高中物理竞赛模拟试题及答案1(1)

高中物理竞赛模拟试题及答案1(1)

最新实用优秀的中小学 word 文档 高中物理检测试卷 姓名： 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，于是桌面上漏下 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，则甲的速度后减到 0 B.若甲的初动量比乙大，则甲的速度后减到 0 C.若甲的初动能比乙大，则甲的速度后减到 0 D.若甲的质量比乙大，则甲的速度后减到 0 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，他落地时最好是 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 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 F 1 和 F 2 的大小，下列判断中正确的是 A.F 1 = F2＞(M + m)g B.F 1＞ (M + m)g,F 2＜(M + m)g C.F 1＞ F2＞(M + m)g D.F 1＜(M + m)g，F 2＞(M + m)g 5.下列说法中正确的是 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 图Ⅰ -2 最新实用优秀的中小学 word 文档 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= U bc，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动轨迹， P、Q 是这条轨迹上的两点，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 A. G1 和 G2 的指针都立即回到零点 B.G1 的指针立即回到零点，而 G2 的指针缓慢地回到零点 C.G1 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 D.G1 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.普通磁带录音机是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 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 音器的作用是把声音的变化转化为电流的变化；扬声器的作用是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 .以上说法正确的是 A. ②③ B.①④ C.③④ D.①② 9.下列说法中正确的是 A. 水中的气泡有时看上去显得格外明亮，这是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 像则不断变大 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 图Ⅰ -4 图Ⅰ -5 图Ⅰ -6 最新实用优秀的中小学 word 文档 10.经典波动理论认为光的能量是由光的强度决定的，而光的强度又是由波的振幅决定 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 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 C.从光照射金属到金属逸出电子的时间一般不超过 10-9 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， 则人眼能看到方格纸的最大宽度是 ________，人眼最多能看到同一 直线上的方格数是 ________. 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，则小球 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， 则测得的折射率将 _______（ 填“偏 大”“偏小”或“不变” ）. 15.（6 分）在“研究电磁感应现象”实验中： （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 1.5 V， 待选的保护电阻有： R1 = 100 kΩ，R2 = 1 kΩ， R3 = 10 Ω， 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，电流是 "+" 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，则电流表的指针应向 ______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○ V 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： A.10 Ω，5 W B.190 Ω， 2 1 W 图Ⅰ -7 图Ⅰ - 8 图Ⅰ -9 图Ⅰ -10 最新实用优秀的中小学 word 文档 C.200 Ω， 4 1 W D.1.2 k Ω，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）激光器是一个特殊的光源， 它发出的光便是激光， 红宝石激光器发射的激光 是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 = 1.0× 106 W，所发射的每个脉冲持续的时间为 Δt = 1.0×10-11 s 波长为 6693.4 nm(1 nm = 1×10-9 m)问：每列光脉冲含有的光子数是多少？（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 电阻是 1Ω，求： （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，则质量为 m 的物体离地心距离为 r 时，具有的万有引 力势能可表示为 Ep = -G r Mm .