高二物理競賽復(fù)賽模擬試題

高二物理競賽復(fù)賽試題選擇題（每小題5分，共40分）1如圖所示，剛性細直棒長為2L，質(zhì)量不計，其一端O用光滑鉸鏈與固定轉(zhuǎn)軸連接，在細棒的中點固定一個質(zhì)量為4m的小球A，在棒的另一端固定一個質(zhì)量為m的小球（A）系統(tǒng)機械能守恒（B）棒對A、B兩球都不做功（C）A球通過棒對B球做正功（D）B球通過棒對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，當兩邊液面達到相同高度時，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，在某一深度處靜止時，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）相對原靜止位置上下振動。4如圖所示，一圓形金屬環(huán)平放在水平桌面上，有一帶負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)電流先沿順時針方向，后沿逆時針方向，（D）感應(yīng)電流先沿逆時針方向，后沿順時針方向。5將容積分別為500cm3，200cm3的兩個玻璃容器A、B用容積可以忽略的細下班管連接起來，在20C時引入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，可通過電鍵與電容器C連接，整個裝置置于豎直向下的勻強磁場中，金屬桿ab電阻為R，開始時靜止，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桿的運動情況是（ab桿在整個運動中與水平導(dǎo)軌始終保持良好接觸） （ ）（A）向右作加速度減小的變速運動，直至最后作勻速運動，（B）向右作加速度增大的變速運動，直至最后作勻速運動，（C）作先向右后向左的往復(fù)運動，（D）作先加速后減速，再加速再減速的變速運動，運動方向始終向右。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)同時經(jīng)同一加速電場加速，然后又經(jīng)同一偏轉(zhuǎn)電場，出射后均能到達熒光屏上（如圖），已知a為一價氫離子，b為一價氦離子，c為二價氦離子，設(shè)重力忽略不計，則下述判斷正確的是 （ ）（A）三種離子到達熒光屏的位置相同，（B）三種離子從加速電場射出后到達熒光屏的時間相同，（C）三種離子到達熒光屏?xí)r的動能EkaEkbEkc，（D）三種離子到達熒光屏?xí)r的動量PaPbPc。8兩個完全相同的導(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（）（A）二球表面都將有正、負兩種電荷分布，（B）二球中至少有一個表面上有正、負兩種電荷分布，（C）無論接近到什么程度二球表面都不會有負電荷分布，（D）是否有正、負電荷分布要視電荷Q有大小而定。二、填空題（每小題6分，共36分）9用兩個內(nèi)阻未知的電壓表V1、V2可測量電池組的總電動勢值，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，電池組的總電動勢為__________________V。10如圖，三個電阻R1、R2、R3依次標有“120，2W”、“80，4W”、“60，8W”，則允許接入電路的最大電壓為_________________V，此時三個電阻消耗的總功率為_________________W。11設(shè)空氣僅由氧氣和氮氣構(gòu)成，它們的質(zhì)量百分比分別為%和%，在壓強p=105N/m2和溫度t=17C時空氣的密度=____________kg/m312如圖所示，原長為L0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，并能繞過O點且與紙面垂直的軸轉(zhuǎn)動，彈簧的另一端連接一直徑略小于管直徑的光滑小球，當理管豎直放置時，測得彈簧長度為l0（彈性限度內(nèi)）。在讓該裝置從水平位置開始緩慢地繞O點轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中，當直管轉(zhuǎn)過的角度=____________時，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卷帶盤，其內(nèi)部是塑料帶軸，半徑r=11mm，當帶軸外部繞滿磁帶時，最外半徑R=21mm，若在聽磁帶錄放機時進行觀察，發(fā)現(xiàn)帶軸上磁帶的厚度減少一半所需時間為12min，則帶軸上剩余磁帶的厚度再減少一半所需時間約為____________min，將整盤磁帶完整地放一次所需時間約為____________min。