全国中学生数理化学科能力竞赛物理学科笔试部分竞赛大纲.doc

全国中学生数理化学科能力竞赛物理学科笔试部分竞赛大纲 全国中学生数理化学科能力竞赛 物理学科笔试部分竞赛大纲(XX年) 为了提高广大青少年走进科学、热爱科学的兴趣培养和发现创新型人才团中央中国青少年发展服务中心、全国“青少年走进科学世界”科普活动指导委员会办公室共同举办首届“全国中学生数理化学科能力竞赛”(以下简称“竞赛”)竞赛由北京师范大学高中数理化杂志社承办为保证竞赛活动公平、公正、有序地进行现将物理学科笔试部分竞赛大纲颁布如下： 一、命题指导思想和对能力的要求 根据教育部全日制义务教育物理课程标准和全日制普通高级中学物理课程标准的要求着重考查学生的基础知识、基本能力、科学素养和运用所学知识分析问题、解决问题的能力及创新能力命题吸收各地高考和中考的成功经验以能力测试为主导体现新课程标准对能力的要求注重对物理知识和物理规律的理解强调知识点间的内在联系;注重考查应用语言文字、数学方法准确表述物理思想与物理过程的能力;注重理论联系实际注意科学技术和社会、经济发展的联系注重物理知识在生产生活中的广泛应用激发学生学科学的兴趣培养实事求是的科学态度和创新能力促进新课程标准提出的“知识与技能”、“过程与方法”、“情感、态度与价值观”三维目标的落实初三组和高一组中涉及初中内容的命题把“注重学生发展改变学科本位;从生活走向物理从物理走向社会;注重科学探究提倡学习方式多样化;注重学科渗透关心科技发展构建新的评价体系”作为命题的最重要的指导思想高中竞赛组则把对理解能力、推理能力、综合分析能力、创新能力、应用数学处理物理问题的能力和实验与探究能力的考查作为命题的最重要的指导思想 二、竞赛对学科能力考查的说明 (一)初三组和高一组考查初中部分知识时对学科能力的考查要求 科学探究能力 科学探究能力的考查在内容上可以是全日制义务教育物理课程标准所要求的科学内容也可以是与全日制义务教育物理课程标准科学内容有关的学科交叉的内容;在形式上可以是实验探究也可以是问题研究、调查分析等学习活动 观察、实验能力 试卷中强调实验题的比重考查内容包括实验基本技能和简单的实验设计实验基本技能主要是指能利用实验器材和已知的规律进行有目的的实验会正确使用仪器会做必要的实验记录会归纳实验结果并撰写简单的实验报告简单的实验设计能力主要是指能综合运用所学知识设计简单的实验方案 应用知识能力和分析、概括能力 会应用物理知识解释简单的现象会应用物理公式进行简单的推导与计算会分析解决简单的实际问题包括与生活、科技、环境和社会相联系的一些实际问题能区分有关因素和无关因素找出共同的特征从而概括出概念和规律 创新意识、自学能力、信息收集和处理能力 能进行相关的资料收集和有针对性的阅读从中发现问题思考问题并解答相关的简单问题在试卷中增强试题的开放性以便于考查学生运用知识解决问题的创新意识 (二)高中竞赛组对学科能力的考查要求 1.理解能力 理解物理概念、物理规律的确切含义理解物理规律的适用条件以及它们在简单情况下的应用;能够清楚认识概念和规律的表述形式(包括文字表述和数学表述);能够鉴别关于知识和规律的似是而非的说法;理解相关知识的区别和联系 2.推理能力 能够根据已知的物理知识和物理事实、条件对物理问题进行逻辑推理和论证得出正确的结论或作出正确的判断并把推理过程正确地表述出来 3.综合分析能力 能够独立地对所遇到的问题进行具体分析、研究弄清其中的物理状态、物理过程和物理情境找出起决定作用的因素及相关条件;能够把一个复杂的问题分解为若干较简单的问题找出它们之间的联系;能够提出解决问题的方法运 用物理知识解决所遇到的综合问题 4.应用数学处理物理问题的能力 能够根据具体问题列出物理量之间的关系式进行推导并根据结果得出物理结论能运用几何图形、函数图象进行表述、分析 5.实验与探究能力 能够独立地完成考查内容和课程标准要求的实验能够明确实验目的、实验原理和方法能够控制实验条件会使用实验仪器会观察、分析实验现象会记录、处理并得出结论能够对结论进行分析和评价;能够发现问题提出问题并根据所发现的问题制定解决方案;能够运用已学过的物理理论、实验方法正确使用实验仪器去处理问题包括简单的设计性实验并写出实验报告 三、命题范围 依据教育部全日制义务教育物理课程标准和全日制普通高级中学物理课程标准的要求初赛和决赛所考查的知识点范围不超出相关年级在相应的时间段内的普遍教学进度高一组由于学生刚进入高中阶段的物理学习所学新知识有限其考查范围包括初中内容 四、考试形式 1.