物理竞赛模拟试题

1、物理竞赛模拟试题3一、选择题（共10小题每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确全部选对的得4分，选不全的得2分，选错或不选的得0分）1某人在平直公路上骑自行车，见到前方较远处红色交通信号灯亮起，他便停止蹬车，此后的一小段时间内，自行车前轮和后轮受到地面的摩擦力分别为f前和f后，则Af前向后，f后向前 Bf前向前，f后向后Cf前向后，f后向后 Df前向前，f后向前2如右图所示，x为未知放射源，L为一薄铝片，S、N可以提供强磁场当将强磁场移开时，计数器的计数率不变，然后将铝片L移开，则计数率大幅度上升，这些现象说明x是A纯粒子放射源B纯光子放射源C粒子和粒子混合放射源D粒

2、子和光子混合放射源3以下说法正确的是A热量可能从低温物体传递到高温物体B第二类永动机违反能量守恒，所以无法制造成功C最新的原子理论指出，原子中电子不能用确定的坐标描述，但是它们在空间各处出现的几率是有一定规律的D原子中的电子轨道是真实存在的4如右图所示一束光通过三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光A三束光在水中传播速度间的关系是vavbxbxc5在均匀介质中，各质点的平衡位置在同一直线上，相邻两个质点间的距离为a，t=0时振动从质点1开始并向右传播，其振动初速度方向竖直向上经过时间t，前13个质点第一次形成如下图所示的波形，则该波的周期T、波速v分别为AT= BT=Cv= Dv=6将标有“6V

3、1.8W”和“6V1.2W”的灯泡共5只，全部接到电压恒为12V的电源上，若电路中没有其他元件而它们都能正常发光，那么电源的输出功率为A6.6 W B7.2 W C7.8 W D8.4 W7已知某理想气体的内能E与该气体分子总数N和热力学温度T乘积成正比，即EkNT(k为比例常数)现对一有孔的金属容器加热，加热前后容器内气体质量分别为m1和m2，则加热前后容器内气体的内能之比E1E2为A11 Bm2m1 Cm1m2 D无法确定8地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，且磁场方向垂直纸面向里(电场未画出)一个带电油滴沿着一条与竖直方向成角的直线MN运动如右图所示，由此可以判断A如果油滴

4、带负电，则它是从M点运动到N点B如果油滴带负电，则它是从N点运动到M点C如果水平电场方向向左，则油滴是从M点运动到N点D如果水平电场方向向右，则油滴是从M点运动到N点9测定运动员体能的一种装置如右图所示，运动员的质量为M，绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮摩擦和质量)，绳的另一端悬吊的重物质量为m，人用力向后蹬传送带而人的重心不动，传送带以速度v向后匀速运动(速度大小可调)最后可用v的值作为被测运动员的体能参数，则A人对传送带不做功B人对传送带做功的功率为mgvC人对传送带做的功和传送带对人做的功大小相等，但正、负相反D被测运动员的v值越大，表示其体能越好10如右图所示，在水平桌面上放置的

5、U形金属导轨间串联一个充电荷量为Q0、电容为C的电容器，导轨间的宽度为L现将一根质量为m的裸导体棒放在导轨上，方向与导轨垂直，处在竖直向上的匀强磁场中当闭合开关S后导体棒将向右运动，设导轨足够长，接触处的摩擦忽略不计关于棒的运动情况下列说法中正确的是A由于电容器放电产生电流，导体棒先做匀加速运动，直到电荷量Q0放完后达到匀速运动B导体棒先做匀加速运动，后做匀减速运动，直到停止C导体棒先做加速度越来越小的加速运动，最后达到匀速运动D导体棒的最终速度大小为二、填空题（每题4分，共16分）11固定在水平地面上的半球形曲面半径为R，在顶端旋转一小滑块，轻推后从静止开始沿曲面滑下，不计摩擦力，滑块脱离球

6、面时的高度为，速度大小为。12如图所示，一质量为m的物体位于质量可忽略的直立弹簧上方h高度处，该物体从静止开始落向弹簧，设弹簧的劲度系数为k，则物体可以获得的最大动能为。13有一喷泉喷嘴竖直向上，喷出的水柱最大高度为5 m时，水泵的输入功率为10 kW，效率为80%，则喷泉在喷水时，喷出在空中的水的质量最多为_kg。14如图所示，将一根平底薄壳玻璃试管开口向下竖直插入水中，设当其处于平衡状态时，管顶露出水面的高度为a，管内外液面的高度差为b，再将试管缓慢竖直下压，当试管下压的位移为_时，撤去压力后，试管将再次平衡。（设大气压强为p0，水的密度为r，且不考虑试管下压后槽中水面高度的变化）三、计算

7、题15(12分)一个粗细均匀的U形管，一端开口，一端用水银封闭一定质量的气体当U形管平面在竖直平面上时，如图模1-16所示，CD在上，AB在下，D端封闭4cm长的空气柱，开口部分的水银面与封闭端在同一竖直面上，BC长38cm若将U形管立起来，即BC段水平，AB和CD竖直放置而且开口向上，且变化过程中气体温度不变立起来以后，两管水银面的高度差多大？(已知大气压强为1个标准大气压)16如图模1-17所示，物体以一定的初速度从木板的A端向B端滑动木板的倾角可在090之间变化当倾角为0时，物体可沿木板滑动10m，物体沿木板滑行的最大距离是10m问：(1)物体与木板之间的动摩擦因数多大？(2)当倾角多大

