2013年全中學(xué)生物理競賽河南省預(yù)賽試卷

2013年全中學(xué)生物理比賽河南省初賽試卷考試時間：2013年5月13日（禮拜日）下午14：00----16：00一、選擇題（此題10小題。每題6分，此中第1—5小題為單項(xiàng)選擇題，第6—10為多項(xiàng)選擇題）題號12345678910答案．截面為直角三角形的木塊A質(zhì)M，放在傾角為的斜面上，當(dāng)0時，137木塊恰能靜止在斜面上。現(xiàn)將改為300，在A與斜面間放一質(zhì)量為m的圓滑圓柱體B，如圖乙，sin3700.6cos3700.8A．A、B還能夠靜止于斜面上B．若M4m則遇到斜面的摩擦力為5mg/2C．若M2m則遇到斜面的摩擦力為3mg/2D．以上說法都不對2、我國于2010年10月1日成功發(fā)射了月球探測衛(wèi)星“嫦娥2號”CE-2），（CE-2），橢圓軌道近月點(diǎn)Q達(dá)成近月拍攝任務(wù)后，抵達(dá)橢圓軌道的遠(yuǎn)月點(diǎn)P變軌成圓軌道。如圖，忽視地球?qū)Γ–E-2）的影響則：A．在由橢圓軌道變?yōu)閳A軌道的過程中機(jī)械能不變B．在橢圓軌道上由Q點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)，機(jī)械能減少C．在Q點(diǎn)的線速度比沿圓軌道運(yùn)動的P點(diǎn)的線速度度大D．在圓軌道上的P點(diǎn)的加快度比沿橢圓軌道上的P點(diǎn)的加快度大3．某機(jī)器內(nèi)有兩個環(huán)繞各自的固定軸勻速轉(zhuǎn)動的鋁盤A、B。A盤上有一信號發(fā)射裝置P，能發(fā)射擊水平紅外線，P到圓心的距離為28cm。B盤上有一個帶窗口的線外線信號接受裝置Q，Q到圓心的距離為16cm。P、Q轉(zhuǎn)動的線速度同樣，都是4m/s。當(dāng)P、Q正對是P發(fā)出的紅外線恰巧進(jìn)入Q的接受窗口，以以下圖，則Q接遇到紅外線信號周期是：A．0.56sB．0.28sC．0.16sD．0.07s4、在圓滑的水平面內(nèi)有一沿x軸的靜電場，其電勢隨x坐標(biāo)值的變化圖線如圖所示，一質(zhì)量為m帶電荷量為q的帶正民的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從O點(diǎn)以初速度v0沿軸正向挪動。以下說法中正確的選項(xiàng)是：A．若小能運(yùn)動到x1處，則該過程中小球所遇到的電場力漸漸增大B．若帶電小球從x處運(yùn)動到的過程中，電勢能先減少后增大1x3C．若該小球能運(yùn)動到x4處，則初速v0最少為20/mD．若v0為20/m，帶電粒子在運(yùn)動過程中的最大速度為60/m5、在一個相對地球以速度u做勻速運(yùn)動的火箭上，有人在做丈量某粒子速度的實(shí)驗(yàn)。若是沿火箭運(yùn)動方向發(fā)射了束速度v為的粒子，則粒子在此方向的長度為的距離中測得粒子運(yùn)動的時間為：A．LB．C．LD．uvLvLu2u2(uv)1u1c2c26、以以下圖為一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為n。原線圈接電壓為U0sint的正弦溝通電，輸出端接有一個溝通電流表和一個電動機(jī)，電動機(jī)的線圈電阻為R0，當(dāng)輸入端接通電源后，電動機(jī)帶動一質(zhì)量為m的重物勻速上漲，此時電流表的示數(shù)為I，重力加快度為g，以下說法正確的選項(xiàng)是：A．電動機(jī)兩頭的電壓大IRB．電動機(jī)發(fā)熱功率為U0I/2nC．原線圈的電流為I/nD．