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高中物理竞赛试题


上海市浦东新区高中物理竞赛试卷
说明:1 本试卷满分为 150 分,答卷时间为 120 分钟。 2 本试卷的解答写在答卷纸上,其中第一至第三大题只写结果,不写解答过程;第 四至第七大题要写解答过程。 一 选择题 1(以下每小题只有一个选项符合题意,每小题 2 分,共 16 分) 1. 把额定值为“220 V 1000 W”电炉的电热丝对折后并联起来,做成一个新的电炉,该

新电炉的额定值为 ( ) (A)220 V、4000 W, (B)110 V、1000 W, (C)220 V、2000 W, (D)110 V、2000 W。 O 2. 如图所示,手推车轮子的转向轴线 OO’总是设计成不通过轮子的 转轴 a,其理由是 ( ) (A)为了便于转向, (B)为了节省材料, a (C)为了减小摩擦, (D)为了美观。 O’ 3. 在两端开口的弯管中用段水柱封闭了一段空气柱,如图所示,若 再往 a 管内注入少量水,则 ( ) a (A) 注入 a 管的水柱长度跟 c 管水面下降距离相等, d (B) 注入 a 管的水柱长度大于 d 管水面上升距离的 4 倍, b c (C) b 管水面上升的距离等于 c 管水面下降的距离, (D) b 管水面上升的距离小于 c 管水面下降的距离。 4. 一理想平等板电容器充电后跟电源断开,负极板接地,两极板 - + ? 间悬挂一带电小球 P,当 P 静止时与竖直方向成?角,如图所示,若将正 极板向右平移一小段距离,则悬线与竖直方向的夹角?将 ( ) P (A)变大, (B)变小, (C)不变, (D)不能确定。 5. 如图所示,重为 G 的小球被细线通过一个很小的定滑轮用力 F F O’ 拉住,静止在光滑的半径为 R 的大球表面上,若定滑轮轴心 O’和球心 O 的连线在竖直方向上,且摩擦及小球和滑轮的大小不计,当用力 F 缓慢地拉 绳,使小球沿大球面向球面最高点 B 运动时,F 力及大球对小球的支持力 N B R A 的大小变化情况是 ( ) O (A)两者均减小, (B)F 增大,N 减小, (C)F 减小,N 不变, (D)F 减小,N 增大。 6. 在某一列简谐横波的传播方向上有 P、Q 两点,它们的平衡位置相距 s,波速大小 为 v,方向沿 P?Q,在某时刻,当 P、Q 都位于各自的平衡位置时,P、Q 间只有一个波峰, 若要使 P 点最先到达波谷位置,则该时刻的波形应是图中的 ( )
(A) P Q ( B) P Q (C) P Q (D) P Q

7. 如图所示,一块有一定质量的硬平板的 N 端放在粗糙的水平地面上,M 端搁在光 滑的竖直墙面上, N 端离墙脚 P 距离为 a, 若一个质量为 m 的物块 A 从 M 滑向 N 的过程中, 平板始终保持静止,则地面对 (A) ( B) (C) (D) M A f f f f 平板的摩擦力 f 随物块 A 离墙 面的水平距离 x 变化的 f-x 图 象应是 ( ) P N 0 a x0 a x 0 a x0 a x