8、时物体沿板滑行的距离最小？(15分)17(20分)一个氢放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为4.8610-7m试计算这是氢原子中电子从哪一个能级向哪一个能级（用量子数n表示）跃迁时发出的？已知氢原子基态（n1）的能量为El= -13.6eV2.1810-18J，普朗克常量为 h=6.631034Js。18(20分)在野外施工中，需要使质量 m4.20 kg的铝合金构件升温。除了保温瓶中尚存有温度 t 90.0的1.200 kg的热水外，无其他热源试提出一个操作方案，能利用这些热水使构件从温度 t0=10升温到 66.0以上（含66.0），并通过计算验证你的方案已知铝合金的比热容 c0.8

9、80l03J(Kg)-1，水的比热容c0 =4.20103J(Kg)-1，不计向周围环境散失的热量。19 (20分）从 z轴上的 O点发射一束电量为q（0）、质量为m的带电粒子，它们速度统方向分布在以O点为顶点、z轴为对称轴的一个顶角很小的锥体内（如图所示），速度的大小都等于v试设计一种匀强磁场，能使这束带电粒子会聚于z轴上的另一点M，M点离开O点的经离为d要求给出该磁场的方向、磁感应强度的大小和最小值不计粒子间的相互作用和重力的作用OMz物理竞赛模拟试题3参考答案一、选择题1C 2D 3AC 4AC 5AD 6B 7A 8BC 9BD 10CD二、填空题112R3， 12mg（hmg2k）1

10、3320 142a 三、计算题15016，=6017波长与频率的关系为 （1）光子的能量为 （2）由式（1）、（2）可求得产生波长m谱线的光子的能量 J （3） 氢原子的能级能量为负值并与量子数的平方成反比： ，1，2，3， （4）式中为正的比例常数。氢原子基态的量子数1，基态能量E1已知，由式（4）可得出 k= -E1 （5）把式（5）代入式（4），便可求得氢原子的2，3，4，5， 各能级的能量，它们是JJJJ比较以上数据，发现J。 （6）所以，这条谱线是电子从的能级跃迁到的能级时发出的。评分标准：本题20分。（3）式4分，（4）式4分，（5）式4分，（6）式及结论共8分。18解：1操作方案

11、：将保温瓶中t=90.0的热水分若干次倒出来。第一次先倒出一部分，与温度为t0=10.0的构件充分接触，并达到热平衡，构件温度已升高到t1，将这部分温度为t1的水倒掉。再从保温瓶倒出一部分热水，再次与温度为t1的构件充分接触，并达到热平衡，此时构件温度已升高到t2，再将这些温度为t2的水倒掉。然后再从保温瓶中倒出一部分热水来使温度为t2的构件升温直到最后一次，将剩余的热水全部倒出来与构件接触，达到热平衡。只要每部分水的质量足够小，最终就可使构件的温度达到所要求的值。2验证计算：例如，将1.200kg热水分5次倒出来，每次倒出m00.240kg，在第一次使热水与构件达到热平衡的过程中，水放热为

12、（1）构件吸热为 （2）由及题给的数据，可得 t127.1 （3）同理，第二次倒出0.240kg热水后，可使构件升温到 t240.6 （4）依次计算出t1t5的数值，分别列在下表中。倒水次数/次12345平衡温度/27.140.651.259.566.0可见t566.0时，符合要求。附：若将1.200kg热水分4次倒，每次倒出0.300kg，依次算出t1t4的值，如下表中的数据：倒水次数/次1234平衡温度/30.345.5056.865.2由于t465.266.0，所以如果将热水等分后倒到构件上，则倒出次数不能少于5次。评分标准：本题20分。设计操作方案10分。操作方案应包含两个要点：将保温

13、瓶中的水分若干次倒到构件上。倒在构件上的水与构件达到热平衡后，把与构件接触的水倒掉。验证方案10分。使用的验证计算方案可以与参考解答不同，但必需满足两条：通过计算求出的构件的最终温度不低于66.0。使用的热水总量不超过1.200kg。这两条中任一条不满足都不给这10分。例如，把1.200kg热水分4次倒，每次倒出0.300kg，尽管验算过程中的计算正确，但因构件最终温度低于66.0，不能得分。19解：vzvvz设计的磁场为沿轴方向的匀强磁场，点和点都处于这个磁场中。下面我们根据题意求出这种磁场的磁感应强度的大小。粒子由点射出就进入了磁场，可将与轴成角的速度分解成沿磁场方向的分速度vz和垂直于磁场方向的分速度v（见图预解20-4-1），注意到很小，得 vz= vcosv （1） v= vsin=v （2）粒子因具有垂直磁场方向的分速度，在洛仑兹力作用下作圆周运动，以表示圆周的半径，有 圆周运动的周期由此得 （3）可见周期与速度分量v无关。粒子因具有沿磁场方向的分速度，将沿磁场方向作匀速直线运动。由于两种分速度同时存在，粒子将沿磁场方向作螺旋运动，螺旋运动螺距为 h= vzT= vT （4）由于它们具有相同的，因而也就具有相同的螺距；又由于这些粒子是从同一点射出的，所以经过整数个螺距（最小是一个螺距