1、智浪教育 -普惠英才文库 1 高 08 级物理竞赛训练二 练习内容： 2004 年全国高考试题和热学竞赛试题 练习时间： 90 分钟 一、选择题 (本题包括 8 小题。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确 ) 1在核反应方程式 kXXeSrnU 1 3 6549038102 3 592 中 （ ） A X 是中子， k=9 B X 是中子， k=10 C X 是质子， k=9 D X 是质子， k=10 2如图所示，在 x 0 的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于 xy 平面（纸面）向里。具有一定电阻的矩形线框 abcd 位于 xy 平面内，线框 的 ab 边与
2、y 轴重合。令线框从 t=0 的时刻起由静 止开始沿 x 轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流 I（取 逆时针方向的电流为正）随时间 t 的变化图线 I t 图可能是下 图中的哪一个？ 3一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过系列变化后又回一开始的状态，用 W1 表示外界对气体做的功， W2 表示气体对外界做的功， Q1 表示气体吸收的热量， Q2 表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有 （ ） A Q1 Q2=W2 W1 B Q1=Q2 C W1=W2 D Q1Q2 4图中 M 是竖直放置的平 面镜，镜离地面的距离可调节。甲、乙二人站在镜前，乙离镜的距离为甲离镜的距离的 2 倍，如图
3、所示。二人略错开，以便甲能看到乙的像。以 l 表示镜的长度， h 表示乙的身高，为使甲能看到镜中乙的全身像， l 的最小值为 （ ） A h31 B h21 C h43 D h 5已知：一简谐横波在某一时刻的波形图如图 所示，图中位于 a、 b 两处的质元经过四分之 一周期后分别运动到 a 、 b 处。某人据此做 出如下判断：可知波的周期，可知波的 传播速度，可知的波的传播方向，可知 波的波长。其中正确的是（ ） 智浪教育 -普惠英才文库 2 A和 B和 C和 D和 6如图，在倾角为 的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫。 已知木板的质量是猫的质量的 2 倍。当绳子突然断
4、开时，猫立即沿着板向上跑，以保持 其相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下滑的加速度为 （ ） A sin2g B sing C sin23g D 2 sing 7如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴 O。现给球一初速度，使球和杆一起绕 O 轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用 F 表 示球到达最高点时杆对小球的作用力，则 F（ ） A一定是拉力 B一定是推力 C一定等于 0 D可能是拉力，可能是推力，也可能等于 0 8一平行板电容器的电容为 C，两板间的距离为 d，上板带正电，电量为 Q，下板带负电，电量也为 Q，它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带异号电荷的小球用一绝缘刚
5、性杆相连，小球的电量都为 q，杆长为 l，且 ld。现将它们从很远处移到电容器内两板之间，处于图示的静止状态（杆与板面垂直），在此过程中电场力对两个小球所做总功的大小等于多少？（设两球移动过程中极权上电荷分布情况不变） （ ） A CdQlq B 0 C )( ldCdQq DQdClq9（ 16 分） 电动势为 E=12V 的电源与一电压表和一电流表串联成闭合回路。如果将一电阻与电压表并联，则电压表的读数减小为原来的 31 ，电流表的读数增大为原来的 3 倍。求电压表原来的读数。 智浪教育 -普惠英才文库 3 10（ 19 分） 一匀磁场，磁场方向垂直于 xy 平面，在 xy 平面上，磁场分
6、布在以 O 为中心的一个圆形区域内。一个质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子，由原点 O 开始运动，初速为 v，方向沿x 正方向。后来，粒子经过 y 轴 上的 P 点，此时速度方向与 y 轴的夹角为 30， P 到 O 的距离为 L，如图所示。不计重力的影响。求磁场的磁感强度 B 的大小和 xy 平面上磁场区域的半径 R。 11（ 19 分） 如图，长木板 ab 的 b 端固定一档板，木板连同档板的质量为 M=4.0kg， a、 b 间距离s=2.0m。 木板位于光滑水平面上。在木板 a 端有一小物块，其质量 m=1.0kg，小物块与木板间的动摩擦因数 10.0 ，它们都处于静止状态。现令小物
