高中物理競(jìng)賽初賽模擬試題(有答案)

高中物理競(jìng)賽模擬試題（初賽）一、現(xiàn)有一個(gè)長(zhǎng)方形的抽屜，其俯視圖如圖所示AD=L，AB=W。抽屜面板上左、右對(duì)稱地安裝著E、F兩個(gè)把手，它們之間的距離為d，該抽屜上下底面是光滑的，左、右側(cè)壁的摩擦系數(shù)為μ，不拉動(dòng)抽屜時(shí)左、右抽屜與抽屜腔之間有一定的間隙，如果用平行AD的力作用在一個(gè)把手上將抽屜拉開，對(duì)μ有什么要求？EFEFA B二、一條輕氫繩兩端各系著質(zhì)量為mmm，如圖1 2 1 21繩與滑輪的摩擦忽略不計(jì)，若車以加速度a仍然與車廂地板相對(duì)靜止，試求：1（1）此時(shí)繩上的張力T；αm2m11（2）αm2m11m2lFO上，問：在兩小球第一次碰撞前的瞬間，小球在垂直于F方向上的分速度是多少？OFOFm四、一車在平直公路上以加速度勻加速a

13g直線運(yùn)動(dòng)，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩將一小球B懸掛3于車廂頂上，待小求相對(duì)車廂靜止之后，將其在豎直平面內(nèi)稍稍拉離平衡位置，然后由靜止釋放，小球?qū)⒃谄胶馕恢酶浇餍》駝?dòng)，求小球的振動(dòng)周期。96cm，內(nèi)有一端長(zhǎng)20cm柱，當(dāng)溫度為60cm，此時(shí)外界大氣壓為B六、三個(gè)相同的金屬圈兩兩相交地焊接成如圖所示的形狀，若每一金屬圈的原長(zhǎng)電阻（斷開時(shí)測(cè)兩端的電阻）為R，試求圖中、B兩點(diǎn)之間的電阻。BAab 七、在傾角為30L=0.5mabcdm=0.1kg.m=0.2kgr=0.2Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，現(xiàn)使金屬棒abν=2.5m/sab cd的最大速度；cdab的外力的功率。BBaνcb八、由折射率為n=1.5的玻璃制成的對(duì)稱的雙凸透鏡，在空氣中焦距為30cm把它放在平面鏡上形成一個(gè)折、反射系統(tǒng)，該系統(tǒng)的焦距為多少？在透鏡和批改平面鏡之間注滿水，水的折射率為(a)(b)參考答案一、如果F作用在E把手上，那么抽屜有一個(gè)沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，在D、1 B兩個(gè)角上產(chǎn)生兩個(gè)彈力N和N以防止抽屜旋轉(zhuǎn)在DB兩處也會(huì)受 y1 fff到兩個(gè)摩擦力和 1 xff1 2F0:xN N

D N1 WL2 1 2F 0:F (NN) fy 1 2 2FWd 2M 0:B

NWNL1

E FA N2 F可解得Lμ≤d二、如圖所示為的受力，以車廂為非慣性參照系，在豎直和水平方向上有Tθm2amg2TTθm2amg22Tsinma2聯(lián)立此二式可解得g2ag2a22m物體的受力如圖所示，仍以車廂為非慣性參照系，在豎直和水平方向m1有TNmg1m1aT′NF1m1gm1aT′NF1m1g靜 1式中T′=T，聯(lián)立這二式，可解得1(mgm g2a21(mgm g2a2)1(mgT)1 1 2三、設(shè)作用力F的方向?yàn)閤方向。當(dāng)繩子與x方向成α張力T為FT=2cosa此張力使小球在x軸方向上的加速度為a TcosFx m 2ma與a無關(guān)，小球在x.x設(shè)由初始到兩球第一次相碰前，力F的作用點(diǎn)共移動(dòng)的距離為s，則兩小球在xsl，則小球在碰撞前在x方向的分速度為2a(sl2a(sl)F(sl)mx x

（1）在這段過程中，F(xiàn)做的功為Fs，根據(jù)動(dòng)能定理1Fs2 2

2x

2) (2)y聯(lián)立12）兩式可得yFs=F(s-l)+mν2yFlmFlmνy=四、如圖所示，在小車參照系中，小球受到三個(gè)力而平衡，重力mg，慣性力ma和輕繩拉力T。在小車參照系中，等效的重力加速度為a2a2g2gma因此小球的振動(dòng)周期LgLa2g2TLgLa2g2五、如圖，初態(tài)空氣柱長(zhǎng)L

