高二物理競(jìng)賽復(fù)賽模擬試題

高二物理競(jìng)賽復(fù)賽試題選擇題（每小題5分，共40分）1如圖所示，剛性細(xì)直棒長(zhǎng)為2L，質(zhì)量不計(jì)，其一端O用光滑鉸鏈與固定轉(zhuǎn)軸連接，在細(xì)棒的中點(diǎn)固定一個(gè)質(zhì)量為4m的小球A，在棒的另一端固定一個(gè)質(zhì)量為m的小球（A）系統(tǒng)機(jī)械能守恒（B）棒對(duì)A、B兩球都不做功（C）A球通過棒對(duì)B球做正功（D）B球通過棒對(duì)A球做正功2截面積為A的U形管中，盛有一種密度為的液體，由于底部中間的閥門關(guān)閉著，使一邊管中的液面高度為h1，另一邊管中的液面高度為h2，如圖所示，再次地閥門打開，使左右兩邊相通，當(dāng)兩邊液面達(dá)到相同高度時(shí)，重力做的功為 （ ）（A）EQ\F(1,4)gA（h1－h(huán)2）2（B）EQ\F(1,2)gA（h1－h(huán)2）2（C）EQ\F(３,4)gA（h1－h(huán)2）2（D）gA（h1－h(huán)2）23如圖所示，一試管開口朝下插入盛水的廣口瓶里，在某一深度處?kù)o止時(shí)，管內(nèi)封有一定的空氣，若向廣口瓶中再慢慢地倒入一些水，試管仍保持豎直，則試管將 （ ）（A）加速上浮， （B）加速下沉，（C）保持靜止， （D）相對(duì)原靜止位置上下振動(dòng)。4如圖所示，一圓形金屬環(huán)平放在水平桌面上，有一帶負(fù)電荷的顆粒以恒定的水平速度v貼近環(huán)的上表面沿直線AB方向飛過金屬圓環(huán)，在該電顆粒飛過環(huán)的過程中，環(huán)中 （ ）（A）始終沒有感應(yīng)電流， （B）始終有方向不變的感應(yīng)電流，（C）感應(yīng)電流先沿順時(shí)針方向，后沿逆時(shí)針方向，（D）感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針方向，后沿順時(shí)針方向。5將容積分別為500cm3，200cm3的兩個(gè)玻璃容器A、B用容積可以忽略的細(xì)下班管連接起來，在20C時(shí)引入1atm的空氣后封閉，然后將容器A置于100C的環(huán)境中，容器B的溫度仍保持為（A）atm （B）atm（C）atm （D）atm6如圖所示，光滑水平金屬導(dǎo)軌相互平行，且足夠長(zhǎng)，可通過電鍵與電容器C連接，整個(gè)裝置置于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿ab電阻為R，開始時(shí)靜止，除ab外，其余電阻均可忽略，首先將K板向1，使電容器充電，然后將K板向2，其后ab桿的運(yùn)動(dòng)情況是（ab桿在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中與水平導(dǎo)軌始終保持良好接觸） （ ）（A）向右作加速度減小的變速運(yùn)動(dòng)，直至最后作勻速運(yùn)動(dòng)，（B）向右作加速度增大的變速運(yùn)動(dòng)，直至最后作勻速運(yùn)動(dòng)，（C）作先向右后向左的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，（D）作先加速后減速，再加速再減速的變速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向始終向右。7由a、b、c三種不同離子組成的混合離子束，從速度為零的初態(tài)同時(shí)經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速，然后又經(jīng)同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，出射后均能到達(dá)熒光屏上（如圖），已知a為一價(jià)氫離子，b為一價(jià)氦離子，c為二價(jià)氦離子，設(shè)重力忽略不計(jì)，則下述判斷正確的是 （ ）（A）三種離子到達(dá)熒光屏的位置相同，（B）三種離子從加速電場(chǎng)射出后到達(dá)熒光屏的時(shí)間相同，（C）三種離子到達(dá)熒光屏?xí)r的動(dòng)能EkaEkbEkc，（D）三種離子到達(dá)熒光屏?xí)r的動(dòng)量PaPbPc。