第二届全国中学生数理化学科能力竞赛九年级物理学科能力解题技能初赛试题答题纸
第二届全国中学生数理化学科能力竞赛
九年级物理学科能力解题技能初赛试题答题纸
总分
本题得分评卷人
一、选择题(每小题5分,共40分,每小题只有一个选项是正确的)
12345678
本题得分评卷人
二、填空题(每空4分,共32分)
9..
10.,.
11..
12.(1),(2),
(3),.
本题得分评卷人
三、实验与探究题(本题共2小题,13题8分,14题12分,共计20分.)
13.答:
第1页暋共4页
第二届全国中学生数理化学科能力竞赛九年级物理学科能力解题技能初赛试题答题纸
.
14.(1),(2),,
(3)
暋暋(4),.
本题得分评卷人
四、简答与计算题(本题共3小题,15题9分,16题9分,17题10分,共计28分.)
15.解:
第2页暋共4页
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16.解:
第3页暋共4页
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17.解:
第4页暋共4页
第二届全国中学生数理化学科能力竞赛
九年级物理学科能力解题技能初赛试题
考生须知:
1.考生必须在答题纸上答卷,否则成绩无效;
2.请在答题纸密封线内填写所在地区、学校、年级、姓名和考号;
3.本试卷共有四道大题,17道小题,满分120分;
4.考试时间为120分钟.
一、选择题(每小题5分,共40分,每小题只有一个选项正确)
1灡2009年诺贝尔物理学奖颁予了华裔物理学家高锟,以表彰其在光纤通信方面取得的突出成
就.现在绝大部分的网络信息都由光缆传输,以下关于光纤通信说法正确的是(暋暋).
A.光在光缆中沿曲线传播
B.光的传播实质上是在传播能量
C.光纤可由任意透光的材料制成
D.光在光缆中的传播速度大于在真空中的传播速度
2.近年来,世界大范围传染病时有爆发,所以在我们注重个人卫生的同时,也要注意对一些器
械进行消毒.通常的消毒方法有高温消毒和液体消毒两种.现要给体温计消毒,应采用下列那
种方法(暋暋).
A.在沸水中煮一段时间
B.在酒精灯火焰上烤一段时间
C.用酒精球擦一擦
D.用自来水冲洗一下
3.在冬季,剩有半瓶热水的暖水瓶经过一个夜晚后,第二天瓶口的软木塞不易拔出,其主要原
因是(暋暋).
A.软木塞受潮膨胀
B.瓶口因温度降低而收缩变小
C.白天气温升高,大气压强变大
D.瓶内气体因温度降低而压强减小
九年级物理试卷暋共6页暋第1页
4.如图所示是一种汽车安全带控制装置的示意
图.当汽车处于静止或匀速直线运动时,摆锤竖直
悬挂,锁棒水平,棘轮可以自由转动,安全带能被拉
动.当汽车突然刹车时,摆锤由于惯性绕轴摆动,使
得锁棒锁定棘轮的转动,安全带不被拉动.若摆锤
由图中实线位置摆到虚线位置,汽车的可能运动方
向和运动状态(暋暋).
A.向左行驶、突然刹车
B.向右行驶、突然刹车
C.向左行驶、匀速直线运动
D.向右行驶、匀速直线运动
5.2009年某日一油轮行驶在印度洋时遭遇索马里海盗的拦截,虽然经过船员的奋起反抗终
于击退海盗,但却致使船上所装载的9t原油发生泄漏.已知油轮装载的原油密度为9暳102
kg/m3.经国际环保组织估计,这些原油造成的污染面积最大可达到(分子直径的数量级为
10-10)(暋暋).
A.108m2暋暋暋B.109m2暋暋暋C.1010m2暋暋暋D.1011m2
6.如右图,x轴位于地面的草坪上,xy所在的平面与地面
垂直.一平面镜位于图示位置,平面镜两端坐标为A(-1,
5)和B(0,5).夜间有一个点光源P(3,0)将光线射向平面
镜,再由平面镜反射回地面草坪上.则夜间在x轴的反方
向上的草坪上光合作用最强的区域是(暋暋).
