高中物理竞赛模拟试卷 8页

智浪教育—普惠英才文库高中物理竞赛模拟试卷（二）说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共150分，考试时间120分钟.第Ⅰ卷（选择题共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分.1.如图Ⅱ-1，完全相同的直角三角形滑块A、B，按右图所示叠放，设A、B接触的斜面光滑，A与桌面的动摩擦因数为μ，现在B上作用一水平推力F，恰好使A、B一起在桌面上匀速运动，且A、B保持相对静止，则A与桌面的动摩擦因数μ跟斜面倾角θ的关系为图Ⅱ-1A.μ=tanθB.μ=tanθ/2C.μ=2tanθD.μ与θ无关2.在光电效应实验中，下列哪种办法可以使光电流增大A.增大入射光的频率B.增大入射光的强度C.增大照射时间D.以上办法都可以使电流增大3.下图Ⅱ-2所示的4个图象中，能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压U下消耗的电功率P与U2之间的函数关系的是图Ⅱ-24.手握一个看书用的放大镜，观看较远处房间顶棚上的吊灯.第1次胳膊伸直，使放大镜尽量远离眼睛，这时可以通过放大镜看到吊灯；第2次胳膊弯曲，使放大镜靠近眼睛，这时也可以通过放大镜看到吊灯.下面的说法中正确的是A.第1次看到的是吊灯的倒立像，第2次看到的是吊灯的正立像B.第1次看到的是吊灯的放大像，第2次看到的是吊灯的缩小像C.第1次看到的是吊灯通过放大镜所成的实像，第2次看到的是吊灯通过放大镜所成的虚像D.2次看到的都是吊灯通过放大镜所成的虚像5.处于基态的氢原子，要想从基态跃迁到能量较大的激发态，可以有2种方法.一种是用光照射，氢原子从入射光子中吸收一定能量而跃迁到激发态；另一种是氢原子间相互碰撞，基态氢原子从相互碰撞中得到一定的能量而发生跃迁.已知氢原子基态跃迁到某一个激发态需要吸收的能量为12.09eV，下面哪种情况可以使一个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态？A.一个能量大于12.09eV的光子照射到这个氢原子上\n智浪教育—普惠英才文库B.一个能量等于12.09eV的光子照射到这个氢原子上C.动能等于12.09eV的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰D.动能比12.09eV大得足够多的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰图Ⅱ-36.如图Ⅱ-3所示，在光滑的水平面上有一个内外壁都光滑的气缸，气缸的质量为M，气缸内有一质量为m（m＜M）的活塞，密封一部分理想气体，气缸处于静止状态.现用水平恒力F向左推活塞.当活塞与气缸的加速度均为a1时，封闭气体的压强为p1，体积为V1；若用同样大小的水平恒力F向右推气缸，当活塞与气缸的加速度均为a1时，封闭气体的压强为p2，体积为V2，设封闭气体的质量和温度均不变，则A.p1＞p2B.p1＜p2C.V1＞V2D.V1＜V27.2个带同种电荷的带电质点，在运动过程中不受其他外力，只存在相互作用的斥力，下面说法中正确的是A.在运动过程中，一个质点的动量增加量一定等于另一个质点的动量减少量B.在运动过程中，一个质点的动能增加量一定等于另一个质点的动能减少量C.在运动过程中，2个带电质点组成的系统的电势能的增量一定等于系统的动能减少量D.在运动过程中，2个带电质点组成的系统的动量守恒而机械能不守恒8.边长为L的正方形线框，其电阻为R，在磁感强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，每秒转数为n，当线框平面平行于磁感线时开始计时，则A.线框中感应电动势的最大值为BL2πnB.线框中感应电动势的瞬时值为2BL2πncos2πntC.线框中感应电流的最大值为2BL2πn/RD.线框中交流电频率为1/n9.如图Ⅱ-4所示电路，电感线圈电阻不计，若从开关S断开瞬间计时，以下说法正确的是A.t=0时，电容器C上板带正电，下板带负电B.t=时刻，线圈L的感应电动势最大图Ⅱ-4C.t=时刻，流过线圈L的电流最大，方向在图中为自下而上通过线圈LD.t=时刻；电容器C两极间电压最大10.