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上海市第五届高二物理竞赛试题


上海市第五届高二物理竞赛试题
一、选择题 I(以下每小题只有一个选项符合题意。每小题 3 分,共 30 分) 1.如图 1,有一定质量的理想气体,在其状态由 A 变化到目的 过程中,应( ) (A)气体温度不变,对外做功,放出热量 (B)气体体积增大,内能减小,放出热量 (C)气体对外做功,内能不变,吸收热量 (D)气体对外做功,内能增大,吸收热量 滑片 P 从口端移到

6 端的过程中( ) 图1 2.在图 2 电路中,电源内阻不能忽略,电流表、电压表都是理想电表,当滑动变阻器 R 的 (A)V 表示数先减小后增大,A 表示数增大 (B)V 表示数先增大后减小,A 表示数减小 (C)V 表示数先减小后增大,A 表示数先增大后减小 (D)V 表示数先增大后减小,A 表示数先减小后增大 3.在空中某点,用相同的速率分别向四个方向抛出四个小球:竖直向上 图2 抛出质量为 m 的球 A,竖直向下抛出质量为 m 的球 B,水平向左抛出质量为 2m 的球 C,水平向右 抛出质量为 2m 的球 D。若不计空气阻力,则小球落地前任何瞬间,四小球位于以下图形中四个顶 点位置的是( (C)菱形 ) (B)正方形 (D)长方形 (A)任意四边形

4.如图 3 所示,甲、乙两球完全相同,分别浸没在水和水银的同一 深度内,甲、乙两球是用同一种特殊材料制作的:当温度稍微升高时,球 的体积会明显变大,如果开始水和水银的温度相同,且两液体温度同时缓 缓地升高同一值,则( ) (B)乙球吸收的热量较多、 (D)无法确定
14 14

(A)甲球吸收的热量较多 (C)两球吸收的热量相等

图3

5.双缝到光屏上 P 点的距离之差为 0.6 微米,若分别用频率υ 1=5.0×10 赫和υ 2=7.5×10 赫的单色光垂直照射双缝,则 P 点出现明暗条纹的情况是( (A)单色光υ 1 和υ 2 分别照射时均出现明条纹 (B)单色光υ 1 和υ 2 分别照射时均出现暗条纹 (C)单色光υ 1 照射时出现明条纹,υ 2 照射时出现暗条纹 (D)单色光υ 1 照射时出现暗条纹,υ 2 照射时出现明条纹 6.如图 4 所示的静电实验电路中,已知电容器的电容 C1= C2= C 电源电动 势为ε ,内阻为 r,电压表的内阻为 10 千欧,电路达到稳定状态后,则(
1

)

)

图4

(A)电压表和静电计上的电势差相等,均为ε /2 (B)电压表上的电势差比静电计上的电势差稍大些 (C)电压表上的电势差比静电计上的电势差稍小些 (D)电压表上的电势差应为零 7.一物体 m 从某高度自由下落,恰好落在直立于地面的轻弹簧上,如图 5 所示,在 A 点物体开始与弹簧接触,到 B 点物体速度为零,以后被弹回,0 点为 AB 的中点,则物体加速度为零的位置在( (A)正好在 O 点 (C)在 0 点偏下处 ) 图5 (B)在 O 点偏上处 (D)条件不足,无法判定 )

8.把一量程为 0~50 微安的电流计改装成欧姆表,电流计内阻为 500 欧,电池电动势为 1.5 伏,内阻不计。当欧姆表指针指到电流计满偏的 2/3 位置时,被测电阻值应为( (A)10 千欧 (B)15 千欧 (C)20 千欧 (D)30 千欧

9.一个小球在竖直环内至少做 n 次圆周运动,当它第(n-2)次经过环的最低点时,速度是 7 米/秒;第(n-1)次经过环的最低点时,速度是 5 米/秒。则小球在第 n 次经过环的最低点时的 速度 v 一定满足( (A)v>1 米/秒 (C)v<1 米/秒 ) (B)v=1 米/秒 (D)v=3 米/秒 图6

