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上海第八届高三物理竞赛


上海市第八届高三物理竞赛 (上海市物理业余学校杯)
说明: 1、本卷分 I、II 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、本卷重力加速度 g 均取 10 m/s2。 Ⅰ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( )。 (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,则此列波的波 O 长和频率分别为( )。 (A)5m,1Hz (B)10m,2Hz (C)5m,2Hz (D)10m,1Hz
y/m a

x/m b 第2题 c

3.用频率为 ν1 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 ν2 的另一种光(ν2>ν1)照射 该金属表面,则( ) 。 (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)不能发生光电效应 4.用中子轰击铝 27,在释放出 α 粒子的同时生成了一不稳定的新核,该核在衰变为镁 24 的同时还会释放出 ( ) 。 (B)β 粒子 (C)质子 (D)中子 (A)α 粒子

5. 在光滑的水平地面上有一辆静止的小车,质量为 m1 和 m2 的甲、乙两人站在车的中点。现甲以相对地面的 速率 v1 走到车头,乙以相对地面的速率 v2 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 可以判断出( ) 。 (A)v1>v2 (B)v1<v2 (C)m1>m2 (D)m1<m2 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,小球落下时( ) 。 (A)会落于小车前方 (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
第6题

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 分别静止在斜面和地面上。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( )。 (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

A

B 第7题

F

第1页 共4页

8.A 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,绝缘磁环 C 将向上运动。从绝缘磁环 C 开始上升直至升到最高点的过程中,若不考虑 B 摩擦及空气阻力的影响,则桌面对 A 的支持力( )。 S C (A)始终减小 (B)先增大后减小 A (C)始终增大 (D)先减小后增大
第8题

二. (20 分)填空题

本大题共 5 小题,每小题 4 分。
R 2R A 第9题 Rx P U/V 12 6 O E,r (a) 2 R/Ω B

9.如图,两个相同材料制成的转盘 A、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。在同样条件下,若将该 小木块放在 B 轮上, 欲使木块相对 B 轮静止, 则小木块距 B 轮转轴的最大距离 为________。 10.在如图(a)所示电路中,变阻器 R0 最大阻值为 22Ω,电源和滑动变阻器 允许通过的最大电流均为 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 Rx 的最小阻值为 _________Ω。(保留 2 位有效数字)

S

R0

(b)
第 10 题 K

A 11. 半径为 R 的环形均匀细玻璃管竖直放置 (管半径 r<<R) 。管内一半为水银(密 度为 ρ),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 C 气分成体积相等的 A、B 两部分。现将圆环顺时针转过 90°,如图所示,发现水 银面的连线 CD 与水平面夹角 θ=30°,则在转动前管内空气的压强为______。

B D

C θ

K D

第 11 题 v

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),快艇的航行速 度 v 至少应达到________m/s。

0.8m

第 12 题

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=______。 Ⅱ卷 三.( 15 分)多项选择题 题意的 。

B a 第 13 题

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

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 ( )。 (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

第 14 题

第2页 共4页

反面还有

15. 以下电场线描画的电场,不可能存在的是(

)。

一组间隔递 增的平行线

一组等间隔 的平行线

一组间隔递增的 同心圆弧

一组间隔相等 的同心圆弧

(A)

(B)

(C)

(D)

16.如图,物块从光滑曲面上的 P 点自由滑下,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来,再使物块从 P 点自由滑下,则物块可 能( )。 (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

P

Q 第 16 题

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μ,则小物体在最低点时受到的 摩擦力大小为_______。
R

m R/2 R 第 18 题

18.在距一质量为M、半径为R、密度分布均匀的球体R处有一质量为m的质点。现从 球体中挖去一半径为R/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 α 的斜面上等间隔地安装有一组薄壁空心小滚筒。已知每个滚筒质 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______。
U/V

l α 第 19 题

五. (10 分)实验题 ③ 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 U-I 曲线如图(a)中的①所示。现将另一节相同规格的干电池与前一节干电池串联 ① O 后作为电源,测其 U-I 曲线应为图(a)中的( )。 (A)① (B)② (C)③ (D)④ (2)(多选题)用如图(b)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

④ ②

(a)
R P V R0

I/A

A
S

E,r (b) 第 20 题

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”。 )

第3页 共4页

六. (53分)计算题 21.一定量的理想气体经如图所示循环过程。当气体处于状态 a 时,温度为 Ta、体积为 Va,压强为 pa,当其处于状态 b 时温度 Tb=2Ta,且图中 bc 连线平行于纵轴。已知该理想
Tb Ta O

T/k b a

1 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= Ta(3-kV)kV, 2
式中 k 为常数。求: (1)气体处于状态 c 时的压强 pc; (2)常数k; (3)气体在此循环过程中所做的功W。

c

Va 第 21 题

V/m3

22. 硬质正三角形导电框ACD边长为a, 线密度为ρ。 现使其静止于水平桌面上并处于匀强磁场 中。已知磁场沿水平方向且垂直于AC,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FA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 至少应为多大?电流方向如何?

B D

A 第 22 题

C

23. 如图,原长为L0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 L0 后悬挂一质量为m的物体(可视为质点) ,系统处于静止状态。已知AO间距离也为L0, O A 且弹性绳产生的弹力与其伸长量成正比,比例系数为k。 B m (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。 X 已知 B 点距物体平衡位置距离为 X,求此时作用力 F; 第 23 题 (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 v0,为使其在之后的运动过程中不碰到天花板,求初 速度 v0 的取值范围。 h
q,m

24. 如图(a)所示,一光滑绝缘细杆竖直放置,距细杆右侧 d=0.3m 的 A 点处有一固定的点 电荷。细杆上套有一带电量 q=1×10-6C,质量 m=0.05kg 的小环。设小环与点电荷的高度差 为 h。小环无初速释放后,其动能 Ek 随 h 的变化曲线如图(b)所示。图中 0.2m<h<0.55m 部 O 分近似可用抛物线拟合。估算: (1)点电荷所带电量 Q; Ek/J (2) 小环位于 h1=0.20m 时的加速度 a; (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h1=0.20m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k=9.0×109N?m2/C2, 本题答案 均保留2位有效数字)

d A

Q

(a)

h/m

(b) 第 24 题 第4页 共4页


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