高一、高二组：闭卷笔答考试时间为120分钟试卷满分为150分 2.初三组：闭卷笔答考试时间为120分钟全卷满分为100分 五、试卷结构 1.高一、高二组：全卷选择题10题非选择题8题(包括实验题两题) 2.初三组：全卷选择题4题填空题4题简答题4题解答及实验探究题6题 六、难度系数 1.初赛试卷的难度系数控制在0.6左右; 2.决赛试卷的难度系数控制在0.5左右 首届全国中学生数理化学科能力竞赛 初三物理学科能力解题技能竞赛样题 一、选择题(每题3分共12分) 1.一个鸡蛋的质量、课本中一张纸的厚度、一块橡皮从桌面落到地面所用的时间下列估算较接近的是() A.60g0.8mm0.5sB.10g80m5s C.60g80m0.5sD.10g0.8mm5s 2.无论是酷暑还是严冬在使用冷暖空调的房间的窗户玻璃上一般会出现凝结水珠的现象则下列说法中正确的是() A.无论是冬天还是夏天小水珠总是凝结在窗户玻璃的内表面 B.无论是冬天还是夏天小水珠总是凝结在窗户玻璃的外表面 C.夏天小水珠凝结在窗户玻璃的内表面冬天小水珠凝结在窗户玻璃的外表面 D.夏天小水珠凝结在窗户玻璃的外表面冬天小水珠凝结在窗户玻璃的内表面 3.在一个不透明的木板上钻一个小孔用眼睛通过小孔可以观察到一定的范围如图1所示为了扩大观察的范围在小孔中嵌入各种形状的玻璃制品在图中的四个截面中能获得最大观察范围的是() 图 1 4.如图2所示乙是电磁铁在乙正上方用弹簧悬挂 一条形磁铁设电源电压不变闭合开关S待电磁铁稳定后 当滑动变阻器R的滑片p由上向下缓缓地滑动过程中弹 簧的长度将() A.变长B.变短 C.先变长后变短D.先变短后变长 二、填空题(每空2分共16分)图 2 5.眼睛和照相机都可以成像但它们的调节不相同如照相机要照远处景物时必须(填“增大”或“减小”)镜头到底片的距离使像成在胶片上;而正常人的眼睛看远处物体时调节晶状体的厚度使之(填“增大”或“减小”)从而使像成在视网膜上(如图3) 图3 6.按照我国交通管理的规定“红灯停、绿灯行、黄灯预备”有人在科技活动中设计了 一个实验电路用以模拟十字路口的红绿灯如图4所示当单刀多掷开关接通位置“1”时东西方向的灯发光当单刀多掷开关接通位置“3”时允许方向的车辆通行 北 西南图5 图 4 7.遵守交通法规是每一个市民应该具备的最基本的道德素养否则会对人身安全带来 重大威胁如图5所示为某道路由南向北机动车及非机动车的道路示意图已知一条机动车车道宽D=3m甲、乙两部轿车分别在慢车道和快车道上向北匀速行驶V甲=36km/hV乙=54km/h两部轿车的尺寸均为：长度L1=4.5m宽度d=1.8m当甲、乙两车沿南北方向上的距离为S2=3m时在甲车前方慢车道与非机动车道交界处的C点(与甲车相距S1且S1=10.5m)突然有一人骑自行车横穿马路(假设匀速)自行车车长L2=1.8m那么当自行车车速在范围内将与甲车相撞;当自行车车速在范围内将与乙车相撞(设两轿车均在车道中间位置行驶且不考虑轿车的制动情况) 8.有A、B、C、三个由同种材料制成的金属球它们的质量分别为128g、400g、60g 体积分别为16cm3、50cm3、12cm3在A、B、C三个金属球中若只有一个是空心的那么球是空心的这种材料的密度为 三、简答题(每题4分共16分) 9.小汽车的前挡风玻璃有一定的倾斜角度而卡车、公交车等大型车辆的前挡风玻璃 却几乎是竖直的请用光学知识分析小汽车前挡风玻璃这样安装的原因 10.压缩式电冰箱是利用制冷剂在制冷系统中的周期性物态变化来循环制冷的一种电 冰箱的一般构造如图6上层为速冻室(冷源)下层为冷藏室它分为上、中、下三格现在有一批鲜鱼、肉、蔬菜、水果把这批食物放在冷藏室的格子中储藏怎样做最科学?为什么这样放置保鲜效果最佳? 11.如图7所示一女孩给站在桥上的朋友拍照.图8中左、右两张图一张是小女孩拍出的照片(从桥的倒影上判断)?为什么? 图 7图8 12.白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状请你说出这样做的目的? 四、综合题(共56分) 13.