第一屆上海市高三物理競(jìng)賽試卷

1、上海市第一屆高三物理競(jìng)賽說明：1本卷分I、II兩卷，共六大題，滿分150分，答題時(shí)間為120分鐘。2答案及解答過程均寫在答題紙上。其中第一、二、三、四、五大題只要寫出答案，不寫解答過程；第六大題盡可能寫出完整的解答過程。3本卷未加說明時(shí)g取10 m/s2。4本卷可能用到的部分?jǐn)?shù)據(jù)：鋁的密度 rAl2.7´103 kg/m3 空氣密度 r01.29 kg/m3 氫原子基態(tài)能量E113.6 eVI卷一（40分）單項(xiàng)選擇題。本大題共8小題，每小題5分。每小題給出的答案中，只有一個(gè)是正確的。1在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，一個(gè)人所受空氣浮力約為此人體重的（）（A）（B）（C）（D）2有兩個(gè)形狀和大小均相同的

2、圓臺(tái)形容器，如右圖所示放置。兩容器中裝有等高的水，且底部都粘有一個(gè)質(zhì)量和體積都相同的小球。使兩球脫離底部，小球浮上水面（小球上升過程中體積不變），設(shè)上浮過程中重力對(duì)兩球做的功分別為W甲和W乙，則（）（A）|W甲|W乙|（B）|W甲|W乙|（C）|W甲|W乙|（D）無法確定3在豎直向上的場(chǎng)強(qiáng)為E的無限大勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A點(diǎn)同時(shí)向各個(gè)方向發(fā)射出若干帶正電的粒子，若它們所帶電量、質(zhì)量和初動(dòng)能都相同，則在某時(shí)刻，這些粒子處于（）（A）同一平面上（B）不同的球面上（C）同一球面上（D）視不同時(shí)刻而不同4一初動(dòng)能為Ek的帶電粒子垂直于電場(chǎng)線進(jìn)入一勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，從另一側(cè)離開電場(chǎng)時(shí)，動(dòng)能變?yōu)?Ek，若該帶電粒子進(jìn)

3、入電場(chǎng)時(shí)的速度大小是原來的2倍，則離開電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為（）（A）4Ek（B）4.25Ek（C）6.5Ek（D）8Ek 5兩端封閉，粗細(xì)均勻的理玻璃管豎直放置，一段水銀柱將氣體分隔成上下兩部分，設(shè)管內(nèi)氣體始終與環(huán)境保持相同溫度，則當(dāng)溫度緩慢升高時(shí)，水銀柱（）（A）向上移動(dòng)（B）向下移動(dòng)（C）保持不動(dòng)（D）都有可能6如右圖所示，閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì)，將它從圖示位置勻速拉出勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若第一次用0.3 s時(shí)間拉出，外力所做的功為W1，通過導(dǎo)線截面的電量為q1；第二次用0.6 s時(shí)間拉出，外力所做的功為W2，通過導(dǎo)線截面的電量為q2，則（）（A）W1W2，q1q2（B）W1W2，q1q2（C）W1

4、W2，q1q2（D）W1W2，q1q27用能量為E12.8 eV的電子去激發(fā)基態(tài)氫原子，則受激氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可能出現(xiàn)的譜線數(shù)最多為（）（A）4條（B）5條（C）6條（D）7條8一小球從傾角為q的斜面頂端以初速度v0水平拋出，落到斜面上某處，空氣阻力不計(jì)，如圖所示。設(shè)小球落到斜面時(shí)的速度方向與斜面的夾角為a，則當(dāng)v0增大時(shí)（設(shè)仍落在斜面上）（）（A）a不變（B）a減小（C）a增大（D）可能增大也可能減小二（20分）填空題。本大題共5小題，每小題4分。9某一用直流電動(dòng)機(jī)提升重物的裝置，如圖所示。重物的質(zhì)量為m50 kg，電源的電動(dòng)勢(shì)為E110 V，不計(jì)電源的內(nèi)阻及各處的摩擦。當(dāng)電動(dòng)機(jī)以v0

