1、高考资源网（） 您身边的高考专家2014全国中学生物理竞赛预赛模拟试卷11-5678总分910111213141516得分阅卷复核一、选择题本题共5小题，每小题7分在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一项是正确的，有的小题有多项是正确的把正确选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内全部选对的得7分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分1在核反应堆中，是靠熔化的钠来传递核燃烧产生的热量的。抽动液态钠的“泵”有传动部分不允许和钠接触，因此常使用一种称为“电磁泵”的机械。如图所示为这种泵的结构，N、S为磁铁的两极，C为在磁场中的耐热导管，熔融的钠从其中流过，v为钠的流动方向，要使钠液加速，加在
2、导管中钠液的电流方向应为（）（A）由下流向上（B）由上流向下（C）逆着v的方向（D）顺着v的方向2两电阻串联接在电压恒定的电源上，用两只精度都很高的不同的电压表分别去测量同一电阻两端的电压，甲表测得示数为10.1V，乙表测得示数为10.3V，则可知（） （A）乙表示数比甲表示数更接近该电阻两端原来的电压（B）甲表内阻比乙表内阻大（C）该电阻两端原来的电压必大于10.3V（D）该电阻两端原来的电压必在10.1V和10.3V之间3有一弹簧座垫，宽为22.7cm，它的弹簧成对地如图所示排列，所有弹簧的劲度系数均为k10N/m，有一重为100N的物体放在座垫上，座垫的表面将下降10cm，假定当物体放上
3、时，弹簧的长度都相同，则此座垫有多少个弹簧？（）abv0（A）400（B）200（C）100（D）804将质量为2m的木板静止地放在光滑水平面上，一质量为m的木块以水平初速v0由木板左端恰能滑至木板的右端与木板相对静止.木块运动过程中所受摩擦力始终保持不变.现将木板分成长度与质量相等的两段（a、b）后紧挨着仍放在光滑水平面上，让木块仍以相同的初速度v0由木板a的左端开始滑动，则（ ）（A）木块仍能滑到木板b的右端并与木板保持相对静止.（B）木块滑到木板b的右端后飞离木板.（C）木块滑到木板b的右端前就与木板保持相对静止.（D）后一过程产生的热量小于原来过程产生的热量.5消除噪声污染是当前环境保
4、护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各种高速气体的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。干涉型消声器的结构及气流运行如图所示，产生的波长为l的声波沿水平管道自左向右传播。在声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇，即可达到削弱噪声的目的。若Drr2r1，则Dr等于（）（A）波长l的整数倍（B）波长l的奇数倍（C）半波长的奇数倍（D）波长的偶数倍二、填空题和作图题把答案填在题中的横线上或把图画在题中指定的地方只要给出结果，不需写出求得结果的过程6（8分）如图所示，A、B、C、D为带电金属极板，长度均为L，其中A、B两板水平放置，间距为
5、d，电压为U1，C、D两板竖直放置，间距也为d，电压为U2，今有一电量为e的电子经电压U0加速后，平行于金属板进入电场，则电子经过时间 离开电场，这时它的动能为_。（假设电场只存在于极板间，并设电子未与极板相遇，且不计电子的重力）Fnn-11237（8分）如图所示，间距为1m的平行导轨，水平固定放置在磁感应强度为1T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在平面，导轨一端跨接一个阻值为R0.4W的定值电阻（导轨电阻不计），质量为0.2kg、电阻为0.6W的金属棒NN可沿导轨滑动，导轨与棒间的动摩擦因数为0.5，用电动机D牵引NN，从静止开始运动，当NN向右移动s3.8m时获得稳定速度，此过程中定值电阻
