中学生物理竞赛预赛模拟试卷a.doc

2010年中学生物理竞赛预赛模拟试卷1一、选择题。本题共5小题，每小题7分。在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一项是正确的，有的小题有多项是正确的。把正确选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内。全部选对的得7分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。110年（江苏卷）3、如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成角，则每根支架中承受的压力大小为( )w w w.ks5 u .c om（A）（B）（C）（D）210年（天津卷）8.用同一光管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光( )A照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大B.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大C.通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距大D.通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度大3（江苏卷）5.空间有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随X变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )（A）O点的电势最低w w w.ks5 u .c om（B）X2点的电势最高（C）X1和- X1两点的电势相等（D）X1和X3两点的电势相等410年（江苏卷）9.如图所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域，附加磁场区域的对称轴OO与SS垂直。a、b、c三个质子先后从S点沿垂直于磁场的方向摄入磁场，它们的速度大小相等，b的速度方向与SS垂直，a、c的速度方向与b的速度方向间的夹角分别为，且。三个质子经过附加磁场区域后能达到同一点S，则下列说法中正确的有( )w w w.ks5 u .c omA三个质子从S运动到S的时间相等B三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在OO轴上C若撤去附加磁场，a到达SS连线上的位置距S点最近D附加磁场方向与原磁场方向相同510年（上海物理）20. 如图，一列沿轴正方向传播的简谐横波，振幅为，波速为，在波的传播方向上两质点的平衡位置相距（小于一个波长），当质点在波峰位置时，质点在轴下方与轴相距的位置，则( )（A）此波的周期可能为（B）此波的周期可能为（C）从此时刻起经过，点可能在波谷位置（D）从此时刻起经过，点可能在波峰位置二、填空题和作图题。把答案填在题中的横线上或把图画在题中指定的地方。只要给出结果，不需写出求得结果的过程。6（8分）10年(重庆卷）19.氢原子部分能级的示意图如题19图所示，不同色光的光子能量如下所示：色光光子能量范围（）红橙黄绿蓝靛紫1.61-2.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为 , 7（8分）10年（上海物理）30.（10分）如图，ABC和ABD为两个光滑固定轨道，A、B、E在同一水平面，C、D、E在同一竖直线上，D点距水平面的高度h，C点高度为2h，一滑块从A点以初速度分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出。滑块落到水平面时，落点与E点间的距离= 和 .8（8分）10年（上海理综）44在世博园区，运行着许多氢燃料汽车，其动力来源是氢燃料电池（结构如图）。（1）以下是估测氢燃料电池输出功率的实验步骤：把多用表的选择开关调至电流档，并选择恰当量程，串联在电路中。读出电流I；把多用表的选择开关调至电压档，把红、黑表笔并联在电动机两端，其中红表笔应该接在图中 （填“A”或“B”）端。读出电压U；重复步骤和，多次测量，取平均值；根据公式P= 计算氢燃料电池输出功率。（2）在上述第步中遗漏的操作是 ；（3）如果该电动机的效率为，汽车运动的速度为v，则汽车的牵引力为 。9（8分）10年（江苏卷）12.【选做题】A.（选修模块3-3）（12分）w w w.ks5 u .c om已知潜水员在岸上和海底吸入空气的密度分别为1.3kg/和2.1kg/，空气的摩尔质量为0.029kg/mol，阿伏伽德罗常数=6.02。若潜水员呼吸一次吸入2L空气，试估算潜水员在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空气的分子数 。