10.半径为 r=O.2 米的两圆柱体 A 和 B,靠电动机 按相同方向都以 8 弧度/秒的角速度转动。两圆柱体的 转动轴互相平行且在同一水平面内,转动方向如图 6 所 示。质量均匀的木棒水平放置其上,重心起初恰好在 B 的正上方。已知棒和圆柱体间的滑动摩擦 系数μ =O.16, 图中 s=1.6 米, 棒从静止开始运动到重心恰好在 A 的正上方, 所需要的时间是( (A)1.0 秒 (C)1.5 秒 共 20 分) 1.在倾角为 30°的光滑斜面上,有一个箱子,箱内有一斜面, a 在斜面上置一个重 60 牛的球,如图 7 所示,当箱子在斜面上下滑 时,球对箱子后壁和箱内斜面的压力分别是( (A)40 牛,30 牛 (C)40 3 牛,50 3 牛 (B)30 牛,50 牛 (D)50 3 牛,60 3 牛 ) 图7 (B) 2 秒 (D)以上答案都不正确 )

二、选择题Ⅱ(以下每小题只有一个选项符合题意。每小题 4 分,

2.如图 8 所示,平面镜 M 正以角速度

2? 弧度/秒绕垂直于斜 3

面的轴 0 匀速转动,AB 为一段圆心在 O 点的圆弧形屏幕,其所对圆 心角∠AOB=60°。有一束来自频闪光源的平行光束通过狭缝 S 射向
2

图8

平面镜 M 上的 0 点。已知光源每秒内闪动 12 次,屏幕 A 最上 1 秒内最多可能出现的光斑次数为 ( ) (A)1 次 (C)6 次 (B)3 次 (D)12 次

3.如图 9 所示为 O.3 摩的某种理想气体压强和温度 关系的 p-t 图,p0 为标准大气压,则在状态 B 时气体的体 积为( ) 图9 (A)8.4 升 (B)7.2 升 (C)5.6 升 (D)3.2 升 4.如图 10 所示,A、B、C 是三个完全相同的灯泡,L1、L2 是两个完 全相同的不计电阻的线圈,电源内阻不计。当 K1 闭合、K2 断开并稳定后, A、B 的实际功率都是 P;当 K1、K2 都合上并稳定后,C 的实际功率设为 PC; 当在 K2 闭合的情况下,把 K1 打开的瞬间,A、B、C 的实际功率 PA′、PB′、 PC′应有如下关系( ) 图 10 (A) PC =P,PC′=PA′= PB′ (B) PC =O,PC′=P, PA′= PB′=O (C) PC =P,PC′=2 PA′=2 PB′ (D) PC =P,PC′=4 PA′=4 PB′ 5.如图 11 所示,矩形导线框 ABCD 与通有电流强度 I 的长直导线 MN 位于同一平面内,其边 长 AB=a,AD=b,而 CD 与 MN 间的距离为 R(R>b)。已知通电直导线周围空间某点的磁感应强度 B 在数值上满足公式 B=K

I ,式中 K 为静电力恒量,I 为电流强度,r 为 r

该点到直导线的距离,今使导线框以平行于 MN 的 CD 边为轴从图示位置 开始以角速度ω 匀速转动,则线框中产生的感生电流第一次达到最大时 的转角α 是( (A) α =90° (C) 0<α <COS
-1

) (B)α =COS
-1

b R

b R

(D) COS

-1

b <α < 180° R

图 11

三、选择题Ⅲ(以下每小题均有几个选项符合题意。每小题 5 分,共 25 分) 1.头部在水面下潜泳的人,仰起头来向上看,会看到来顶上有一彩色镶边、内有图像的圆 面,那么( ) (A)圆面中图像呈现的是水面外的景物,且视觉高度比实际景物要高 (B)圆面外不可能呈现水面上的景物
3

(C)彩色镶边是由水面四周各种物体的颜色所引起的 (D)彩色镶边是由于不同波长的光折射率略有不同所致 2.某人造卫星绕地球做匀速圆周运动。设地球半径为 R,地面的重力加速度为 g,则下列判 断正确的是( )