设地球的半径为R0，质量为m的卫星在距地面R0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g,则A.卫星的线速度为B.卫星的角速度为\n智浪教育—普惠英才文库C.卫星的加速度为D.卫星的周期为2π第Ⅱ卷（非选择题，共110分）二、本题共3小题，每小题5分，共15分.图Ⅱ-511.全国著名发明家邹德俊，发明一种“吸盘式”挂衣钩如图Ⅱ-5所示，将它紧压在平整、清洁的竖直瓷砖墙面上时，可挂上衣、帽等物品.如果挂衣钩的吸盘压紧时，它的圆面直径为m吸盘圆面压在墙上有的面积跟墙面积完全接触，中间未接触部分间无空气.已知吸盘面与墙面间的动摩擦因数为0.5，则这种挂钩最多能挂_______N的物体.（大气压强p0=1.0×105Pa）12.天体中质量相差不太大的2个恒星组成双星系统，双星系统内两星间距离保持不变，每一个恒星都绕它们连线上的一点做匀速圆周运动.从地面上看去，双星系统两星之间的距离呈周期性的变化.如果某双星系统2个星的质量分别是m1和m2，它们之间的距离为l，引力常量为G，则地球上的人看到这2个星间距离变化的周期为______.图Ⅱ-613.如图Ⅱ-6所示一个带负电的小球从P点自由下落，P距场区边界高为h，边界MN下方有竖直向下、场强为E的匀强电场，同时有匀强磁场，小球从边界a点进入电场与磁场的复合场后，恰能做匀速圆周运动，并从边界上b点穿出，已知ab=L，则该匀强磁场的磁感强度的大小是______，方向是_____；小球从P经a至b时，共需时间为______.三、本题共3小题，共20分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作图.14.（6分）如图Ⅱ-7所示的器材是：木质轨道（其倾斜部分倾角较大，水平部分足够长）、小铁块、两枚图钉、一根细线、一个量角器.只用上述器材测定小铁块与木质轨道间的动摩擦因数.图Ⅱ-7实验步骤是：（1）将小铁块从________；（2）用图钉把细线______；（3）用量角器测量________.那么，动摩擦因数可表示为μ=_________.15.（6分）某同学利用多频率电火花计时仪研究自由落体运动，他把重锤固定在纸带下端，让纸带穿过电火花计时仪，然后把纸带的上端用铁夹子固定在铁架台上.先调整电火花计时仪的放电频率为50Hz，再接通电源，使它工作起来，然后释放纸带.重锤带动纸带自由下落，纸带上被电火花打出一系列点迹，如下图Ⅱ-8所示，其中A、B、C、D、E是连续打出的几个点，下面标注的数字是相邻两点间的距离，单位是cm.\n智浪教育—普惠英才文库图Ⅱ-8（1）有些同学做这个实验时不用铁架台和铁夹子固定纸带上端，而是用手拿着纸带上端，使它保持静止.这2种方法哪个更好？为什么？答：___________________________________________.（2）由纸带上给出的几个数据判断，该运动是不是匀变速直线运动？根据是什么？答：________________________________________.（3）根据这几个数据测出的重力加速度g的数值是_______m·s-2（保留3位有效数字）16.（8分）为了测定和描绘“220V40W”白炽电灯灯丝伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电.调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈L，绕在闭合的环形铁芯上，输入端接在220V交流电源的火线与零线间，输出端有一个滑动触头P，移动它的位置，就可以使输出电压在0~250V之间连续变化，图甲中画出的是调压变压器的电路图符号.实验室内备有交流电压表、交流电流表、滑动变阻器、开关、导线等实验器材.(1)在图Ⅱ-9甲中完成实验电路图.（2）说明按你的实验电路图进行测量，在电压较高段与电压较低段进行比较，哪段的误差更大？为什么？（3）如果根据测量结果作出的伏安特性曲线如图Ⅱ-9乙所示，试根据图线确定，把2只完全相同的“220V40W”白炽电灯串联在220V交流电源的火线与零线间时，2只电灯消耗的总电功率是多大？