=60cm

=96cmHg

mg=300K，而后0 0 0T從 開始升溫分階段如下。T0第一階段：T0 溫度從T升高，空氣柱長(zhǎng)度增高，水銀柱上升，但可保持空氣柱壓強(qiáng)仍維持在p=96cmHgT0 1pL/T0 0

p(L0

16)/T1

16cm解得 20cmT(L1

16)T/L0

380K第二階段：1TTx<20cm外壓強(qiáng)平衡，水銀柱也可以不全部溢出，設(shè)此時(shí)的溫度為，則可建立方程1Tx

60cm柱內(nèi)pL (76x)(96x)0 0T T0 x將p0、L0、T0各量代入后，可得x220x96(76

Tx)05為使x有實(shí)數(shù)解，要求二次方程判別式T202496(76成立，即要求xT≤385Kx

x)05這樣，可實(shí)現(xiàn)平衡x的有兩格外值 T x 10 1009676 xcm大 5 T x 10 10096（76-xcm小 5 x 開始時(shí)T=T=380K，對(duì)應(yīng)x =20cm，x 顯然實(shí)際情況是x 而不是x x 大 小 大 小出當(dāng)T 從K向上逐漸增高時(shí)x 從m逐漸減（這可x 從T 關(guān)系看出當(dāng)T 大 大 大 大 大時(shí)，x 降到10cm，當(dāng)T 再增高時(shí)，便不可能有平衡x的解，這意味著：大 大（1）水銀柱繼續(xù)外溢，x繼續(xù)減小，但無論x小到什么值維持平衡；（2）x減小到某值時(shí)，水銀柱（長(zhǎng)度已減小到x值）不可能的，因?yàn)樗y柱外溢時(shí)空氣柱壓強(qiáng)大于外部壓強(qiáng)，若水銀柱能向回壓下，則空氣柱壓強(qiáng)小于外壓強(qiáng)，這兩種情況都處于連續(xù)變化過程，因此剛要向回壓下時(shí)內(nèi)、外壓強(qiáng)必相等，即此時(shí)的x對(duì)應(yīng)平衡狀態(tài)，而這是已被否定的。結(jié)論：當(dāng)溫度剛超過385K時(shí)，水銀柱便會(huì)從管中全部溢出。綜合所示可知，為使水銀柱不會(huì)全部從管中溢出，溫度至少可達(dá)385K，即112℃。六、從圖看出，整個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)相對(duì)A、B兩點(diǎn)具有上、下對(duì)稱性，因此可上、下壓縮成圖所示的等效簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)，其中r為原金屬圈長(zhǎng)度部分的電阻，即有r=R/4圖網(wǎng)絡(luò)中從A點(diǎn)到O點(diǎn)電流與從O點(diǎn)到B點(diǎn)的電流必相同；從A′點(diǎn)到O點(diǎn)的電流與從O點(diǎn)到B′點(diǎn)電流必相同。因此可將O點(diǎn)斷開，等效成圖所示簡(jiǎn)化電路，繼而再簡(jiǎn)化成圖所示的電路。最后可算得R （2

2

5rAB r

5r 12即有R rrrrr/2OrrA

rAB′ r

A′rrrB′ A B′rB B B七、開始時(shí)，cd棒速度為零，只有ab棒有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)可計(jì)算出回路中的電流進(jìn)而求出cd棒所受的安培力F（可判斷出安培力的方向沿斜面向上）如果F>mgsin30°，cd將加速上升，產(chǎn)生一個(gè)和電流方向相反的電動(dòng)勢(shì)，這樣回路中的棒受到的安培力FF=mgsin30°F<m棒受到的安培力FF=mgsin30°。棒速度為零，回路中的電流Blv 0.40.52.5I A2.5Ar 0.2這時(shí)cd受到平行斜面向上的安培力F=BlI=O.42.50.5N0.5N而m gsin300cd

0.2100.51Nm故cd將加速下滑。當(dāng)cd的下滑速度增加到νm

時(shí)，需要有安培力此時(shí)回路中的電流BlvBlvI

Bl(vv) mm r rcd受到的安培力FB