湖南省长沙市天心区长郡中学理实班启航杯第二届竞赛物理预赛试卷

第=page1313页，共=sectionpages1313页第=page1212页，共=sectionpages1313页2017年湖南省长沙市天心区长郡中学理实班启航杯第二届竞赛物理预赛试卷一、单选题（本大题共8小题，共40分）下列几个事例中描述正确的是A.氢气球在升空过程中，体积会逐渐变小

B.在液体内部某一深度处，液体向下的压强大于向上的压强

C.体重不同的两个人同时间内从一楼登上三楼，体重大的人做功的功率较大

D.在沙滩玩耍，会发现沙子烫脚，而海水却比较凉，这是因为沙子的比热容较大在科学发展的历程中，许多学者、科学家做出了杰出的贡献，下列叙述正确的是

①沈括最早记述了“地理的两极和地磁两极不重合”的现象；

②牛顿最早利用实验测量出了大气压的数值；

③奥斯特首先发现了电磁感应现象；

④伽利略通过实验分析得出，物体的运动不需要力来维持．A.只有①、②正确 B.只有①、④正确

C.只有②、③正确 D.只有①、③正确他，19岁进入剑桥大学，靠为学院做杂物的收入支付学费．他的伟大成就--光的色散、惯性定律、万有引力定律和微积分学等，为现代科学的发展奠定了基础．当人们赞誉他是，他却说：“那是因为我站在巨人的肩膀上”.为了纪念他对科学发展作出的巨大贡献，人们用它的名字命名了下列哪个物理量的单位A.力 B.压强 C.电流 D.电阻在近代原子学说的发展过程中，有下列观点：

①物质都是由原子构成的；②原子都是实心球体；③正电荷均匀分布在整个原子内。

1911年卢瑟福用带正电的α粒子轰击原子，发现多数α粒子穿过后仍保持原来的运动方向，但有绝少数α粒子发生了较大角度的偏转，如图所示。分析实验结果，可以否定上述观点中的A.①② B.①③ C.②③ D.①②③如图所示，整个装置处于静止状态，重力和摩擦不计．弹簧测力计A、B、C的示数分别为FA、FB、FC，以下有关弹簧测力计的示数的关系，正确的是(

)A.A弹簧秤对墙壁的拉力大于A弹簧秤的示数

B.3FA=2FB=FC

如图所示，水平的传送带上放一物体，物体下表面及传送带上表面均粗糙，导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器滑片相连，弹簧左端固定在墙壁上，不计滑片与滑动变阻器线圈间摩擦．当传送带如箭头方向运动且速度为v时，物体与传送带发生相对滑动，当传送带逐渐加速到2v时，物体受到的摩擦力和灯泡的亮度将(

)A.摩擦力不变，灯泡的亮度变亮 B.摩擦力不变，灯泡的亮度不变

C.摩擦力变大，灯泡的亮度变亮 D.摩擦力变小，灯泡的亮度变暗如图所示，两根细绳的一端与质量为2千克的小球A相连，它们的另一端分别固定在竖直墙面上B、C点两点，若对小球施加一个方向与水平成θ=60°的拉力F，使得细绳都能伸直，此时，AC恰好水平，与AB的夹角也为θ=60°.关于拉力F大小的说法正确的是(

)A.最大值203N B.最大值为4033N

C..最小值为某商场安装了一台倾角为30°的自动扶梯，该扶梯在电压为380伏的电动机带动下以0.4米/秒的恒定速度向斜上方移动，电动机的最大输出功率为4.9千瓦。不载人时测得电动机的电流为5安，若载人时扶梯的移动速度和不载人时相同，则这台自动扶梯可同时乘载的人数最多为(设人的平均质量为60千克，不考虑热效应)(

