上海高三物理竞赛

1、上海市第八届高三物理竞赛上海市第八届高三物理竞赛 说明： 1、本卷分 I、两卷，共六大题，满分为150 分，答题时间 为 120 分钟。 2、答案及解答过程均写在答题纸上。其中第一、二、三、 四、五大题只要求写出答案，不要求写出解答过程；第六大题要 写出完整的解答过程。 3、本卷未加说明时重力加速度g均取 10 m 。 卷 一 （ 40 分）单项选择题 （本大题共 8 小题，每小题 5 分. 每小题给出的四个选项中，只有一个是符合题意的 ） 1相距很远的两个分子在逐渐靠近的过程中（）D。 （A）分子间作用力逐渐增大（B）分子间作用力逐渐 减小 （C）分子间势能先变大后变小 （D）分子间势能先变

2、小 后变大 2一列简谐横波在某时刻的波形 如图所示，已知图中质点 b 的起振时间 比质点 a 的起振时间晚 0.5s， 且图中质 点 b 和 c 之间的距离是 5m，则此波的波长和频率分别为（） A。 / 12 y/ma Ox bc 2 （A）5m、1（B）10m、2 （C）5m、2（D）10m、1 3用频率为 1 的单色光照射某金属表面时，恰能发生光 电效应，如改用频率为 2 的另一种光（ 21）照射该金属表 面，则（）C。 （A）出射光电子的最大初动能减小（B） 出射光电子的 最大初动能不变 （C）出射光电子的最大初动能增大（D） 不发生光电效 应 4用中子轰击铝 27，在释放粒子的同时生

3、成一不稳定 的新核，该核在衰变为镁 24 的同时还会发出（）B。 （A） 中子 5在光滑水平面上有一辆静止的小车，质量为m 1 和m 2 的 甲、乙两人站在车的中点，现甲以相对地面的速率v 1 走到车头， 乙以相对地面的速率v 2 走到车尾。 最终站在地面上的人观察到小 车向前移动了一点，由此可以判断了（）D。 （A）v 1v2 （B）v 1v2 （C）m 1m2 （ D ）m 1 m 2 6如图，足够长光滑斜面上一小车自由下滑，车上有一垂 直于斜面开口向上的发射管，小车下滑过程中， 从发射管中射出一颗小球，不计空气阻力，小球 / 12 粒子（B）粒子（C）质子（D） 落下时（）D。 （A）会

4、落于小车前方 （B）落点取决于小球出射速率及小车速率 （C）击中发射管侧壁并可能被弹出 （D）击中发射管，且正好落进发射管内 7如图，足够长斜面下端与水平地 面相连，光滑小球A、B 带有同种电荷，在 小球 B 上施加一水平推力F，使小球 A、B 分别静止在侨眷同和 地面上。现将小球 B 沿水平面向斜面推动少许，当两球再次平衡 时，与原来的平衡状态相比（）C。 （A）力F增大（B）小球 A 受支持力增大 （C）小球 B 受支持力增大（D）两球间库仑力增大 8A 为螺线管，B 为铁芯，C 为套在铁 芯 B 上的绝缘磁环。现将 A 竖直放置在水平 桌面上，并连成如图电路，当突然闭合电键 S 时，绝缘

5、环 C 将向上运动。从绝缘环 C 开 始上升直至升到最高点的过程中， 若不考虑摩擦及空气阻力的影 响，则桌面对 A 的支持力（）B。 （A）始终减小（B）先增大后减小 （C）始终增大（D）先减小后增大 二 （20 分）填空题（本大题共 5 小题，每小题 4 分） 9 如图， 两个相同材料制成的转盘 A、AB / 12 B 紧靠着水平放置，A 轮半径为 2R，B 轮半径为R，当 A 轮转动 时能带动 B 轮旋转，且 A、B 间不打滑，现当 A 轮匀速转动时， 在 A 轮上贴近边缘处放置一小木块，小木块恰能相对 A 轮静止， 在同样的条件下，若将该小木块放在 B 轮上，欲使木块相对 B 轮 静止，

6、则小木块距 B 轮转轴的最大距离为 。2， 10在如图（a）所示电路中， 变阻器R0最大阻值为 22，电源和 滑动变阻器允许通过的最大电流均 RxU/V P 12 R06 SEr02R/ （a）（b） K ABC K CD D 为 2A。已知电源端电压U随外电阻R 的变化规律如图 （b）所示。闭合电 键 S 后，为保证电路正常工作，负载 的最小阻值为。 （保留 2 位有效数字）4.9， 11 半径为R的环形均匀细玻璃管竖直放置 （管半径rR） 。 管内一半为水银（密度为） ，另一半为空气。开始时左右两水 银面在同一水平面上， 阀门 K 将管内空气分成体 积相等的 A、B 两部分。现将圆环顺时针