A.0~-1区间暋暋暋暋B.0~-3区间
C.-3~-5区间D.0~曓区间
7.神经系统中,把神经纤维分为有髓鞘和无髓鞘两大类,现代生物学认为,髓鞘是由多层类脂
物质潳髓质累积而成,具有很大的电阻,经实验测得髓质的电阻率为氀=8暳106毟·m.某生物
体中某段髓质神经纤维可看作高20cm、半径为4cm的圆柱体,当在其两端加上电压U=
100V时,该神经发生反应,已知电阻定律可表达如下:电阻的大小与电阻率、电阻的长度成正
比,与电阻的横截面积成反比.则引起神经纤维产生感觉的最小电流为(暋暋).
A.0灡31毺A暋暋暋B.0灡62毺A
C.0灡15毺A暋暋暋D.0灡43毺A
8.单位时间内垂直通过单位面积的声波能量达1暳10-4J时,其声强为80分贝,超过80分贝
就会影响到人们的正常生活.喷气式飞机飞行时产生的噪音很强,假设其声源能量均匀地向整
个空间传播,功率是31kW,为了使飞机的噪音传到地面时其强度不超过80分贝,则飞机飞行
九年级物理试卷暋共6页暋第2页
的高度不得低于(球体表面积为4毿R2)(暋暋).
A.3000m暋暋暋B.5000m
C.7000m暋暋暋D.9000m
二、填空题(每空4分,共32分)
9.随着科学的发展,物理量长度的国际单位“米暠也经历了多次定义.1791年,长度单位“米暠
被定义为:在经过巴黎的子午线上,取从赤道到北极长度的一千万分之一;1960年第十一届国
际计量大会对米的定义作了如下更改:“米的长度等于氪-86原子的2P10和5d1能级之间跃
迁的辐射在真空中波长的1650763灡73倍暠;随着科学技术的进步,70年代以来,对时间和光速
的测定,都达到了很高的精确度.因此,1983年10月在巴黎召开的第十七届国际计量大会上
又通过了米的新定义:“米是1/299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度暠.根据对
“米暠的初次定义的理解,我们可以估算地球的半径R=km.(答案保留三位有效数字)
10.如右图所示,在图甲中A、B
两人抬着重物G,重物挂在抬杆的
中点,当两人都走上斜坡后,他们
的肩膀受到的压力FAFB;
在图乙中,C、D两人抬着一个均
匀的长方体木箱,当两人都走上斜坡后,他们向上抬木箱的力FCFD.(填“>暠“=暠或
“<暠)
11.如右图所示,台秤上的烧杯和水共重5N,水内浸没着m1=
500g、V=60cm3的砝码,用跨过定滑轮的细绳将m1与质量
为100g的物块m2相连,不计摩擦(g取10m/s2),则台秤的读
数为g.
12.如右图所示是一种电压力锅简易原理图,A为密闭锅体,锅盖
面积为400cm2.R1为工作时的加热电阻,L为指示灯,其电阻为
20毟,R2为保温电阻,S1为电源开关,S2为压力开关,闭合S1后,
电路通过R1对电压力锅加热,当锅内气体压强达到设定值时,水
开始沸腾,锅底向下移动,压力开关与触点a断开,并与b点接通,
起到控压控温的目的,此时保温电路的总功率为20W.
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表1暋水的沸点T与气体压强p的关系
T/曟100105110112114116118120
p/kPa101121143154163175187199
表2暋电压力锅的铭牌
额定电压加热功率压强设定值
220V1000W175kPa
暋暋(1)当锅内压强为121kPa时,锅内气体对锅盖的压力为;(2)保温电阻R2的阻值
是;(3)已知锅内水的质量为m,初温为T0、比热容为c,为了求出电压锅从开始加热到
锅内气压到设定值时的效率,只要测出闭合开关S1到电路中的时间t,就可推导出效率
的表达式毲=暳100%(用已知量表示).
三、实验与探究题(本题共2小题,13题8分,14题12分,共计20分.)
13.甲、乙、丙、丁四位同学在复习物理概念时,对质量m、速度v、密度氀、燃料的燃烧值q、比热
容c、电流I、电阻R、电功率P八个物理量按一定的特征作了归类整理,如下表所示:
甲
同
学
归类
一二三
IPRcq氀mv
每一类
特征
乙
同
学
归类
一二三
IcqPqmvR
每一类
特征
丙
同
学
归类
一二三
IPvmRcq氀
每一类
特征
丁
同
学
归类
一二三
IcvPqmR氀
每一类
特征
暋暋你认为哪些同学的归类方式较为合理,并说明理由(即说明他们所作归类的每一类的特
征).