8兩個(gè)完全相同的導(dǎo)體球，都帶等量的正電荷Q，現(xiàn)使兩球互相靠近，到一定程度時(shí)（）（A）二球表面都將有正、負(fù)兩種電荷分布，（B）二球中至少有一個(gè)表面上有正、負(fù)兩種電荷分布，（C）無論接近到什么程度二球表面都不會(huì)有負(fù)電荷分布，（D）是否有正、負(fù)電荷分布要視電荷Q有大小而定。二、填空題（每小題6分，共36分）9用兩個(gè)內(nèi)阻未知的電壓表V1、V2可測(cè)量電池組的總電動(dòng)勢(shì)值，先按圖a連接，讀得V1、V2兩表示數(shù)分別為6V、10V，再按圖b連接，讀得V1表的示數(shù)為12V由此可知，電池組的總電動(dòng)勢(shì)為__________________V。10如圖，三個(gè)電阻R1、R2、R3依次標(biāo)有“120，2W”、“80，4W”、“60，8W”，則允許接入電路的最大電壓為_________________V，此時(shí)三個(gè)電阻消耗的總功率為_________________W。11設(shè)空氣僅由氧氣和氮?dú)鈽?gòu)成，它們的質(zhì)量百分比分別為%和%，在壓強(qiáng)p=105N/m2和溫度t=17C時(shí)空氣的密度=____________kg/m312如圖所示，原長(zhǎng)為L(zhǎng)0的輕質(zhì)彈簧放置在一光滑的直管內(nèi)，彈簧與直管的一端均固定于O點(diǎn)，并能繞過O點(diǎn)且與紙面垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，彈簧的另一端連接一直徑略小于管直徑的光滑小球，當(dāng)理管豎直放置時(shí)，測(cè)得彈簧長(zhǎng)度為l0（彈性限度內(nèi)）。在讓該裝置從水平位置開始緩慢地繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中，當(dāng)直管轉(zhuǎn)過的角度=____________時(shí)，小球距原水平位置有最大的高度，其值hm=____________。13如圖所示，一定量的理想氣體由初始狀態(tài)a沿直線ab經(jīng)歷一系列的平衡狀態(tài)到達(dá)末狀態(tài)b，圖中p0、V0為已知量，且已知系統(tǒng)的初始溫度為T0，則在系統(tǒng)狀態(tài)變化的過程中，最低溫度Tmin=____________，最高溫度Tmax=____________。14右圖為盒式錄音磁帶中的一個(gè)卷帶盤，其內(nèi)部是塑料帶軸，半徑r=11mm，當(dāng)帶軸外部繞滿磁帶時(shí)，最外半徑R=21mm，若在聽磁帶錄放機(jī)時(shí)進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)帶軸上磁帶的厚度減少一半所需時(shí)間為12min，則帶軸上剩余磁帶的厚度再減少一半所需時(shí)間約為____________min，將整盤磁帶完整地放一次所需時(shí)間約為____________min。三、實(shí)驗(yàn)題（本題共14分）15一電流表的內(nèi)阻Rg約在1k－2k之間，現(xiàn)要測(cè)量它的內(nèi)阻，提供的器材有：編號(hào)器材名稱及技術(shù)指標(biāo)編號(hào)器材名稱及技術(shù)指標(biāo)A待測(cè)電流表G（量程250B電源E（4V，內(nèi)阻）C電阻箱RA（0－9999）D滑動(dòng)變阻器R1（0－20，1A）E滑動(dòng)變阻器R2（0－250，0.F滑動(dòng)變阻器R3（0－1k，0.G標(biāo)準(zhǔn)電流表G（量程250H電鍵S1、S2及導(dǎo)線若干今有甲、乙兩同學(xué)，用不同的測(cè)量方法來測(cè)出內(nèi)阻。