7、转过 90，如图所示，发现水银面的连线与水平面夹 角 5 30，则在转动前管内空气的压强为。 12， 12一快艇以如图所示速度方向航行时，发动机的冷却水 箱进水口离水面高度为 0.8m， 其进水口经导管通到水中。为使 水能流进水箱（不考虑导管对水的阻力） ，快 / 12 B a v 0.8m 艇的航行速度v至少应达到。4， 13测定导电液体单位时间内流过的体积（即流量）的电 磁流量计示意图如图所示，非 磁性材料制成的矩形导管，横截 面是边长为a的正方形。 磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导管 侧面。当有导电液体流过时，测得导管上下两面间电势差为U， 则流量Q。 卷 三 （15 分）多项选择题：

8、（本大题共 3 小题， 每小题 5 分。 每小题给出的四个选项中， 有两个或两 个以上是符合题意的） 14如图，导热气缸开口向上、竖直放置，轻 质活塞与气缸壁间摩擦不计，气缸内密闭一定质量的理想气体。 在使气缸外环境温度缓慢下降的同时向活塞上堆放细沙， 在此过 程中气体（） 。B、D， （A）压强减小，内能可能不变（B）对外做负功，温度 可能不变 （C）可能不做功，压强增大（D）对外做负功，内能 可能增加 15以下电场线描画的电场，不可能存在的是（） 。A、 D， 一组间距递增的一组等间距的一组间距递增的一组等间距的 平行直线平行直线同心圆弧同心圆弧 （A）（B）（C）（D） / 12 16如

9、图，物块从光滑曲面上的 P 点自由P 滑下， 通过粗糙的静止水平传送带以后落到地面 上的 Q 点。若使传送带的皮带随转动轮转动起 Q 来，再使物块从 P 点自由滑下，则物块可 能（） 。A、C， （A）落在 Q 点（B）落在 Q 点的左边 （C）落在 Q 点的右边（D）落不到地面上 四 （12 分）填空题（本大题共 3 小题，每小题 4 分） 17质量为m的小物体由静止开始沿半径为R的半球形碗 的内壁下滑，下滑至最低点时速率为v。若小物 体与碗内壁之间的动摩擦因数为 最低点时受到的摩擦力大小为。 ， 则小物体在 m RR/2R m（g） ， 18在距一质量为M、半径为R、密度分布均匀的球体R

10、处有一质量为m的质点。现从 球体中挖去一半径为 2 的球体， 如图。已知引力常数为G，则剩下部分对质点的万有引力为。， 19如图，一倾角为的斜面上等间隔 l 地安装有一组薄壁空心小滚筒。已知每个滚筒 / 12 质量均为m，半径均为r，相邻两滚筒间距离均为l。开始时每 个滚筒均静止，现有一质量为M的盒子恰能沿着该斜面匀速滑 下，则其速度大小为。)， 五 （10 分）实验题 20 （1） （单选题）在测量电源电动势和 内阻的实验中， 若先测得一节干电池的 曲线如 右图中的所示。现将另一节相同规格的干电 池与前一节干电池串联后作为电源，测其曲线 应为图（a）中的（） 。 （A）（B）（C）（D） （

11、2） （多选题）用如右图所示电路测电池电动势和内阻， 闭合电键 S 后，调节变阻器R时，发现电压表 P RR0 V A SEr U/V OI/A 的示数始终变化很小，可能的原因是（） 。 （A）外电路的电阻远大于电池内电阻 （B）选用的变阻器R的阻值太大 （C）选用的限流电阻R0的阻值太大 （D）选用的电压表量程太大 （3）考虑到实际电表有内阻存在，使用图（b）电路测出 的电动势比待测电池电动 势的真值，测出的内阻比待测电池内 阻的真值。 （选填“偏大” 、 “偏小”或“相等” ） 。 （1）C， （2） ， （3）相等，偏大， 六 （53 分）计算题 / 12 21 （10 分）一定量的理想

12、气体经如图所示循环过程。当 气体处于状态 a 时，温度为、体积为，压强为，当其处于状态b 时温度2，且图中连线平行于纵轴。已知该理想 气体从状态 c 变化到状态 a 的过程中，温度T随体积V的 变化规律为T（3） ， 式中k为常数。求： （1）气体处于状态 c 时的压强； （2）常数k； 0VaV/m3 T/K Tbb Taac （3）气体在此循环过程中所做的功W。 （1）由图可知从状态 a 到状态 b 是等压过程（1 分） ， 从状态 b 到状态 c 是等容过程，由查理定律可得：（1 分） ， 又，解得2（1 分） ， （2）由（3） ，（3） （2 分） ，解得k1（2 分） ， （3）从