14.某同学想研究弹簧的弹性势能Ep和弹簧形变量x间的关系,设想用水平力缓慢地将劲度
系数为k的弹簧从原长拉伸x,该过程拉力做的功W等于弹性势能的增加,即W=Ep,根据胡
克定律F=kx(k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量),拉力的平均值为kx2,所以W=kx
2
2,
他猜想弹性势能的表达式应该是Ep=kx
2
2.他找到一根弹簧,一块长木板、一个重为G=5灡0N
的长方体金属块,设计了一个实验,利用一把毫米刻度尺来验证这个结论,步骤是:
(1)将金属块悬挂在该弹簧下方,静止时测得弹簧的伸长量为1灡00cm,由此得出该弹簧
九年级物理试卷暋共6页暋第4页
的劲度系数k=;
(2)将金属块放在水平长木板上,金属块以某一速度在水平方向运动,水平方向只受到摩
擦力的作用且摩擦力Ff=毺FN(其中毺是金属块和长木板间的动摩擦因数,且毺=0灡25,FN
为金属块对木板的压力),则金属块在长木板上将做(填“加速暠“减速暠或“匀速暠)运
动.若金属块在长木板上运动了5m,则摩擦力所做的功为J.
(3)将弹簧左端固定在竖直墙上,右端与金属块接触,金属块置于水平的长木板上,用手
向左压金属块使弹簧压缩一定长度后由静止释放,滑块脱离弹簧后又沿长木板滑行一段距离
后停下,测出每次弹簧的压缩量x和金属块在长木板上滑行的距离s,将对应的数据填写在下
面的表格中,根据功能关系Ep=毺Gs算出和s对应的弹性势能Ep也填入表中;再计算x2的对
应值,并填入表中,请根据表中数据在下图中作出Ep灢x2图线.
x(10-2m)1.502.002.503.003.504.00
s(10-2m)4.508.1012.4518.0024.4632.05
Ep(10-2J)5.6310.1315.5622.5030.7540.06
x2(10-4m2)2.254.006.259.0012.2516.00
暋暋(4)根据图线求出Ep和x2间的关系式为,验证结果是否符合Ep=kx
2
2?
答:(填“是暠或“否暠).
四、简答与计算题(本题共3小题,15题9分,16题9分,17题10分,共计28分.)
15.小红和小丽两名同学都各自带着自己的保暖水壶上学,到了学校后打开水壶,小红发现自
己的水壶不保温,水温已下降了不少,而小丽的水壶保温效果好,水温没明显的变化.小丽为
了让小红也有热水喝,就将小红壶中的水的一半倒入自己的壶中,等达到热平衡后,又将自己
壶中的水的一半倒入小红的壶中,这样小红的水温度也就升高了.现已知到达学校时小红壶
中的水为20曟,而最后在小丽的帮助下小红的壶中的水达到了30曟,求小丽到达学校时其水
壶中的水温是多少?(设开始时两人水壶中的水的质量相同,在倒的过程中水没有与外界发生
热交换,且水壶足够大)
九年级物理试卷暋共6页暋第5页
16.没电时我们通常会点蜡烛,为了防止由此而发生火灾,某同学想到了这样一个办法.他在
蜡烛的底部插入一个铁钉,之后使其竖立在水中.假如蜡烛露出水面1cm,蜡烛的密度为水密
度的0灡9倍,现将蜡烛点燃,则蜡烛燃烧了多长后才熄灭?
17.如右图所示,电源电压U保持不变,R为定值电阻,R曚为
滑动变阻器,其最大阻值R曚>R,当滑动变阻器连入电路的电
阻从最大到最小变化时,R消耗的电功率怎样变化?R曚消耗
电功率的变化情况又是怎样的?请通过推理或计算说明滑动
变阻器在什么情况下消耗的电功率最大?
九年级物理试卷暋共6页暋第6页
第二届全国中学生数理化学科能力竞赛高一物理学科能力解题技能初赛试题答题纸
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高一物理学科能力解题技能初赛试题答题纸
总分
本题得分评卷人
一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选
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5分,选不全的得3分,有错选或不答的得0分)
12345678
本题得分评卷人
二、实验、填空题(本大题共计四小题,9、10小题每题6分,11、12每小题
9分,共计30分)
9.,.
10.,.
11.(1)
,
(2)
,
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暋暋(3)
.
12.(1),
(2)
,
(3)
.