（结果保留一位有效数字）三、计算题。解答应写出必要的文字说明、方程式的重要的演算步骤。只写出最后结果的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。10（9分）10年（全国卷1）22（18分）图1是利用激光测转的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来（如图2所示）。（1）若图2中示波器显示屏横向的每大格（5小格）对应的时间为5.0010-2 s ，则圆盘的转速为_转/s。（保留3位有效数字）（2）若测得圆盘直径为10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为 _ cm。（保留3位有效数字）11（8分）10年（全国卷2）23.(13分）如图，一热敏电阻RT 放在控温容器M内：为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9；S为开关。已知RT 在95时阻值为150，在20时的阻值约为550。现要求在降温过程中测量在9520之间的多个温度下RT 的阻值。（1） 在图中画出连线，完成实验原理电路图（2） 完成下列实验步骤中的填空 依照实验原理电路图连线 调节控温容器M内的温度，使得RT 温度为95 将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全 闭合开关。调节电阻箱，记录电流表的示数I0 ，并记录 。 将RT 的温度降为T1 （20T195）；调节电阻箱，使得电流表的读数 ,记录 。 温度为T1 时热敏电阻的电阻值RT1 = 。 逐步降低T1 的数值，直至20为止；在每一温度下重复步骤12（18分）10年（江苏卷）14. (16分)在游乐节目中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图所示，他们将选手简化为质量m=60kg的质点， 选手抓住绳由静止开始摆动，此事绳与竖直方向夹角=，绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深。取中立加速度， ，（1） 求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F；（2） 若绳长l=2m, 选手摆到最高点时松手落入水中。设水对选手的平均浮力，平均阻力，求选手落入水中的深度；（3） 若选手摆到最低点时松手， 小明认为绳越长，在浮台上的落点距岸边越远；小阳认为绳越短，落点距岸边越远，请通过推算说明你的观点。13（18分）10年（北京卷）（全国卷1）25（18分）如右图，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速周运动，星球A和B两者中心之间距离为L。已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧。引力常数为G。1 求两星球做圆周运动的周期。2 在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行为的周期记为T1。但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期T2。已知地球和月球的质量分别为5.981024kg 和 7.35 1022kg 。求T2与T1两者平方之比。（结果保留3位小数）14（20分）10年（上海物理）33（14分）如图，一质量不计，可上下自由移动的活塞将圆筒分为上下两室，两室中分别封闭有理想气体，筒的侧壁为绝缘体，上底N，下底M及活塞D均为导体并按图连接，活塞面积。在电键K断开时，两室中气体压强均为，ND间距，DM间距，将变阻器的滑片P滑到左端B，闭合电键后，活塞D与下底M分别带有等量异种电荷，并各自产生匀强电场，在电场力作用下活塞D发生移动。稳定后，ND间距，DM间距，活塞D所带电流的绝对值(式中E为D与M所带电荷产生的合场强，常量)求：（1）两室中气体的压强（设活塞移动前后气体温度保持不变）；（2）活塞受到的电场力大小F；（3）M所带电荷产生的场强大小和电源电压U;（4）使滑片P缓慢地由B向A滑动，活塞如何运动，并说明理由。15（20分）10年（重庆卷）25.（19分）某兴趣小组用如题25所示的装置进行实验研究。他们在水平桌面上固定一内径为d的圆柱形玻璃杯，杯口上放置一直径为d,质量为m的匀质薄原板，板上放一质量为2m的小物体。板中心、物块均在杯的轴线上，物块与板间动摩擦因数为，不计板与杯口之间的摩擦力，重力加速度为g，不考虑板翻转。（1）对板施加指向圆心的水平外力，设物块与板间最大静摩擦力为，若物块能在板上滑动，求应满足的条件。（2）如果对板施加的指向圆心的水平外力是作用时间极短的较大冲击力，冲量为，应满足什么条件才能使物块从板上掉下？物块从开始运动到掉下时的位移为多少？根据与的关系式说明要使更小，冲量应如何改变。16（20）10年（北京卷）23.