(A)人造地球卫星的最小周期为 2π

R g

(B)地球的平均密度为

3g 4?GR

1 Rg 2 g (D)卫星在距地高 R 处的重力加速度为 4
(C)卫星在距地高 R 处的绕行速度为 3.一辆汽车在平直公路上加速行驶,汽车发动机输出的功率恒定,汽车所受阻力大小一定, 汽车速度从 v1 增大到 v2,费时为 t,则此汽车在这段时间 t 内行驶的位移 s 一定是( (A)s> )

v1 ? v 2 t 2

(B)s>

2 v12 ? v2 t 2

(C)s<v2t

2 2 (D)s< v1 ? v 2 t

4.A、B 两金属球的半径 RA>RB,它们带有相等电量的正电荷,当 A、B 两球接触时,则( (A)自由电子将从 B 球向 A 球转移 (B)自由电子将从 A 球向 B 球转移 (C)B 球电势将降低 (D)A 球电势将降低

)

5.在光滑的水平平面上,放一长直导线。通入交流电 i=Imsin100π t;当 t=O.005 秒时,电 流方向如图 12 所示,在导线旁静置着一矩形小铝框,则下列说法中正确的是( (A)t=O 秒时,铝框产生的感生电流最大,方向顺时针 (B)t=0.1 秒时,铝框产生的感生电流最大,方向逆时针 (C)在一周期内铝框一直离开导线运动 (D)最终铝框应在某一平衡位置附近作振动 四、填充题(每小题 6 分,共 30 分) 1.有一密闭容器,经抽真空处理后,在室温下容器内压强 为 10 帕,则该容器中 1 厘米 气体中的分子数约为________个。 2.以 6 条电阻均为 5 欧的相同电阻丝组成一个正四面体 ABCD(每一电阻丝为一边),在任两 顶点 A、B 间接上一内阻为 O.5 欧、电动势为 6 伏的电池组,则通过 C、D 间电阻丝的电流为____ 安,通过电池组的电流为________安。
4
-8 3

)

图 12

3.水平桌面上放着一根伸长的均匀柔绳,绳的一端恰好位于桌面上的一小孔上,绳长为 l, 质量为 m。一根轻绳通过小孔与绳头连接,下端悬挂一个质量为 m 的物体。开始时用手按着柔绳 尾使它们保持静止,然后放开手让它们运动。设绳与桌面间的摩擦系数为μ ,则绳尾滑到桌上的 小孔时,绳和物体的速度太小为__________。 4.在考古工作中,可以从古生物遗骸中 14 6 C 的含量推算出古生物生存的年代距现在的时间, 因为当生命还存在时,其体内所含的碳元素碳 14 与碳 12 粒子数的比值与周围空气中的碳 14 与 碳 12 的粒子数比值(已知为ρ 0)相同,现已知碳 14 的半衰期为 T,碳 14 的衰变方程为 14 6 C 一→
0 14 7 N+ ?1 e,今有一古生物遗骸,已测出其
-12

14 与碳 12 的粒子数比值为ρ (ρ 与ρ 0 均远小于 1,约

10 数量级)。则由以上条件可知该古生物生活年代距今的时间 t=______________。 5.质量均为 m 的三个光滑小球 A、B、C,B、C 两球靠在璃 A 球沿它们的公切线方向以速度 v 向两球运动,并与两球相碰,碰后 A 球以速度

v 被弹回,则 B、C 球碰后的速度大小为______, 5

速度方向与 A 球碰撞前速度方向的夹角为_____________。 五、实验题(第 1 题 4 分,第 2 题 5 分,第 3 题 6 分,共 15 分) 1.如图 13 所示为观测光谱的实验仪器分光镜。从演示实验中可了解到,A 是_________,B 是_________,P 是_________,而 MN 是_________的位置。