本题得分评卷人
三、计算题(本大题共四小题,13题10分,14、15题13分,16题14分,共计50分)
13.解:
第2页暋共4页
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14.解:
第3页暋共4页
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15.解:
16.解:
第4页暋共4页
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高一物理学科能力解题技能初赛试题
考生须知:
1.考生必须在答题纸上答卷,否则成绩无效;
2.请在答题纸密封线内填写所在地区、学校、年级、姓名和考号;
3.本试卷共有3个大题,16小题,满分120分;
4.考试时间为120分钟.
一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,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5分,选不全的得3分,有错选或
不答的得0分)
1.2009年10月6日,瑞典皇家科学院宣布,将2009年诺贝尔物理学奖授予一位英国华裔科
学家以及美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯.这位华裔物理学家在1966年发现了如
何通过光学玻璃纤维远距离传输光信号,这成为电话和高速互联网等现代通讯网络运行的基
石.“利用一根纯净的玻璃纤维,可以将光信号传输100多公里,而60年代时的光纤只能传输
20米.暠“今天,文字、音乐、图片和图像在一眨眼间传遍全球暠.正是因为在“光学通讯领域的光
传输方面的突破性成就暠他获得了今年诺贝尔物理学奖.这位华裔科学家是(暋暋).
A.崔琦暋暋暋B.李政道暋暋暋C.丁肇中暋暋暋D.高锟
2.在下图所示的路程—时间、速度—时间图像中,生活中不可能存在的是(暋暋).
3.历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运
动暠(现称“另类匀变速直线运动暠),“另类加速度暠定义为A=vt-v0s,其中v0和vt分别表示
某段位移s内的初速度和末速度.A>0表示物体做加速运动,A<0表示物体做减速运动.
而现在物理学中加速度的定义式为a=vt-v0t.下列四幅图中,能正确反应另类匀变速运动中
速度v与现在物理学中加速度a的关系的是(暋暋).
高一物理试卷暋共6页暋第1页
4.“碧落秋方静,腾空力尚微,清风如可托,终共白云飞.暠描写的是我国民间颇为流行的传统娱
乐项目风筝.风筝高手可使风筝静止在空中,以下四幅图中AB代表风筝截面,OL代表风筝
线,风向水平,风筝可能静止的是(暋暋).
5.文艺复兴时期意大利的达·芬奇(LeonardodaVinci,
1452—1519)设计如右图所示的装置.他设计时认为,在轮子
转动过程中,右边的小球总比左边的小球离轮心更远些,根据
杠杆原理可知会使轮子沿箭头方向转动不息,而且可以不断
地向外输出能量.但实验结果却是否定的.达·芬奇敏锐地由
此得出结论:永动机是不可能实现的.下列有关的说法中正确
的是(暋暋).
A.如果没有摩擦力和空气阻力,该装置就能永不停息地
转动,并在不消耗能量的同时不断地对外做功
B.如果没有摩擦力和空气阻力,忽略碰撞中能量的损耗,并给它一个初速度,它就能永不
停息地转动,但在不消耗能量的同时,并不能对外做功
C.右边所有小球施加于轮子的动力乘以其力臂并不大于左边所有小球施于轮子的阻力
乘以其力臂,所以不可能在不消耗能量的同时,不断地对外做功
D.在现代科学技术比较发达的今天,这种装置可以实现永不停息的转动,而且在其不消
耗能量的基础上,还能源源不断地对外做功
6.技术是一把双刃剑,电磁波的应用也是这样.它在使人类的生活发生日新月异变化的同时
也存在副作用潳潳电磁污染.例如,频率超过0灡1MHz的电磁波的强度足够大时就会对人体
构成威胁.按照有关规定,人体所受到的电磁辐射强度(即单位时间内垂直通过单位面积的电
磁波的能量)不得超过某一规定值Q.
已知某无线通信设备发射电磁波的功率为P,设该通信设备向四面八方均匀地发射电磁
高一物理试卷暋共6页暋第2页
波,且电磁波在传播过程中无能量损失.由数学知识可知,球体的面积S=4毿r2,式中r为球半
径,球半径与球面总是垂直的.
根据上述资料,可估算出人体到该通信设备发射电磁波处的安全距离至少应为(暋暋).