8. 质点 P 以 O 点为平衡位置竖直向上作简谐振动, 同时质点 Q 也从 O 点出发竖直上 抛,它们恰好能够同时到达最高点,且高度相同,在此过程中,两质点的即时速度 vP 与 vQ 的关系应该是 ( ) (A)vP>vQ, (B)先 vP>vQ,后 vP<vQ, (C)vP<vQ, (D)先 vP<vQ,后 vP>vQ。 二 选择题 II(以下每小题有几个选项符合题意,每小题 3 分,共 18 分) 1. 某同学通过实验测得通过一只白炽灯泡的电流 I 随它两端的电压 U 若干组数据, 并根据数据描绘出了该灯泡的伏安特性曲线,如图所示,根据图线的形状,下列结论正确 的是 ( ) I (A)电流跟电压始终成正比, (B)在电压较小的范围内,电流跟电压成正比, (C)电流较大时,灯丝电阻随电流变大而变大, 0 U (D)电压较大时,灯丝电阻随电压变大而变小。 2. 有三个质量相等,分别带正电、负电和不带电的小球,从同一位置以相同的水平速 度 v 射入竖直向上的匀强电场中,它们落到正极板上的位置如图所示,则( ) (A)a 带正电,b 不带电,c 带负电, - (B)三球到达正极板上所需的时间相同, (C)三球到达正极板时的动能满足 Ea<Eb<Ec, c b a + (D)三球到达正极板时的动量的增量相等。 3. 一列简谐横波在某时刻的波形如图中实线所示, 传 y (cm) 播方向向右, 经过 0.02 s 后的波形如图中虚线所示, 则该波 x (m) 的频率可能为 ( ) 0.5 (A)12.5 Hz, (B)37.5 Hz, (C)50.0 Hz, (D)62.5 Hz。 R1 R2 4. 在图示电路中,R1=100 ?,R2=200 ?,R3=80 ?,C=20 ?F, C R3 R4 电源电动势为 12 V,电源内阻不计,闭合电键后,若要使电容器带电量 -5 为 4?10 C,则 R4 的阻值应为 ( ) (A)40 ?, (B)80 ?, (C)160 ?, (D)400 ?。 5. 如图所示,质量为 M 的小车静止在光滑的水平地面上,质量 A vA vB B 为 MA 和 MB 的两人分别站在小车两端,当这两人分别以速率 vA 和 vB (相对于地面)相向行走时,发现小车相对于地面向左运动,下列判 断正确的是 ( ) (A)若 MA=MB,则 vA>vB, (B)若 MA=MB,则 vA<vB, (C)若 vA=vB,则 MA>MB, (D)若 vA=vB,则 MA<MB。 6. 静止在光滑水平地面上的物体,在一个沿某一直线的 F 水平变力 F 的作用下运动, 变力 F 随时间 t 变化的 F-t 图象如 F 0 图所示,已知 t1=T,t2=2T,t3=3T,t4=3.5T,t5=4, T,设 0 t1 t2 t3 t4 t5 t 此物体在时刻 t1、t2、t3 的速度为 v1、v2、v3,则下列判断正确 - F0 的是 ( ) (A)v1 和 v3 大小相等,方向相反, (B)在 0 到 t5 时间内,v2 最大, (C)在 t3 到 t4 时间内的某一时刻,物体的速率为 0, (D)在 t4 到 t5 时间内的某一时刻,物体的速率为 0。 三填空题(每小题 6 分,共 60 分)

1 一辆轿车正以 30 m / s 的速度匀速行驶,突然轿车司机发现在它的正前方 100 m 处 有一辆卡车正以 10 m / s 的速度沿轿车行驶方向,向前匀速行驶,为了避免相撞,轿车司机 立即刹车,使轿车作匀减速直线运动,轿车作匀减速直线运动的加速度大小应满足的条件 为______________。 v (m / s) B 2 某物体在水平面上作直线运动,它所受的水平拉 F (N) A 6 力随时间 t 变化的 F-t 图象和它的速度 v 随时间 t 变化的 4 2 v-t 图象分别如图中 A、B 所示,由图可知,物体的质量 2 m=______kg,物体与水平面间的摩擦系数?= 0 2 4 6 t(s) 0 2 4 6 8 t(s) ______________。 3 如图所示,质量为 M 的框架放在水平地面上,一轻质弹簧固定在 框架上,下端系一质量为 m 的小球,当小球上、下振动时,若在某一时 刻框架对地面的压力刚好为零, 则此时小球的加速度大小为______ _。 O 4 水力采煤是利用高速水流冲击煤层表面进行的,假如煤层受到 P 的压强冲击即可被破碎,且高速水流沿水平方向冲击煤层时,不考虑水的反向 溅射,则冲击煤层的水流速率至少为___________(设水的密度为?)。 h 5 一端封闭的玻璃管自重为 G, 内装一段高为 h 的水银柱, 封闭了一定质 量的理想气体,现将玻璃管封闭端用弹簧秤悬起,另一端没入水银槽中,如图 所示,当玻璃管没入一定深度后,弹簧秤的示数为 G,若当时的大气压强为 P, 则此时管内上方气体的压强为______________,玻璃管内、外水银面的高度差 ?x ?x 为______。(设玻璃管壁的厚度不计) 6 一个质量为 m、电量为 q 的带正电液滴,以速度 v 从 A 点 竖直向上飞入水平向右的匀强电场中,如图所示,若它飞到最高点 v B 时的速度大小变为 2 v,则此匀强电场的场强 E 为____________, A AB 间电势差为___________。 7 宇宙中双星是由两颗围绕它们的共同质心旋转的星体组 M O 成,如图所示,双星的质量分别为 M、m,相距 L,它们绕其共同 L 质心旋转的周期是___________。 8 在光滑水平地面上有一辆小车,车上安装了一个摆长为 L 的单 摆, 如图所示,如果当地的重力加速度为 g,当小车以加速度 a 向前做 匀加速直线运动,且单摆相对于小车作简谐振动,则单摆的周期为
E B 2v