)A.25

人 B.20

人 C.14

人 D.12

人二、填空题（本大题共3小题，共20.0分）物理兴趣小组的同学用图甲所示的装置来提升重物M，图乙是物体M上升过程某段时间内的距离s随时间t变化的图象。已知物体M重为1N，闭合开关后，在2.4s～2.8s这段时间内，电流表和电压表的示数分别为0.2A和4V，则2.4s～2.8s这段时间内该装置的效率是______%。如图所示电路中，电源电压不变，且R1>R2.当闭合S1，断开S2，电压表有示数；断开S1，闭合S2，发现电压表的示数变小．若故障只发生在电阻R1、R2上，则故障可能是______；用一个完好的小灯替换R后，当闭合S1单位时间通过某处的水的体积，称为水在该处的流量。某抽水机额定功率为P，抽水时，水头高度为ℎ，抽水机的效率为η.当抽水机满负荷工作时，出水管中水的流量为______(水的密度为ρ)。三、计算题（本大题共3小题，共40.0分）假定有前后两次声音传到人的耳朵里，如果这两次声音到达人的耳朵的先后时间间隔大于(或等于)0.1s，人耳就能够把这两次声音分辨开，也就是说，如果两次声音传到人耳的时间间隔不足0.1s，人耳就只能听到一次声音。某农村中学8年级课外活动小组为了体验声音在不同介质中的传播速度不同的物理现象，他们请一位同学在输送水的管道(充满水)上敲击一下，使铁管发出清脆的声音，其余同学沿铁管分别在不同位置用耳朵贴近铁管听声。实验结束后，A同学说自己只听到一次响声；B同学说自己听到两次响声；C同学说自己听到三次响声。已知声音在空气中的传播速度是v气=340m/s，在水中的传播速度是v水=1500m/s，在钢铁中的传播速度是v钢=5100m/s。请你通过计算说明：在铁管上某处敲响一次，A、B、随着高层建筑的大量兴建，人们经常要与电梯打交道，如图甲所示是某种升降电梯的简化模型，它由轿厢、配重、电动机、钢丝绳、定滑轮等部件组成，其中轿厢的质量为780kg。电梯某次搭载一位质量为70kg的乘客上楼，轿厢启动上升的路程与时间关系(s−t)如图乙所示，电动机的输出功率与时间关系(P−t)如图丙所示，电动机的工作效率为80%，不计钢丝绳的重力和一切摩擦，求：

(1)当该乘客站立在静止的轿厢内时，双脚的受力面积为500cm2，则乘客对轿厢的压强为多少帕？

(2)电动机的电梯启动上升12s内，消耗的电能是多少焦？(已知电动机对轿厢所做的功等于其P−t图象与时间轴所围成的阴影部分面积大小)

(3)电梯配重的质量为多少千克？在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量，如图所示，为电子秤的原理图，托盘和弹簧的电阻与质量均不计。滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接，当托盘中没有放物体时，电压表示数为零。设变阻器的总电阻为R，总长度为l，电源电动势为E，内阻为r，限流电阻的阻值为R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想表，当托盘上放上某物体时，电压表的示数为U，求此时称量物体的质量。

答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、氢气球在升空过程中，由于大气压随高度增加而降低，氢气球内部压强大于外部大气压，所以体积会渐渐变大，到达一定高度可能会自动破裂，故A错误；

B、因为在液体内部同一深度处液体向各个方向的压强相等，故B错误；

C、体重不同的两个人从一楼登上三楼，所经过的高度相同，则由W=Gℎ可知，体重大的克服重力所做的功较多；又根据P=Wt可知，在爬楼时间相同时，做功多的功率大，即体重大的人做功的功率较大，故C正确；

