1、智浪教育普惠英才文库高中物理竞赛模拟试卷（二）说明：本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分，共 150 分，考试时间 120 分钟.第卷（选择题 共 40 分）一、本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分，在每小题给出的 4 个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有错选或不答的得 0 分.1.如图-1，完全相同的直角三角形滑块 A、B，按右图所示叠放，设 A、B 接触的斜面光滑，A 与桌面的动摩擦因数为 ，现在 B 上作用一水平推力 F，恰好使 A、B 一起在桌面上匀速运动，且 A、B 保持相对静止，则 A 与桌面
2、的动摩擦因数 跟斜面倾角 的关系为A. =tan B. =tan /2 C. =2tan D. 与 无关2.在光电效应实验中，下列哪种办法可以使光电流增大A.增大入射光的频率B.增大入射光的强度C.增大照射时间D.以上办法都可以使电流增大3.下图-2 所示的 4 个图象中，能正确地表示家庭常用的白炽电灯在不同电压 U 下消耗的电功率 P 与 U2 之间的函数关系的是4.手握一个看书用的放大镜，观看较远处房间顶棚上的吊灯.第 1 次胳膊伸直，使放大镜尽量远离眼睛，这时可以通过放大镜看到吊灯；第 2 次胳膊弯曲，使放大镜靠近眼睛，这时也可以通过放大镜看到吊灯.下面的说法中正确的是A.第 1 次看到
3、的是吊灯的倒立像，第 2 次看到的是吊灯的正立像B.第 1 次看到的是吊灯的放大像，第 2 次看到的是吊灯的缩小像C.第 1 次看到的是吊灯通过放大镜所成的实像，第 2 次看到的是吊灯通过放大镜所成的虚像D.2 次看到的都是吊灯通过放大镜所成的虚像5.处于基态的氢原子，要想从基态跃迁到能量较大的激发态，可以有 2 种方法.一种是用光照射，氢原子从入射光子中吸收一定能量而跃迁到激发态；另一种是氢原子间相互碰撞，基态氢原子从相互碰撞中得到一定的能量而发生跃迁.已知氢原子基态跃迁到某一个激发态需要吸收的能量为 12.09 eV，下面哪种情况可以使一个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态？A.一个
4、能量大于 12.09 eV 的光子照射到这个氢原子上图-1图-2智浪教育普惠英才文库B.一个能量等于 12.09 eV 的光子照射到这个氢原子上C.动能等于 12.09 eV 的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰D.动能比 12.09 eV 大得足够多的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰6.如图-3 所示，在光滑的水平面上有一个内外壁都光滑的气缸，气缸的质量为 M，气缸内有一质量为 m（mM）的活塞，密封一部分理想气体，气缸处于静止状态.现用水平恒力 F 向左推活塞.当活塞与气缸的加速度均为 a1 时，封闭气体的压强为 p1，体积为 V1；若用同样大小的水平恒力 F 向右推气缸，当活塞与气缸的加速
5、度均为 a1 时，封闭气体的压强为 p2，体积为 V2，设封闭气体的质量和温度均不变，则A.p1p 2 B.p1p 2 C.V1V 2 D.V1V 27.2 个带同种电荷的带电质点，在运动过程中不受其他外力，只存在相互作用的斥力，下面说法中正确的是A.在运动过程中，一个质点的动量增加量一定等于另一个质点的动量减少量B.在运动过程中，一个质点的动能增加量一定等于另一个质点的动能减少量C.在运动过程中，2 个带电质点组成的系统的电势能的增量一定等于系统的动能减少量D.在运动过程中，2 个带电质点组成的系统的动量守恒而机械能不守恒8.边长为 L 的正方形线框，其电阻为 R，在磁感强度为 B 的匀强磁
6、场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，每秒转数为 n，当线框平面平行于磁感线时开始计时，则A.线框中感应电动势的最大值为 BL2 nB.线框中感应电动势的瞬时值为 2BL2 ncos2 ntC.线框中感应电流的最大值为 2BL2 n/RD.线框中交流电频率为 1/n9.如图-4 所示电路，电感线圈电阻不计，若从开关 S 断开瞬间计时，以下说法正确的是A.t = 0 时，电容器 C 上板带正电，下板带负电B.t = 时刻，线圈 L 的感应电动势最大2LC.t = 时刻，流过线圈 L 的电流最大，方向在图中为自下而上通过线圈 L D.t = 时刻；电容器 C 两极间电压最大210.设地球的半径为 R0，