图 14 图 13 2.做测定玻璃砖的折射率实验时,在玻璃砖一侧竖直插入两根大头针之后,眼睛在另一侧 某位置上,沿水平方向隔着玻璃砖,可看到如图 14 所示的现象,a 和 b 是不通过玻璃砖看到的两 根大头针的上半部,c 是从玻璃砖中看到的一根大头针的下半部,其后面的一根恰好被 c 遮住, 倘若眼睛的位置移向左边,后面一根的下半部 d 也将被观察到,则以下判断中正确的是( (A)c 是 b 的下半部 (B)c 是 a 的下半部 (C)眼睛左移时,d 将出现在 c 的左边 (D)眼睛左移时,d 将出现在 c 的右边 3.如图 15 所示,AB、CD 为两根埋在地下的输电线(电 阻可忽略),R 为负载电阻,A、C 两端接在 600 伏的恒定电 压上。现要测量 AB 与 CD 两根输电线的对地绝缘电阻 R1 与
5

)

图 15

R2,可利用一个一端接地的电压表来进行测定:用电压表连线的另一端 P 与 A 点接通,测得电压 表示数为-300 伏,当 P 端与 C 点接通时,测得电压数为 120 伏。已知电压表内阻为 200 千欧,则 由此可知 R1=_________千欧,R2=_________千欧。 六、计算题(每小题 15 分,共 30 分) 1.如图 16 所示,在光滑水平面上有一小木块 A,一带科圆弧轨道的物体 B(圆弧轨道半径为 R,与平面相切),一高为 R 的长方体木块 C,共三个物体,其中 A 物体质量为 m,B、C 两物体质 量均为 3m。 开始时 B、 C 均静止, A 物体以某一速度 v0 滑向 B, 在 A 刚滑出 B 时(见图中虚线部分),

R 处,在 B 与 C 作完全非弹性碰撞(即碰后两物粘在一起)时,小木块 A 离 B 物体顶 2 5 端的高度恰为它能上升的相对 B 顶端而言的最大高度的 ,最后 A 物体又恰能落下并粘在 C 物体 9
C 在 B 正前方 的最前端。设 A 物体大小可略,B、C 碰撞时间也可忽略。求: (1)A 物体的起始滑动速度 v0 及 C 物体 的长度 d。 (2)A、B、C 三物体最终的共同速度 vt 图 16

2.质量为 m、电阻可忽略的金属棒 ab,置于倾角为θ 、宽为 L 的足够长的两光滑平行的金 属导轨上,所在空间有磁感应强度为 B、方向垂直轨道平面向上的匀强磁场,如图 17 所示。已知 电值为 R,电容器电容为 C,电源电动势为ε ,电源内阻及导轨电阻均不计,试问: (1)当 K 接通后,棒 ab 的稳定速度多大? (2)棒 ab 达稳定速度后, 把 K 断开, 则棒将作什么运动?用计算 说明之。 (3)在 K 断开后金属棒下滑一段距离 s 的过程中, 电容器储存的 电能增加了多少? 图 17

6

一、1.D 2.B 3.B 二、1.C 2.B 3.A 三、1.A B D 2.A B D 四、1. 2×10 ~3×10
6 6

第五届 高二竞赛(答案) 4.B 5.C 6.D 7.B 4.D 5.C 3.A C D 4.B C 5.B C 2. 0;2 3.

8.B

9.A

10.C

1 (3 ? ? ) gL 2

4.

? ?0 lg? ? ? ? lg 2

? ? ? ?T

5.

2 3 v ,30° 5
2.A C

五、1.平行光管,望远镜,三棱镜,透镜 L2 的焦平面 3.R1=300, R2=120 六、1.(1)v0=

2 (2 7 ? 1)3Rg , d=1.25R 3

(2)vt=

v0 2 (2 7 ? 1)3Rg = 7 21

mgR sin ? ? BL ? B 2 L2 mg sin ? (2)匀加速 a= m ? CB 2 L2
2.(1)vm=
2 2 1 2 1 2 m gsCB L sin ? ? (3)Δ E=mgssinθ - mv + mv = 2 2 m ? CB 2 L2

7


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