A、甲同學(xué)利用圖一的電路圖來測(cè)量?jī)?nèi)阻，其實(shí)驗(yàn)步驟如下：①先按電路圖一接好各元件，并使滑動(dòng)觸頭P先置b端，斷開電鍵S1，且使電阻箱阻值為零。②閉合電鍵S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭P于某一位置，使G表滿刻度Ig。③半偏（Ig/2），記下電阻箱數(shù)值R。④即得待測(cè)電流表內(nèi)阻Rg=R。B、乙同學(xué)利用圖二的電路圖來測(cè)得內(nèi)阻，其實(shí)驗(yàn)步驟如下：①先按電路圖二接好各元件，并使滑動(dòng)觸頭P先置于b端，斷開電鍵S1、S2，且使電阻箱阻值為零。②閉合電鍵S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)觸頭P于某一位置，使G表滿刻度Ig。③閉合電鍵S1，斷開電鍵S2，調(diào)節(jié)電阻箱電阻值，使G表電流仍為Ig，記下電阻箱數(shù)值R。④即得待測(cè)電流表內(nèi)阻Rg=R。請(qǐng)回答以下問題：（1）在不考慮操作過程中的失誤的前提下，僅就電路設(shè)計(jì)而言，你認(rèn)為能更準(zhǔn)確地測(cè)出電流表內(nèi)阻值的是_________同學(xué)設(shè)計(jì)的方案。（2）請(qǐng)指出甲、乙兩同學(xué)在操作過程中的失誤之處，并糾正之。（3）你認(rèn)為測(cè)量精度較差的一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，（a）其測(cè)量誤差的主要來源是__________________，（b）這一測(cè)量值對(duì)實(shí)際的內(nèi)阻而言是偏大還是偏??？（c）要使這一測(cè)量值的誤差盡量小，則可變電阻應(yīng)選擇__________，其理由是：__________________。四、計(jì)算題（本題共60分）16（12分）將一小球從某點(diǎn)以初速度v0豎直向上拋出，當(dāng)小球落回該拋出點(diǎn)時(shí)速率為vt，已知小球在運(yùn)動(dòng)過程中受到的空氣阻力大小與小球的速度大小成正比，求小球從拋出到落回原處所用的時(shí)間。17（12分）一質(zhì)點(diǎn)在平面上作勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t=1s，t=2s，t=3s時(shí)，分別經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)，已知A、B之間的直線距離為4m，B、C之間的直線距離為3m，且直線AB與直線BC垂直，求質(zhì)點(diǎn)加速度的大小。18（20分）鋁制圓盤與半徑為r的軸固定連接，它們可繞垂直紙面的水平軸線O轉(zhuǎn)動(dòng)，軸上繞細(xì)線，線下端系一質(zhì)量為m的重物，轉(zhuǎn)軸與圓盤邊緣間通過電刷、導(dǎo)線及電阻相連，圓盤在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所受到的磨擦力矩Mf為定值，將圓盤置于磁感強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向與盤面垂直。（1）證明重物勻速下落時(shí)的速度v=EQ\F(gr2,CB2)(m-EQ\F(Mf,gr)),式中C是由圓盤系統(tǒng)性質(zhì)決定的比例常數(shù)。（2）對(duì)一定的B，取不同的m，測(cè)出相應(yīng)的作勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的v值，得到實(shí)驗(yàn)曲線如圖，圖中畫出了磁感強(qiáng)度分別為B1和B2時(shí)的兩條實(shí)驗(yàn)曲線，試根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算比值B1/B2。19（16分）高大樹木的高度可達(dá)幾十米，試根據(jù)下面所給的背景材料判斷水沿樹干內(nèi)“導(dǎo)管”從根部向樹冠輸運(yùn)的物理機(jī)理是下列哪一項(xiàng)。