7、质量为 m 的卫星在距地面 R0 高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为 g,则A.卫星的线速度为 20gB.卫星的角速度为 08R图-3图-4智浪教育普惠英才文库C. 卫星的加速度为 2gD.卫星的周期为 2 R08第卷（非选择题，共 110 分）二、本题共 3 小题，每小题 5 分，共 15 分.11.全国著名发明家邹德俊，发明一种“吸盘式”挂衣钩如图-5 所示，将它紧压在平整、清洁的竖直瓷砖墙面上时，可挂上衣、帽等物品.如果挂衣钩的吸盘压紧时，它的圆面直径为m 吸盘圆面压在墙上有 的面积跟墙面积完全接触，中1054间 未接触部分间无空气.已知吸盘面与墙面间的动摩擦因数为 0.5，则这种挂
8、钩最多能挂5_N 的物体.（大气压强 p0=1.0105Pa）12.天体中质量相差不太大的 2 个恒星组成双星系统，双星系统内两星间距离保持不变，每一个恒星都绕它们连线上的一点做匀速圆周运动.从地面上看去，双星系统两星之间的距离呈周期性的变化.如果某双星系统 2 个星的质量分别是 m1 和 m2，它们之间的距离为 l，引力常量为 G，则地球上的人看到这 2 个星间距离变化的周期为_.13.如图-6 所示一个带负电的小球从 P 点自由下落，P 距场区边界高为 h，边界 MN 下方有竖直向下、场强为 E 的匀强电场，同时有匀强磁场，小球从边界 a 点进入电场与磁场的复合场后，恰能做匀速圆周运动，并
9、从边界上 b 点穿出，已知 ab = L ，则该匀强磁场的磁感强度的大小是_，方向是_；小球从 P 经 a 至 b 时，共需时间为_.三、本题共 3 小题，共 20 分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作图.14.（6 分）如图-7 所示的器材是：木质轨道（其倾斜部分倾角较大，水平部分足够长） 、小铁块、两枚图钉、一根细线、一个量角器.只用上述器材测定小铁块与木质轨道间的动摩擦因数.实验步骤是：（1）将小铁块从_；（2）用图钉把细线_；（3）用量角器测量_.那么，动摩擦因数可表示为 = _.15.（6 分）某同学利用多频率电火花计时仪研究自由落体运动，他把重锤固定在纸带下端，让纸带穿过电火花
10、计时仪，然后把纸带的上端用铁夹子固定在铁架台上.先调整电火花计时仪的放电频率为 50 Hz，再接通电源，使它工作起来，然后释放纸带.重锤带动纸带自由下落，纸带上被电火花打出一系列点迹，如下图-8 所示，其中 A、B、C、D、E 是连续打出的几个点，下面标注的数字是相邻两点间的距离，单位是 cm.图-5图-6图-7智浪教育普惠英才文库（1）有些同学做这个实验时不用铁架台和铁夹子固定纸带上端，而是用手拿着纸带上端，使它保持静止.这 2 种方法哪个更好？为什么？答：_.（2）由纸带上给出的几个数据判断，该运动是不是匀变速直线运动？根据是什么？答：_.（3）根据这几个数据测出的重力加速度 g 的数值是
11、_ms -2（保留 3 位有效数字）16.（8 分）为了测定和描绘“220 V 40 W”白炽电灯灯丝伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电.调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈 L，绕在闭合的环形铁芯上，输入端接在 220 V 交流电源的火线与零线间，输出端有一个滑动触头 P ，移动它的位置，就可以使输出电压在 0250 V 之间连续变化，图甲中画出的是调压变压器的电路图符号.实验室内备有交流电压表、交流电流表、滑动变阻器、开关、导线等实验器材.(1)在图-9 甲中完成实验电路图.（2）说明按你的实验电路图进行测量，在电压较高段与电压较低段进行比较，哪段的误差更大？为什么？（3）如果根据
12、测量结果作出的伏安特性曲线如图-9 乙所示，试根据图线确定，把 2只完全相同的“220 V 40 W”白炽电灯串联在 220 V 交流电源的火线与零线间时，2 只电灯消耗的总电功率是多大？四、本题共 6 小题，共 75 分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.17.（10 分）静止的钚核 239Pu，放出 粒子以后衰变成铀核 235U，同时放出波长为 1.3810-11 m 的光子.（1）写出这一过程的核衰变方程；（2）若不计光子动量.求 粒子的动能为多少？（钚核的质量 238.999655u，铀核质量 234
