高中物理競賽試題及答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高中物理競賽模擬試卷（一）說明：本試卷分第卷（選擇題）和第卷（非選擇題）兩部分，共150 分，考試時間 120 分鐘.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(jīng)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

2、簧，甲乙相互作用過程中無機械能損失，下列說法正確的有A.若甲的初速度比乙大，則甲的速度后減到 0圖-2B.若甲的初動量比乙大，則甲的速度后減到0C.若甲的初動能比乙大，則甲的速度后減到0D.若甲的質(zhì)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(zhì)量為M 的籠子，籠內(nèi)有一只質(zhì)量為 m 的猴子.當(dāng)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F

3、1；當(dāng)猴以同樣大小的加速度沿豎直柱子加速下滑時，籠子對地面的壓力為 F2（如圖-3），關(guān)于 F1 和 F2 的大小，下列判斷中正確的是圖-3A.F1 = F2(M + m)gB.F1(M + m)g,F2(M + m)gC.F1F2(M + m)gD.F1(M + m)g，F(xiàn)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(guān)B.分子力做正功時，分子間距離一定減小C.在環(huán)繞地球運行的空間實驗室里不能觀察熱傳遞的對流現(xiàn)象D.通過熱傳遞可以使熱轉(zhuǎn)變?yōu)楣D-46.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= Ubc，實線為一帶正電的質(zhì)點僅

4、在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、Q 是這條軌跡上的兩點，據(jù)此可知A.三個等勢面中，a的電勢最高B.帶電質(zhì)點通過 P 點時電勢能較大C.帶電質(zhì)點通過 P 點時的動能較大D.帶電質(zhì)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(nèi)阻不計、零點在表盤中央的電流計.當(dāng)開關(guān) K 處于閉合狀態(tài)時，兩表的指針皆偏向右方，那么，當(dāng)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圖-5C.G1 的指針緩慢地回到零點，而G2 的指針先立即偏向左方，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

5、地回到零點，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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)化為電流的變化；揚聲器的作用是把電流的變化轉(zhuǎn)化為聲音的變化.由此可知錄音時線圈中的感應(yīng)電流在磁帶上產(chǎn)生變化的磁場，放音時線圈中的感應(yīng)電流在磁帶上產(chǎn)生變化的磁場，錄音時磁帶上變化的磁場在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，放音時

6、磁帶上變化的磁場在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)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(dāng)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(jīng)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(guān)，因此，面對光電效應(yīng)，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，被照射的金屬不會逸出電

7、子B.光電子的最大初動能只與入射光頻率有關(guān)，而與入射光強度無關(guān)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(dāng)入射光頻率 vv0 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(jīng) 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 孔從平

8、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- 8圖-7 13.如圖-8所示，固定于光滑絕緣水平面上的小球 A 帶正電，質(zhì)量為 2 m，另一個質(zhì)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.圖-914.（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

9、平移到圖-9中的虛線所示位置.若其他操作正確，則測得的折射率將_（填“偏大”“偏小”或“不變”）.15.（6分）在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”實驗中：（1）首先要確定電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向間的關(guān)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(yīng)選用_作為保護電阻.圖-10（2）實驗中已得出電流表指針向右偏轉(zhuǎn)時，電流是"+"接線柱流入的，那么在如圖-10所示的裝置中，若將條形磁鐵 S 極朝下插入線圈中，則電流表的指針應(yīng)向_偏轉(zhuǎn).16.（8分）一種供儀器使用的小型電池標稱電壓為 9 V，允

10、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(nèi)電阻，可用如下器材：電壓表內(nèi)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 W B.190 ，W C.200 ，W D.1.2 k，1W（1）實驗時，R0應(yīng)選用_（填字母代號）較好；（2）在虛線框內(nèi)畫出電路圖.四、本題共 6 小題，共75 分，解答應(yīng)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)的一道一道的閃光，每道閃光稱為一個

11、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(nèi)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P2P1，求滿足這一要求的 E和 r 的所有值.19.（12分）地球質(zhì)量為M，半徑為 R，自轉(zhuǎn)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(zhì)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 = -G.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(xué)實驗.設(shè)空間站離地面高度為 h，如果在該空間站上直接發(fā)射一顆質(zhì)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？圖-1120.（13分）如圖-11所示，絕緣木板 B