m

a

______________。 R R B 9 在图示电路中,电阻的阻值均为 R,则 AB 间的总电阻 R R R RAB 为____________R。 A R R 10 某直流电动机的起动电流是 15 A,而达到稳定状态时 的电流为 3 A,则该电动机的效率是_____________。 四(12 分)质量为 0.99 kg 的长木块,静放在摩擦系数为 0.5 的水平桌面上,一颗质量为 0.01 kg、速度为 200 m / s 的子弹水平射入木块而未穿出,若子弹击中木块到不再深入木块 的时间为 0.1 s, 则木块在桌面上能够滑行的最大距离是多少?假设木块对子弹的阻力恒定。

五(12 分)在一个密闭的很轻的气球内充有氢气,若气球由非弹性材料制成(气球壁弹 力不计),可自由伸缩,且氢气的质量为 m,摩尔质量为?1,空气的摩尔质量为?2,求气 球的升力。

六(16 分) 在图甲、乙所示的两个电路中,电源电动势均 为?,内阻均不计,若图甲中 R0(阻值已知)两端的电压为图乙 中 R0 两端电压的 2 倍,且两个电路中电源消耗的电功率相同, 则应如何选择 R1 和 R2。

甲 R0

乙 R2 R1 R2 R0

七(16 分)如图所示,电源电动势为?,三个电容器的电容分别 为 C1、C2、C3,且原来均不带电,现将电键 K 板向 A,再将电键 K 板向 B,求此时 C1、C3 两端的电压各为多少?

A C1 K B

C2 C3

参考答案: 一。1,B。 2,A。 3,B。 4,C。 5,C。 6,B。 7,B。 8,D。 二。1,B,C。 2,A,C。 3,A,D。 4,B,D。 5,A,C。 6,B,C。 2 三。1,大于 2 m / s 。 2, 2 kg,0.2。 3,(M+m)g / m。 4, P/? 。 2 5,p,h。 6,2 mg / q,2 mv / q。 7,2?L L/G(M+m) 。 8, 2? L/ a2+g2 。 9, 7/5。 10,80%。 四 解:以子弹和木块为研究对象,由动量定理得:?(M+m)gt=mv0-(M+m)v, 则 v=1.5 m / s, s1=vt / 2=0.075 m,a=f / m=?g=5 m / s2,s1=v2 / 2 a=0.225 m,s=s1+s2=0.3 m。 五 气球内外压强相等,对排开空气有:pV=m’RT/?2,对氢气有:pV=mRT/?1, 得:m’/?2=m/?1,气球所受升力为 F=m’g-mg=(?2/?1-1)mg。 六 R1=4R0/3,R2=R0/3。 七 K 板向 A 时,C1、C2 串联, Q=? C 串=? C1 C2/(C1+C2),U1=? C2/(C1+C2), U1’= U1+? Q/C1=? C2/(C1+C2), K 板向 B 时,设 C1、上电量增加? Q,则 U1+? Q/C1+? Q/C3=?, 得:? Q=C1 C3(?-U1)/(C1+C3)=C12 C3?/(C1+C2)(C1+C3) 所以 U1’= U1+? Q/C1=? C2/(C1+C2)+C1 C3?/(C1+C2)(C1+C3), U3’= ? Q/C3=C12 ?/(C1+C2)(C1+C3)


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