D、在沙滩玩耍，会发现沙子烫脚，而海水却比较凉，这是因为沙子的比热容比海水的比热容小，故D错误。

故选：C。

(1)大气压与高度有关，高度越高，大气压越小；

(2)由于液体受到重力作用，且具有流动性，所以液体对容器底和容器侧壁有压强，液体内部向各个方向都有压强；

液体的压强随深度增加而增大；在同一深度处液体向各个方向的压强相等；不同液体的压强还跟密度有关；

(3)知道功与力和在力的方向上移动的距离有关，根据W=Gℎ比较做功的多少，然后利用P=Wt比较功率的大小；

(4)2.【答案】B

【解析】解：①沈括最早记述了“地理的两极和地磁两极不重合”的现象，即发现了磁偏角，说法正确；

②托里拆利最早利用实验测量出了大气压的数值，而不是牛顿测出的，说法错误；

③奥斯特首先发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，说法错误；

④伽利略通过理想斜面实验分析得出，物体的运动不需要力来维持，说法正确．

综上所述，只有①、④正确．

故选B．

本题考查物理学史，应记住一些物理学家及他们的贡献，可逐一对题干中的描述做出判断．

物理学史也是物理考试中经常出现的一类题型，要求学生熟记著名科学家的贡献．

3.【答案】A

【解析】解：A.牛顿在光的色散、惯性定律、万有引力定律和微积分学等方面，为现代科学的发展奠定了基础．为纪念他，人们用它的名字命名为力的单位，A选项正确；

B.为了纪念帕斯卡对科学发展作出的贡献，人们用他的名字命名了压强的单位，B选项错误；

C.为了纪念安培对科学发展作出的贡献，人们用他的名字命名了电流的单位，C选项错误；

D.为了纪念欧姆对科学发展作出的贡献，人们用他的名字命名了电阻的单位，D选项错误．

故选A．

根据我们对物理学家对物理的贡献来作答．

本题考查了牛顿对人类的贡献．我们要学习他忘我的工作精神和谦虚的求实态度．

4.【答案】C

【解析】解：

用带正电的α粒子轰击原子，发现多数α粒子穿过后仍保持原来的运动方向，说明带正电的原子核周围有较大空间，因此原子不是实心球体，故②符合题意；

极少数粒子发生了较大角度的偏转，说明正电荷分部在原子核上，较大空间内是没有带正电的粒子，故③符合题意。

该实验与物质是由原子构成的没有任何关系，故①不符合题意。

故选：C。

根据多数α粒子穿过后仍保持原来的运动方向，说明原子有很多的空间，从而可判断②是否正确；

根据少数α粒子发生了较大角度的偏转，说明原子内有带正电的原子核，从而可判断③是否正确；

据此判断三种观点是否正确。

本题考查原子结构的实验，通过实验现象了解原子的内部结构。

5.【答案】C

【解析】解：

(1)弹簧秤对墙壁的拉力可以通过弹簧秤显示出来，弹簧秤A、B对墙壁的拉力等于A、B弹簧秤的示数，故AD错；

(2)由于滑轮组是由一根绳子缠绕而成，弹簧秤B的示数等于弹簧秤A的示数的2倍，即FB=2FA；弹簧秤C的示数等于弹簧秤A的示数的3倍，即FC=3FA；

所以，6FA=3FB=2FC。

故选C。

(1)弹簧秤对墙壁的拉力可以通过弹簧秤显示出来，弹簧秤对墙壁的拉力等于弹簧秤的示数；

(2)6.【答案】B

【解析】解；因摩擦力大小只与压力大小及接触面的粗糙程度有关与物体的相对运动速度无关，故物体所受摩擦力不变；

因物体在弹簧弹力及摩擦力的作用下将处于平衡状态，故物体的位置将不发生变化，与滑动变阻器保持相对静止，滑动变阻器接入电阻不变，则由欧姆定律可得电路中电流不变，灯泡的亮度不变．