13、.993470u， 粒子质量 4.001509，1u 相当于 931.5 MeV， 普朗克恒量 h = 6.6310-34 J s）.18.（10 分）质量为 M=2 kg 的木板若固定在光滑的水平地面上，质量为 m=0.04 kg 的子弹以速度 v1=500 m/s 射入，射出时子弹速度 v2=300 m/s，如图 -10 所示，今将钉子拔掉，子弹射入后速度多大？19.（12 分）山区盘山公路的路面上一般都等间距地镶嵌一些图-8图-9图-10图-11智浪教育普惠英才文库玻璃球，当夜间行驶的汽车的车灯照上后显得非常醒目，以提醒司机注意. 若小玻璃球的半径为 R，折射率是 ，如图-11 所示，今
14、有一束平行光沿直径 AB 方向照在小玻璃球上，3试求离 AB 多远的入射光经折射反射折射再射出后沿原方向返回即实现“逆向反射”.20.（13 分）如右图-12 所示，一个用柔软的细导线制成的闭合圆形的线圈半径为 r、电阻为 R，位于匀强磁场内，磁感应强度大小为 B，方向垂直于线圈平面向里，现用两手分别拉着线圈的两端，在时间 t 内把它拉成一条线.由以上条件，可能以求出哪些物理量？把它们求出来.21.（15 分）光子具有动量，每个光子的动量 p=h/ （式中 h 为普朗克常量， 为光子的波长）.当光照射到物体表面上时，不论光被物体吸收或是被物体表面反射，光子的动量都会发生改变，从而对物体表面产生
15、一种压力，称为光压.右图-13 是列别捷夫设计的测量光压的仪器.图中 a、b是一对用悬丝挂着的极轻的翼片，它们的形状和质量都完全相同，只是 a是涂黑的而 b 是光亮的，光线照射到 a 上可以认为光子全部被吸收，照射到 b 上则可认为光子全部被反射.分别用光线照射在 a 或 b 上，由于光压的作用，都可以引起悬丝的旋转，旋转的角度可借助于和悬丝一起旋转的小平面镜 M 进行观察.（1）如果用一束强光同时照射 a、b 两翼片，光线的入射方向与翼片表面垂直，悬丝将向哪个方向偏转？为什么？（2）已知 a、b 两翼片的受光面都是圆形，半径为 r，两翼片圆心间的距离是 d.现用频率为 的激光束同时照射 a、
16、b 两翼片，设入射光与翼片表面垂直，单位时间内垂直于光传播方向的单位面积上流过的光子数为 n，光速为 c.求由于光压而产生的对中心转轴的力矩.22.（15 分）如图-14 是静电分选器原理示意图，将磷酸盐和石英的混合颗粒由传送带送至两个竖直的带电平行板上方，颗粒经漏斗从电场区域中央处开始下落，经分选后的颗粒分别装入 A、B 桶中.混合颗粒离开漏斗进入电场时磷酸盐颗粒带正电，石英颗粒带负电，所有颗粒所带的电量与质量之比均为 10-5 C/kg.若已知两板间的距离为 10 cm，两板的竖直高度为 50 cm.设颗粒进入电场时的初速度为零，颗粒间相互作用不计.如果要求两种颗粒离开两极板间的电场区域时
17、有最大的偏转量且又恰好不接触到极板.（1）两极板间所加的电压应多大？（2）若带电平行板的下端距 A、B 桶底的高度为 H=1.3 m,求颗粒落至桶底时速度的大小.模拟试卷（二）一、 （40 分）1.B 2.B 3.C 4.AC 5.BD 6.AD 7.CD 8.BC 9.BD 10.ABD 二、(15 分)11.125 12.2 )(213mGl13. (2 分)；垂直纸面向外（1 分） ； （2 分）qLghE2 ghL4)(三、14.（6 分）(1)从某点由静止释放，最后停在水平面上（ 1 分） ；（2）固定在铁块运动的起止点（1 分） ；（3）细线与水平面间的夹角 （1 分） ； =ta
18、n (3 分)图-12图-13图-14智浪教育普惠英才文库15.（6 分）(1)用铁架台固定更好.（1 分）用手拿着释放时不能保证初速度为 0，从而不能保证是自由落体运动（1 分）.（2）是匀加速直线运动（1 分）.因为纸带上各点迹都在同一直线上.相邻两点间的距离之差在误差范围内都相等，即- = - = = 0.39 cm.(1 分)EDCBA（3）9.75（或 9.68）.（利用 g=s/t 2 即可求出） （2 分）16.（8 分） （1）如右图-1 所示.（3 分）( 开关应放在火线一边，否则应适当扣分；火线与公共端相连的可不扣分；电流表外接与内接都可以.)（2）如果采用电流表外接，电压