A.P4毿Q暋暋暋B.PQ暋暋暋C.P毿Q暋暋暋D.P4毿Q
7.物理学是一门以实验为基础的学科,而实验过程中必然会
产生许多数据,所以对数据进行分析整理是物理学习的重点
内容.如右图所示,质点滑块从光滑斜面上的A点由静止开
始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点.每隔0灡2秒
通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据(g取10m/s2).则滑块滑过
B点时的瞬时速度vB为(暋暋).
t(s)0.00.20.4…1.21.4…
v(m/s)0.01.02.0…1.10.7…
暋暋A.3灡0m/s暋暋暋B.2灡5m/s暋暋暋C.2灡3m/s暋暋暋D.1灡9m/s
8.国庆60周年庆典期间所使用的某些大型气球,是用钢瓶中装铝和氢氧化钠溶液混合产生
的氢气来充灌的.现要制作某一气球,假定其充气后是一个标准圆球,该球的直径为xdm;气
球材料的弹性极大,其质量为nkg.现提供铝片ymol,足量的浓度为amol/L的氢氧化钠溶
液.若要使此气球能升到空中,则y与x的关系为(已知:空气的密度为氀空,其单位为g/L,假
定氀空在一定的空中范围内为不变量,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2朁)(暋暋).
A.y<16(氀空毿x3g-6000n)暋暋暋暋B.y<118(氀空毿x3g-6000n)
C.y=118(氀空毿x3g-6000n)暋暋D.y>16(氀空毿x3g-6000n)
二、实验、填空题(本题共4小题,9、10每小题6分,11、12每小题9分,共计30分)
9.“飞蛾扑火暠的原因是什么呢?在飞蛾
亿万年的进化过程中,飞蛾靠自然光源(日
光、月光或星光)指引飞行,进化出飞行时
和光线成一定夹角的习性,即它在任何位
置的前进方向与光线的夹角都是一个固定
值,如图甲所示.于是当飞蛾离光源很近
时,它飞出的路线就不再是直线,而是一条
不断折向光源的螺旋形路线,如图乙所示.
若已知飞蛾的飞行速率恒定为v,飞蛾距火焰的初始距离为R,飞行时与光线所成的夹角为毩,
高一物理试卷暋共6页暋第3页
则飞蛾经过时间后扑火,该过程中飞蛾飞行的路程为.
10.某空间探测器从某一星球表面竖直升空.已知探
测器质量为1500kg,发动机推动力为恒力.探测器升
空后发动机因故障突然关闭,图中所示是探测器从升
空到落回星球表面的速度随时间变化的图线,则由图
像可判断该探测器在星球表面达到的最大高度Hm
为m,发动机的推动力F为N.
11.某物理兴趣小组为了探究动能和速度大小的关系,提出了下面几种猜想:
栙Ek曍v,暋暋栚Ek曍v2,暋暋栛Ek曍v.
他们设计的DIS实验装置
如图甲所示(数据采集器与计
算计未画出),AB为一块倾斜
放置的可看成光滑的木板,在B
处安置了一个光电门传感器,
(用来测量物体每次通过B点
时的速度).将物体分别从不同高度无初速度释放,测出物体由初位置到光电门传感器的距离
L1、L2、L3、L4、……,将这些数据输入电脑,相应地小球每次通过B点的速度v1、v2、v3、v4、
……,由电脑实时计录.
(1)显然,本实验中物体在B点的动能等于物体下滑过程中重力做的功,而实验时并未测
量这种功,那么动能的大小是用什么量来替代的呢?为什么可以这样替代?
(2)利用本实验的电脑软件可方便地绘出图乙所示的L~v图像,他们下一步应该怎么
做?
(3)此实验中如果物体与木板间的摩擦力不能忽略,那么是否也只要测量物体每次下滑
的距离L和到达B点时的速度v就可以了呢?为什么?
高一物理试卷暋共6页暋第4页
12.通过《探究弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系》实验,我们知道在弹性限度内,弹簧弹力F的
大小与弹簧的伸长(或压缩)量x成正比,并且不同的弹簧,其劲度系数不同.已知一根原长为
L0、劲度系数为k1的长弹簧A,现把它截成长为23L0和13L0的B、C两段,设B段的劲度系数
为k2、C段的劲度系数为k3,关于k1、k2、k3的大小关系,同学们做出了如下猜想.
