2015高中物理競(jìng)賽決賽試題含答案

1、2015高中物理競(jìng)賽決賽試題(含答案） 作為自然科學(xué)的帶頭學(xué)科，物理學(xué)研究大至宇宙，小至基本粒子等一切物質(zhì)最基本的運(yùn)動(dòng)形式和規(guī)律，因此成為其他各自然科學(xué)學(xué)科的研究基礎(chǔ)。隨著新高考改革的深入，很多大學(xué)在招生的時(shí)候，把相關(guān)專業(yè)的選考學(xué)科都定為物理。接下來(lái)萬(wàn)朋教育就給大家送上2015年全國(guó)高中物理競(jìng)賽決賽試題，供大家免費(fèi)下載學(xué)習(xí)。 一、選擇題I(單選每小題3分，共30分) 1甲車速度v1=10米秒，乙車速度v2=4米秒，兩車在一條公路的不同車道上作同方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，隨后在甲車追上乙車相遇時(shí)，甲車立即剎車作加速度為a=2米秒2的勻減速運(yùn)動(dòng)。于是兩車將再次相遇，設(shè)兩車先后兩次相遇的時(shí)間間隔為t，兩次

2、相遇處的距離為s，則( ) (A)t=6秒，s=24米 (B)t=5秒，s=20米 (C)t=5秒，s=25米 (D)t=6.25秒，s=25米圖1 2點(diǎn)光源s位于凸透鏡左側(cè)2倍焦距(即2f)之外，由s發(fā)出的一條光線a如圖1所示，則光線經(jīng)過(guò)透鏡折射后的出射光線將與主光軸0102相交于( ) (A)一倍焦距與兩倍焦距之間 (B)兩倍焦距之外 (C)無(wú)窮遠(yuǎn)處 (D)兩倍焦距處圖2 3圖2是某電路中的一部分，已知R1=5歐，R2=1歐，R3=3歐，電流I1=O.2安，I2=O.1安，則通過(guò)電流表A中的電流強(qiáng)度是( ) (A)0.2安，方向?yàn)閎a (B)0.1安，方向ba (C)O.1安，方向?yàn)閍b

3、(D)0.3安，方向ab圖2 4質(zhì)量為優(yōu)的重物放在地面上，該地重力加速度為g，現(xiàn)用一根細(xì)繩向上提重物，使繩子拉力從零開(kāi)始逐漸增大，得到加速度a與拉力T的圖線如圖3所示中的OAB。換一個(gè)地點(diǎn)做同樣的實(shí)驗(yàn)，又得到OCD的圖線，關(guān)于OCD圖線所描述的物體質(zhì)量m與新地點(diǎn)重力加速度g，下列說(shuō)法中正確的是( ) (A) m> m，gg (B) m< m，gg (C) m> m，g= g (D) m< m，g= g圖4 5如圖4所示，在通電密繞長(zhǎng)螺線管靠近左端處，吊一金屬環(huán)a處于靜止?fàn)顟B(tài)，在其內(nèi)部也吊一金屬環(huán)b處于靜止?fàn)顟B(tài)，兩環(huán)環(huán)面均與螺線管的軸線垂直且環(huán)中心恰在螺線管中軸上，當(dāng)滑動(dòng)

4、變阻器R的滑片P向左端移動(dòng)時(shí)，a、b兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況將是( ) (A)a右擺，b左擺 (B)a左擺，b右擺 (C)a右擺，b不動(dòng) (D)a左擺，b不動(dòng)6如圖5所示，甲、乙兩列相互垂直傳播的振動(dòng)情況完全相同的波，實(shí)線表示波峰，虛線表示波谷，箭頭表示波的傳播考向。則圖中P點(diǎn)(小邊正方形的中央一點(diǎn))所處位置應(yīng)在( )圖5 (A)振動(dòng)增強(qiáng)點(diǎn) (B)振動(dòng)減弱點(diǎn) (C)既不是增強(qiáng)點(diǎn)，又不是減弱點(diǎn) (D)條件不足無(wú)法判斷 7放在粗糙水平面上的物體，第一次受水平力F1的作用，第二次受與水平面成角的斜向上的拉力F2的作用，這二次使物體以相同的加速度發(fā)生相同的位移，設(shè)兩次情況下，力F1和F2對(duì)物體分別做功W1和W2

5、，則( ) (A) F1> F2，W1> W2 (B)無(wú)法比較F1和F2的大小，但W1> W2圖6 (C)無(wú)法比較W1和W2的大小，但F1> F2 (D)力和功都無(wú)法比較大小 8圖6為一絕熱容器，中間用隔離板隔成兩部分等容積的上下兩層，上層A部分的氣體分子壓強(qiáng)較小，下層B部分的氣體壓強(qiáng)較大，且兩部分容器中氣體為溫度相同的同種氣體，現(xiàn)抽去隔板，使兩部分氣體均勻混合，則就整部分氣體而言，其內(nèi)能將( ) (A)減小 (B)增大 (C)不變 (D)無(wú)法比較圖7 9如圖7所示的振蕩電路正處在振蕩過(guò)程中，某時(shí)刻電感L中的磁場(chǎng)和電容C中的電場(chǎng)如圖所示，則此時(shí)( ) (A)電容器中的電