5、.90 m/s的恒定速度向上提升重物時(shí)，電路中的電流強(qiáng)度I5 A，由此可知電動(dòng)機(jī)線圈的電阻R_W。10一質(zhì)量為M，半徑為R的勻質(zhì)球體繞其自身對(duì)稱軸勻速旋轉(zhuǎn)，設(shè)維持該球體不被離心現(xiàn)象瓦解的唯一作用力是萬有引力，則其旋轉(zhuǎn)角速度的最大允許值為_。11如圖所示電路中，有10個(gè)相同的電壓表和10個(gè)不同的電阻，已知流過R1的電流為10 mA，流過R2的電流為7 mA，第一個(gè)電壓表的示數(shù)為9.6 V。則10個(gè)電壓表的示數(shù)之和為_V。12如圖所示，一個(gè)半徑為R的球，其重心不在球心O上。將它置于水平地面上，穩(wěn)定平衡時(shí)球與地面的接觸點(diǎn)為A。將它置于傾角為30°的粗糙斜面上（靜摩擦力足夠大），穩(wěn)定平衡時(shí)球

6、與斜面的接觸點(diǎn)為B。已知重心與球心O的距離為R/，則圓弧AB對(duì)應(yīng)的圓心角為_。13如圖所示，用勻質(zhì)板材制成的正三角形ABC的邊長(zhǎng)為2a，如果切去等腰三角形BCD后，剩余部分的重心恰好在D點(diǎn)，則DH_。三（15分）多項(xiàng)選擇題。本大題共3小題，每小題5分。每小題給出的四個(gè)答案中，有兩個(gè)或兩個(gè)以上是正確的。14有一質(zhì)量為m的小球從半徑為R，質(zhì)量為M的光滑圓弧槽右側(cè)的a點(diǎn)滑下，槽置于光滑水平面上，如右圖所示，則（）（A）運(yùn)動(dòng)過程中小球相對(duì)地面的最大位移為MR/2（mM）（B）運(yùn)動(dòng)過程中小球相對(duì)地面的最大位移為2MR/（mM）（C）小球能滑到b點(diǎn)（D）小球不能滑到b點(diǎn)15一圓柱形玻璃體豎直放置，如右圖所

7、示。在它中心軸線上有一球形小氣泡，柱體底面是磨砂的，當(dāng)一束較寬的平行光沿柱體軸線向下照射時(shí)，在磨砂面上看到（）（A）圓形暗斑（B）圓斑直徑與氣泡直徑不等（C）圓形亮斑（D）圓斑直徑與氣泡直徑相等16在高度為35 cm的圓柱形容器的上口平放一個(gè)焦距為30 cm的凸透鏡，在容器底部中軸線處放一面光源，則在往容器中倒水的過程中，系統(tǒng)有可能形成的像為（）（A）放大的實(shí)像（B）縮小的實(shí)像（C）放大的虛像（D）縮小的虛像四（12分）填空題。本大題共3小題，每小題4分。17兩端開口，粗細(xì)均勻的U形玻璃管內(nèi)裝有總長(zhǎng)為l的某種液體。開始時(shí)，管內(nèi)液體處于平衡狀態(tài)，后來由于某一瞬間作用使左管的液面比右管液面高2x，

8、如圖所示。則從此時(shí)計(jì)時(shí)到兩側(cè)液面再次相平所用的時(shí)間為_。18有6個(gè)相同的自由電荷位于邊長(zhǎng)為a的正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)上，帶電量都是Q，為使整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，應(yīng)在正六邊形的中心放一個(gè)點(diǎn)電荷，其電量為_。19如圖所示，帶有輕質(zhì)活塞的圓柱形管放入裝有水的非常大的容器中，已知大氣壓強(qiáng)為p0。開始時(shí)活塞和水面之間封有高度為h的空氣柱，然后緩慢上提活塞，到活塞離管外水面高度為H時(shí)，管內(nèi)水柱的高度為_。五（6分）實(shí)驗(yàn)題20某興趣小組為了測(cè)一遙控電動(dòng)小車的功率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：（1）用天平測(cè)出小車的質(zhì)量為0.4 kg；（2）將電動(dòng)小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按如圖所示安裝；（3）接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（其打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.

