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高一物理竞赛选拔考试题 题题经典


物理竞赛选拔考试(时间 90 分钟
一、选择题 15*3 分,共 45 分

总分 120 分)

姓名__________ 班级__________ 学号__________
1.斜拉索大桥以其造型优美、建造方便等优点在现代跨江(河)大桥中占主导地位.根据你的观察和思考,你认为相邻两根 斜拉钢绳间的距离应该是( ) A

.离主桥墩越远的地方钢绳间的距离越大 B.离主桥墩越近的地方钢绳间的距离越大 C.大桥上各处钢绳间的距离都相等 D.不同的斜拉索大桥钢绳间的距离分布不一样 2.一家中外合资工厂要制造一种特殊用途的钢铝罐,钢罐内表面要压接一层 0.25mm 厚的铝膜,一时难倒了焊接专家和锻压 专家.后经中外科学家联合攻关解决了这一难题.他们先把薄薄的铝片装到钢罐内表面相贴,再往钢罐内灌满水,水中插入 冷冻管使水结冰,冷冻后铝膜就与钢罐接触牢了.这里使铝膜与钢罐接牢的原因是( A.铝膜与钢罐之间的水把它们冻牢了 C.水结冰时膨胀产生的巨大压力把它们压牢了 ) B.水结冰时放出的热量把它们焊牢了 D.水结冰时铝膜和钢罐间的冰把它们粘牢了 )

3.摄影师帮我们拍摄完全班合影后,又用同一照相机帮我们每个人拍照,这时摄影师应该( A.使照相机离人远些,同时将镜头向外旋出 B.使照相机离人近些,同时将镜头向内旋进 C.使照相机离人远些,同时将镜头向内旋进 D.使照相机离人近些,同时将镜头向外旋出

4.小强家的电表允许通过的最大电流是 10 安,她家有 4 个标有“220V、60W”的灯泡,1 个标有“220V、2000W”的热水器, 1 台制冷时耗电为 140 瓦的电冰箱和 1 台耗电为 80 瓦的电视机,则( A. 所有用电器可以同时使用 ) B. 除热水器外其他用电器可以同时使用

C. 关闭电视机后其他用电器可以同时使 D. 电冰箱制冷时,其他任一用电器不能与之同时使用 5.如图所示,当传送带静止不动时,物体从静止开始滑动,沿传送带从上端 A 点滑到下端 B 点 所需时间为 5 分钟;则当皮带轮转动,传送带斜向上匀速运动时,物体从静止开始滑动,沿 传送带从上端 A 点滑到下端 B 点所需时间为( A.5 分钟 B.大于 5 分钟 ) D.无法确定 C.小于 5 分钟

A B

6.质量相等的甲、乙两金属块,其材质不同。将它们放入沸水中,一段时间后温度均达到 100 ℃,然后将它们按不同的 方式投入一杯冷水中,使冷水升温。第一种方式:先从沸水中取出甲,将其投入冷水,当达到热平衡后将甲从杯中取出, 测得水温升高 20 ℃;然后将乙从沸水中取出投入这杯水中,再次达到热平衡,测得水温又升高了 20℃。第二种方式: 先从沸水中取出乙投入冷水,当达到热平衡后将乙从杯中取出;然后将甲从沸水中取出,投入这杯水中,再次达到热平 衡。若不考虑热量损失,则在第二种方式下,这杯冷水温度的变化是( A.升高不足 40℃ B.升高超过 40 ℃ C.恰好升高了 40 ℃ ) D.条件不足,无法判断

7. 某同学在实验室按图所示电路进行实验, 当把滑动变阻器的滑动触头 P 分别滑到 a、 b、 c、d 四个位置时,记下了每个位置所对应的电流表和电压表的示数.当他回到教室对测 量数据进行分析时,才发现由于自己在记录数据时的不规范和随意性,只记录了电流表 的示数分别为 4A/3、6A/5、2A/3、和 1A;电压表的示数分别为 6V、8V、4V 和 4.8V。但 电表示数之间的对应关系、电表示数和滑动触头 P 所处位置之间的对应关系均已搞不清 楚.假如该同学实验测得的数据是准确的,则可以分析出当滑动触头 P 滑到 b 位置时电 流表和电压表的示数应该是( A.1A/3,8V B.1A,6V ) C.6A/5,4V D.2A/3,4.8V