13、状态 c 到状态的过程中 T（3） ，由理想气体状 态方程有： （1 分） ， 解得p （3） ，p随V线性变化 （1 分） ， 所以此过程中气体做的功为W（） （）（1 分） ， 22 （12 分）硬质正三角形导电框边长为a，BD 线密度为。现使其静止于水平桌面上并处于匀 AC 强磁场中。已知磁场沿水平方向且垂直于，俯视 图如图，磁感应强度大小为 B。 （1）若导电框中通有电流，导电框受到安培力的合力大小 为多少？ （2）为使导电框能发生运动，导电框中通过的电流 I至 / 12 少应为多大？电流方向如何？ （1）导电框受到安培力的合力0（2 分） 。 （2）设电流为顺时针方向的I 1，三边所

14、受安培力分别为 F 11，F2F31（2 分） ，则导电框能以边为轴旋转的条件为 F 2 ,2)aF 3 ,2)a,2)a（2 分） ， 解得 I 1 （1 分） ， 设电流为逆时针方向的I 2，三边所受安培力分别为 F 12，F2F3 2，则导电框能以过 D 点平行于边的线为轴旋转的条件为 F 1 ,2)aF 2 ,2)aF 3 ,2)a2,2)a,2)a （2 分） ，解得 I 2（1 分） ，所以导电框中通过的电流 I 至少 应为，方向（2 分） ， 23 （12 分）如图，原长为L 0 的轻质弹 性绳一端固定于天花板上的 A 点，另一端穿 过固定光滑环 O 后悬挂一质量为m的物体 （可

15、 L0 AO mxB 视为质点） ，系统处于静止状态。已知间距离也为L 0， 且弹性绳 产生的弹力与其伸长量成正比，比例系数为k。 （1）在物体上施加一作用力F，将其由平衡位置沿水平方 向向右缓慢拉动到 B 点。 已知 B 点距物体平衡位置距离为x， 求此时作用力F； （2）将物体由 B 点静止释放，求其下一次到达平衡位置的 时间； （3）若使物体在平衡位置获得一竖直向下的初速度v 0，为 使其在之后的运动过程中不碰到天花板，求初速度v 0 的取值范 / 12 围。 （1）平衡时，弹性绳伸长量h（1 分） ，物体水平移动到 B 点时，弹性绳的弹力Tk（1 分） ，k)（1 分） ，k) （1

16、分） ，物体在 B 点所受合力应为零，所以F（1 分） ， （2）由上题可知释放后物体将做简谐运动，其下一次回到 平衡位置所用时间为t 1 2) )（2 分） ， （3）设物体向下运动距离为y，弹性绳长量为L，则L y，物体所受合力F 合k（y）（1 分） ，所以物体将在 竖直方向做简谐运动，其初速度为时，物体向上弹起能刚好碰到 天花板，则由机械能守恒得： km g（2 分） ，解得 g)（1 分） ，所以初速度v 0 的取值范围为 0v 0g)（1 分） ， h q、m 2222 24如图（a）所示，一光滑绝缘细杆竖直放置， 距细杆右侧d0.3m 的 A 点处有一固定的点电荷。 细杆 上套有

17、一带电量q110 C，质量m0.05 的小环。 6 Q OdA 设小环与点电荷的高度差为h。小环无初速释放后，其动能随h 的变化曲线如图（b）所示。图中 0.2mh0.55m 部分近似可用抛 物线拟合。估算： （1）点电荷所带电量Q； （2）小环位于h 10.20m 时 的加速度a； Ek/J 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 / 12 00.10.20.30.40.50.60.7 h/m 0.02 （3） 小环在细杆上合力为零时距点电荷的高度并确定相应 的平衡类型（需写出推导依据） ； （4）小环从h 10.20m 处由静止释放，下一次回到释放处 所用的时间T。 （静电力常量k9.010 Nm ，本题答案均保留 2 位有效数字） （1）由图可知，当h0.36m 时，小环所受合力为零， 则k)（3 分） ，解得Q1.610 C（1 分） ， 5 922 （2）小环加速度沿杆方向，则F 1)m，又 F 1k （1 分） ， 解得a2.3m ，方向向上（2 分） ， （3）由动能定理F （2 分） ， 由图可以看出 （2 分） ， 2 h，Fh即图线的切线斜率 h为零有两处，h 20.115m， h 30.36m h 20.115m 两侧动能值大于此平衡位置时的动能，故为不 稳定平衡位置（1 分） ， h 30.