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安庆一中2016物理竞赛预赛模拟一

时间:2016-08-27


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2016/8/26

安庆一中 2015 届理科实验班物理竞赛预赛模拟试卷(一)
提示:本卷共 200 分,完卷时间 180 分钟

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一、选择题.(本题共 5 小题,每小题 6 分,共 30 分.在每小题给出的 4 个选项中,有的小

题只有一项是 正确的,有的小题有多项是正确的.把正确选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内.全部选对的 得 6 分,选对但不全的得 3 分,选错或不答的得 0 分. 1.如图所示,两轻质弹簧和质量均为 m 的外壳组成甲、乙两个弹簧秤,将提环挂有质量为 M 的重物的乙 秤倒挂在甲的挂钩上,某人手提甲的提环,向下做加速度 a=0.25g 的匀加速运动,则下列说法正确的是 [ ] A.甲的示数为 1.25(M+m)g B.乙的示数为 0.75(M+m)g C.乙的示数为 1.25Mg D.乙的示数为 0.75Mg 2.如图所示,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(m <M)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.p1>p2 C.V1>V2 B.p1<p2 D.V1<V2

3.2 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 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.如图所示,L 为电阻很小的线圈,G1 和 G2 为内阻不计、零点在表盘中央的电流计.当开关 K 处于闭 合状态时,两表的指针皆偏向右方,那么,当 K 断开时,将出现 [ ] A.G1 和 G2 的指针都立即回到零点 B.G1 的指针立即回到零点,而 G2 的指针缓慢地回到零点 C.G1 的指针缓慢地回到零点,而 G2 的指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点 D.G1 的指针先立即偏向左方,然后缓慢地回到零点,而 G2 的指针缓慢地回到零点
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二、填空、作图题.(本题共 5 小题,第小题 10 分,共 50 分,请把答案填在题中的横线上或把图画在题 中指定的地方.只要给出结果,不需写出求得结果的过程) 6. (10 分)如图所示的器材是: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. 请完成该实验步骤: (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 μ = _________.

7. (10 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 0~250 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)如果根据测量结果作出的伏安特性曲线如图乙所示,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?

8. (10 分)在相互平行的石墨晶格上,原子排成正角形栅格,即“蜂窝结构” ,如图所示。平面原子间距 为 1.42 ? 10 m ,若石墨的密度为 2.27 kg / m ,试计算:两层平面间的距离为_______________ m (已知:碳原子量为 12)
?10 3

9. (10 分)如图所示,足够大的方格纸 PQ 水平放置,每个方格边长为 l,在其正下方水平放置一宽度为 L 的平面镜 MN,在方格纸上有两小孔 A 和 B,AB 宽度为 d,d 恰为某人两眼间的距离,此人通过 A、 B 孔从平面镜里观察方格纸,两孔的中点 O 和平面镜中的点 O′在同一竖直线上,则: 人眼能看到方格纸的最大宽度是________, 人眼最多能看到同一直线上的方格数是________.
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10. (10 分) (1)激光器是一个特殊的光源,它发出的光便是激光,红宝石激光器发射的激光是不连续的 一道一道的闪光,每道闪光称为一个光脉冲.现有红宝石激光器,发射功率为 P = 1.0×106 W,所发射的每 个脉冲持续的时间为Δt = 1.0×10-11 s 波长为 6693.4 nm(1 nm = 1×10-9 m)则: 每列光脉冲含有的光子数是___________________(保留两位有效数字) (2)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 1.38×10-11 m 的光子. 这一过程的核衰变方程为_________________; 若不计光子动量,试从理论上计算出 ? 粒子的动能为________________ (钚核的质量 238.999655u,铀核质量 234.993470u, ? 粒子质量 4.001509,1u 相当于 931.5 MeV, 普 朗克恒量 h = 6.63×10-34 J· s).

三、计算题.(本题共 6 小题,每题 20 分,共 120 分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算 步骤,只写出最后结果的不能得分.有数值计算的,答案中必须明确写出数值和单位.) 11. (20 分)两个定值电阻,把它们串联起来,等效电阻为 4Ω,把它们并联起来,等效电阻是 1Ω,求: (1)这两个电阻的阻值各为多大? (2)如果把这两个电阻串联后接入一个电动势为 E,内电阻为 r 的电源两极间,两电阻消耗的总功率等 于 P1;如果把这两个电阻并联后接入同一个电源的两极间,两电阻消耗的总功率等于 P2,若要求 P1 = 9 W,且 P2≥P1,求满足这一要求的 E 和 r 的所有值.

12. (20 分)我国发射的“嫦娥一号”探月卫星沿近似于圆形的轨道绕月飞行。为了获得月球表

面全貌的信息,让卫星轨道平面缓慢变化。卫星将获得的信息持续用微波信号发回地球。设 地球和月球的质量分别为 M 和 m, 地球和月球的半径分别为 R 和 R1, 月球绕地球的轨道半径 和卫星绕月球的轨道半径分别为 r 和 r1, 月球绕地球转动的周期为 T。 假定在卫星绕月运行的 一个周期内卫星轨道平面与地月连心线共面,求在该周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡 而不能到达地球的时间(用 M、m、R、R1、r、r1 和 T 表示,忽略月球绕地球转动对遮挡时 间的影响) 。

13. (20 分)在光滑的两端封闭且具有两种截面积的竖直管子中用无伸缩细绳将两不漏气、无摩擦活塞相 连,活塞间装有 1 摩尔理想气体。上活塞截面积比下活塞截面积大 ,两活塞总质量为 M,外部大气压 强为 P0,如图所示。试问要使它们移动距离 L,应使活塞间的气体温度改变多少?

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14. (20 分)在电阻为零、相距为 l 的两条平行金属导轨上,平行放置两条质量均为 m 、电阻均为 R / 2 的 匀质金属细棒 AB 和 CD,它们与导轨垂直且能沿导轨做无摩擦滑动。整个装置水平放置于方向竖直向下 的匀强磁场中,磁感应强度为 B。若不考虑感应电流之间的相互影响,今对 AB 施加一水平恒力 F(如图 所示) ,使其从静止开始运动起来。试求:导轨上感应电流恒定后的大小及此时两棒的相对速度。

15.(20 分)如图所示,AB 是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为 h,末端 B 处的切线方向水平.一个 质量为 m 的小物体 P 从轨道顶端 A 处由静止释放, 滑到 B 端后飞出, 落到地面上的 C 点, 轨迹如图中虚线 BC 所示.已知它落地时相对于 B 点的水平位移 OC=l.现在轨道下方紧贴 B 点安装一水平传送带,传送带的右 端与 B 的距离为 l/2.当传送带静止时,让 P 再次从 A 点由静止释放,它离开轨道并在传送带上滑行后从 右端水平飞出,仍然落在地面的 C 点.当驱动轮转动从而带动传送带以速度 v 匀速向右运动时(其他条件 不变),P 的落地点为 D.(不计空气阻力) (1)求 P 滑至 B 点时的速度大小 (2)求 P 与传送带之间的动摩擦因数 (3)求出 O、D 间的距离 s 随速度 v 变化的函数关系式.

16. (20 分)如图所示,任意三角形 ABC 的三条边都是均匀带电,且线电荷密度为 ? 。试证明: 在这一三角形所在的平面上,三角形附近区域中,必有一点的电场强度为零。 若已知三角形 ABC 中 ?A ? 2? , ?B ? 2 ? , AB ? l 。试求:在如图所示的以 A 为坐标原点、沿 AB 方 向建立 x 轴的直角坐标系中,该电场强度为零的点的坐标。

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