(7分)19世纪末英国物理学家瑞利在精确测量各种气体的密度时发现由空气中取 得的氮的密度是1.2572kg/m3而从氨中取得的氮的密度是1.2505kg/m3虽然多次重复测量仍然存在这个令人奇怪的差异瑞利不放过这一细微差异而执著地研究下去后来他与化学家拉姆塞合作发现了气体氩从而获得了诺贝尔物理学奖原来空气中取得的氮里混有密度较大的氩气假设气体氩的体积占从空气中取得的氮的体积的1/10请你计算出氩的密度 14.家庭电路的引线均有一定的电阻(约几欧)因此当家中空调、电炉等大功率用电器 工作时家中原来开着的电灯会变暗某科技小组的同学通过测试就可以估算出家庭电路引线部分的电阻如图9所示用r表示家庭电路引线部分的总电阻L为一只普通家用白炽灯泡M是一台空调节器在测试时先断开开关S接通灯泡L测得灯泡 1;再闭合开关S测得灯泡两端的电压为U2空调两端的电压为U1灯泡的功率为P 2(P2远大于P1)2表示设电源的功率为P试写出估算r的表达式(只用U1、U2和P 电压恒定)(8分) 图9 15.(14分)如图10(甲)所示是某生产流水线上的产品输送及计数装置示意图其中S 为一激光源R1为光敏电阻(有光照射时阻值较小;无光照射时阻值较大)R2为定值保护电阻a、b间接一“示波器”(示波器的接入不影响电路)光敏电阻两端的电压随时间变化的图象可由示波器显示出来水平传送带匀速前进每当产品从传送带上通过S与R1之间时射向光敏电阻的光线会被产品挡住若运送边长为0.1m质量为0.6kg的均匀正方体产品时示波器显示的电压随时间变化的图象如图10(乙)所示请回答下列问题： (1)此产品的密度为多大? (2)传送带对产品的支持力是多大?(g取10N/kg) (3)已知计数器电路的电源电压恒为6V保护电阻R2的阻值为40求光敏电阻在两种状态下的阻值分别为多大?光敏电阻1h消耗的电能为多少? 2(甲)(乙) 图10 16.(12分)在机械制造中有一个给大飞轮定重心的工序该工序的目的是使飞轮的重心发 生微小的位移以使它准确位于轴心上如图11所示一个质量为M=80kg、半径为R=0.6m的金属大飞轮可在竖直平面内绕轴心(图中两虚线的交点)自由转动用力推动一下大飞轮飞轮转动若干周后停止多次试验发现飞轮边缘上的标记F总是停在图示位置 (1)根据以上情况可以初步确定飞轮重心P可能在图中 A.轴心正下方的某一位置 B.轴心左侧的某一位置 C.轴心右侧的某一位置 (2)工人在飞轮边缘上的某点E处焊接上质量为m=0.4kg的金属后再用力推动飞. 轮当观察到的现象时说明飞轮的重心已调整到轴心上了 (3)请在图11中标出E的位置 (4)试求调整前飞轮的重心P到轴心的距离l 图11 17.(7分)小明和小红在课堂上测量了老花眼镜的焦距他们联想到：能否测量近视眼镜 的焦距呢?于是他们在课后对此问题展开了探究： (1)他们想到近视眼镜属于凹透镜了凹透镜对光线的作用请你帮他们完成图12中的光路图 (2)如果要利用太阳光测量近视眼镜的焦距他们还需要选择什么器材?答： (3)请你在方框里帮他们写出实验的操作步骤(也可以画出示意图说明) (4)根据你的设计近视眼镜焦距的表达式是： (5)若要使焦距测量得更准确些在操作中要注意： 图12 18.(8分)小明同学坐竖直升降的电梯从一楼到六楼时感觉刚上升时 有一种向下沉的感觉快到六楼时却有一种向上抛的感觉;而从六楼到一楼时刚开始向下时也有一种向上抛的感觉快到一楼时又有一种向下沉的感觉小明对此产生了兴趣觉得这种感觉应该与人对电梯地板的压力有关于是他找来了一只弹簧测力计和一块铁块来做实验他把弹簧测力计固定在电梯的天花板上再把铁块挂在弹簧测力 计上如图13所示当电梯静止时弹簧测力计的示数为10牛然图13后他开始研究电梯整个上升过程中弹簧测力计的示数变化每隔1秒记录一次数据如表一所示并画出了弹簧测力计示数F随时间t变化的图线(如甲图)从甲图中小明领悟到了向下沉的感觉是人对地板的压力在增大向上抛的感觉是人对地板的压力在减小接着他又开始研究电梯整个下降过程中弹簧测力计的示数变化记录数据如表二所示 t(秒)t(秒) 甲乙 图14请分析回答下列问题： (1)根据表二数据请在乙图中画出电梯在整个下降过程中弹簧秤示数F随时间t变化的图线 (2)该铁块的质量是千克(g取10牛/千克)当电梯刚上升或下降时弹簧测力计示数发生变化的原因是铁块具有性 (3)小明同学认为弹簧测力计示数变大时电梯在上升变小时电梯在下降你认为他的观点对? (4)仅从弹簧测力计示数的变化如何来判断电梯在整个运动过程中是在上升还是在下降? 参考答案 一、选择题 1.C2.D3.D4.C 二、填空题 5.减小减小6.