重物勻速上漲的速度為I(U02nIR2nmg7、如圖半圓形凹槽的半徑為R，O點(diǎn)為圓心。在與O點(diǎn)等高的邊沿A、B兩點(diǎn)分別以速度v1、v2水平拋出兩個小球，已知v1:v21:3，兩小球恰落在弧面上的點(diǎn)。則以下說法中正確的選項(xiàng)是：A．∠AOP600B．若要使兩小球落在P點(diǎn)右邊的弧面上的同一點(diǎn)，則應(yīng)使v1增大，v2減小C．改變v1、v，只需兩小球落在弧面上的同一點(diǎn)，v1與v之和就不變22D．若只增大v1，兩小球不能夠能相遇8、以以下圖，圓滑絕緣水平桌面上直立一個單匝矩形線框，線框邊長LAB0.3m，，總電阻R0.1。在直角坐標(biāo)系xoy中，有界磁場所區(qū)的下界限與x軸重合，上界限知足曲線方程，10，磁感覺強(qiáng)度大小B0.2T。y0.2sinx(m)3線框在沿x軸正方向的拉力F作用，以速度v10m/s水平向右做勻速運(yùn)動則以下判斷正確的選項(xiàng)是：A．線框中的電流先沿逆時針方向再沿順時針方向B．線框中感覺電動勢的最大值為0.4VC．線框中感覺電流的有效值為4AD．線框穿過磁場所區(qū)的過程中外力做功為0.048J9、霍爾式位移傳感器的丈量原理是：以以下圖，有一個沿zz軸方向的磁場，磁感覺強(qiáng)度BB0kz（B0、k均為常數(shù)），將傳感器固定在物體上，保持經(jīng)過霍爾元件的電流I不變（方向如圖中箭頭所示）。當(dāng)物體沿z軸方向移動時，因?yàn)榈攸c(diǎn)不同樣，霍爾元件在y軸方向上的上、下表面的電勢差也不同樣。則A．磁感覺強(qiáng)度越大，上、下表面的電勢差越大B．k越大，傳感器的敏捷度U/z越高C．若圖中霍爾元件是電子導(dǎo)電，則下表面的電勢高D．電流I的取值越大，上、下表面的電勢差越小10、若原子的某內(nèi)層電子被電離形成空位，其余層的電子躍遷到該空位上時，會將節(jié)余的能量以電磁輻射的形式開釋出來，此電磁輻射是原子的特X射線。內(nèi)層空位的產(chǎn)生有多種系統(tǒng)，此中一種稱為內(nèi)變換，即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)時，將躍遷時釋入的能量交給某內(nèi)層電子，使此內(nèi)層電子電離而形成空位（被電離的電子稱為內(nèi)變換電子）

。214P0的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時，可將能量E01.416MeV交給內(nèi)層電子（如K、L、M層電子，K、L、M標(biāo)志原子中最湊近核的三個電子層）使其電離，實(shí)驗(yàn)測得從214P0原了的K、L、M層電離出的電子動能分別為EK1.323MeVEL1.399MeVEM1.412MeV。則可能發(fā)生射的特點(diǎn)X射線的能量為：二、填空與實(shí)驗(yàn)題（此題4小題。共26分，11、12每題5分，13、14每題8分）11、以以下圖的電路是個單邊線型無量網(wǎng)絡(luò)，每個電阻的阻值都是R，則A、B間的等效電阻RAB。12、某非理想氣體發(fā)生絕熱膨脹后，經(jīng)等容過程回到初溫狀態(tài),接著經(jīng)等溫過程回到初始狀態(tài)，則絕熱膨脹過程中氣體所做的功W1=。（假定在等容過程中氣體汲取熱量，在等溫過程中氣體做功W，非理想氣體內(nèi)能U和壓強(qiáng)P有以下關(guān)系Up(T)V和1，式中P(T)僅是溫度的函數(shù)，pp(T)3V是氣體的體積。）13、頻次為的一束光以入射角i照耀在平面鏡上并完滿反射，設(shè)光束單位體積中的光子數(shù)為n，則每一個光子的能量為，每一個光子的動量為，每一個光子的靜質(zhì)量為，光束以坪面鏡的光壓（壓強(qiáng)）為。