6、R上产生的焦耳热为0.72J，电动机牵引棒时电压表和电流表示数分别为7V和1A，电动机内阻为1W，则导体棒获得的稳定速度为_m/s，导体棒从静止到获得稳定速度所需时间为_s。8（8分）如图所示，n个质量为m的完全相同的物块叠放在一起，所有接触面的动摩擦因数均为，滑轮摩擦不计，当F为_时，所有物块恰好相对滑动。9（8分）如图所示， L 是一焦距为 f 的薄凸透镜（ F 与F 为其焦点）在透镜右侧焦点F 处放置一曲率半径大小为 R 的球面反射镜（其顶点位于 F 处），透镜和球面镜组成一轴对称的光学系统在透镜 L 左侧光轴上有限远处有一发光点P，它发出的傍轴光线经此光学系统后，恰好成像在P点试在下面
7、第 1 和第 2 小题中填空，在第 3 小题中作图 1若球面镜为凹面镜，则P点到透镜的距离等于_；若球面镜为凸面镜，则P点到透镜的距离等于_ . 2若将一短细杆垂直于光轴放置，杆的下端位于P点，则此细杆经上述光学系统所成的最后的像的大小与物的大小之比对凹面镜等于_；对凸面镜等于_. 3若球面镜的半径大小 R=2f，试按作图法的规范要求，画出第 2 问中短杆对上述光学系统逐次成的像及成像光路图（要求将凹面镜和凸面镜分别画在两张图上评分时只按图评分，不要求写出作图理由和说明，但须用已知量标出各个像在光轴上的具体位置 )三、计算题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能
8、得分有数值计算的答案中必须明确写出数值和单位10（19分）一条轻绳跨过一轻滑轮(滑轮与轴间摩擦可忽略)，在绳的一端挂一质量为m1的物体，在另一侧有一质量为m2的环，求当环相对于绳以恒定的加速度a2 沿绳向下滑动时，物体和环相对地面的加速度各是多少?环与绳间的摩擦力多大?11（18分）北京时间2005年4月12日20时0分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”捆绑式运载火箭，成功地将“亚太六号”通信卫星(其质量用m表示)送入太空。这颗“亚太六号”通信卫星在围绕地球的椭圆轨道上运行如图所示，离地球表面最近的点A(近地点)高度L1=209km(209103m)，离地球表面最远的点B(远地点)高度L
9、2=49991km(49991103m)。已知地球质量M=6.01024kg，引力常量G= 10-9Nm2/kg2，地球半径R=6400km=6.4106m。且在地球上空任一高度处h(h为到地球中心的距离)，卫星具有的引力势能表达式为 - ，求：(1)此卫星在围绕地球的椭圆轨道上从近地点A运动到远地点B的时间约为几天(设2=10，保留两位数字)；地球AB(2)证明：vA(L1+R)= vB(L2+R)。其中vA和vB分别是“亚太六号”通信卫星在近地点A和远地点B的速度；L1+R和L2+R分别是“亚太六号”通信卫星在近地点A和远地点B到地球球心的距离(提示：根据椭圆的对称性可知近地点A和远地点B
10、所在轨道处的极小的弧形应是半径相等的圆弧的弧)；(3)试计算“亚太六号”通信卫星的发射速度v的大小是多少km/s(保留两位数字)。12（18分）如图所示，质量为m，边长为l的正方形平板与弹簧相连，弹簧的劲度系数为k，另一端固定于地面，平板处于平衡状态。质量为m的第一个小球从平台以一定速度垂直于平板的左边缘水平抛出，并与平板发生完全非弹性碰撞(设平台与板间高度差为h，抛出点在平板的左边缘正上方)。隔一段时间后，以相同速度抛出第二个小球。(假定在任何情况下平板始终保持水平，忽略平板在水平方向上的运动，且为方便计算起见，设h=3)(1)求第一个小球落到平台上形成的振子系统的周期和频率；(2)在第二个
11、小球能与平板不发生碰撞的情况下，其抛出速度的最小值为多少?(3)在(2)的情况下，两小球抛出的时间差是多少?13（18分）现有一个弹簧测力计（可随便找地方悬挂），一把匀质的长为l的有刻度、零点位于端点的直尺，一个木块及质量不计的细线试用这些器件设计一实验装置（要求画出示意图），通过一次测量（弹簧测力计只准读一次数），求出木块的质量和尺的质量（已知重力加速度为g）14（20分）如图所示，绝热的活塞 S 把一定质量的稀薄气体（可视为理想气体）密封在水平放置的绝热气缸内活塞可在气缸内无摩擦地滑动气缸左端的电热丝可通弱电流对气缸内气体十分缓慢地加热气缸处在大气中，大气压强为p0初始时，气体的体积为 V
