1） B；（ 2）如圖 -1 所示四、 17.（ 10 分）設每個光脈沖的能量為E，則 E = P t，（3 分）又光子的頻率 = c ，（2 分）所以每個激光光子的能量為

17、E0 = h c（ 2n= E= Pt圖 -1分），則每列光脈沖含有的光子數(shù)（ 2分）E0hc11061.010即 n=6.631011693.410 913（1分）343108=3.51018.（ 10 分）（ 1）串聯(lián)電阻： R1 + R2 = 4（ ）R1 R2R1=2串聯(lián)電阻：= 1 R1 R2R2=2(2分)（ 2）由題意有E2(R1R2 )分）P1 =9W （2(R1 R2R2 )將前式代入解得：E = 6+1.5 r （ 2 分）由題中的條件P2P1 得E24E 2 （ 2 分）(1r ) 2r 2 )( 40 r 2 6 VE9 V或2E= 6 +1.5 r （ 2 分）r =

18、E - 4319.（ 12 分）由 G Mm= mv2（ 1 分）得，衛(wèi)星在空間站上的動能為Ek=1mv2 =r 2r2GMm（ 2 分）衛(wèi)星在空間站上的引力勢能在Ep = - GMm （ 1 分）2(Rh)Rh機械能為 E1 = Ek + Ep =-GMm（2 分）2( Rh)同步衛(wèi)星在軌道上正常運行時有GMm=m 2r（ 1 分）故其軌道半徑r=3 MG（1r 22分）Mm32由式得，同步衛(wèi)星的機械能E2=-GMm2r=-GGM213GM2（2 分）=-m()2E2，設離開航天飛衛(wèi)星在運行過程中機械能守恒，故離開航天飛機的衛(wèi)星的機械能應為132Mm （ 2 分）機時衛(wèi)星的動能為Ekx，則

19、Ekx = E2- Ep-GM+G2Rh20.（ 13 分）（ 1）帶負電（2 分） s（ 2）當 E 向下時，設物塊與木板的最終速度為v1，則有 mv0 = ( M + m)v1（ 2 分） (mg - qE) L =1212分)2mv0 -2(M + m)v1 (2當 E 向上時，設物塊與木板的最終速度為v2，則有 mv0= (M +m)v2（ 2 分）L=1212 (mg + qE)mv0-(M + m)v2 （2 分）222解得 E= mg （ 3 分）2q21.（ 15 分）（ 1）設 m 抵達 D點的速度為 v1，則： Bqv1+mg=N（ 2 分）Nmg=9819.80= 5.0 m/s（ 1 分） v1 =Bq2.01031.0設此小車速度為v2，金屬塊由A-D過程中系統(tǒng)動量守恒則：mv0 = mv1 +Mv2 （ 1 分） v2 = 1.0 m/s （ 1 分）損失的機械能E = 1 mv02 - 1 mv12- 1222Mv 22 = 18 J（ 2 分）（ 2）在m 沖上 1 圓弧和返回到D 點的過程中，小車速度一直在增大，所以當金屬塊4回到 D 點時小車的速度達到最大（ 2 分），且在上述過程中系統(tǒng)水平方向動量守恒，則： mv1 + Mv2 = mv1 +Mv 2（ 2 分）系