三、實驗題（本題共14分）15一電流表的內(nèi)阻Rg約在1k－2k之間，現(xiàn)要測量它的內(nèi)阻，提供的器材有：編號器材名稱及技術(shù)指標編號器材名稱及技術(shù)指標A待測電流表G（量程250B電源E（4V，內(nèi)阻）C電阻箱RA（0－9999）D滑動變阻器R1（0－20，1A）E滑動變阻器R2（0－250，0.F滑動變阻器R3（0－1k，0.G標準電流表G（量程250H電鍵S1、S2及導(dǎo)線若干今有甲、乙兩同學(xué)，用不同的測量方法來測出內(nèi)阻。A、甲同學(xué)利用圖一的電路圖來測量內(nèi)阻，其實驗步驟如下：①先按電路圖一接好各元件，并使滑動觸頭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即得待測電流表內(nèi)阻Rg=R。B、乙同學(xué)利用圖二的電路圖來測得內(nèi)阻，其實驗步驟如下：①先按電路圖二接好各元件，并使滑動觸頭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即得待測電流表內(nèi)阻Rg=R。請回答以下問題：（1）在不考慮操作過程中的失誤的前提下，僅就電路設(shè)計而言，你認為能更準確地測出電流表內(nèi)阻值的是_________同學(xué)設(shè)計的方案。（2）請指出甲、乙兩同學(xué)在操作過程中的失誤之處，并糾正之。（3）你認為測量精度較差的一個設(shè)計方案中，（a）其測量誤差的主要來源是__________________，（b）這一測量值對實際的內(nèi)阻而言是偏大還是偏小？（c）要使這一測量值的誤差盡量小，則可變電阻應(yīng)選擇__________，其理由是：__________________。四、計算題（本題共60分）16（12分）將一小球從某點以初速度v0豎直向上拋出，當小球落回該拋出點時速率為vt，已知小球在運動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間。17（12分）一質(zhì)點在平面上作勻變速曲線運動，在時間t=1s，t=2s，t=3s時，分別經(jīng)過A、B、C三點，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，軸上繞細線，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，圓盤在磁場中轉(zhuǎn)動時所受到的磨擦力矩Mf為定值，將圓盤置于磁感強度為B的磁場中，磁場方向與盤面垂直。（1）證明重物勻速下落時的速度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）對一定的B，取不同的m，測出相應(yīng)的作勻速運動時的v值，得到實驗曲線如圖，圖中畫出了磁感強度分別為B1和B2時的兩條實驗曲線，試根據(jù)實驗結(jié)果計算比值B1/B2。19（16分）高大樹木的高度可達幾十米，試根據(jù)下面所給的背景材料判斷水沿樹干內(nèi)“導(dǎo)管”從根部向樹冠輸運的物理機理是下列哪一項。要求逐一估算并說明理由。（A）大氣壓的支持，（B）毛細現(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標準大氣壓為105Pa。2插在溶液中的毛細管，管內(nèi)液柱比管外液面高h=EQ\F(2cos,gr)，式中為液體密度，g為重力加速度，r為毛細管半徑（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對上端開口，下端封閉，內(nèi)壁潔凈，粗細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，實驗發(fā)現(xiàn)，當拉力較小時，活塞無法拉動，當單位橫截面上的拉力超過14kN/cm2時，水柱才開始斷裂，這時水對活塞也施加一個拉力而不是壓力，即此時水的壓強是負的。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，即使測量精確度增加了。四、計算題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，所以阻力隨時間變化的圖線下的面積也為零，即阻力的總沖量為零，由動量定理得：mgt=mv1-m（-v0）。17質(zhì)點作勻變速曲線運動，其軌跡必為拋物線，如圖，由運動迭加原理，質(zhì)點的位移AB可分解為AD和DB，AC可分解為AF和FC，其中AD和AF為勻速直線運動，AD和DF時間相等，所以路程也相等，BE=AB=4m，而DB和FC為勻加速直線運動，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，因為MmBI，IB，所以Mm=CB2，所以mgr=Mm+Mf=CB2vr+Mf，v=EQ\F(gr2,CB2)(m-EQ\F(Mf,gr)