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2014年马鞍山二中理科创新人才实验班招生考试 物理及答案

时间:2016-03-31


2014 年马鞍山二中理科创新人才实验班招生考试





【注意事项】 1.本试卷为物理、化学合卷,共 6 页,总分 150 分,答题时长 120 分钟, 请掌握好时间。 2.请将自己的姓名、准考证号用钢笔或圆珠笔填写在答题卷的相应位置上。 3.考生务必在答题卷上答题,在试卷上作答无效。考试结束后,请将试卷 和答题卷一并交回。

物理部分(120 分)
一、选择题(每小题所给出的四个选项中只有一个是正确的。每小题 4 分,共 40 分)
1.如图,为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片。该照片经过放大后分析得:在 曝光时间内,子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的 1%~2%。已知子弹飞行速度约为 500m/s,因此可估算出这幅照片的曝光时间最接近的是: A.10-3s B.10-6s C.10-9s D.10-12s 2.如图所示,竖直放置的两块相同的木板间,夹有表面情况处处一样的重为 G 的方木块 A, 当向左右两板加压力 F 时,木块 A 静止;若将压力都增大到 2F,则木块 A 左侧所受木板 的摩擦力为: A.F ,向上 B.G ,向下

G ,向上 2 3.如图所示,两个宽度相同但长度不同的台球框固定在水平面上,从两个框的长边同时沿 与长边夹角相同的方向、以相同的速度 v 发出小球 P 和 Q,小球与框碰撞情形与光反射 情形相同(即小球与框碰撞前后运动速度大小不变、运动方向与框边夹角相同) 。摩擦不 计,球与框碰撞的时间不计,则两球回到最初出发的框边的先后是: A.两球同时回到出发框边 B.P 球先回到出发框边 C.Q 球先回到出发框边 D.因两台球框长度不同,故无法确定哪一个 球先回到出发框边 4.如图所示,A、B 是两个完全相同的匀质长方形木块,长为 l,叠放在一起,放在水平桌
C.2F ,向下 D. 面上,端面都与桌边平行。A 放在 B 上,右端有 l 伸出 B 外,为保证两木块不翻倒,木 块 B 伸出桌边的长度不能超过:

3 8

l l 2 l C. l 4
A.

5 l 16 l D. l 8
B.

5.闪光灯下的三叶电风扇转动时,有时看上去好像不转一样。已知某闪光灯的闪光频率为 60Hz(即每秒闪光 60 次) ,则在这种闪光灯下,看上去不转的三叶电风扇,实际每秒钟 转动的圈数不可能 是: ... A.80 B.40 C.30 D.20 6.如图所示,轻弹簧的上端固定在粗糙斜面的细杆上,另一端系一物块,弹簧处于拉伸状 态,系统静止。则斜面对物块的摩擦力: A.方向一定沿斜面向上 B.方向一定沿斜面向下 C.无摩擦力 D.三种情况都有可能 7.当空调连续运转时,其单位时间制冷量恒定。在空调连续运转的情况下,当室外气温为 36℃,室内有一个人,室内气温保持 26℃;若室内有两个人,室内气温保持为 27℃。 人体温度保持 37℃。当室外气温为 30℃时,室内有三个人,室内气温约保持为: A.19℃ B.21℃ C.23℃ D.条件不够,无法计算 8.如图所示,倒置的玻璃瓶内装有水,瓶塞内插着两根两端开口的细 管,其中一根弯成水平,且水平端加接一段更细的硬管作为喷嘴, 水从喷嘴射出。在瓶中水面降到 A 处以前的一段时间内: A.瓶内水面上方的气压始终等于大气压强 B.瓶内 B 处的压强越来越小 C.从喷嘴射出的水流速度越来越小 D.从喷嘴射出的水流速度不变 9.如图所示, 是某 “汤勺” 示意图, 由一细长柄 AB 与一半球 BC 构成, 且 AB 与半球相切,切点为 B。已知半球的半径为 R,AB 柄的长度 为 L,L : R= 15 : 1,现用一细线系住 A 点, 并将细线竖直悬挂。 “汤 勺”内盛满密度为 1.2×103 kg/m3 的汤,如果不计“汤勺”的质量, 则“汤勺”所盛汤的高大深度是: A.

3 R 4

B.

2 R 3

C.

1 R 3

D.