图Ⅱ-9四、本题共6小题，共75分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.17.（10分）静止的钚核239Pu，放出α粒子以后衰变成铀核235U，同时放出波长为1.38×10-11m的光子.（1）写出这一过程的核衰变方程；（2）若不计光子动量.求α粒子的动能为多少？（钚核的质量238.999655u，铀核质量234.993470u，α粒子质量4.001509，1u相当于931.5MeV，普朗克恒量h=6.63×10-34J·s）.图Ⅱ-1018.（10分）质量为M=2kg的木板若固定在光滑的水平地面上，质量为m=0.04kg的子弹以速度v1=500m/s射入，射出时子弹速度v2=300m/s，如图Ⅱ-10所示，今将钉子拔掉，子弹射入后速度多大？图Ⅱ-11\n智浪教育—普惠英才文库19.（12分）山区盘山公路的路面上一般都等间距地镶嵌一些玻璃球，当夜间行驶的汽车的车灯照上后显得非常醒目，以提醒司机注意.若小玻璃球的半径为R，折射率是，如图Ⅱ-11所示，今有一束平行光沿直径AB方向照在小玻璃球上，试求离AB多远的入射光经折射—反射—折射再射出后沿原方向返回即实现“逆向反射”.图Ⅱ-1220.（13分）如右图Ⅱ-12所示，一个用柔软的细导线制成的闭合圆形的线圈半径为r、电阻为R，位于匀强磁场内，磁感应强度大小为B，方向垂直于线圈平面向里，现用两手分别拉着线圈的两端，在时间t内把它拉成一条线.由以上条件，可能以求出哪些物理量？把它们求出来.21.（15分）光子具有动量，每个光子的动量p=h/λ（式中h为普朗克图Ⅱ-13常量，λ为光子的波长）.当光照射到物体表面上时，不论光被物体吸收或是被物体表面反射，光子的动量都会发生改变，从而对物体表面产生一种压力，称为光压.右图Ⅱ-13是列别捷夫设计的测量光压的仪器.图中a、b是一对用悬丝挂着的极轻的翼片，它们的形状和质量都完全相同，只是a是涂黑的而b是光亮的，光线照射到a上可以认为光子全部被吸收，照射到b上则可认为光子全部被反射.分别用光线照射在a或b上，由于光压的作用，都可以引起悬丝的旋转，旋转的角度可借助于和悬丝一起旋转的小平面镜M进行观察.（1）如果用一束强光同时照射a、b两翼片，光线的入射方向与翼片表面垂直，悬丝将向哪个方向偏转？为什么？（2）已知a、b两翼片的受光面都是圆形，半径为r，两翼片圆心间的距离是d.现用频率为ν的激光束同时照射a、b两翼片，设入射光与翼片表面垂直，单位时间内垂直于光传播方向的单位面积上流过的光子数为n，光速为c.求由于光压而产生的对中心转轴的力矩.图Ⅱ-1422.（15分）如图Ⅱ-14是静电分选器原理示意图，将磷酸盐和石英的混合颗粒由传送带送至两个竖直的带电平行板上方，颗粒经漏斗从电场区域中央处开始下落，经分选后的颗粒分别装入A、B桶中.混合颗粒离开漏斗进入电场时磷酸盐颗粒带正电，石英颗粒带负电，所有颗粒所带的电量与质量之比均为10-5C/kg.若已知两板间的距离为10cm，两板的竖直高度为50cm.设颗粒进入电场时的初速度为零，颗粒间相互作用不计.如果要求两种颗粒离开两极板间的电场区域时有最大的偏转量且又恰好不接触到极板.（1）两极板间所加的电压应多大？（2）若带电平行板的下端距A、B桶底的高度为H=1.3m,求颗粒落至桶底时速度的大小.模拟试卷（二）一、（40分）1.B2.B3.C4.AC5.BD6.AD7.CD8.BC9.BD10.ABD二、(15分)11.12512.2π13.(2分)；垂直纸面向外（1分）；（2分）三、14.（6分）(1)从某点由静止释放，最后停在水平面上（1分）；（2）固定在铁块运动的起止点（1分）；（3）细线与水平面间的夹角θ（1分）；μ=tanθ(3分)15.（6分）(1)用铁架台固定更好.（1分）用手拿着释放时不能保证初速度为0，从而不能保证是自由落体运动（1分）.\n智浪教育—普惠英才文库（2）是匀加速直线运动（1分）.因为①纸带上各点迹都在同一直线上.②相邻两点间的距离之差在误差范围内都相等，即-=-==≈0.39cm.(1分)（3）9.75（或9.68）.（利用g=Δs/t2即可求出）（2分）16.