8.如图 12 所示均匀细杆长为 L,可以绕转轴 A 点在竖直平面内自由转动,在 A 点正上方距离 L 处固定一定滑轮,细绳通过定滑轮与细杆的另一端 B 相连,并将细杆从水平位置缓慢向上拉起, 已知细杆水平时,绳上的拉力为 T1,当细杆与水平面的夹角为 30°时,绳上的拉力为 T2,则 T1: T 2 是( )

1

A.

2 :l

B.2:l

C.

3 :l

D.3:l

9.有一个梯形物体浸没在水中,如图 15 所示,水的密度为ρ ,深度为 H,物块高度为 h,体积为 V, 较小的下底面面积为 S,与容器底紧密接触,其间无水.则该物体所受的浮力为( A. ρ gV 由左向右移动时( B. ρ ( V- hS)g ) C. ρ (V-HS)g D. ρ gV-(p0+ρ gH)S )

10.如图 26 所示电路中,电源电压保持不变.Rl、R2 均为定值电阻.当滑动变阻器 R 的滑动触头 P A.电流表 A1 的示数始终在增大,电流表 A2 示数先减小后增大 B.电流表 A2 的示数始终在增大,电流表 A1 示数先减小后增大 C.电流表 A1 示数先增大后减小,电流表 A2 示数先减小后增大 D.电流表 A2 示数先增大后减小,电流表 A1 示数先减小后增大 11.实验室测量油膜分子的大小:取待测油 1mL,滴入容量瓶中,再向容量瓶中倒入某有机溶剂直至总体积达到 500mL.用滴 定管取去 1/25mL 滴入水槽中.由于该有机溶剂与水的结合力远大于油,故水面最终留下了一层油膜, 测出其面积约 500cm ,则该油膜分子的直径约为( A.1.6×10 m
-9 2


-9

B.1.6×10 m

-10

C.3.2×10 m

D.3.2×10 m

-10

12.如图 21 所示,在一个开口锥形瓶内注入适量水,然后将它放在水平桌面上。此时水对锥形瓶底的压 力为 3 牛;现在锥形瓶内放入一个重为 G1 的木块,水对锥形瓶底的压力变为 4 牛;在锥形瓶内再放入一 个 重 为 G2 的 木 块 , 水 对 锥 形 瓶 底 的 压 力 变 为 5 牛 。 木 块 与 锥 形 瓶 始 终 不 接 触 , 则 ( ) A、G1<G2<1 牛 B、G2<G1<1 牛 C、G1=G2=1 牛 D、G1>G2>1 牛 13.如图 19 所示,传送带的速度恒为 0.1 米/秒,转轮 A 和 B 的大小不计,AB=1.2 米(即传 送带的总长度为 2.4 米)。某偷油老鼠跳到 A 点,并以相对传送带 0.3 米/秒的速度向 B 点 爬去,到达 B 点后立即回头仍以相对传送带 0.3 米/秒的速度返回 A 点。回到 A 点后,该老 鼠将再次向 B 点爬去,到达 B 点后再次返回??如此反复下去,且老鼠相对传送带的速度始 终为 0.3 米/秒。老鼠在 A、B 两端点速度转向所需的时间不计,从该老鼠由 A 点出发时开始 记时,经过多长时间,传送带上将都会被老鼠身上的油渍污染? A、16 秒 B、17 秒 C、18 秒 D、19 秒 14.如图 18 所示,七块完全相同的砖块按照图示的方式叠放起来,每块砖的长度 均为 L ,为保证砖块不倒下, 6 号砖块与 7 号砖块之间的距离 S 将不超过 ( ) A、