14、某些固體資料遇到外力作用后，除了產(chǎn)生形變，其電阻率也會發(fā)生變化，這類現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”。現(xiàn)用如圖甲所示的電路研究某長薄板電阻Rx的壓阻效應(yīng)。已知Rx的阻值變化范圍為幾歐到幾十歐，所用電源的電動勢為3V。除甲圖的器械外，實(shí)驗(yàn)室還供給了以下器械可供選擇。電壓表V（量程15V，內(nèi)阻約為20k，其讀數(shù)用U表示）電流表A1（量程0.6A，內(nèi)阻約為6，其讀數(shù)用I1表示）電流表A2（量程0.6A，內(nèi)阻約為6，其讀數(shù)用I2表示）⑴請達(dá)成電路圖中虛線框內(nèi)的部分，并用相應(yīng)的符號注明元件；⑵在電阻Rx上加一個砝碼，閉合開關(guān)S，記下電表讀數(shù)可得Rx=（用題目中的字母表示）⑶改變砝碼的個數(shù)，測得不同樣的Rx值，再用彈簧測力計測出砝碼的重量，繪成圖象如圖乙所示，可得Rx與所受壓力F的關(guān)系是Rx=。三、綜合應(yīng)用題（此題共4小題，計64分）15、（12分）以以下圖，木板與水平川面間的夾角能夠任意改變，當(dāng)300時，可視為質(zhì)點(diǎn)的一小木塊恰巧能沿木著木板勻速下滑。若讓該小木塊從木板的底端以大小恒定的初速率v0沿木板向上運(yùn)動，跟著的改變，小物塊沿木板滑行的距離x將發(fā)生變化，重力加快度為g。求：⑴小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)⑵當(dāng)角知足什么條件時，小物塊沿木板滑行的距離最小，并求出此最小值。16、（12分）以以下圖是一皮帶傳輸裝載機(jī)械表示圖，井下發(fā)掘工將礦物無初速擱置于沿圖示方向運(yùn)轉(zhuǎn)的傳達(dá)帶A端，被傳輸?shù)轿捕薆處，再沿一圓形軌道到軌道的最高點(diǎn)C處，此后水平拋到貨臺上。已知半徑R0.4m的圓形軌道與轉(zhuǎn)送帶在B點(diǎn)相切，O點(diǎn)為半半圓的圓心，BO、CO分別為圓形軌道的半徑，礦物m可視為質(zhì)點(diǎn)，傳達(dá)帶與水平面之間的夾角370，礦物與傳達(dá)帶之間的動摩擦因數(shù)0.8，傳達(dá)帶勻速運(yùn)轉(zhuǎn)時的速度v08m/s，傳達(dá)帶AB點(diǎn)間的長度為xAB45m，若礦物落點(diǎn)D處離最高點(diǎn)C的水平距離xCD2m，豎直距離為hCD1.25m，礦物質(zhì)量m50kg，sin3700.6cos3700.8計空氣阻力。求：⑴礦物抵達(dá)B點(diǎn)時速度的大?、频V物抵達(dá)C點(diǎn)時對軌道的壓力的大?、堑V物由B點(diǎn)抵達(dá)C點(diǎn)的過程中，戰(zhàn)勝阻力所做的功17、(18分)以以下圖,在xoy平面的第Ⅱ象限內(nèi)有半徑為R的圓分別與x軸、y軸相切于P、Q兩點(diǎn)，圓內(nèi)存在垂直于xoy面向外的勻強(qiáng)磁場。在第Ⅰ象限內(nèi)存在沿軸y負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，一帶正電的粒子（不計重力）以速率v0從P點(diǎn)射入磁場后恰巧垂直y軸進(jìn)入電場，最后從M(8R/3，0)點(diǎn)射出電場，出射方向與x軸正向夾角為，且知足tan4/5求：⑴帶電粒子的比荷⑵磁場磁感覺強(qiáng)度B的大小⑶若粒子從P點(diǎn)入射方向與x軸負(fù)方向的夾角為，則cos之值為多少？