红东西7.0.4m/s4m/s4m/s6m/s 8.C8g/cm3 三、简答题 9.为保证夜间行车的安全小汽车前挡风玻璃倾斜安装是因为后面车辆射来的光照射到 前挡风玻璃后斜向下反射;当车内景物被照亮时通过前挡风玻璃所成的像在驾驶员前面的斜上方这样车内驾驶员都不至由于反射光而受到干扰 10.科学的储藏方法是上层放鲜鱼和肉中层放水果下层放蔬菜因为电冰箱的冷源在最 上层冷藏室内上面的空气遇冷温度降低密度增大而下沉因此冷藏室上层的温度最低中层次之下层最高从食物的含水结构、耐寒能力和食用情况来考虑这样放置效果最好 11.右边的图是照片因为景物的像并非只是景物的颠倒而应该是从水面观察到的景色 因此在倒影中能看到桥的下表面 12.减少灯丝散热提高灯丝的温度使灯更容易达到炽热状态而发光 四、综合题 13.解：设从空气中取得的不纯的氮的体积为V则含氮V1=9V/10V2=V/10故m1=1V1 m2=2V2又混=m混/V=(m1+m2)/V可求得2=1.3175kg/m3 14.U2(U1?U2)/P2 15.解：?mm0.6=3?3kg/m3=0.6103kg/m3VL0.1 (2)支持力为F=G=mg=0.6kg10N/kg=6N (3)有光照射时U1=2VU2=UU1=4V R1U1U2?R1=1R2=?40=20R2U2U24 光被挡住时U1=4VU2=UU1=2V ?R1U1U14R1=?R2=?40=802R2UU22 U1222t1=光敏电阻1h消耗的电能W1=?3600J=480JR12032 421t=W2=?3600J=240J2803R1U1?2 W总=W1+W2=(480+240)J=720J 16.(1)A (2)每次推动飞轮后飞轮边缘上的标记F可以停在任意位置 (3)E点位置如图1所示 (4)考虑到调整后飞轮可以停在任意位置 那么当飞轮的重心P和焊接点E转动到同一水平线上时(如图2所示)根据杠杆平衡条件 Mgl=mgR 解得l=mR/M=0.4kg0.6m/80kg =3103m =3mm 图1图217(1)如图3所示 (2)刻度尺、白纸 (3)步骤：.将近视眼镜正对着太阳光白纸与眼镜平行;.用刻度尺量出白纸上亮环的直径为D;.量出白纸到眼镜的离为L;.量出玻璃镜片的直径为d.或者画图4(4)(5)答出太阳光正对着近视眼镜即可得1分Emg 图3 18.(1)如图5所示 (2)1惯、(3)不对(4)弹簧测力计示数变化如甲图趋势的说明电梯在上升弹簧测力计示数变化如乙图趋势的说明电梯在下降或弹簧测力计示数先变大后变小然后不变 再又先变小后变大的说明电梯在上升 弹簧测力计示数先变小后变大然后不变再又先变大后变小的说明电梯在下降) 图5 高一物理学科能力解题技能竞赛样题 第一部分选择题(共40分) 一、本题共10小题每小题4分共40分在每小题给出的四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.北京奥运会在8月10日下午进行的女子双人3米板决赛中中国组合郭 晶晶/吴敏霞以343.50的总分毫无悬念的摘得冠军双人跳除要求高难度动作以 外还要求参赛的两位选手动作的高度一致如图1所示是郭晶晶/吴敏霞完美一 跳的瞬间在忽略空气阻力的情况下下列说法中正确的是() A.若以水平面为参考系郭晶晶/吴敏霞做自由落体运动 B.在研究郭晶晶和吴敏霞跳水运动时可以把她们当作质点 C.若以跳台侧面的某静止的摄像机的镜头为参考系郭晶晶/吴敏霞的运动 轨迹是一条抛物线 D.晶晶和吴敏霞的运动过程是变加速运动 解析：由于跳水是在跳板振动后运动员向上跳起后开始的运动所以在忽 略空气阻力情况下相对地面静止的参考系运动员做斜抛运动则A错C对;跳水运动主要是向观众展示她们优美的空中肢体动作因此不能当质点处理则B错;在忽略空气阻力时她们只受重力作用做加速度为g的匀变速运动则D错 答案：C 2.课外活动时小明和小华均在操作上沿直线进行跑步训练.在某次 训练中他们通过的位移和时间的关系如图2所示则下列说法中正确的 是() A.两人都做匀速直线运动 B.两人都不是做匀速直线运动 C.前2s内小华跑得较快 D.全程中两人跑步的平均速度相同图2 解析：由图象可知小明做匀速直线运动小华做变速运动AB错在8s内两人发生的位移相等在前2s内小华发生的位移多则CD正确 答案：CD 3.