国际空间站是迄今世界上最大的航天工程， 它是在地球大气层 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，则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、 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 分是表面粗糙的水平导轨， DC 部分是光滑的 4 1 圆弧导轨， 整个导轨由绝缘材料做成并处于 B = 1.0 T 的垂直纸面向里 的匀强磁场中， 今有一质量为 m = 1.0 kg 的金属块 （可视为 质点）带电量 q = 2.0×10-3 C 的负电，它以 v0 = 8 m/s 的速 图Ⅰ -11 图Ⅰ -12 最新实用优秀的中小学 word 文档 度冲上小车，当它将要过 D 点时，它对水平导轨的压力为 9.81 N( g 取 9.8 m/s2 )求： （1）m 从 A 到 D 过程中，系统损失了多少机械能？ （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是多少？ 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 是“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 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 = 0.4 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 图Ⅰ -13 最新实用优秀的中小学 word 文档 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- g v 2 2 12.d +2l; l ld 2 13. 3 1 mv0 2 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，则 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），则每列光脉冲含有的光子数 n= 0E E = hc tP （2 分） 即 n= 834 9116 1031063.6 104.693100.1101 =3.5×1013（1 分） 18.（10 分）（1）串联电阻： R1 + R2 = 4（Ω） 串联电阻： 21 21 RR RR = 1 Ω （ 2）由题意有 P1= )( )( 221 21 2 RRR RRE = 9 W ⋯⋯（ 2 分） 将前式代入解得： E = 6+1.5r⋯⋯（ 2 分） 由题中的条件 P2≥P1 得 )1( 2 2 r E ≥ 2 2 )4( 4 r E ⋯⋯（ 2 分） 19.（12 分）由 G 2r Mm = r mv2 （1 分）得，卫星在空间站上的动能为 Ek= 2 1 mv2 = G )(2 hR Mm （2 分）卫星在空间站上的引力势能在 Ep = -G hR Mm （1 分） 机械能为 E1 = Ek + Ep =-G )(2 hR Mm （2 分） 同步卫星在轨道上正常运行时有 G 2r Mm =mω 2r（1 分）故其轨道半径 r= 3 2 MG （1 分） 由③式得，同步卫星的机械能 E2 = -G r Mm 2 =-G 2 Mm 3 2 GM 图Ⅰ′ -1 R1 = 2 Ω R2 = 2 Ω⋯⋯ (2 分 ) 0＜r≤2 Ω E= 6 +1.5r⋯⋯（ 2 分） 6 V ＜E≤9 V r= 3 2 E - 4 或 最新实用优秀的中小学 word 文档 =- 2 1 m( 3 GM )2（2 分） 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 Ekx，则 Ekx = E2 - Ep- 2 1 3 2GM +G hR Mm （2 分） 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，则有 mv0 = (M + m)v1（2 分） μ(mg - qE)L = 2 1 mv0 2 - 2 1 (M + m)v1 2(2 分) 当 E 向上时，设物块与木板的最终速度为 v2，则有 mv0 = (M +m)v2（2 分） μ(mg + qE) 2 L = 2 1 mv0 2 - 2 1 (M + m)v2 2（2 分） 解得 E= q mg 2 （3 分） 21.（15 分）（1）设 m 抵达 D 点的速度为 v1 ，则： Bqv1 +mg=N（2 分） ∴v1 = Bq m gN = 0.1100.2 80.9981 3 = 5.0 m/s（1 分） 设此小车速度为 v2，金属块由 A-D 过程中系统动量守恒则： mv0 = mv1 +Mv2（1 分）∴ v2 = 1.0 m/s（1 分） ∴损失的机械能 Δ E = 2 1 mv0 2 - 2 1 mv1 2- 2 1 Mv 2 2 = 18 J（2 分） （2）在 m 冲上 4 1 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，则： mv1 + Mv2 = mv1 ′+Mv 2′（ 2 分）系统机械能守恒，则： 2 1 mv1 2 + 2 1 Mv2 2 = 2 1 mv1′ 2+ 2 1 Mv0 2（2 分） v2′=1 m/s 和 v2′=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 = rR ·R12（1 分） 由已知条件 U 0 = 0.4ε 可推知： R12 = 2r，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 = m Lk 2 （1 分） a2 =- m Lk 2 （1 分） 所以 "加速度计 "的测量范围为［ - m Lk 2 · m Lk 2 ］（2 分） （2）当 1、2 两接线柱接电压表时，设 P 由中点向左偏移 x，则与电压表并联部分的电 阻 R1 =（ 2 L - x）· L r4 （1 分） 由闭合电路欧姆定律得： I = rR1 （1 分） 最新实用优秀的中小学 word 文档 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） 建立以上四式得： a = m Lk 2 - m ULk 4 5 （2 分） （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 =（ 2 L + x）· L r4 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· a 联立上述三式得： a= rmI rILk 4 )3( （2 分）