18、（22分）以以下圖，兩平行圓滑MN、PQ的金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，相距為L，處于豎直向下確實(shí)磁場中，整個磁場由n個寬度皆為x0的條形勻強(qiáng)磁場所區(qū)1、2、3、、、n構(gòu)成，從左向右挨次擺列，磁感強(qiáng)度的大小分別為1B、2B、3B、4B、、、nB，兩導(dǎo)軌左端間接入電阻R，一質(zhì)量為m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放在水平導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌接觸優(yōu)秀，不計導(dǎo)軌和金屬棒的電阻。⑴對導(dǎo)體棒ab施加水平向右的力，使其從圖示地點(diǎn)開始運(yùn)動并穿過n個磁場區(qū)，求導(dǎo)體棒穿越磁場區(qū)1的過程中經(jīng)過電阻的電量q⑵對導(dǎo)體棒ab施加水平向右的恒力F0，讓它從磁場區(qū)1的左界限開始運(yùn)動，當(dāng)向右運(yùn)動距離x0/2時做勻速運(yùn)動，求棒通磁場區(qū)1所用的時間t⑶對導(dǎo)體棒ab加水平向右的力，讓它從距離磁場區(qū)1左邊xx0的地點(diǎn)由靜止開始做勻加快運(yùn)動，當(dāng)ab進(jìn)入磁場區(qū)1時開始做勻速運(yùn)動。今后在不同樣的磁場區(qū)施加不同樣的拉力，使棒ab保持勻速運(yùn)動經(jīng)過整個磁場所區(qū)，求棒ab經(jīng)過第i地區(qū)時水平拉力Fi和ab在穿過整個磁場所區(qū)所產(chǎn)生的電熱Q。2013年全中學(xué)生物理比賽河南省初賽試題參照答案及評分標(biāo)準(zhǔn)一、選擇題題號12345678910答案BCACCACDABCABDABAC二、填空題11、(13)R12、3WQ13、h；h；0；2mhcosic14、⑴以以下圖（3分）⑵I1r1（2分）⑶182F（3分）I2I115、⑴當(dāng)300FNFNmgcos03/3（4分）mgsin⑵當(dāng)變化時木塊的加快度為amgsinmgcosma（2分）22ax2（2分）v0xv02g(sincos)令tanxv02cos當(dāng)900時x最小，xmix3v02（42gsin()4g分）16、⑴設(shè)礦物素來加快1mvB2vB6m/s(mgcosmgsin)SAB2假定建立抵達(dá)B處速度為vB6m/s⑵SCDvCt1gt2vc4m/s2hCDFmgmvc2RFF1500N⑶mgR(1cos370)Wf1212Wf140JmvBmvc2217、⑴在M處vyv0tanqEmavyat8R/3v0tq15v0232RE粒了運(yùn)動軌跡以以下圖,設(shè)為o1磁場圓心,o2為粒子軌跡圓心,P為粒子射出磁場的地點(diǎn),依題意可知,粒子垂直y軸進(jìn)入電場,則PO2∥PO1,明顯O1O2P≌O1O2P,∠POD∠∠∠PO1H=,2即粒子軌道半徑為:rR2Bqv0mv0r32EB15v0⑶粒子從N點(diǎn)進(jìn)入電場,ON的長度y知足:vy22ayy5R/3由幾何關(guān)系:yRRcoscos2/318(22分)⑴電路中產(chǎn)生的感覺電動勢Et經(jīng)過電阻的電量qItEtR導(dǎo)體棒穿過1區(qū)過程BLx0解得:x0qBLR⑵設(shè)導(dǎo)體勻速運(yùn)動的速度為v0則BLv0I0R導(dǎo)體棒遇到水平力F0均衡F0BLv0F0Rv02L2B設(shè)棒經(jīng)過磁場區(qū)1在時間