1 R 4

10.如图所示的电路中,电源电压不变,电流表、电压表都是理 想电表,当滑动变阻器 R? 的滑片 P 从 a 端滑到 b 端的过程中: A.电压表示数先减小后增大,电流表示数一直变大 B.电压表示数先减小后增大,电流表示数先增大后减小 C.电压表示数先增大后减小,电流表示数一直变小 D.电压表示数先增大后减小,电流表示数先减小后增大 二、填空题(每空5分,共35分) 11.斜面上物块 ABC 的上表面 AB 光滑水平, AC 面光滑竖 直,AB=40cm,AC=30cm。大小忽略不计的小球放在物 块水平表面 A 处, 现物块以速度 v=0.2m/s 沿固定斜面匀 速下滑,则经 s 小球与斜面接触。 12.潜水艇竖直下沉时,向水底发射出持续时间为 ?t1 的
11 题图

某脉冲声波信号,经过一段时间,该潜水艇接受到了 反射信号,持续时间为 ?t 2 ,已知潜水艇的下沉速度为 v , 则声波在水中的传播速度 为 。

13.现有两根等长的轻质细线,每根细线的一端分别悬于同一水平 面上的 O、O′两点,O、O′相距 d=10cm,细线的另一端分别系 在均匀木棒的两个端点 A、B 上,AB 长 L=70cm,质量 M=5kg。 两细线外围套有一直径恰好为 d 的光滑圆环,系统平衡时圆环 与木棒的距离 h=40cm,则圆环的质量 m= kg。如果在 AB 的 正中间再挂一重物,则 h 将会 (选填“增大”、“减小” 或“不变”)。

13 题图

14.如下图 1 所示,两个相同的均匀金属圆环垂直相交连接,AB、CD 为圆环的两条互相垂 直的直径。把 A、B 两点接入电源电压保持不变的如下图 2 所示电路的 M、N 两端时,发 现电流表示数为 I0 ; 则将 A、 D 两点接入电路的 M、 N 两端时, 电流表的示数应为 。

15.(1)在光学中,折射率是这样定义的,让光线从真空(或空气)射入某介质发生折射, 如果入射角是 i,折射角是 r,则该介质的折射率为 n=sin i / sin r,下面左图为某光线通 过等腰三角形三棱镜(顶角为 2?)的光路图,则该三棱镜的折射率为 。

(2)将三棱镜换成右图所示平行玻璃砖,平行玻璃砖的厚度为 d。某光线斜射到玻 璃砖的上表面,α=45° ,光线从玻璃砖的下表面射出,玻璃对这种光的折射率为 2 ,则 出射光线与入射光线的间距 x 为 。

三、计算题(第 16 题 13 分;第 17 题 15 分;第 18 题 17 分;共 45 分。 )
16.如图是一个电热器的工作原理图,电热器内有两个阻值分别为 R1=50Ω 和 R2=100Ω 的 电热丝; 旋转开关内有一块绝缘圆盘, 在圆盘的边 缘依次有 0,1,2,?? 9 共 10 个金属触点;可 以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑 片, 转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。 如旋钮 上的箭头指向图中位置 D 时,金属滑片将 2、3 触 点接通,同时另一端将 7、8 触点接通。用这个旋 转开关可以实现电热器有多挡位工作的要求。 将此电热器接入家庭电路中, 并将电热器的档 位旋转开关的箭头分别指向 A、B、C、D、E 位置 时,电热器的功率分别是多大?

17.类比水压是形成水流的原因, 某同学猜想, 血液在血管内流动时也需要一定的压力差来 维持。假设血液匀速通过长度一定的血管时,受到的阻力 f 与血液的流速 v 成正比。要 想让血液匀速流过,血管两端就需要一定的压力差。设血管截面积为 S1 时,两端所需的 压强差为?p1;若血管截面积减少 20%时,为了维持在相同的时间内流过同样体积的血 液,压强差必须变为?p2。请你计算?p1 与?p2 的大小之比。并简要说明血管变细可能是 诱发高血压的重要原因之一。

18.地球上的能量, 从源头上说来自太阳传到地球表面的辐射。 假定不计大气对太阳辐射的 吸收,太阳到达地球表面的辐射一部分被地球表面反射到太空,另一部分被地球吸收。 被吸收的部分最终转换成为地球热辐射(红外波段的电磁波) 。热辐射在向外传播过程 中,其中一部分会被温室气体反射回地面,地球以此方式保持了总能量平衡,能量关系 如图所示。