12、0 、压强为 p0已知 1 摩尔该气体温度升高1K 时其内能的增量为一已知恒量c.求以下两种过程中电热丝传给气体的热量 Ql 与 Q2之比 (1)从初始状态出发，保持活塞 S 位置固定，在电热丝中通以弱电流，并持续一段时间，然后停止通电，待气体达到热平衡时，测得气体的压强为 pl . S(2)仍从初始状态出发，让活塞处在自由状态，在电热丝中通以弱电流，也持续一段时间，然后停止通电，最后测得气体的体积为V215（20分）如图甲为一研究电磁感应的装置，其中电流传感器(相当于一只理想的电流表)能将各时刻t的电流I数据实时送到计算机，经计算机处理后在屏幕上显示出I - t图象。已知电阻R = 0.60
13、，杆的电阻r = 0.40，杆的质量m及悬挂物的质量M均为0.10kg，杆长L = 1.0m。实验时，先断开S，取下细线调节轨道，当倾角为时，杆恰好能沿轨道匀速下滑，然后固定轨道，闭合S，在导轨区域加一垂直轨道平面向下的匀强磁场。现让杆在物M的牵引下从图示位置由静止开始释放，计算机屏幕上立即显示出如图乙所示的I - t图象。设杆在运动过程中始终与平行轨道垂直，细线始终与轨道平行，导轨的电阻、细线与滑轮间的摩擦均忽略不计，取g = 10m/s2，结果保留两位有效数字。试求：(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小；(2)00.40s内通过R的电荷量q；(3)00.40s内R上产生的焦耳热QR。16（2
14、0分）如图所示，定滑轮B、C与动滑轮D组成一滑轮组，各滑轮与转轴间的摩擦、滑轮的质量均不计。在动滑轮D上，悬挂有砝码托盘A，跨过滑轮组的不可伸长的轻线的两端各挂有砝码2和3。一根用轻线（图中穿过弹簧的那条坚直线）拴住的压缩轻弹簧竖直放置在托盘底上，弹簧的下端与托盘底固连，上端放有砝码1（两者未粘连）。已加三个砝码和砝码托盘的质量都是m，弹簧的劲度系数为k，压缩量为l0，整个系统处在静止状态。现突然烧断栓住弹簧的轻线，弹簧便伸长，并推动砝码1向上运动，直到砝码1与弹簧分离。假设砝码1在以后的运动过程中不会与托盘的顶部相碰。求砝码1从与弹簧分离至再次接触经历的时间。2014全国中学生物理竞赛预赛模
15、拟试卷1http:/h1fwq.cersp.n参考解答与评分标准http:/hfwq.cersp.n一、选择题（共35分）http:/hfwq.cersp.n答案： http:/hfwq.cersp.n1A 2AC 3A 4CD 5C评分标准：每小题7分在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一项是正确的，有的小题有多项是正确的全部选对的得7分选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分http:/hfwq.cersp.n二、填空题和作图题共32分，每小题8分按各小题的答案和评分标准给分http:/hfwq.cersp.n6答案与评分标准：l，eU0（U12U22）（8分）http:/hfwq.ce
16、rsp.n7答案与评分标准：2m/s，1s（8分） 8答案：F =n2mg9答案与评分标准：http:/hfwq.cersp.nfm2gfm1g10参考解答：http:/hfwq.cersp.n物体受力如图所示，分别对两个物体列出动力学方程（1） （2）加速度满足关系式（3）解方程得：（4）（5） （6）11参考解答：http:/hfwq.cersp.n(1) 卫星围绕地球的运动过程中，万有引力提供向心力 =m2r=m()2r (1分) 整理得 (1分)由开普勒定律及上面推证知任一椭圆中上式同样适用 k= (1分)由图可得知半长轴 r= km (1分)=31500km(或315105m) (1
17、分)T=s=3150s55906.95s=0.64天 (2分)从近地点A运行到远地点B的时间 t= =0.32天 (1分)(2) 设近地点A和远地点B所在轨道处的极小圆弧的半径为，依题意知万有引力提供向心力，即fA= (2分) fB= (2分)联立解得 vA(L1+R)= vB(L2+R) (2分)(3) 据机械能守恒及上面的证明得mvA2- = mv B2- (1分) mvA2- = mv02- (1分)vA(L1+R)=vB(L2+R)由以上各式联立解得 v0= (2分)代入数据解得 v0=10.6km/s (1分)12参考解答：（1）碰撞前后小球与平板（总质量为2m一起在新的平衡位置上下