要求逐一估算并說明理由。（A）大氣壓的支持，（B）毛細(xì)現(xiàn)象，（C）水通過半透膜向另一側(cè)濃度較大的溶液滲透，（D）水分子之間的引力。背景材料：11標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為105Pa。2插在溶液中的毛細(xì)管，管內(nèi)液柱比管外液面高h(yuǎn)=EQ\F(2cos,gr)，式中為液體密度，g為重力加速度，r為毛細(xì)管半徑（本題r40m），為液面與管壁間的接觸角（0cos1），為液體表面張力系數(shù)（本題約為N/m）。3樹干中含“糖”的水溶液（樹汁）可以通過“導(dǎo)管”壁的生物膜（一種半透膜）吸收外側(cè)的水，從而提升管內(nèi)汁液的高度，由此能提升的最大高度h滿足gh=CRT，式中為環(huán)境的熱力學(xué)溫度，為“糖”（C12H22O11）溶液的摩爾濃度，其單位為mol/m3，假定樹汁中含有質(zhì)量為1%的蔗糖（C12H22O11），并已知R=J/molK。4對(duì)上端開口，下端封閉，內(nèi)壁潔凈，粗細(xì)均勻的豎直管中的水柱，用與管內(nèi)壁間密封性非常好的活塞施以拉力，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)拉力較小時(shí)，活塞無法拉動(dòng)，當(dāng)單位橫截面上的拉力超過14kN/cm2時(shí)，水柱才開始斷裂，這時(shí)水對(duì)活塞也施加一個(gè)拉力而不是壓力，即此時(shí)水的壓強(qiáng)是負(fù)的。參考答案一、1A、C，2A，3B，4C，5B，6A，7A、D，8C。二、920，10，，11，12sin－1EQ\F(L0,2（L0－l0）)，EQ\F(L02,4（L0－l0）)，13T0，4T0/3，14，。三、15（1）乙，（2）①甲、乙兩同學(xué)在連接電路中，均應(yīng)使滑動(dòng)觸頭P先置于a端，不應(yīng)先置于b端，②甲、乙兩同學(xué)在連接電路中，電阻箱R阻值應(yīng)先置于2k以上，不應(yīng)先置于零。（3）（a）增加了電阻箱的電阻值后，使aP段的并聯(lián)總電阻增大，aP端的電壓增大，G表兩端電壓由IgRg減為IgRg/2，而電阻箱兩端電壓大于IgRg/2，（b）偏大，（c）R1，使aP兩端并聯(lián)電路中Rap?Rg-R，使電阻箱電阻增大后，aP兩端電壓的增加值很微小，即使測(cè)量精確度增加了。四、計(jì)算題16解一：上升階段：-mg-kv=ma，所以EQ\F(v,t)=-g-EQ\F(kx,mt)，得v=gt-EQ\F(kx,m)，所以-v0=-gt1-EQ\F(kh,m)，其中t1為上升所用時(shí)間，h為上升高度，下降階段：mg-kv=ma’，EQ\F(v',t)=g-EQ\F(kx,mt)，得v=gt-EQ\F(kx,m)，所以v1=gt2-EQ\F(kh,m)，其中t2為下降所用時(shí)間，則v1+v0=g（t1+t2）=gt，t=（v1+v0）/g，解二：阻力正比于速度，上升和下降過程速度圖線下的面積相等一正一負(fù)，所以阻力隨時(shí)間變化的圖線下的面積也為零，即阻力的總沖量為零，由動(dòng)量定理得：mgt=mv1-m（-v0）。17質(zhì)點(diǎn)作勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，其軌跡必為拋物線，如圖，由運(yùn)動(dòng)迭加原理，質(zhì)點(diǎn)的位移AB可分解為AD和DB，AC可分解為AF和FC，其中AD和AF為勻速直線運(yùn)動(dòng)，AD和DF時(shí)間相等，所以路程也相等，BE=AB=4m，而DB和FC為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)C=4BD，所以CE=2BD=a22=5m，所以a=5m/s2。18（1）勻速，力矩平衡，mgr=Mm+Mf，因?yàn)镸mBI，IB，所以Mm=CB2，所以mgr=Mm+Mf=CB2vr+Mf，v=EQ\F(gr2,CB2)(m-EQ\F(Mf,gr)