31 L 15

B、2L

C、

5 2

L

D、

7 4

L

15.如图所示,凸透镜的焦距为 5 厘米,在透镜左侧 10 厘米处,有一个与主光轴 垂直的物体 AB,在透镜右侧 15 厘米处放一个平面镜,镜面与凸透镜的主光轴垂 直,则该光光具组中,物体 AB 的成像情况是 A、一个正立实像,一个倒立实像,一个正立虚像 B、一个正立实像,一个正立虚像,一个倒立虚像 C、一个倒立实像,一个正立虚像,一个倒立虚像 D、一个正立实像,一个倒立实像,一个倒立虚像

二、解答题 5*15 分,共 75 分 16.如图所示是迈克尔逊用转动八面镜法测光速的实验示意图,图中 P 为可旋转的八面镜,S 为发光点,T 是望远镜,平面镜 O 与凹面镜 B 构成了反射系统。八面镜距反射系统的距离为 AB=L(L 可长达几十千米),且远大于 OB 以及 S 和 T 到八面镜的距离。现使八面镜转动起 来,并缓慢增大其转速,当每秒转动圈数达到 n0 时,恰能在望远镜中第一次看见发光点 S, 由此迈克尔逊测出光速 c。请写出测量光速的表达式。

P

2

17.蚂蚁离开蚁巢沿直线爬行,它的速度与到蚁巢中心的距离成反比。当蚂蚁爬到距巢中心 L=1m 处的 A 点处时,速度是 V=2cm 每秒。试求蚂蚁继续由 A 点爬到距巢中心 2m 的 B 点需要多长的时间?

18.密度为 ρ =500kg/m 、长 a、高 b、宽 c 分别为 0.8m、0.6m、0.6m 的匀质长方体,其表面光滑,静止在水平面上,并被一 个小木桩抵住,如图(a)所示。g 取 10N/kg (1)无风情况下,地面的支持力为多大? (2)当有风与水平方向成 45°角斜向上吹到长立方体的一个面上,如图(b)所示。风在长方体光滑侧面产生的压力为 F,则力

3

F 要多大才能将长方体翘起?
(3)实验表明,风在光滑平面上会产生垂直平面的压强,压强的大小跟风速的平方成 正比,跟风与光滑平面夹角正弦的平方成正比。现让风从长方体左上方吹来,风向与 水平方向成θ 角,如图(c)所示。当θ 大于某个值时,无论风速多大,都不能使长方 体翘起。请通过计算确定θ 的值。

θ

风 a b 小木桩 风 b a 小木桩 b a 小木桩

第 18 题图(a)

45°

第 18 题图(b)

第 18 题图(c)

3

19.如图所示,电源两端电压保持不变.当开关 S1 闭合、S2 断开,滑动变阻器的滑片 P 移到 B 端时,灯 L 的功率为 PL.电流表 的示数为 I1;当开关 S1 断开、S2 闭合时,灯 L 的功率为 PL',电流表的示数为 I2.已知 PL:PL'=9:25. (l)求电流表的示数 I1 与 I2 的比值; (2)当开关 S1,S2 又都断开,滑动变阻器的滑片 P 在 C 点时,变阻器接入电路的电阻为 Rc,电压表 V1 的示数为 U1,电压表 V2 的示数为 U2,已知 U1:U2=3:2,Rc 的功率为 10W,这时灯 L 正常发光.通过闭合或断开开关或移动滑动变阻器的滑片 P,会 形成不同的电路,在这些不同的电路中,电路消耗的最大功率与电路消耗的最小功率之比为 3:1.求灯 L 的额定功率.