18、做简谐振动，如图中虚线所示，拢子系统的周期为(1分)拢子系统的频率为（式中为角频率）(1分)（2）碰撞前，第一个小球在竖直方向的速度为(1分)OY发生完全弹性碰撞，竖直方向有近似动量守恒(1分)则碰撞后平板运动的速度为(1分)振子振幅为(1分)旋转参考矢量与y轴负方向的夹角满足，则(1分)设析运动到最低点位置时第二个小球正好下落到这一高度，则第二个小球下落用时(1分)由此可以求出两者不发生碰撞时，第二个小球的最小抛出速度为(1分)（3）第一个小球下落到平板用时(1分)碰撞后平板从原平衡位置压缩到最低位置用时(1分)设两球抛出的时间相差，则(1分)考虑到板往复一次用时，第二个小球抛出时间可以是振
19、子系统运动时间大于一个周期后，则两小球抛出的时间差为（n取非负整数）(2分)13找个地方把弹簧测力计悬挂好，取一段细线做成一环，挂在弹簧测力计的挂钩上，让直尺穿在细环中，环与直尺的接触点就是直尺的悬挂点，它将尺分为长短不等的两段用细线栓住木块挂在直尺较短的一段上，细心调节直尺悬挂点及木块悬挂点的位置，使直尺平衡在水平位置（为提高测量精度，尽量使二悬挂点相距远些），如图所示设木块质量为m，直尺质量为M记下二悬挂点在直尺上的读数x1、x2，弹簧测力计读数G由平衡条件和图中所设的直尺零刻度线的位置有 (1) (2)(1)、(2)式联立可得 (3) (4)14参考解答：15参考解答：(1) 断开S时，
20、有 f = G1 （1分）接通S后，由图知，杆运动达到稳定时的电流 I = 1.0A f + BIL = G1 + Mg （1分）得 B = = 1.0T （1分） (2)0.40s内通过电阻的电荷量为图线与t轴包围的面积由图知：总格数约为159格(155163均正确) q = 1590.040.04C = 0.25C （或0.26C） (3)由图知：0.40s末杆中的电流I = 0.88A I = （2分） = 0.88m/s q = t = （2分） x = 0.25m （或0.26m） Mgx = ( M + m )2 + Q （2分） Q = - ( M + m )2 = 0.17J
21、（或0.18J） QR = Q = 0.10J （或0.11J） 16参考解答： http:/hfwq.cersp.n设从烧断线到砝码1与弹簧分离经历的时间为t，在这段时间内，各砝码和砝码托盘的受力情况如图1所示：图中，F表示t 时间内任意时刻弹簧的弹力，T 表示该时刻跨过滑轮组的轻绳中的张力，mg为重力，T0为悬挂托盘的绳的拉力。因D的质量忽略不计，有 T02T （1）在时间t 内任一时刻，法码1向上运动，托盘向下运动，砝码2、3则向上升起，但砝码2、3与托盘速度的大小是相同的。设在砝码1与弹簧分离的时刻，砝码1的速度大小为v1，砝码2、3与托盘速度的大小都是v2，由动量定理，有（2）（3）
22、（4）（5）式中IF、Img、IT、IT0分别代表力F、mg、T、T0在t 时间内冲量的大小。注意到式（1），有IT02IT （6）由（2）、（3）、（4）、（5）、（6）各式得 （7）在弹簧伸长过程中，弹簧的上端与砝码1一起向上运动，下端与托盘一起向下运动。以l1表示在t 时间内弹簧上端向上运动的距离，l2表示其下端向下运动的距离。由于在弹簧伸长过程中任意时刻，托盘的速度都为砝码1的速度的13，故有 （8） 另有 （9）在弹簧伸长过程中，机械能守恒，弹簧弹性势能的减少等于系统动能和重力势能的增加，即有 （10）由（7）、（8）、（9）、（10）式得 （11）图2砝码1与弹簧分开后，砝码作上抛
23、运动，上升到最大高度经历时间为t1，有v1gt1 （12）砝码2、3和托盘的受力情况如图2所示，以a表示加速度的大小，有mgTma （13）mgTma （14）T0mgma（15）T02T （16）由（14）、（15）和（16）式得 （17）托盘的加速度向上，初速度v2向下，设经历时间t2，托盘速度变为零，有v2at2 （18）由（7）、（12）、（17）和（18）式，得（19）即砝码1自与弹簧分离到速度为零经历的时间与托盘自分离到速度为零经历的时间相等。由对称性可知，当砝码回到分离位置时，托盘亦回到分离位置，即再经历t1，砝码与弹簧相遇。题中要求的时间（20）由（11）、（12）、（20）式得 版权所有：高考资源网()版权所有：高考资源网()高考资源网版权所有 侵权必究