（8分）（1）如右图Ⅱ-1′所示.（3分）(开关应放在火线一边，否则应适当扣分；火线与公共端相连的可不扣分；电流表外接与内接都可以.)（2）如果采用电流表外接，电压较高段误差较大，因为电压越高，灯丝电阻越大，由于电压表分流而造成的误差越大；如果采用电流表内接，电压较低段误差较大，因为电压越小，灯丝电阻越小，由于电流表分压造成的误差越大.（3分）图Ⅱ-1′（3）47W±1W(2分)四、17.（10分）（1）衰变方程为Pu→U+He+ν（2分）（2）由E=hν①v=c/λ②得：E=hc/λ=6.63×10-34×3×108/(1.38×10-111.6×10-19)MeV=0.99MeV(2分)③核反应过程中释放的能量由爱因斯坦质能方程有ΔE=Δmc2=(mPu-mu-mα)c2④=(238.999655-234.993470-4.001509)uc2=0.004676uc2=4.36MeV（2分）⑤又核反应过程满足动量守恒，在不计光子的动量的条件下有MuVu=mαvα（2分）⑥根据能量守恒有Eu+Eα=ΔE-E=4.27MeV(1分)⑦联立⑥⑦解得Eα=4.21MeV（1分）⑧18.(10分)设子弹刚好射出，其射入时速度为v0，以m和M组成系统为研究对象，系统在水平方向动量守恒，根据动量守恒列方程：mv0=(M+m)v（1分）①系统摩擦力所做的功WfWf=mv02-(M+m)v2（2分）②固定木块时，系统摩擦力所做的功WfWf=mv12-mv22（1分）③由①②③解得v0=400m/s（1分）因为v1＞v0，所以将固定木块的钉子拔出后，子弹仍能射出木块，（1分）则mv1=MV+mv（1分）mv12=Wf+Mv2+mv2（2分）v=298.5m/s(1分)19.（12分）只有入射光经折射后射到B点的光线经反射再折射射出后才能沿原方向返回即实现“逆向反射”，光路如图Ⅱ-2′\n智浪教育—普惠英才文库.（4分）根据折射定律有=(2分)①图Ⅱ-2′由几何关系可知i=2r(2分)②将②代入①得cosr=（1分）③得：r=30°④所以：i=60°(1分)⑤设能沿原方向返回即实现“逆向反射”的入射光线距AB的距离为h，则由几何关系可知h=Rsini=(2分)⑥20.（13分）可以求出：（1）开始时穿过线圈的磁通量Φ=πBr2;（2分）（2）磁通量的变化量ΔΦ=πBr2；（2分）（3）磁通量的变化率ΔΦ/Δt=πBr2/t；（2分）（4）平均感应电动势=πBr2/t；（2分）（5）平均感应电流=πBr2/tR；（2分）（6）通过线圈截面的电量q=πBr2/R.（3分）（不能求外力做的功及产生的热，写能求的要扣分.）21.（15分）（1）a向纸外而b向纸内转动（2分）（或答俯视逆时针方向转动）.这是因为光照射到a上，光子全部被吸收，每个光子的动量都减为0；照射到b上，光子全部被反射，每个光子的动量都与原来大小相等而方向相反，动量的变化量是前者的2倍，因此对b的压力较大.（3分）（2）单位时间内照射到每个翼片上的光子数为N=nπr2.(2分)照射到a翼片上的光子全被吸收，每个光子的动量变化量Δpa=p.（1分）单位时间内所有光子的动量变化量有大小就等于光对a翼片的压力，即Fa=nπr2·p=πnr2·hν/c.(2分)照射到b翼片上的光子全被反射，每个光子的动量变化量大小ΔPb=2p（1分），单位时间内所有光子的动量变化量的大小就等于光对b翼片的压力，即Fb=πnr2·2p=2πnr2·hνd/2c.(2分)合外力对中心转轴的力矩M=（Fb-Fa）·d/2=πnr2·hνd/2c.(2分)22.（15分）（1）颗粒在电场中受重力和电场力的共同作用，在竖直方向上分运动为自由落体运动，下落距离为极板高度L.（1分）由L=gt2(1分)得t=.(1分)颗粒沿水平方向分运动为匀加速直线运动（1分），加速度大小为a=qU/md(1分)，离开电场时颗粒在水平方向的位移为d/2（1分），由匀变速运动规律得d/2=t2(2分)，将t代入得U=md2g/2qL=104V.(1分)（2）在颗粒下落的整个过程中，根据功能关系：mv2/2=qU/2+mg(L+H)(3分)v=(2分)代入数据得：v=m/s(或6.0m/s)(1分)\n智浪教育—普惠英才文库