9、02 s）；（4）使小車加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度一段時(shí)間后關(guān)閉小車電源，待小車靜止時(shí)再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（設(shè)電動(dòng)小車的功率恒定，在運(yùn)動(dòng)過程中小車所受阻力恒定不變）。在上述過程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的部分點(diǎn)跡如圖所示，請(qǐng)你分析紙帶數(shù)據(jù)，并將結(jié)果填寫在下列空格中：（保留兩位有效數(shù)字）（1）該電動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)的最大速度為_m/s；（2）該電動(dòng)小車的功率為_W。六（57分）計(jì)算題21（12分）一個(gè)固定平行板電容器，電容量為C，兩導(dǎo)體板相距為L(zhǎng)，處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。磁場(chǎng)的方向與導(dǎo)體板平行，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。先將平行板電容器充電，使兩極板所帶的電量為±Q0，然后將一質(zhì)量為m，電阻為R，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒垂

10、直放在電容器兩板之間，并與導(dǎo)體板良好接觸。不計(jì)摩擦，求：（1）導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的最大速度vmax；（2）電容器極板上的最小電量Qmin。22（15分）一根截面積均勻粗細(xì)不計(jì)的U形管兩側(cè)長(zhǎng)度均為50 cm，水平部分長(zhǎng)度為30 cm，且左側(cè)管口封閉，右側(cè)管口敞開，如右圖所示。管內(nèi)灌有水銀，左邊水銀上方的空氣柱長(zhǎng)度為40 cm，右邊水銀面離管口30 cm。（大氣壓強(qiáng)為75 cmHg）（1）將U形管繞其水平部分AB緩慢旋轉(zhuǎn)180°，求左管中氣體的壓強(qiáng)；（2）將U形管繞其水平部分AB再緩慢旋轉(zhuǎn)180°，求此時(shí)左管中空氣柱長(zhǎng)度。23（15分）洲際導(dǎo)彈以初速v0與發(fā)射地地平線成a角射出，不計(jì)空

11、氣阻力。證明此導(dǎo)彈在空中飛行能夠到達(dá)的最大高度為HmaxR，式中R為地球半徑，g為重力加速度，且v022Rg。已知質(zhì)量為m的物體與地球中心距離為r時(shí)所具有的引力勢(shì)能為（其中M為地球質(zhì)量），且物體在運(yùn)動(dòng)過程中r和垂直于r的速度分量的乘積始終保持不變。24（15分）如圖所示，在寬S，高H的矩形障礙物左側(cè)的水平地面上與障礙物相距為S/2的A點(diǎn)，向斜上方射出一質(zhì)量為m的小球，結(jié)果小球越過障礙物，且正好擊中障礙物右側(cè)水平地面上與障礙物相距S/2的B點(diǎn)。（1）若小球以最低的拋物線越過障礙物并擊中B點(diǎn)，求小球的初動(dòng)能；（2）在障礙物高度H滿足什么條件時(shí)，小球的最小初動(dòng)能與障礙物高度無關(guān)，并求出此時(shí)小球的初動(dòng)

12、能。參考答案：一1、B，2、A，3、C，4、B，5、A，6、D，7、C，8、A。二9、4，10、，11、32，12、15°，13、a/2。三14、B、C，15、A、D，16、A、C。四17、，18、（）Q或1.8Q，19、。五20、1.5，1.2。六21、（1）導(dǎo)體棒在安培力作用下運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電容電壓平衡，由BLvmax，由動(dòng)量定理得：mDvBILDtBLDQ，mvmaxBL（Q0Q），所以vmax，（2）Qmin。22（1）設(shè)右側(cè)還剩有x cm水銀柱，則有（7510）40（75x）（130x），即x2205x63500，x38 cm，p753837 cmHg；（2）設(shè)有x cm水銀柱進(jìn)入左管，0x8 cm，所以有：（7510）4075（3830x）x（50x），即2x2183x7500，x4.3 cm，空氣柱長(zhǎng)為504.345.7 cm。23由機(jī)械能守恒得：mvm2mv02，又mg，可解得vm2v022Rg，而vmrmv0R cosa，所以vm，代入化簡(jiǎn)得：（2Rgv02）rm22R2grmR2v02 cosa0，解得：rmR，HmaxrmRR。24（1）設(shè)小球的初速度為v0，與水平面夾角為q，設(shè)運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)為P，小球從A到障礙物左上角用時(shí)為t，則小球到最高點(diǎn)