在xx年8月16日牙买加选手尤塞恩博尔特在国家体育 场“鸟巢”进行的北京奥运会男子100米决赛中以9秒69的成绩夺得 金牌并打破9秒72的世界纪录设高度为H的博尔特正在进行100m 短跑就要到达比赛的终点处有一摄影记者用照相机拍摄下了运动员 冲刺的一幕已知摄影记者使用的照相机的光圈(控制进光量的多少) 是16快门(曝光时间)是1/60s得到照片后测得照片中人高度为图 1 h胸前号码布上模糊部分的宽度是?L则由以上数据可以知道运动员的()图3 100m成绩冲刺速度100m内的平均速度冲刺时1/60s内的位移 A.B. C.D. 解析：照片中模糊部分的宽度就是最后冲刺时的1/60s运动员号码布对应的运动位移由放大比例关系可知其大小?x为H?Lh ?xH?L60H?L?.由以上分析可知C选项正确?th?1/60h对应运动员的最后冲刺速度为v 【答案】C 4.小雪和她所在的物理学习兴趣小组在探究摩擦力过程中用两完全相同的木板把一个正方形木块夹住设其正方形木块A重6N用力F=10N的水平推力通过P、Q两木板把A物夹住木板与A物间的动摩擦因数为0.4图4为它的正视图.现要将A物体匀速拉出则拉力大小可能为() A.1牛B.2牛 C.7牛D.14牛 解析：物块相对接触面滑动时 其摩擦力为：f?2?F?2?0.4?10N?8N 若从上端拉出物体则拉力T?f?mg?(8?6)N?14N 图 4 若从下端拉出物体则拉力T? 若从侧面拉出物体则拉力T? 则综上所述BCD正确 答案：BCDf?mg?(8?6)N?2Nf?8N 5.随着世界经济的快速发展能源短缺问题日显突出近期油价不断攀升 已对各国人民的日常生活造成了各种影响.如图所示排长队等待加油的情景已经多 次在世界各地发生能源成为困扰世界经济发展的重大难题之一下列有关能源转 化的说法中错误的是(). A.少驾私家车多乘公交车上下班是节约能源的具体措施之一 B.提倡使用太阳能热水器可减少不可再生能源的消耗 C.利用铀核裂变释放能量发电的过程实质上就是将化学能转化为电能的过 程 D.尽管能的转化与转移过程中能量是守恒的但是如果燃料中的化学能转化图5 解析：要求对各种能源有一定的了解知道能的转化和转移有一定的方向性能关注日常生活中的能耗有节约能源的意识 答案：C 6.王勇同学在宾馆饭店看到一种自动门当有人靠近时门会实现自动开闭王勇同学对此产生了浓厚的兴趣他很想知道自动门是如何实现自动控制的为此他反复做了几次试验：当他轻轻地靠近自动门时门自动打开;当把一个足球滚向自动门时门自动打开;当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板直立着滑向自动门时门不打开王勇同学根据探究试验的结果对自动门的自控原理提出了以下几种猜想你认为其中最合理的猜想是 A.自动门“听”到来者的声音时通过声控装置实现自动开闭 成了热能就无法将此燃料释放的热能100%地复原成原来的化学能 B.自动门探测到靠近的物体发射出的红外线通过光控装置实现自动开闭 C.自动门本身能发射出一种红外线信号当此种信号被靠近的物体反射时就会实现自动开闭 D.靠近门的物体通过空气能产生一种压力传给自动门实现自动开闭 解析：任何物体都可以发出红外线根据题意当把一个足球滚向自动门时门自动打开;当把一面底部装有滚珠的无色透明大玻璃板直立着滑向自动门时门不打开可以判断是自动门本身发射红外线选项C正确 答案：C 7.在xx年5月四川汶川大地震救援中某空降兵从飞机上跳下先做自由落体运动在t1时刻速度达较大值v1时打开降落伞做减速运动在t2时刻以较小速度v2着地他的速度图象如图6所示下列关于该空降兵在0t1或t1t2时间内的的平均速度的结论正确的是() v1v?v2B.t1t2?122 v?v2v?v2C.t1t2?1D.t1t2?122A.0t1? 解析：根据题意0t1时间内空降兵做自由落体运动平均速度为 ?vst?选项A正确.tt时间内空降兵做变速直线运动v?t2v12图6 图线与两坐标轴所包围的“面积”小于他做匀减速直线运动时图线所包围的“面积”故选项D正确 答案：AD 8.如图7所示电源电压不变在滑动变阻器的滑片P从a端滑到b 端的过程中() A、电流表、电压表示数都减小 B、电流表、电压表示数都增大 C、电流表示数减小电压表示数增大 D、电流表示数增大电压表示数减小 解析：当滑动变阻器的滑片P从a端滑到b端的过程中电阻R2变大 干路电流就变小电流表读数变小电阻R1两端电压变小故电阻R2两端 电压变大电压表读数变大选项C正确 答案：C 9.