山东省临沂市高三物理元旦竞赛试题鲁科版.doc

山东省临沂市平邑一中2013年元旦学科竞赛高 三 物 理 试 卷 本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分.第卷13页，第卷48页，共8页，满分100分，考试时间120分钟.第卷（选择题 共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）1了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。以下符合事实的是（ ）a.牛顿将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动b.库仑总结出了点电荷间相互作用的规律c.焦耳发现了电流热效应的规律d.楞次发现了电流的磁效应，拉开了研究电与磁相互关系的序幕2将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，vt图象如图所示以下判断正确的是()a前3 s内货物处于超重状态b最后2 s内货物只受重力作用c前3 s内与最后2 s内货物的平均速度相同d第3 s末至第5 s末的过程中，货物的机械能守恒3. 一位同学在某星球上完成自由落体运动实验：让一个质量为2 kg的小球从一定的高度自由下落，测得在第5 s内的位移是18 m，则()a物体在2 s末的速度是20 m/sb物体在第5 s内的平均速度是3.6 m/sc物体在第2 s内的位移是20 md物体在5 s内的位移是50 m4如图所示，与水平面夹角为30的固定斜面上有一质量m1.0 kg的物体细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9 n关于物体受力的判断(取g9.8 m/s2)，下列说法正确的是()a斜面对物体的摩擦力大小为零b斜面对物体的摩擦力大小为4.9 n，方向沿斜面向上c斜面对物体的支持力大小为4.9 n，方向竖直向上d斜面对物体的支持力大小为4.9 n，方向垂直斜面向上5如图所示，小车上有一根固定的水平横杆，横杆左端固定的轻杆与竖直方向成角，轻杆下端连接一小铁球；横杆右端用一根细线悬挂一小铁球，当小车做匀变速直线运动时，细线保持与竖直方向成角，若，则下列说法中正确的是()a轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上b轻杆对小球的弹力方向与细线平行向上c小车可能以加速度gtan向左做匀减速运动d小车可能以加速度gtan向右做匀加速运动6“飞车走壁”杂技表演比较受青少年的喜爱，这项运动由杂技演员驾驶摩托车，简化后的模型如图所示，表演者沿表演台的侧壁做匀速圆周运动。若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零，轨道平面离地面的高度为h，侧壁倾斜角度 不变，则下列说法中不正确的是( )a.摩托车做圆周运动的h 越高，向心力越大b.摩托车做圆周运动的h 越高，线速度越大c.摩托车做圆周运动的h 越高，向心力做功越多d.摩托车对侧壁的压力随高度h 变大而减小7质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为m，月球半径为r，月球表面重力加速度为g，引力常量为g，不考虑月球自转的影响，则航天器的（ ）a线速度 b角速度c运行周期 d向心加速度8. 甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是（ ）a.甲的周期大于乙的周期 b.乙的速度大于第一宇宙速度c.甲的加速度小于乙的加速度 d.甲在运行时能经过北极的正上方9. 一质量为m 的带电小球，在竖直方向的匀强电场中以水平速度抛出，小球的加速度大小为g，阻力不计，关于小球在下落h的过程中能量的变化，以下说法中正确的是( )a动能增加了mgh b电势能增加了mghc机械能减少了mgh d重力势能减少了mgh 10空间中p、q 两点处各固定一个点电荷，其中p 点处为正电荷，p、q 两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d 为电场中的4 个点，则( ) ap、q 两点处的电荷等量同种 ba 点和b 点的电场强度相同cc 点的电势高于d 点的电势 d负电荷从a 到c，电势能减少11如图所示，平行金属板中带电质点p原处于静止状态，不考虑电流表和电压表对电路的影响，当滑动变阻器r4的滑片向b端移动时，则（ ）a电压表读数减小b电流表读数减小c质点p将向上运动dr3上消耗的功率逐渐减小12如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为b和e平板s上有可让粒子通过的狭缝p和记录粒子位置的胶片a1a2，平板s下方有磁感应强度为b0的匀强磁场。下列表述正确的是（）a质谱仪是分析同位素的重要工具 b速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外c能通过的狭缝p的带电粒子的速率等于e/bd粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝p，粒子比荷越大 第卷（共52分）注意事项：1第卷共6小题，其中1314题为实验题, 1518题为计算题，考生必须写出详细步骤2第卷所有题目的答案考生须用黑色签字笔答在答题纸上，在试题卷上答题无效二、实验题（共14分）13(4分)以下是一些实验的描述，其中说法正确的是 a在“验证机械能守恒定律”的实验中，必须由求出打某点时纸带的速度b在“验证力的平行四边形定则”实验中，两细线必须等长c在“探究力做功与速度的变化关系”实验中，需要平衡摩擦力d在“探究弹簧弹力和弹簧伸长关系”的实验中，作出弹力和弹簧长度的图象也能求出弹簧的劲度系数14（10分）用一段长为80 cm的金属丝做“测定金属的电阻率”的实验（金属丝的电阻约为6）(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，结果如图，由此可知金属丝直径的测量结果为_ mm。