19、较高段误差较大，因为电压越高，灯丝电阻越大，由于电压表分流而造成的误差越大；如果采用电流表内接，电压较低段误差较大，因为电压越小，灯丝电阻越小，由于电流表分压造成的误差越大.（3 分）（3）47 W1 W(2 分)四、17.（10 分） （1）衰变方程为Pu U + He + （2 分）294324（2）由 E= h v = c/ 得：E = hc/ = 6.6310-343108/(1.3810-111.610-19) MeV = 0.99 MeV(2 分) 核反应过程中释放的能量由爱因斯坦质能方程有 E = mc 2 = (mPu -mu -m )c2 = (238.999655 - 23
20、4.993470 - 4.001509)uc2=0.004676 uc2 = 4.36 MeV（2 分） 又核反应过程满足动量守恒，在不计光子的动量的条件下有 MuVu = m v （2 分）根据能量守恒有Eu + E = E - E = 4.27 MeV(1 分) 联立解得 E = 4.21 MeV（1 分） 18.(10 分) 设子弹刚好射出，其射入时速度为 v0，以 m 和 M 组成系统为研究对象，系统在水平方向动量守恒，根据动量守恒列方程：mv0 = (M + m)v（1 分） 系统摩擦力所做的功 WfWf = mv02 - (M + m)v2（2 分） 固定木块时，系统摩擦力所做的功
21、 WfWf = mv12- mv22 （1 分） 由解得v0 = 400 m/s （1 分）因为 v1v 0，所以将固定木块的钉子拔出后，子弹仍能射出木块， （1 分）则mv1 = MV + mv（1 分）mv12 =Wf + Mv2 + mv2（2 分）v = 298.5m/s (1 分)图-1智浪教育普惠英才文库19.（12 分）只有入射光经折射后射到 B 点的光线经反射再折射射出后才能沿原方向返回即实现“逆向反射” ，光路如图-2.（4 分）根据折射定律有 = (2 分) risn3由几何关系可知 i=2r(2 分) 将代入得 cosr= （1 分） 23得：r=30 所以：i=60(1
22、 分) 设能沿原方向返回即实现“逆向反射”的入射光线距 AB 的距离为 h ，则由几何关系可知h=Rsini= (2 分) 2320.（13 分）可以求出：（1）开始时穿过线圈的磁通量 = Br2;（2 分）（2）磁通量的变化量 = Br2；（2 分）（3）磁通量的变化率 / t= Br2/t；（2 分）（4）平均感应电动势 = Br2/t；（2 分）E（5）平均感应电流 = Br2/tR；（2 分）I（6）通过线圈截面的电量 q= Br2/R.（3 分）（不能求外力做的功及产生的热，写能求的要扣分.）21.（15 分） （1）a 向纸外而 b 向纸内转动（2 分） （或答俯视逆时针方向转动）
23、.这是因为光照射到 a 上，光子全部被吸收，每个光子的动量都减为 0；照射到 b 上，光子全部被反射，每个光子的动量都与原来大小相等而方向相反，动量的变化量是前者的 2 倍，因此对 b的压力较大.（3 分）（2）单位时间内照射到每个翼片上的光子数为 N=n r2.(2 分)照射到 a 翼片上的光子全被吸收，每个光子的动量变化量 p a=p.（1 分）单位时间内所有光子的动量变化量有大小就等于光对 a 翼片的压力，即 Fa=n r2p= nr2h /c.(2 分)照 射 到 b 翼 片 上 的 光 子 全 被 反 射 ， 每 个 光 子 的 动 量 变 化 量 大 小 Pb = 2p（ 1 分
24、） ，单 位 时 间 内 所 有 光 子 的 动 量 变 化 量 的 大 小 就 等 于 光 对 b 翼 片 的 压 力 ， 即 Fb = nr22p =2 nr2 h d/2c.(2 分 )合 外 力 对 中 心 转 轴 的 力 矩M=（ Fb-Fa）d/2= nr2h d/2c.(2 分)22.（15 分） （1）颗粒在电场中受重力和电场力的共同作用，在竖直方向上分运动为自由落体运动，下落距离为极板高度 L.（1 分）由 L= gt2(1 分) 得 t= .(1 分)颗粒沿1gL/2水平方向分运动为匀加速直线运动（1 分） ，加速度大小为 a=qU/md(1 分) ，离开电场时颗粒在水平方向的位移为 d/2（1 分） ，由匀变速运动规律得 d/2= t2(2 分) ，将 t 代入得mqUU=md2g/2qL=104 V.(1 分)（2）在颗粒下落的整个过程中，根据功能关系：mv 2/2=qU/2+mg(L+H)(3 分)v= (2 分)(/HLmq图-2智浪教育普惠英才文库代入数据得：v= m/s(或 6.0 m/s)(1 分)1.36