甲同学:既然是同一根弹簧截成的两段,所以,k1=k2=k3
乙同学:弹簧越短劲度系数越大,所以,k1
丙同学:弹簧越长劲度系数越大,所以,k1>k2>k3
(1)为了验证猜想,可以通过实验来完成.实验所
需的器材除铁架台外,还需要的器材有
.
(2)简要写出实验步骤.
(3)右图是实验得到的图线.根据图线得出弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系?
三、计算题(本大题共四小题,13题10分,14、15题13分,16题14分,共计50分)
13.我国近几年在航空航天领域取得了骄人的成绩,使国人倍感骄傲和自豪.某大学的科学技
术小组进行如下试验:从地面竖直向上发射一实验火箭,当燃料耗尽时火箭离地面的高度为
28m,之后再经16s火箭落到地面上.不计空气阻力和火箭质量的变化(g取10m/s2).求:
(1)燃料耗尽时火箭的速度.
(2)火箭达到的最大高度.
14.长度为L、质量为M的圆柱形金属棒竖直放置,其顶部有一质量为m
的铁环,在外力的作用下使铁环与金属棒相对静止,如图所示,设铁环与
金属棒间的摩擦力大小恒为kmg,其中k>1.如果在撤去作用于铁环上的
外力的同时,在棒的下端给棒一个向上的很大的冲击力,此时金属棒在瞬
间具有竖直向上的速度v0,若金属棒足够长,则棒能上升的最大高度为多
少?
高一物理试卷暋共6页暋第5页
15.潮汐发电是利用潮水涨落产生的水位差来发电.建于浙江江厦的双向潮汐电站是我国第
一座潮汐电站.它利用海水每天涨落两次,共能进行四次发电,年发电量为1灡07暳107度,满负
荷功率为3灡2兆瓦.设计该发电站涨、落潮的平均潮差为4灡5m,电站的总效率为10%.求:
(1)按满负荷功率计算,该电站平均每天发电的时间t;
(2)该发电站用于储水的水库的面积S为多少公顷(1公顷=104m2,一年按365天计算,
结果保留两位有效数字,本题中海水密度可近似取水的密度,g取10m/s2).
16.如右图所示,地面上有一固定的球面,球半径为R.球面
的斜上方P处有一质点(P与球心O在同一竖直平面内),现
要使此质点从静止开始沿一光滑斜直轨道在最短时间内滑到
球面上.求所需的最短时间.已知P到球心O的距离为L,P
到地面的垂直距离为H.
高一物理试卷暋共6页暋第6页
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总分
本题得分评卷人
一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选
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5分,选不全的得3分,有错选或不答的得0分)
12345678
本题得分评卷人
二、实验、填空题(本题共4小题,第9题3分,第10题6分,第11题12
分,12题9分,共30分)
9..
10.,.
11.(1),,
(2),
(3).
第1页暋共4页
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12.,.
本题得分评卷人
三、计算题(本大题共4小题,13题10分,14、15题13分,16题14分,共计50分)
13.解:
第2页暋共4页
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14.解:
15.解:
第3页暋共4页
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16.解:
第4页暋共4页
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高二物理学科能力解题技能初赛试题
考生须知:
1.考生必须在答题纸上答卷,否则成绩无效;
2.请在答题纸密封线内填写所在地区、学校、年级、姓名和考号;
3.本试卷共有3个大题,16小题,满分120分;
4.考试时间为120分钟.
一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分.在每小题给出的四个选项中,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5分,选不全的得3分,有错选或不
答的得0分)
1.如右图所示,一同学沿一直线行走,
现用频闪照相记录了他行走中9个位
置的图片,观察图片,能大致反映该同
学运动情况的速度—时间图像的是(暋暋).
2.某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力:将一张白纸铺在水平
地面上,把排球在水里弄湿,然后让排球从规定的高度自由落下,并在白纸上留下球的水印.再
将印有水印的白纸铺在台秤上,将球放在纸上的水印中心,缓慢地压球,使排球与纸接触部分
逐渐发生形变直至刚好遮住水印,记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值.下列物理学习或
研究中用到的方法与该同学的方法相同的是(暋暋).
A.建立“合力与分力暠的概念
B.建立“点电荷暠的概念
C.建立“电场强度暠的概念
D.建立“光子说暠的理论
高二物理试卷暋共6页暋第1页
3.小明通过观察发现,通常人在正常步行时手臂自然摆动的频率与臂长的关系类似于单摆固
有频率与摆长的关系,由此他猜想人的步行速度v与身高h之间可能存在如下的关系,你认为
他的下列猜想中正确的是(暋暋).