6、場(chǎng)強(qiáng)度正在增大 (B)線圈中磁感強(qiáng)度正在增大 (C)電容器極板上電荷最多 (D)振蕩電流達(dá)最大值 10在一弧形光滑軌道的上方搭有一水平光滑直軌道，如圖8所示，兩小球a、b以相同的水平初速度v0從同一地點(diǎn)M處同時(shí)滑向軌道，且始終未離軌，則先到達(dá)N點(diǎn)的小球應(yīng)是( )圖8 (A)a球 (B)b球 (C)兩球同時(shí)到達(dá) (D)無(wú)法判定圖9 二、選擇題(單選，每小題4分，共20分) 1如圖9所示。物體由靜止開(kāi)始分別沿不同斜面由頂端A下滑至底端B，兩次下滑的路徑分別為圖中的、，兩次物體與斜面間的摩擦因數(shù)相同，且不計(jì)路徑中轉(zhuǎn)折處的能量損失，則物體到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能相比較是( ) (A)第一次小 (B)第二次小

7、(C)兩次一樣大 (D)無(wú)法確定圖10 2在圖10所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為，內(nèi)電阻r。閉合電鍵后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P處于圖中R的中點(diǎn)位置時(shí)，小燈泡L1、L2、L3的亮度相同。若將滑片P向左滑動(dòng)，小燈泡的亮度變化情況是( ) (A) L1變亮，L2變暗，L3變亮 (B) L1變暗，L2變亮，L3變暗 (C) L1、L2變亮，L3變暗圖11 (D) L1、L2變暗，L3變亮 3在圖11中，AB、BC為兩細(xì)繩，A、C懸掛于天花板上，B端用一大小值定的力F拉住，繩與天花板的夾角分別為30°和45°，則要使BC繩所受拉力最大，力F與BC間的夾角應(yīng)為( ) (A)135°

8、 (B)165° (C)180° (D)以上均錯(cuò) 圖12 4利用圖12所示電路測(cè)量電池電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻r，得到電流表和電壓表的兩組數(shù)據(jù)I1、U1，I2、U2，由此可求得測(cè)= U1+，r測(cè)=。若考慮到兩表并非理想的電流表和電壓表，那么上述的測(cè)量值和真實(shí)值0與r0之間的關(guān)系應(yīng)是( ) (A) 0=測(cè)，r0> r測(cè) (B) 0>測(cè)，r0> r測(cè) (C) 0>測(cè)，r0= r測(cè) (D) 0=測(cè)，r0< r測(cè)圖13 5圖13是密立根油滴實(shí)驗(yàn)的模擬裝置。從噴嘴F噴出的霧狀油滴由于摩擦而帶電，油滴下落時(shí)受到的空氣阻力的大小與油滴半徑、下落速度成正比，當(dāng)阻力和重力

9、相等時(shí)，它將以收尾速度v勻速下落，這時(shí)的空氣阻力為krv(k為比例系數(shù)，r為油滴半徑，v為收尾速度)。一油滴以速度v穿過(guò)金屬板P上的小孔S，進(jìn)入P、Q兩平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在電場(chǎng)作用下油滴最終以收尾速度v在兩板間勻速向下運(yùn)動(dòng)，已知電源電動(dòng)勢(shì)為，P、Q兩板間距離為d，則該油滴所帶電量為( )(A) (B)(b) (D)圖14 三、選擇題(復(fù)選，每小題5分，共25分) 1如圖14所示，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)與三根相同的螺旋形輕彈簧相連，且處于豎直平面內(nèi)。靜止時(shí)，相鄰兩彈簧間的夾角均為120°，已知彈簧a、b對(duì)質(zhì)點(diǎn)作用力均為F，則彈簧c對(duì)質(zhì)點(diǎn)的作用力大小司能為( ) (A)F (B)F+mg

10、 (C)F-mg (D)Mg-F圖15 2如圖15所示，物體原靜止在傾角為的斜面上，現(xiàn)給物體一水平的推力F，使物體做勻速運(yùn)動(dòng)，物體與斜面間的摩擦因數(shù)為，物體質(zhì)量為m，則下列的判斷中正確的是( ) (A)物體將沿與斜面底邊平行的方向移動(dòng) (B)物體所受滑動(dòng)摩擦力大小等于mgcos，方向與力F相反 (C)物體所受滑動(dòng)摩擦力大小等于mgcos，方向與力F成一角度 (D)物體將斜向下做勻速直線運(yùn)動(dòng) 3兩個(gè)大小相同的絕緣金屬小球帶有正、負(fù)電荷，固定在一定距離上，今把它們相碰后置于原處，則它們間的庫(kù)侖力與原來(lái)相比，將( ) (A)變小 (B)變大 (C)不變 (D)變?yōu)榱銏D16 4左端封閉，右端開(kāi)口粗細(xì)均