奥运会中的撑杆跳是一项非常受欢迎的运动 项目小艳同学在网上找到两张照片一个某运动 员在撑杆达到最高处瞬间的照片如图8右图所示她 又找到一个漫画如图8左图所示她认为此图与运动 员撑杆跳有相似之处接着她把杆的支点与地面接 触到运动员松手离开杆的过程中其受图8?sv1?v2?,t2 图7 力情况可简化为一个长木板上有一木块的模型如图9所示当长木板的倾角逐渐增大时则() A.如果木块一直静止在木板上则木块所 受的重力和支持力的合力逐渐增大 B.如果木块一直静止于长木板上则木块 所受重 图9 图10 力、支持力和静摩擦力的合力逐渐增大 C.如果木块一直静止在木板上则木块所受的重力、支持力和静摩擦力的合力逐渐增大D.如果从0一直增大到90则木块所受的摩擦力一直增大 【解析】物体受力情况如图10所所示其中木板对木块支择持力的合力等于重力木块重力的大小不变而木块重力与木板对木块支持力的合力等于木块和木板间的间摩擦力对木块动态分析可知木块若静止在木板上则静摩擦力一直增大直至运动为止此后摩擦力变为滑动摩擦力并不断减小则A正确D错;木块所受重力支持力和静摩擦力的合力为零BC错【答案】A 10.一辆汽车从静止开始匀加速开出然后保持匀速运动最后匀减速运动直到停止从汽车开始运动起计时下表给出了某些时刻汽车的瞬时速度根据表中的数据通过分析计算可以得出() A.汽车加速运动经历的时间为4sB.汽车加速运动经历的时间为5sC.汽车匀速运动的时间为2sD.汽车减速运动时间为1s 【解析】本题考查匀变速运动基本规律由表格获取信息的能力加速阶段的加速度a1 ? 6.0?3.09.0?3.0 ?3m/s2减速阶段的加速度a2?6m/s2匀 2.0?1.010.5?9.5 加速阶段时间t1=12.0/3=4s减速阶段时间t2=12/6=2s10.5s后又运动了?t=3.0/6=0.5s停下所以物体共运动t=11s匀速运动的时间t3=tt1t2=5s综合以上分析可知选项A正确 答案：A 第二部分非选择题(共110分) 二、本题共8小题满分110分其中11、12题为实验题要按题目要求做答解答题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 11.为锻炼身体小明利用所学物理知识设计了一个电子拉力计图11是原理图硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(弹簧的电阻不计P与R1间的摩擦不计)定值电阻R0=5a、b是一根长为5cm的均匀电阻丝阻值R1=25电源电压 U=3V电流表的量程为O0.6A (1)小明在电路中连入RO的目的是(2)当拉环不受拉力时滑片P处于a端闭合开关后电流表的读数为A. (3)已知该弹簧伸长的长度L与所受拉力F间的关系如 R0 aP 弹簧 图11 拉环 R1b 图12所示通过计算说明,开关S闭合后当电流表指针指在0.3A处作用在拉环上水平向右的拉力为多大? 解析：考查考生从电路图、实验数据图分析、读取信息、得出结论的科学探究能力涉及的知识内容包括串联电路及串联电路中总电阻与分电阻的关系;欧姆定律;电阻大小与电阻线长度的关系等多个方面的问题此题综合性强(1)防止电流过大而烧坏电流表(或答保护电路);(2)滑片P 处于 a端闭合开关后电流表的读数为 L/I? U3 A=0.1A;? R0?R15?25 R1=RR0=U/IR0=3V/0.3A5=5 图12 (3)当电流为0.3A时变阻器连入电路中的电阻为： /N 连入电路中的电阻线长度为L= 5? 5cm=1cm25? 则弹簧的伸长量为L=5cm1cm=4cm由图象可知拉力F=400N答案：400N 12.广东佛山九江大桥撞船事故后佛山交通部门加强了对佛山市内各种大桥的检测与维修其中对西樵大桥实施了为期近一年的封闭施工置换了大桥上所有的斜拉悬索某校研究性学习小组的同学们很想知道每根长50m、横截的圆面积为400cm2的新悬索能承受的最大拉力由于悬索很长抗断拉力又很大直接测量很困难同学们则取来了同种材料制成的样品进行实验探究由胡克定律可知在弹性限度内弹簧的弹力F与形变量x成正比其比例系数与弹簧的长度、横截面积及材料有关因而同学们猜想悬索可能也遵循类似的规律 (1)同学们准备象探究弹簧弹力与弹簧伸长量之间关系的实验一样将样品竖直悬挂再在其下端挂上不同重量的重物来完成本实验但有同学说悬索的重力是不可忽略的为了避免悬索所受重力对实验的影响你认为可行的措施应该是： (2)同学们通过游标卡尺测样品的直径来测定其截面积某次测量该样品的直径为0.830cm(3)经过同学们充分的讨论不断完善实验方案最后实验取得数据如下： 分析样品C的数据可知其所受拉力F(单位N)与伸长量X(单位m)遵循的函数关系式是 对比各样品的实验数据可知悬索受到的拉力与悬索的伸长量成正比其比例系数与悬索长度成 正比、与悬索的横截面积答案： (1)将悬索样品水平放置在光滑水平面上用滑轮将竖直向下的重力变为水平的拉力(3)F=2106X(N) 平方的倒数;成正比13.如图13所示是利用潮汐发电的原理图左方为陆地和海湾中间为水坝其下有通道无论涨潮或落潮水流经过通道均可带动发电机发电一昼夜中两次涨、落潮四次发电涨潮时堵住通道潮水涨至最高水位时打开通道进水发电如图13甲所示;当海湾水位涨至最高时堵住通道如图13乙所示;落潮至最低水 位时打开通道放水发电如图13丙所示(g取10N/kg海水的密度1.010kg/m) 以下是某小型潮汐发电站的一组数据据此回答下列问题： 3 3 图13 (1)当海湾水位涨至最高时海湾底部所受水的压强是多少?(2)每次涨潮(或落潮)经过通道水的质量为多少?(3)试计算每日水流对水轮发电机做了多少功?解析：(1)由水的压强公式：p=gh可得： p=1.0103kg/m310N/kg10m=1.0105Pa (2)每次涨潮(或落潮)经过通道水的质量为：m=V=Shm=1.0103kg/m34.5106m2(10m6m)=1.81010kg (3)每日水流对水轮发电机做的功为：W水=W电/ W水=(4.41043.6106J)/0.1=1.581012J 答案：见解析 14.小芳是一个善于思想的乡村女孩她在学过自由落体运动规律后对自家房上下落的雨滴产生了兴趣她坐在窗前发现从屋檐每隔相等时间滴下一滴水当第5滴正欲滴下时第1滴刚好落到地面而第3滴与第2滴分别位于高1m的窗子的上、下沿小敏同学在自己的作业本上画上了如图14右图所示雨滴下落同自家房子的关系其中2点和3点之间的小矩形表示小敏正对的窗请问： (1)此屋檐离地面多高?(2)滴水的时间间隔是多少? 【解析】由图可知如果将这5滴水的运动等效为一滴水 的自由落体运动并且将这一滴水运动的全过程分成时间相等的4段设时间间隔为T则这一滴水在0时刻、Ts末、2Ts末、3Ts末、4Ts末所处的位置分别对应图示第5滴水第4滴水第3滴水第2滴水第1滴水所处的位置据此可做出解答解法一：设屋檐离地面高为h滴水间隔为T由h=gt/2得 2 图14 第2滴水的位移h2=g(3T)/2 第3滴水的位移h3=g(2T)/2 且h2h3=1 由得T=0.2s 则屋檐高h=g(4T)/2=3.2m 解法二：比例法 (1)由于初速度为零的匀加速直线运动从开始运动起在连续相等的时间间隔内的位移之比为1：3：5：?(2n1)所以令相邻两水滴之间的间距从上到下依次是1s：3s：5s：7s 由题意知窗高为5s则5s=1s=0.2m 屋檐高h=1s+3s+5s+7s=16s=3.2m (2)由h=gt/2得滴水的时间间隔T为：2222 T=2xg=0.2s 解法三：平均速度法 设滴水间隔为T则雨滴经过窗户过程中的平均速度为v=h/T 由v=gt知雨滴2.5T的速度v2.5=2.5gT 由于v=v所以1/T=2.5gT 解得T=0.2s屋檐高h=g(4T)/2=3.2m 答案：(1)3.2m;(2)0.2s. 15.阅读短文回答问题 微波炉是现代家庭中的烹饪工具.接通电源后微波炉内的磁控管能产生频率很高波长很短的电磁波故称为微波.微波有以下重要特性：(1)微波的传播速度等于光速微波遇到金属物体会像光遇到镜子一样地发生反射.(2)微波遇到绝缘材料如玻璃、塑料等会像光透过玻璃一样顺利通过.(3)微波遇到含水的食品能够被其大量吸收引起食品内部分子发生剧烈的振动达到加热食品的目的.(4)过量的微波照射对人体有害. (1)微波在真空中的传播速度为m/s (2)若一微波束与金属板成30角射向金属板反射时反射角为 (3)为防止微波泄漏对人体造成伤害在玻璃炉门内侧应装有 (4)小明家使用的微波炉功率为1000W小明用该微波炉加热质量为300g、温度为20的水至沸腾用时2min这段时间内微波炉的效率为【c水=4.210J/(kg)盛水容器吸热不计气压为一个标准大气压】 解析：微波的传播速度等于光速即3?10m/s. 