A.v曍h2暋暋暋暋B.v曍h
C.暋v曍h暋暋暋D.v曍1/h
4.如下图甲所示,a是地球赤道上的一点,某时刻在a的正上方有三颗轨道位于赤道平面的
卫星b、c、d,各卫星的运行方向均与地球自转方向(图甲中已标出)相同,其中d是地球同步卫
星.从该时刻起,经过一段时间t(已知在t时间内三颗卫星都还没有运行一周),各卫星相对a
的位置最接近实际的是乙图中的(暋暋).
5.宇航员在探测某星球时,发现该星球均匀带电,且电性为负,电荷量为Q,表面无大气且无
自转.在一次实验中,宇航员将一质量为m、带电荷量为-q(q烆Q)的粉尘置于离该星球表面
h高处,该粉尘恰处于悬浮状态;宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h处,无初速度释放,
则此带电粉尘将(暋暋).
A.背向星球球心方向飞向太空
B.仍然处于悬浮状态
C.沿星球径向上下振动
D.向星球球心方向下落
6.如右图所示,两个倾角相同的滑杆上分别套有A、B两个圆
环,两个圆环上分别用细线悬吊着两个物体C、D,当它们都沿
滑杆向下滑动时,A的悬线与杆垂直,B的悬线竖直向下.则
下列说法中正确的是(暋暋).
A.A环与滑杆间没有摩擦力
B.B环与滑杆间没有摩擦力
C.A环做的是匀加速运动
D.B环做的是匀速运动
高二物理试卷暋共6页暋第2页
7.P、Q是某电场中一条电场线上的两点,一点电子仅在电场力作用下,
沿电场线从P点运动到Q点,其速度随位移变化的图像如右图所示.P、
Q两点电场强度大小分别为EP和EQ,电势分别为氄P和氄Q,则下列判断
正确的是(暋暋).
A.EP>EQ,氄P<氄Q暋暋暋B.EP>EQ,氄P>氄Q
C.EP氄Q
8.光滑平行导轨水平放置,导轨左端通过开关S与内阻
不计、电动势为E的电源相连,一根质量为m的导体棒
ab,用长为l的绝缘细线悬挂,悬线竖直时导体棒恰好与导
轨良好接触且细线处于张紧状态,如右图所示,系统空间
有匀强磁场.当闭合开关S时,导体棒向右摆出,摆到最大
高度时,细线与竖直方向成毴角,则(暋暋).
A.磁场方向一定竖直向下
B.磁场方向竖直向下时,磁感应强度最小
C.导体棒离开导轨前通过棒的电荷量为mglE(1-cos毴)
D.导体棒离开导轨前电源提供的电能大于mgl(1—cos毴)
二、实验、填空题(本题共4小题,第9题3分,第10题6分,第11题12分,12题9分,
共30分)
9.如右图,两个轮子的半径均为R=0灡20m,
由电动机驱动以角速度氊=8灡0rad/s匀速同
向转动,两轮的转动轴在同一水平面上,相互
平行,距离d=1灡6m.一块均匀木板条轻轻
平放在两轮上,开始时木板条的重心恰好在右轮的正上方.已知木板条的长度L>2d,木板条
与轮子间的动摩擦因数毺=0灡16,木板条运动到重心恰好到达左轮正上方所需的时间是
s.
10.下列是关于风力提水机组的材料.
产品名称:FD4型风力提水机组暋暋暋暋产品类型:风能
风轮直径:4m暋暋暋叶片数:18暋暋暋暋额定转速:360r/min暋暋额定风速:8m/s
提水量:15m3/h起动风速:4m/s工作风速:4~17m/s提水高度:9m
请根据上述数据计算,这台机组的提水功率为W,则这台机组正常工作时获得的
风能功率为W.(设吹到整个风轮圆面积上的空气减速为零,空气密度取1.28kg/m3,结
果保留整数部分)
高二物理试卷暋共6页暋第3页
11.如下图所示,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器.3个电阻采用如图甲方式接在电源上,
已知R1=3毟、R2=12毟.现利用电压传感器(相当于电压表)和电流传感器(相当于电流表)研
究R3上的电压与电流变化关系,任意滑动R3上的滑片,通过数据采集器将电压与电流信号
输入计算机后,在屏幕上得到的U灢I图像为如图乙所示的一条直线(实线部分).则
(1)此电源的电动势是V,内电阻是毟;
(2)R3的最大阻值是毟;
(3)R3消耗的最大功率是W.