11、勻的U形玻璃管，倒置時(shí)如圖16所示，用水銀柱封閉住兩段空氣柱，且兩空氣柱長(zhǎng)度與它們之間的水銀柱長(zhǎng)度相等均為l，左段空氣柱底面與右段水銀面在同一水平面上。若將此管保持豎直狀態(tài)而作自由落體運(yùn)動(dòng)，則與靜止時(shí)相比( ) (A)空氣柱長(zhǎng)度將增大 (B)空氣柱總長(zhǎng)度將減少 (C)左管中下段水銀柱將位置不變 (D)右管中水銀面將下降圖17 5圖17中，M、N為兩只在同一平面的線圈。在M的A、B間加上圖示所示的交流電(電流方向以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，則下列敘述中正確的是( ) (A)在0<t<和<t<，M與N相互推斥 (B)在<t<，N中感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?(C)在t=時(shí)

12、刻，M與N間相互作用力最大 (D)在t=寺時(shí)刻，N中無(wú)感應(yīng)電流 四、填空題(每小題6分，共36分) 1如圖18所示，水平光滑桌面上有一長(zhǎng)1米的輕桿，A端固定一個(gè)質(zhì)量為2千克的小球，桿可繞另一端O在水平光滑桌面上旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在桿的中點(diǎn)B施加一個(gè)大小4牛，始終與桿垂直的水平力，在力將桿推轉(zhuǎn)8弧度中，力的最大功率為瓦。 2.在圖19所示的電路中，已知電動(dòng)勢(shì)1=2.1伏，2=1.5伏，內(nèi)阻分別為r1，r2，外電阻為R，在圖甲中的電壓表示數(shù)為0.3伏，則圖乙中的電壓表示數(shù)為。 3如圖20所示，在湖中固定一細(xì)長(zhǎng)圓管(兩滯均開(kāi)口)，管內(nèi)有一活塞，其下端位于水面上。已知圓管豎直放置，活塞底面積S=1厘米2，質(zhì)量不

13、計(jì)，水面的大氣壓強(qiáng)p0為1.01×105帕。現(xiàn)將活塞緩緩地提高H=15米。則拉力對(duì)活塞所做的功應(yīng)為焦。 4如圖21所示，在傾角為的斜面上，以速度v0水平拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球(斜面足夠長(zhǎng)，重力加速度為g)，則在小球從A點(diǎn)水平拋出直至運(yùn)動(dòng)到小球離開(kāi)斜面有最大距離的過(guò)程中，重力的平均功率=_。圖22 5三個(gè)質(zhì)量均為優(yōu)的小物體，用輕繩相連跨過(guò)光滑的滑輪在圖22所示位置處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)若緩緩地將懸點(diǎn)A向右移動(dòng)s至A點(diǎn)時(shí)，三物仍保持靜止，則該移動(dòng)過(guò)程中所做的功應(yīng)為。圖23 6利用如圖23所示的裝置可測(cè)得導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n。橫截面為矩形的金屬導(dǎo)體的寬為b，厚為h，并加有與側(cè)面垂直的勻

14、強(qiáng)磁場(chǎng)(磁感強(qiáng)度為B)，當(dāng)通以圖示方向電流I時(shí)，在導(dǎo)體上下表面間用電壓表可測(cè)得電壓為u，已知自由電子的電量為e，則可知該導(dǎo)體單位體積的自由電子數(shù)n=。 五、計(jì)算題(第l題10分，第2題11分，第3題18分，共39分) 1在一個(gè)密閉的容器中裝有放射性同位素氪(Kr)，在溫度為20時(shí)，其壓強(qiáng)為1大氣壓。將容器埋入地下深處，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后取出，在此期間有些氪經(jīng)衰變成為銣(Rb)，銣最后是固體狀態(tài)。現(xiàn)在，仍在溫度為20時(shí)測(cè)得容器中的壓強(qiáng)為O.125大氣壓(1大氣壓=1.01×105帕)，并測(cè)得容器中有固體銣1.4×10-3摩，若銣的體積與容器體積比較可以忽略，且已知氪的半衰期為T=

15、11年，試計(jì)算埋入時(shí)氪的質(zhì)量m及埋入地下的時(shí)間t。 2如圖24所示，AB是半徑為R的圓的直徑，O為圓心，AC與AB成30°角，空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E，從A點(diǎn)以相同的初動(dòng)能Ek向不同方向拋出帶電量均為g的帶正電的粒子，圖24它們都能到達(dá)圓周，為使到達(dá)圓周上各點(diǎn)的粒子中(粒子重力可忽略)，到達(dá)C點(diǎn)的粒子動(dòng)能最大，求電場(chǎng)方向及粒子到達(dá)C點(diǎn)的動(dòng)能。 3如圖25所示，一根長(zhǎng)L=0.6米的輕細(xì)繩，上端與一質(zhì)量m=1千克的小圓環(huán)相連，環(huán)套在光滑的水平細(xì)桿上，繩的下端掛一質(zhì)量M=2千克的小球。開(kāi)始時(shí)使繩拉直成水平狀，且環(huán)與球均處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)釋放小球，試求：當(dāng)小球具有最大豎直分速度時(shí)，繩的拉力T及此時(shí)小球的速度v。(取g=10米秒2)圖25答