PHO广东省中学生物理奥林匹克竞赛（高中组）模拟试题及详细答案

PHO广东省中学生物理奥林匹克竞赛（高中组）模拟试题及详细答案考试说明1.本试卷满分120分，考试时间120分钟；2.试卷包含选择题、填空题、计算题，贴合PHO省赛初试命题风格；3.解题过程保留必要推导步骤，结果保留合理有效数字。一、选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个正确选项）1.一辆小汽车在平直公路上做匀加速直线运动，依次经过A、B、C三个点位。已知AB间距、BC间距相等，小车经过AB的时间为2s，经过BC的时间为1s。则小车在AB段与BC段的平均速度之比为（）A.1:2  B.1:3  C.2:3  D.3:42.质量为m的物块静止在倾角为θ的粗糙斜面上，现对物块施加一个竖直向上的恒力F（F＜mg），物块始终保持静止。与未施加F时相比，下列说法正确的是（）A.斜面对物块的支持力变大B.斜面对物块的摩擦力变小C.物块受到的合外力变小D.物块对斜面的压力不变3.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若卫星的轨道半径增大为原来的2倍，不计空气阻力，则卫星的（）A.线速度减为原来的1/2B.角速度减为原来的√2/2C.周期变为原来的2√2倍D.向心加速度变为原来的1/24.理想变压器原线圈接正弦交流电源，副线圈连接定值电阻。若原线圈匝数增加，其他条件不变，则（）A.副线圈输出电压增大B.副线圈电流减小C.原线圈输入功率增大D.副线圈电阻发热功率不变5.下列关于电场、磁场的说法正确的是（）A.电场线、磁感线都是真实存在的物质B.电场强度为零的位置，电势一定为零C.通电导线在磁场中一定受到安培力作用D.带电粒子在匀强电场中一定受电场力，在匀强磁场中不一定受洛伦兹力6.一定质量的理想气体，保持体积不变，温度缓慢升高，则该气体（）A.分子平均动能增大，压强增大B.分子平均动能不变，压强增大C.分子密集程度增大，压强增大D.内能不变，压强升高7.关于光的波动性与粒子性，下列说法正确的是（）A.光的干涉、衍射现象说明光具有粒子性B.光电效应现象说明光具有波动性C.频率越高的光，粒子性越显著D.波长越长的光，粒子性越显著8.一单摆在地面附近做简谐运动，若将单摆移至高山顶端，下列判断正确的是（）A.单摆周期变大  B.单摆周期变小  C.周期不变  D.无法判断二、填空题（本题共4小题，每小题6分，共24分）9.自由下落的物体，在落地前最后1s内的位移为45m，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s²，则物体下落的总高度为________m，总下落时间为________s。10.质量为2kg的物体，在水平恒力F=10N作用下沿水平面运动，动摩擦因数μ=0.2，则物体的加速度大小为________m/s²；若运动2s后撤去外力，撤去外力后物体的加速度大小为________m/s²。（g=10m/s²）11.匀强电场中，A、B两点电势分别为φA=8V，φB=−2V，将电荷量q=2×10⁻⁶C的正电荷从A移到B，电场力做功为________J，电势能变化为________J。12.边长为L的正方形闭合金属线框，垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场，线框匀速进入磁场的速度为v，线框电阻为R。线框进入磁场过程中产生的感应电动势大小为________，通过线框的电荷量为________。三、计算题（本题共4小题，共64分，写出完整解题步骤）13.（14分）平直公路上，甲车以v₁=12m/s的速度匀速行驶，乙车在甲车后方相距x₀=40m处，从静止开始以a=2m/s²的加速度匀加速追赶甲车。求：（1）乙车追上甲车前，两车的最大间距；（2）乙车追上甲车所需的时间。14.（16分）如图，质量M=4kg的木板静止在光滑水平地面上，木板上有一质量m=1kg的小物块，物块与木板间的动摩擦因数μ=0.4。现对小物块施加一水平向右的恒力F=8N，重力加速度g=10m/s²。求：（1）物块和木板各自的加速度大小；（2）作用时间t=2s时，物块与木板的相对位移。15.（16分）带电粒子质量m=1×10⁻²⁷kg，电荷量q=1.6×10⁻¹⁹C，以v=2×10⁶m/s的速度垂直射入磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，粒子只受洛伦兹力。求：（1）粒子做匀速圆周运动的轨道半径；（2）粒子做圆周运动的周期。16.（18分）理想气体从状态A经等温变化到状态B，再经等容变化到状态C。已知状态A：pA=1×10⁵Pa，VA=2L，TA=300K；状态B：VB=5L。求：（1）状态B的压强pB；（2）若状态C的压强pC=0.4×10⁵Pa，求状态C的温度TC；（3）从A到C全过程气体对外做功大小。参考答案与详细解析一、选择题答案+解析1.答案：B解析：设AB=BC=x，平均速度公式v̄=x/t。v₁=x/2，v₂=x/1，故v₁:v₂=1:3。2.答案：B解析：物块始终静止，合外力始终为0，C错。等效重力变为mg−F，分解后：支持力N=(mg−F)cosθ，变小；摩擦力f=(mg−F)sinθ，变小。AD错，B对。3.答案：C解析：由万有引力提供向心力：G可得：v∝r加倍，T变为224.答案：B解析：变压器电压比U15.答案：D解析：电场线、磁感线是假想线，A错；电势零点人为规定，场强为零电势不一定为零，B错；导线与磁场平行时不受安培力，C错。6.答案：A解析：理想气体体积不变，分子密集程度不变；升温→分子平均动能增大→压强增大、内能增大。A正确。7.答案：C解析：干涉衍射体现波动性，光电效应体现粒子性；频率越高、波长越短，粒子性越显著。C正确。8.答案：A解析：高山处重力加速度g变小，单摆周期T=2πL二、填空题答案+解析9.答案：125m，5s解析：设总时间t，最后1s位移：1代入g=10，解得t=5s，总高度h=110.答案：3m/s²，2m/s²解析：受力阶段：F−μmg=ma₁，解得a₁=3m/s²；撤去外力：μmg=ma₂，a₂=μg=2m/s²。11.答案：−2×10⁻⁵J，增加2×10⁻⁵J解析：UAB=φA−φB=10V，W=qUAB=2×10⁻⁶×(−10)=−2×10⁻⁵J；电场力做负功，电势能增加等量。12.答案：BLv，BL²/R解析：动生电动势E=BLv；电荷量q=ΔΦ三、计算题详细解答13.解析（1）当乙车速度等于甲车速度时，间距最大。由v₁=at，得t=6s。甲车位移：x₁=v₁t=72m乙车位移：x最大间距Δx=x₀+x₁−x₂=40+72−36=76m（2）追上时位移相等：v代入数据：12t'+40=t'²，解得t'=20s（舍去负根）。答案：（1）76m（2）20s14.解析（1）先判断是否相对滑动：木板最大静摩擦力提供加速度：a对物块：F−μmg=ma₁，解得a₁=4m/s²木板加速度：a₂=1m/s²，二者不等，发生相对滑动。（2）2s内物块位移：x木板位移：x相对位移Δx=x₁−x₂=6m答案：（1）物块4m/s²，木板1m/s²（2）6m15.解析（1）洛伦兹力提供向心力：qvB=m得轨道半径：R