7、块以初速 smv /0.40 沿木 板向前滑动，直到和档板相撞。碰撞后，小物块恰好回到 a 端而不脱离木板。求碰撞过程中损失的机械能。 智浪教育 -普惠英才文库 4 12、如图 6-5 所示，温度为 0时，两根长度均为 L 的、均匀的不同金属棒，密度分别为 1和 2 ，现膨胀系数分别为 1和 2 ，它们的一端粘合在一起并从 A 点悬挂在天花板上，恰好能水平静止。若温度升高到 t，仍需它们水平静止平衡，则悬点应该如何调整？ 13、如图 6-7 所示，在标准大气压下，一端封闭的玻璃管长 96cm ，内有一段长 20cm 的 水银柱，当温 度为 27且管口向上竖直放置时，被封闭的气柱长为 60cm。
8、试问：当温度至少升高到多少度，水银柱才会从玻璃管中全部溢出？ 智浪教育 -普惠英才文库 5 答案： 1 8 BDAACCD A 9（ 16 分） 设电压表和电流表的原来读数分别为 U 和 I，电源和电流表的内阻分别为 r1和 r2。由欧姆定律得 )( 21 rrIU )(331 21 rrIU 解两式并代入 的数值得 VU 9 10（ 19 分） 粒子在磁场中受各仑兹力作用，作匀速圆周运动，设其半径为 r， rvmqvB 2 据此并由题意知，粒子在磁场中的轨迹的圆心 C 必在 y 轴上， 且 P 点在磁场区之外。过 P 沿速度方向作延长线，它与 x 轴相交 于 Q 点。作圆弧过 O 点与 x
9、轴相切，并且与 PQ 相切，切点 A 即 粒子离开磁场区的地点。这样也 求得圆弧轨迹的圆心 C，如图所示。 由图中几何关系得 L=3r 由、求得 qLmvB 3 图中 OA 的长度即圆形磁场区的半径 R，由图中几何关系可得 LR 33 11（ 19 分） 设木块和物块最后共同的速度为 v，由动量守恒定律 vMmmv )(0 设全过程损失的机械能为 E， 220 )(2121 vMmmvE 用 s1 表示从物块开始运动到碰撞前瞬间木板的位移， W1 表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功。用 W2 表示同样时间内摩擦力对物块所做的功。用 s2 表示从碰撞后瞬间到物块回到 a 端时木板的位移， W3
10、 表示在这段时间内摩擦力对木板所做的功。用 W4 表示同样时间内摩擦力对物块所做的功。用 W 表示在全过程中摩擦力做的总功，则 W1= 1mgs W2= )( 1 ssmg 智浪教育 -普惠英才文库 6 W3= 2mgs W4= )( 2 ssmg W=W1+W2+W3+W4 用 E1 表示在碰撞过程中损失的机械能，则 E1=E W 由 式解得 mg svMmmME 221 201 代入数据得 E1=2.4J 12、【解说】设 A 点距离粘合端 x ，则 1（2L x） = 2（2L+ x） ，得： x = )(2 )(L 21 21 设膨胀后的长度分别为 L1和 L2 ，而且密度近似处理为不
11、变，则同理有 1（2L1 x） = 2（2L2+ x） ，得： x = )(2 LL 21 2211 另有线膨胀公式，有 L1 = L（ 1 + 1t）， L2 = L（ 1 + 2t） 最后，设调整后的悬点为 B ，则 AB = x x 【答案】新悬点和原来的悬点之间相距）（ 21 22112 Lt 。 13、【解说】首先应该明确的是，这是一个只有唯一解的问题还是一个存在范围讨论的问题。 如果是前一种可能，似乎应该这样解：111TLP= 222TLP，即 300 602076 ）（= 2T9676 ，得：T2 = 380K 但是，仔细研究一下升温气体膨胀的全过程，就会发现，在某些区域，准静态
12、过程是不可能达成的，因此状态方程的应用失去意义。 为了研究准静态过程是否可能达成，我们可以假定水银柱是受到某种制约而准静态膨胀的，这样，气柱的压强只受玻马定律制约（而与外界大气压、水银柱长没有关系），设为 P 。而对于一般的末状态，水银柱在管中剩下的长度设为 x 。从初 态到这个一般的末态 111TLP= TPL，即 300 602076 ）（= T )x96(P ，得 P = x96T2.19隔离水银柱下面的液面分析，可知 P 76 + x 时准静态过程能够达成（ P 可以随升温而增大，直至不等式取等号），而 P 76 + x 时准静态过程无法达成（ T 升高时， P 增大而 x 减小），水银自动溢出。所以，自动溢出的条件是： T 2.191（ x2 + 20x + 7296） 考查函数 y = 2.191（ x2 + 20x + 7296）发现，当 x = 10cm时， ymax = 385.2K 而前面求出的 x = 0 时， T 只有 380K，说明后阶段无须升温，即是自动溢出过程 （参照图 6-8 理解） 。而T ymax即是题意所求。 【答案】 385.2K 。