20.1996 年清华大学和香港大学的学生合作研制了一辆太阳能汽车。车上电池的太阳能接收板的面积是 8m ,它正对太阳时电 池能产生 120V 的电压,并对车上的电动机提供 10A 的电流。电动机的直流电阻是 4Ω ,而太阳光垂直照射到地面时单位面积 上的辐射功率为 1.0×10 W/m 。求: 1.该车的太阳能电池的效率是多少?电动机把电能转化为机械能的效率是多少? 2.若太阳辐射的总功率为3.9×10
26 2 3 2

2

W,且太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的途中有28% 的能量损耗,

还知道半径为R的球体表面积为S=4π R 。请根据这些资料计算太阳到地球的距离。

4

答案 一、1.B 2.C 3.D 4.B 5.A 6.C 7.B 8.A 9.D 10.A 11.A 12.B 13.B 14.A 15.D 16.由第一次看见发光点可知,光传播 2L 的距离所用的时间等于八面镜转过 1/8 转所用的时间,即 t=1/8n0。可得光速为:

c?

2L ? 16n0 L 。 1 8n0

17.75S

18. (1) N (2) F

? ? abcg ? 500 ? 0.8 ? 0.6 ? 0.6 ?10 ? 1440(N)
b a ? mg 2 2
即F

?

a 0.8 mg ? ? 1440 ? 1920(N) b 0.6

(3)风在侧面产生的压力: N1 风在顶面产生的压力: N2 当 ( N2

? kbcv2 cos2 ? ? kacv2 sin 2 ?

? mg )

a b ? N1 时,长方体将不会翘起,即 2 2

mga ? kcv2 (b2 cos2 ? ? a2 sin 2 ? ) ,
由于 kv 可以取足够大,为使上式对任意大 kv 都成立,必须有
2 2

b2 cos2 ? ? a 2 sin 2 ? ? 0
19.解:

即 tan ?

?

b 3 ? , ? ? 37 a 4

(1)当开关 S1 闭合、S2 断开,滑动变阻器的滑片 P 移到 B 端时,灯泡 L 与滑动变阻器 R2 串联; 当开关 S1 断开、S2 闭合时,灯泡 L 与电阻 R1 串联, 所以有:PL:PL'=I12RL:I22RL=I12:I22=9:25 ∴I1:I2=3:5. 答:电流表的示数 I1 与 I2 的比值是 3:5. (2)当开关 S1,S2 又都断开时,灯泡 L 与电阻 R1、R2 串联,V1 测 L 与 R1 两端的总电压,V2 测 R1 与 R2 两端的总电压, ∴ U1/U2=RL+R1/RL+RC=3/2, ∴2RL=R1+3RC①, ∵电源电压一定,在(1)的两个电路中,I1(RL+RB)=I2(RL+R1), ∵I1:I2=3:5 5

∴2RL=3RB-5R1②. 因为电源电压不变,根据 P= U2R, 所以当 S1、S2 都闭合,电路中只有灯 L 接入电路时,电路消耗的功率最大; 当 S1、S2 都断开,电路中三电阻串联时,电路消耗的功率最小. ∵电源电压一定, ∴ P 大 P 小=RL+R1+RBRL=31 得:2RL=RB+R1③, 联立①②③得 RL=2RC, 当 L 正常发光时,因为 L 与 RC 串联, ∴ PLPC=RLRC=21, ∴灯泡的额定功率 PL=2PC=2×10W=20W, 答:灯 L 的额定功率为 20W. 20.参考解答:1.太阳能集光板接收的功率 P1=1.O×l0 ×8W=8×10 W???????????(1) 电池的输出功率 P2=120×10W=1.2x10 W???????????(2) 电动机线圈的发热功率 P3=10 ×4W=O.4×10 W???????????(3) 电池的效率 η 1=15% 电动机的效率 η 2=67% 2.设太阳到地球的距离为 R,以太阳为球心,以 R 为半径的球面积就是 S=4π R ,太阳的辐射总功率和太阳能电池的集光板的面积分别记为 P0 和 S′,则 P0=3.9×lO W,S'=8m 因为 P1 /P0(1-28%)=S′/S
26 2 2 2 3 3 3 3

由此解出:
11

代人数值后计算,得到太阳到地球的距离 R=1.5×10 m

6


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