13、 放在光滑水平面上，另一質(zhì)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(dāng)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，物塊仍以原初速度從左端滑上木板，結(jié)果物塊運動到木板中點時兩者相對靜止，假設(shè)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？圖-1221.（15分）如圖-12所示，質(zhì)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(dǎo)軌，DC 部分是光滑的 圓弧導(dǎo)軌，整個導(dǎo)軌由絕緣材料做成

14、并處于 B = 1.0 T的垂直紙面向里的勻強磁場中，今有一質(zhì)量為 m = 1.0 kg的金屬塊（可視為質(zhì)點）帶電量 q = 2.0×10-3 C的負電，它以v0 = 8 m/s 的速度沖上小車，當(dāng)它將要過 D 點時，它對水平導(dǎo)軌的壓力為 9.81 N(g 取 9.8 m/s2)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？圖-1322.（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(yīng)用于飛機、潛艇、航天器等裝置的制導(dǎo)系統(tǒng)中，如圖-13所示是“應(yīng)變式加速度計”的原理圖，支架 A、B 固定

15、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(yīng)地自由滑動，并通過電路轉(zhuǎn)換為電信號從 1、2 兩接線柱輸出.已知：滑塊質(zhì)量為 m，彈簧勁度系數(shù)為 k，電源電動勢為 E，內(nèi)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(dāng)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(shè)在1、2 兩接線柱間接入內(nèi)阻很大的電壓表，其讀數(shù)為 U，導(dǎo)出加速度的計算式.（3）試在

16、1、2 兩接線柱間接入內(nèi)阻不計的電流表，其讀數(shù)為 I，導(dǎo)出加速度的計算式.答案一、（40分）1.D 2.B 3.A 4.C 5.C 6.B、D 7.D 8.B 9.CD 10.ABC二、（15分）11.vt- 12.d +2l; 13. mv02三、（20分）14.（6分）不變； 15.（6分）（1）R1；（2）右；16.（8分）（1）B；（2）如圖-1所示圖-1四、17.（10分）設(shè)每個光脈沖的能量為E，則 E = Pt，（3分）又光子的頻率 =，（2分）所以每個激光光子的能量為 E0 = h（2分），則每列光脈沖含有的光子數(shù) n=（2分）即n=3.5×1013（1分）18.（10

17、分）（1）串聯(lián)電阻：R1 + R2 = 4（）R1 = 2 R2 = 2 (2分)串聯(lián)電阻：= 1 （2）由題意有 P1= 9 W（2分）將前式代入解得：E = 6+1.5r（2分）由題中的條件 P2P1得 （2分）6 VE9 Vr=E - 4或0r2 E= 6 +1.5r（2分）19.（12分）由G=（1分）得，衛(wèi)星在空間站上的動能為 Ek= mv2 =G（2分）衛(wèi)星在空間站上的引力勢能在 Ep = -G（1分） 機械能為 E1 = Ek + Ep =-G（2分）同步衛(wèi)星在軌道上正常運行時有 G =m2r（1分）故其軌道半徑 r=（1分）由式得，同步衛(wèi)星的機械能E2 = -G=-G =-m(

18、)2（2分）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(yīng)為 E2，設(shè)離開航天飛機時衛(wèi)星的動能為 Ekx，則Ekx = E2 - Ep- +G（2分）20.（13分）（1）帶負電（2分）s（2）當(dāng) E 向下時，設(shè)物塊與木板的最終速度為v1，則有mv0 = (M + m)v1（2分）(mg - qE)L =mv02 - (M + m)v12(2分)當(dāng) E 向上時，設(shè)物塊與木板的最終速度為 v2，則有mv0 = (M +m)v2（2分）(mg + qE) = mv02 - (M + m)v22（2分）解得 E=（3分）21.（15分）（1）設(shè) m抵達D 點的速度為v1 ，則：Bqv1 +mg=N（2分）v1 = 5.0 m/s（1分）設(shè)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 =mv02 -mv12-Mv22 = 18 J（2分）（2）在 m沖上圓弧和返回到 D 點的過程中，小車速度一直在增大，所以當(dāng)金屬塊回到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