根据光的反射定律知反射角等于入射角而入射角为i832?90?30?60所以反射角为60.根据题意微波遇到金属物体会像光遇到镜子一样地发生反射.为防止微波泄漏对人体造成伤害在玻璃炉门内侧应装有金属网或金属板 加热质量为m?300g=0.3kg温度为T1?20的水至沸腾即温度为T2?100用时t?2min=120s 这段时间内该微波炉产生的热量为Q?cm?T?4.2?103?0.3?(100?20)J?1.0?105J, W=833.3W微波炉的效率为每秒钟产生的热量为Q1.0?105P?t120 ?P?833.3?100%?83.3%P1000 8答案(1)3lO(2)60(3)金属网(答金属板也算对)(4)83.3% 16.某校兴趣小组模仿这一现象制作了一把“浮力秤”将厚底直筒形 状的玻璃杯浸入水中如图15所示已知玻璃杯的质量为200g底面积为 30cm2高度为15cm(水的密度水=1103kg/m3)求： (1)将杯子开口向上竖直放入水中时(注：水未进入杯内)杯子受 到的浮力 (2)此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置) (3)此浮力秤的最大称量(即量程) 解析：(1)杯子的重量为G杯 G杯=mg=0.2kg10N/kg=2N 杯子在水中处于漂浮状态根据二力平衡的条件 杯子受到的浮力F浮=G杯=2N (2)设杯子浸入水中时浸入的深度为h有 F浮=G排=gSh 则有：h=图15F浮?gS h=(2N)/(103kg/m310N/kg30104m2)=1m=0.067m15 (3)当往杯子内放被测物时若杯子下沉到水面刚好到杯口(水未进杯内) 此时杯子下沉的深度为h=15102m 受到的浮力F浮=gSh F浮=103kg/m310N/kg30104m215102m F浮=4.5N 设能称量的最大值为F F=F浮G杯=4.5N2N=2.5N 答案：(1)2N;(2)0.067m;(3)2.5N. 17.某餐馆为招来顾客想制作一块1m的特大豆腐结果因豆腐瘫软而告失败 其实硬的岩石处在太高的山体底部也会瘫软这是因为山峰高到一定程度后岩石基 部压强过大会发生溶化而开始流动的缘故 (1)若每摩尔岩石熔化时要吸收热量为m,岩石的摩尔质量为山体可看作 均匀的圆柱体当山高达极限高度H时继续增高一点就熔化掉一点既不能再增高 了试从能量的角度写出山的极限高度表达式 (2)设岩石的主要成分为SiO2其?m2?8540J/mol求山的最大高度 H图 16 值(SiO2的摩尔质量=0.06kg/mol) 解析：(1)画出示意图如图16首先假设一个横截面积为S高为H的圆柱若山增加h高度后(增加的质量为m)底部就溶化掉h高度如图17所示这表明H这个数值已经是极限高度了这时m的势能减少量转化为熔化岩石的内能 设山体总质量为MM1?sH 熔化岩石的质量为mm?2?s?h 熔化岩石需要吸收的热量是QQ?m ?m?s?h?m ?3 h 4根据能量守恒定律有：Mg?h?Q 引234解得：既H由?m ?gh (2)代入数据后得：H?8540m?14233m0.06?10 ?14233m答案：(1)H?m ?g(2)H 18.一质点沿直线运动其速度随时间变化的关系 1图象恰好是与坐标轴相切的圆弧如图18甲所示则4 质点在这20s内的位移s为多少?质点在10s时的加速 度为多少? 【解析】物体在20s内的位移是速度图线与两坐甲乙 标轴围成的图形面积 1?R2?R2(R表示圆弧的半径)4 1考虑到物理意义则s?8?20?20?8?34.4(m)4若仅从图形考虑则s 如上图乙所示过10s对应的圆弧上的B点作切线FE设圆弧的半径为R由图形方面考虑易得 Rsin=BC/OB=()/R=1/2所以=302 由图中几何关系还可知道EOFOCB故tan=BC/OC=OF/OE 因速度图象的斜率表示加速度的大小则：=kB=tanOEF=OFBCOEOC 由加速度的概念知：BC应表示的是速度OC表示的是时间在OBC中BC=OBsin因BC表示的是速度因为OB=OD=AO=8ms, 故BC=8sin30=4m/s 在OBC中OC=OBcos因OC表示的是时间故OB=OA=DO=20s,1 OC=20cos30所以加速度=BC4232=(m/s)OC315 23答案：34.4m;15 首届全国中学生