故选B．

(1)由摩擦力大小的影响因素可知摩擦力的变化；

(2)对物体由力的平衡可知触片的位置变化；则由欧姆定律可得出灯泡亮度的变化．

本题综合考查了力学与电学相关知识，要求学生应准确掌握相关知识并能在实际中灵活应用．

7.【答案】B

【解析】解：对A球受力分析，受到拉力F、重力mg、两根细绳的拉力FB和FC，如图所示，根据平衡条件，有：

x方向：Fcos60°=FC+FBcos60°

y方向：Fsin60°+FBsin60°=mg

解得：FB=233mg−F，

FC=F−33mg，

当FB=0时，F最大，为：Fmax=FB8.【答案】A

【解析】解：维持扶梯运转的功率：

P0=UI=380V×5A=1900W=1.9kW，

电动机的最大输出功率为P最大=4.9kW，

可用于输送顾客的功率：

P′=P最大−P0=4.9kW−1.9kW=3kW=3000W，

输送一个人的功率：

P=Gvsin30°=mgvsin30°=60kg×10N/kg×0.4m/s×sin30°=120W，

同时乘载的最多人数：

n=P′P=3000W120W=25(人)。

9.【答案】62.5

【解析】解：

由图乙可知在2.4s～2.8s这段时间内，重物提升的高度：ℎ=0.75m−0.55m=0.2m，

则这段时间所做有用功：W有用=Gℎ=1N×0.2m=0.2J，

由图知，电压表和电流表分别测电动机两端电压和通过它的电流，

通电时间：t=2.8s−2.4s=0.4s，

电动机在这段时间内消耗的电能：W总=UIt=4V×0.2A×0.4s=0.32J，

所以这段时间内该装置的效率：η=W有W总×100%=0.2J0.32J×100%=62.5%。

故答案为：62.5。

10.【答案】R1短路、R2断路或R1短路同时R2【解析】解：

(1)当闭合S1，断开S2，R1和R串联，电压表测量R两端电压；断开S1，闭合S2，R2和R串联，电压表测量R两端电压；而电压表的示数变小；

当R1发生短路时，闭合S1，断开S2，电压表测量电源电压；因此当断开S1，闭合S2时，电压表的示数变小；

当R2断路时，断开S1，闭合S2时，电压表示数变为零；因此电压表示数变小的故障原因可能是R1短路、R2断路或R1短路同时R2断路；

(2)用一个完好的小灯替换R后，当闭合S1，断开S2，R1和灯泡串联；断开S1，闭合S2，R2和灯泡串联；灯泡由发光到不发光，说明灯泡不发光的原因为电路发生断路，即R2断路．

故答案为：R1短路、R2断路或R1短路同时R2断路；R2断路．

(1)当闭合S1，断开S2，R1和R串联，电压表测量R11.【答案】ηPρgℎ【解析】解：设水管中水的流量为Q=Vt，

有用功率：P有用=Wt=Gℎt=mgℎt=ρVgℎt=ρgQℎ，

根据η=P有用P总×100%12.【答案】解：

声音到达人耳的先后顺序(传声物质)依次是：钢、水、空气。设声音传播的距离为s。

要分辨(相邻的)空气和水传来的声音，由v=st应有：

s1340m/s−s15100m/s≥0.1s，

解得：s1≥36.42m；

要分辨(相邻的)水和钢传来的声音，应有：

s21500m/s−s25100m/s≥0.1s，

解得：s2≥212.5m；

结论：C同学与敲击点处的距离：s≥212.5m时，三种物质传播的声音到达听音者的时间间隔均等于或大于0.1s，能听到三次敲击声；

B同学与敲击点处的距离：212.5m>s≥36.42m时，水和铁传播的声音到达听音者的时间间隔小于0.1s(不能区分)，但水和空气传播的时间间隔仍然等于或大于0.1s，能听到两次敲击声；

A同学与敲击点处的距离：s<36.42m时，任意两种物质传播的声音到达听音者的时间间隔均小于0.1s，只能听到一次敲击声。

【解析】声音可以在空气、水、钢铁中进行传播，且在钢铁中传播的速度最快，在水中次之，在空气中传播的最慢。

由于声音在空气、水和钢铁中的传播速度不同，所以在同一地点声音通过空气、水和钢铁传播的时间是不同的，即声音到达人耳的先后顺序是不同的。那么我们可以根据题意(两次声音到达人耳的先后时间间隔大于或等于0.1s，人耳就能够把这两次声音分辨开)和公式t=sv建立三个方程，分别算出要分辨空气和水传来的声音、水和钢铁传来的声音、空气和钢铁传来的声音各自需要的距离是多少。

13.【答案】解：(1)乘客对轿厢的压力F=G=mg=70kg×10N/kg=700N，

乘客对轿厢的压强p=FS=700N500×10−4m2=14000Pa；

(2