(2)在用电压表和电流表测金属丝的电阻时，提供下列供选择的器材：a直流电源(电动势约为4.5 v，内阻很小)b电压表(量程03 v，内阻约3 k)c电压表(量程015 v，内阻约15 k)d电流表(量程00.6 a，内阻约0.125 )e电流表(量程03 a，内阻约0.025 )f滑动变阻器(阻值范围015 ，最大允许电流1 a)g滑动变阻器(阻值范围0200 ，最大允许电流2 a)h开关、导线要求有较高的测量精度，并能测得多组数据，在供选择的器材中，电流表应选择_，电压表应选择_，滑动变阻器应选择_(填字母代号)(3)根据上面选择的器材，在方框内画出完成该实验的电路设计图。三、计算分析题（共38分）15.（8分）质量为0.1 kg的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的vt图象如图所示，球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的。设球受到的空气阻力大小恒为f，取g10 m/s2，求：(1)弹性球受到的空气阻力f的大小； (2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h。16（8分）如图所示，质量为m 的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l 后以速度v 飞离桌面，最终落在水平地面上。已知l =1.4m，v =3.0m/s，m = 0.10kg，物块与桌面间的动摩擦因数u =0.25，桌面高h =0.45m。不计空气阻力，重力加速度g 取10m/s2。求(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s；(2)小物块落地时的动能ek；(3)小物块的初速度大小v0。17.（10分）如图所示：正方形绝缘光滑水平台面wxyz 边长l =1.8m。平行板电容器的极板cd 间距d=0.1m 且垂直放置于台面，c 板位于边界wx 上，d 板与边界wz 相交处有一小孔。电容器外的台面区域内有磁感应强度b=1t、方向竖直向上的匀强磁场。电荷量q=510-13c 的微粒静止于w 处，在cd 间加上恒定电压u=2.5v，板间微粒经电场加速后由d 板所开小孔进入磁场（微粒始终不与极板接触），然后由xy 边界离开台面。假定微粒在真空中运动、极板间电场视为匀强电场，取g=10m/s2。（1）求微粒在极板间所受电场力的大小并说明两极板的极性；（2）求由xy边界离开台面的微粒的质量范围。18（12分）如图所示，直线形挡板p1p2p3 与半径为r 的圆弧形挡板p3p4p5 平滑连接并安装在水平台面b1b2b3b4 上，挡板与台面均固定不动。线圈c1c2c3 的匝数为n,其端点c1、c3通过导线分别与电阻r1和平行板电容器相连，电容器两极板间的距离为d,电阻r1 的阻值是线圈c1c2c3 阻值的2 倍，其余电阻不计，线圈c1c2c3 内有一面积为s、方向垂直于线圈平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度b 随时间均匀增大。质量为m 的小滑块带正电，电荷量始终保持为q,在水平台面上以初速度v0 从p1 位置出发，沿挡板运动并通过p5 位置。若电容器两板间的电场为匀强电场，p1、p2 在电场外，间距为l,其间小滑块与台面的动摩擦因数为，其余部分的摩擦不计，重力加速度为g。求：（1）小滑块通过p2 位置时的速度大小；（2）电容器两极板间电场强度的取值范围；（3）经过时间t，磁感应强度变化量的取值范围。高 三 元 旦 竞 赛物理试题参考答案及评分标准 2012.12一、选择题（12=48分，选不全得2分）1.bc 2.ac 3.d 4.a 5.bc 6.acd 7.ac 8.ac 9.bc 10.cd 11.ad 12.abcd二、实验题（14分）13.cd（每个选项各2分，4分）14.（1）0.9330.936 (2分) (2) d b f （3个空，各2分）(3)实验电路见图（其接法只要电流表外接，滑动变阻器限流式均正确） (2分)三、计算题（共38分）15.（8分）解析：(1)设弹性球第一次下落过程中的加速度大小为a1，由图知a1 m/s28 m/s2 （2分） 根据牛顿第二定律，得mgfma1 故fm(ga1)0.2 n （2分） (2)由图知弹性球第一次到达地面时的速度大小为v14 m/s，设球第一次离开地面时的速度大小为v2，则v2v13 m/s （1分）第一次离开地面后，设上升过程中球的加速度大小为a2，则mgfma2得a212 m/s2 （1分）于是，有0v2a2h 解得h m=0.375m. （2分）【考点定位】本题属于力学综合题，考查牛顿第二定律和运动学公式及图象的应用。16.（8分）解析：（1）物块飞离桌面后做平抛运动，根据平抛运动规律可得：水平方向：s = vt （1分） 竖直方向：h = gt2 （1分）解得：s = 0.90m （1分） （2）物块从飞离桌面到落地过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律得：ek =mv2+ mgh = 0.90j （2分）（3）物块在水平桌面上运动时，由动能定理得：mgl =mv2 m v02 （2分）解得：v0 = 4.0 m/s （1分）【考点定位】本题属于力学综合题，考查平抛运动的规律，机械能守恒，动能定理。17（10分）（1）由左手定则及微粒的偏转方向可知，该微粒带正电，即c板为正，d板为负；（1分） 电场力的大小为：f=qe=q=1.2510-11n。 （2分）（2）由题意知微粒做匀速圆周运动，微粒要从xy边界离开台面，两个轨迹边界如图所示，由此边界结合勾股定理得：rl-d （2分） 再由洛伦兹力提供向心力： qvb=m 得r= （2分）且在电场中：qu=mv2 （2分）联立以上几式，得该微粒的质量范围：8.110-14kgm2.8910-13kg。（1分）18（12分）解析：解析：（1）小滑块运动到位置p2时速度为v1，由动能定理有：mgl=mvmv 得v1= （2分）（2）由题意可知，电场方向如图，若小滑块能通过位置p，则小滑块可沿挡板运动且通过位置p5，设小滑块在位置p的速度为v，受到的挡板的弹力为fn，匀强电场的电场强度为e，由动能定理有：mgl2qermvmv （2分）当滑块在位置p时，由牛顿第二定律有：fn+eqm 由题意有：fn0 由以上三式可得：e （2分） e的取值范围：0 e （1分）（3）设线圈产生的电动势为e1，其电阻为r，平行板电容器两端的电压为u，t时间内磁感应强度的变化量为b，则由法拉第电磁感应定律得：e1n