作为一个简单的理想模型, 假定地球表面的温度处处相同, 且太阳和地球的辐射都 遵从斯忒蕃一玻尔兹曼定律:单位面积 的辐射功率 J 与表面的热力学温度 T 的四次方 .... 成正比,即 J ? ?T
4

,其中 ? 是一个常量。已知太阳表面温度 T s ,太阳半径 Rs ,地

球到太阳中心的平均距离 r 。 假设地球表面对太阳辐射的平均反射率 ? ; 温室气体在大 气层中集中形成一个均匀的薄层,并设它对热辐射能量的反射率为 ? 。 问:当考虑了温室气体对热辐射的反射作用后,平衡时,地球表面的温度是多少? (提示:球的表面积公式 S ? 4?R , R 为球的半径)
2

2014 年马鞍山二中创新人才实验班招生
物理部分 参考答案
一、选择题(每小题所给出的四个选项中只有一个是正确的。每小题 4 分,共 40 分) 题号 答案 1 B 2 D 3 A 4 B 5 C 6 D 7 C 8 D 9 A 10 C

二、填空题(每空5分,共35分)
11、 2 .5 12、

?t1 ? ?t 2 v ?t1 ? ?t 2


13、 1.25



增 大

14、

4 I0 5

15、 cot ?

3 2? 6 d 6

三、计算题(16 题 13 分;17 题 15 分;18 题 17 分;共 45 分。 )
16 题解:电热器接入家庭电路中,电压为 U=220V, 档位旋转开关的箭头指向 A 位置时:R1 接入电源, PA ?

U 2 2202 ? W ? 968 W (3 分) R1 50

档位旋转开关的箭头指向 B 位置时:R1 与 R2 并联接入电源,

U2 U2 2202 2202 PB ? ? ? ( ? )W ? 1452 W (3 分) R1 R2 50 100
档位旋转开关的箭头指向 C 位置时:电路开路,PC = 0 (1 分)

档位旋转开关的箭头指向 D 位置时:R2 接入电源, PD ?

U 2 2202 ? W ? 484 W (3 分) R2 100

档位旋转开关的箭头指向 E 位置时:R1 与 R2 串联接入电源,

PD ?

U2 2202 ? W ? 323 W(3 分) R1 ? R2 50 ? 100

17、解:由题意,虽然血管截面积变小,但是相同时间内流过的血液的体积不变,即流量一 定,令流量为 Q ,单位时间流过的血液体积为 V ,流速为 v ,血管截面积为 S ,则:

Q?

V Sv?t Q ? ? Sv ? v ? ?t ?t S

???????①(4 分)

由于血液匀速流动,血管两端的压力差与阻力平衡,且阻力 f ? kv ,则: ????????????????????②(3 分) ?P 1 S1 ? kv1

?P2 S 1 ? kv2

????????????????????③(3 分)

又由于: S 2 ? 0.8S1 ????????????????????④(2 分)

?p1 S 2 由①②③④可知: ? 2 ? 0.8 2 ? 0.64 ?p2 S1

2

(2 分)

(2 分) ?p1<?p2 ,说明血管变细,血压升高。即血管变细是诱发高血压的原因之一。 18、解:令地球半径为 Re ,地球表面温度 Te ,太阳辐射总功率为 Ps ,地球接收到的太阳辐 射功率为 P ,地球的热辐射功率 Pe ,由题意得: 太阳辐射总功率为: Ps ? 4?Rs
2

?Ts 4
Ps ?Re 2 2 4?r

?????????①(2 分)

地球接收到的太阳辐射功率为: P ? 经地球反射的太阳辐射功率为: ? P

???????②(2 分) ?????????③(2 分)

地球吸收了太阳辐射最终转化为地球的热辐射功率为:

Pe ? 4?Re ?Te
2

4

?????????④(2 分) ?????????⑤(2 分) ?????????⑥(4 分)

温室气体对地球热辐射的反射功率为: ? Pe 由能量守恒,可得: P ? ?Pe ? ?P ? Pe 将①②③④⑤式代入⑥式,得:

Te ?

4

(1 ? ? ) Rs Ts ?????????⑦(3 分) 4(1 ? ? ) r 2
2

(解毕)


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