T(s)1灡561灡511灡501灡531灡541灡59
h(m)0灡200灡250灡300灡350灡400灡45
12.现有一质量分布均匀的直杆,绕通过垂
直于直杆的水平转轴的转动可以构成一个复
摆.复摆的周期为T=2毿I/mgh,其中m
为直杆的质量,g为重力加速度,h为转轴到
直杆质量中心的距离,I为复摆对转轴的转
动惯量.按照力学原理,复摆对转轴的转动惯
量可以表示为I=mk2+mh2,其中k为直杆
绕通过质量中心且垂直于直杆的水平转轴的
回转半径.右表为实验中测量的一组(h,T)
值,请在坐标纸上用作图法(并保留作图痕
迹)求细杆的k的取值是,实验室当
地的重力加速度为.
高二物理试卷暋共6页暋第4页
三、计算题(本大题共四小题,13题10分,14、15题13分,16题14分,共计50分)
13.如右图所示,在竖直方向上A、B两物体通过劲
度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上;
B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在
固定的光滑斜面上.用手拿住C,使细线刚刚拉直但
无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线
与斜面平行.已知A、B的质量均为m,C的质量为
4m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态.释放C后
它沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度,求:
(1)斜面倾角毩.
(2)B的最大速度vBm.
14.右图所示是科研实验中用于电离并使带正电粒子加速和偏转的
装置,如果让氢原子和氦原子进入该装置进行电离,将得到一价氢离
子、一价氦离子和二价氦离子的混合物,它们经过同一电场加速后在
同一电场中偏转.问它们是否会分为三股,从而到达荧光屏上后产生
三个亮点?回答中要说明理由(离子重力不计).
15.物理学家密立根早在1911年就曾经依据下述著名的油滴实验,推断自然界存在基元电
荷,并推算出了元电荷的带电量.下面我们追溯该实验过程,提出问题,请同学们自行推出结论.
水平放置的两平行正对绝缘金属极板间的距离
为d(如图所示),在上极板的中间开一小孔,使质量
为m的微小带电油滴从这个小孔落到两极板中间,
忽略空气浮力及金属板的厚度,当极板上没加电压
时,经过一段时间,可观察到油滴以恒定的速率v1
在空气中缓慢降落.已知空气阻力大小与速度大小成正比(设比例系数为k).
(1)在极板上加电压U时(上极板为正),可测得油滴以恒定速率v2缓慢上升,试求油滴
所带电荷量q(设重力加速度为g,电荷量用d、U、k、v1、v2等已知量表示).
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(2)若在极板上不加电压,油滴在两极板间以恒定速率v1下降一定竖直距离所需时间为
t1;加了电压U后以恒定速率v2上升同一竖直距离所需时间为t2.则油滴的电荷量可表示为
A(1t
1
+1t
2
),试用已知量d、g、U、t1及油滴质量m来表示A的表达式.
(3)撤去电压,使所考查的油滴又降落,并在两极板间照射X射线以改变油滴的电荷量,
再在极板上加电压U,重复测定油滴的上升时间t2,即可发现(1t
1
+1t
2
)始终是0灡00535J/s的
整数倍,由此推论:一定存在基元电荷,试计算出基元电荷的电荷量(取2位有效数字).
该实验中相关数据如下:d=2灡0暳10-2m,m=3灡2暳10-16kg,t1=11灡9s,U=25V,
g取9灡8m/s2.
16.零电阻是超导体的一个基本特征,但在确认这一事实时受到实验测量精确度的限制.为克
服这一困难,最著名的实验是长时间监测浸泡在液态氦(温度T=4灡2K)中处于超导态的用铅
丝做成的单匝线圈(超导转换温度TC=7灡19K)中电流的变化.设铅丝粗细均匀,初始时通有
I=10灡0A的电流,电流检测仪器的精度为I=1灡0mA,在持续一年的时间内电流检测仪器没
有测量到电流的变化.根据这个实验,试估算对超导态铅的电阻率为零的结论认定的上限为多
大.设铅中参与导电的电子数密度n=8灡00暳1020个/m3,已知电子质量m=9灡11暳10-31kg,
基本电荷e=1灡60暳10-19C.(采用的估算方法必须利用本题所给出的有关数据)
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