（18分）利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图1，将一金属或半导体薄片垂直至于磁场B中，在薄片的两个侧面、间通以电流时，另外两侧、间产生电势差，这一现象称霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用相一侧偏转和积累，于是、间建立起电场，同时产生霍尔电势差。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，和达到稳定值，的大小与和以及霍尔元件厚度之间满足关系式，其中比例系数称为霍尔系数，仅与材料性质有关。（1）设半导体薄片的宽度（、间距）为，请写出和的关系式；若半导体材料是电子导电的，请判断图中、哪端的电势高；（2）已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为，电子的电荷量为，请导出霍尔系数的表达式。（通过横截面积的电流，其中是导电电子定向移动的平均速率）；（3）图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图所示。若在时间内，霍尔元件输出的脉冲数目为，请导出圆盘转速的表达式。2010年中学生物理竞赛预赛模拟试卷答案1. 答案D 【解析】。选D2.答案：BC3. 答案C【解析】选C 可画出电场线，如下沿电场线电势降落（最快），所以A点电势最高，A错误，B错误；根据，电场强度是变量，可用图象面积表示，所以C正确；两点电场强度大小相等，电势不相等，D错误，此项迷惑人。4.答案：CD解析：A.三个质子从S运动到S的时间不相等，A错误；B.三个质子在附加磁场意外区域运动时，只有b运动轨迹的圆心在OO轴上，因为半径相等，而圆心在初速度方向的垂线上，所以B错误；C.用作图法可知，若撤去附加电场，a到达SS连线上的位置距S点最近，b最远；C正确；D.因b要增大曲率，才能使到达SS连线上的位置向S点靠近，所以附加磁场方向与原磁场方向相同，D正确；5. 答案AD解析：如上图，。根据，A正确，从此时刻起经过0.5s，即，波沿x轴正方向传播=1.0m，波峰到x=1.2m处，b不在波峰，C错误。如图，根据，B错误；从此时可起经过0.5s，即，波沿x轴正方向传播=1.0m，波峰到x=1.0m处，x=0.4的b在波峰，D正确。6.红，蓝-靛【解析】如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2 eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三种光子，只有1.89 eV属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子，1.89 eV和2.55 eV属于可见光，1.89 eV的光子为红光，2.55 eV的光子为蓝靛，7.解析：根据机械能守恒，根据平抛运动规律：， ,综合得，8.答案：（1）A；UI；(2)选择恰当量程；（3）9.答案：设空气的摩尔质量为M，在海底和岸上的密度分别为和，一次吸入空气的体积为V，则有，代入数据得n=31022。10.【答案】4.55转 /s 2.91cm【解析】从图2可知圆盘转一圈的时间在横坐标上显示22格，由题意知图2中横坐标上每格表示1.0010-2s，所以圆盘转动的周期是0.22s，则转速为4.55转 /s反光引起的电流图像在图2中横坐标上每次一格，说明反光涂层的长度占圆盘周长的22分之一为cm。11.答案：（1）电路图如图：（2）d、电阻箱的读数 e、仍为 电阻箱的读数为 f、解析：（1）由于本实验只有一个可以用来测量或观察的电流表，所以应该用“替代法”的思维考虑用电流表观察保证电路的电阻不变，因此将热敏电阻、电阻箱和电流表串联形成测量电路。而且热敏电阻的95和20的阻值是已知的，所以热敏电阻的初始温度为95，则电流表数不变时电阻箱与热敏电阻的串联电路电阻保持150加电阻箱的初值之和不变。如果热敏电阻的初始温度为20，则电流表示数不变时，电阻箱与热敏电阻的串联电路电阻保持550加电阻箱的初值之和不变，则可以测量任意温度下的电阻。（2）实验步骤为：a、依照实验原理电路图连线b、调节控温电容M内的温度，使得的温度为95c、将电阻箱调到适当的初值，保证仪器安全d、闭合开关，调节电阻箱，记录电流表的示数，并记录电阻箱的初值e、将的温度降低为，调节电阻箱，使得电流表的读数仍为，记录电阻箱的读数为f、温度为时，热敏电阻的电阻值g、将的温度逐渐降低直到为止，在每一温度下重复步骤e- f12.【解析】（1）机械能守恒 圆周运动Fmgm解得F（32cos）mg人对绳的拉力FF则F1080N（2）动能定理 mg（Hlcosd）（f1f2）d0则d=解得(3)选手从最低点开始做平抛运动x=vtH-l=且有式解得当时，x有最大值，解得l=1.5m因此，两人的看法均不正确。当绳长钺接近1.5m时，落点距岸边越远。13.【答案】 1.01【解析】 A和