高三物理竞赛试卷

高三物理竞赛试卷
考试范围：xxx ；考试时间：xxx 分钟；出题人：xxx 姓名：___________班级：___________考号：___________
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上
一、选择题
1.下列对运动的认识不正确的是（ ）
A ．亚里士多德认为必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就静止
B ．伽利略认为如果完全排除空气的阻力，所有的物体将下落得同样快
C ．牛顿认为力不是维持物体速度的原因，而是改变物体速度的原因
D ．伽利略根据理想实验推论出，若没有摩擦，在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去
2.一对等量正点电荷电场的电场线（实线）和等势线（虚线）如图所示，则关于图中A 、B 两点电场强度、与电势、大小的判断正确（ ）
A ． ，
B ． ，
C ．
， D ．
，
3.如图所示，在水平面内有一质量分布均匀的木杆可绕端点O 在水平面上自由转动。

一颗子弹以垂直于杆的水平速度v 0击中静止木杆上的P 点，并随木杆一起转动。

已知木杆质量为M ，长度为L ；子弹质量为m ，点P 到点O 的距离为x 。

忽略木杆与水平面间的摩擦。

设子弹击中木杆后绕点O 转动的角速度为ω。

下面给出ω的四个表达式中只有一个是合理的。

根据你的判断，ω的合理表达式应为
A．B．C．
D．
4.一艘宇宙飞船在一个星球表面附近，沿着圆形轨道，环绕该星球作近地飞行。

若要估测该星球的平均密度，则该宇航员只需要测定的一个参量是：（）
A．飞船的环绕半径
B．行星的质量
C．飞船的环绕周期
D．飞船的环绕速度
5.如图所示，一个质量为0.4 kg的小物块从高h＝0.05m的坡面顶端由静止释放，滑到水平台上，滑行一段距离后，从边缘O点水平飞出，击中平台右下侧挡板上的P点．现以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板的形状满足方程y＝x2－6（单位：m），不计一切摩擦和空气阻力，g＝10m／s2，则下列说法正确的是：（）A．小物块从水平台上O点飞出的速度大小为1m／s
B．小物块从O点运动到P点的时间为l s
C．小物块刚到P点时速度方向与水平方向夹角的正切值等于5
D．小物块刚到P点时速度的大小为10 m／s
6.一辆汽车做直线运动，t
1
s末关闭发动机，t
2
s末静止，其v-t图如图。

图中α<β，若汽车牵引力做功为W，平均功率为P，汽车加速过程和减
速过程中克服摩擦力作功分别为W
1
和W
2
、平均功率分别为P
1
、P
2
，则
A．W= W
1
+ W
2
B．W
1
> W
2
C．P= P
1
D．P
1
= P
2
7.民间常用“拔火罐”来治疗某些疾病，方法是将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会紧紧地被“吸”在皮肤上。

其原因是，当火罐内的气体 A ．温度不变时，体积减小，压强增大 B ．体积不变时，温度降低，压强减小 C ．压强不变时，温度降低，体积减小 D ．质量不变时，压强增大，体积减小
8.自高为H 的塔顶自由落下A 物体的同时B 物体自塔底以初速度v 0竖直上抛，且A ．B 两物体在同一直线上运动．重力加速度为g ，下面说法正确的是（ ） A ．若，两物体相遇时，B 正在下降途中 B ．，两物体在地面相遇
C ．若，两物体相遇时B 物正在空中下落
D ．若
，则两物体在地面相遇
9.处于平直轨道上的甲、乙两物体相距x ，乙在甲前且两物体同时、同向开始运动，甲以初速度v 、加速度a 1做匀加速直线运动，乙做初速度为零、加速度为a 2的匀加速直线运动，假设甲能从乙旁边通过，下述情况可能发生的是
A ．a 1＝a 2时，能相遇两次
B ．a 1＞a 2时，能相遇两次
C ．a 1＜a 2时，能相遇两次
D ．a 1＜a 2时，能相遇一次
10.在距地球表面高度等于地球半径R 的轨道上有一绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船，飞船上水平放置了一台台秤，台秤上放有一倾角为θ、质量为M 的斜面，斜面的上表面光滑，初始时装置处于稳定状态。

现将一质量为m 的小物块轻放于斜面上如图所示。

已知地球表面重力加速度为g,下列说法正确的是
A ．物块m 将沿斜面加速下滑
B ．台称的示数将变成
C ．台称的示数将变成
D ．将上表面光滑的斜面M 换成上表面粗糙的斜面M ，对台秤的读数无影响
二、多选题
11.如图所示，在某种介质中的一条直线上两个振动源A、B相距6m，振动频率相等，C为AB中点，D距B点1.5m。

t
=0时刻A、B开始振动，振幅相等，振动图象如下图。

若A向右传播的波与B向左传播的波在
t
1
=0.3s时相遇，则（）
A．t
1
=0.3s时刻C点经过平衡位置且振动方向向上
B．在两列波相遇过程中，C质点总是比D质点位移大
C．两列波在A、B间的传播速度均为10m/s
D．两列波的波长都是4m
E. 两列波的频率都是5Hz
12.在坐标原点的波源产生一列沿x轴正方向传播的简谐横波，波速
v=200m/s，已知t=0时，波刚好传播到x=40m处，如图所示．在x=400m 处有一接收器（图中未画出），则下列说法正确的是（）
A．波源开始振动时方向沿y轴负方向
B．从t=0开始经0.15s，x=40m的质点运动的路程为0.6m C．接收器在t=2s时才能接收到此波
D．若波源向x轴正方向运动，接收器接收到波的频率可能为9H z
13.如图所示的电路中，电源内阻忽略不计，R
1
=R
2
=R+=R。

闭合电键S，电压表V的示数为U，电流表A的示数为I。

在滑动变阻器R1的滑片P 由a端滑到b端的过程中，电压表V的示数变化大小为ΔU，电流表A的示数变化大小为ΔI，下列说法正确的是
A．U先变小后变大
B．I先变大后变小
C．ΔU与ΔI的比值保持不变
D．U与I乘积先变小后变大
14.某横波在介质中沿x轴正方向传播t=0时刻，P点开始向y轴正方向运动，经t="0" 2s P点第一次到达正方向最大位移处，某时刻形成的波形如图所示，下列说法正确的是____________。

(双选，填正确答案标号)
A．该横波的波速为5m／s
B．质点Q与质点N都运动起来后，它们的运动方向总相反
C．在0 2s的时间内质点M通过的路程为lm
D．从图示时刻再过2 6s，质点M处于平衡位置，且正沿y轴负方向运动
15.如图所示，一光滑的轻滑轮用细绳OO/悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平桌面上的物块b。

现在用一外力F将物块b匀速缓慢地沿水平向右方向拖动，在此过程中( )
A．物块b所受到的支持力逐渐增大
B．物块b所受到的摩擦力逐渐增大
C．悬绳OO/的张力在逐渐增大
D．悬绳OO/与竖直向的夹角θ逐渐增大
三、计算题
16.如图所示，一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动，圆盘边缘有一质量m = 1.0kg的小滑块．当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块从圆盘边缘滑落，经光滑的过渡圆管进入轨道ABC．已知AB段斜面倾角为53°，BC段斜面倾角为37°，滑块与圆盘及斜面间的动摩擦因数均为μ = 0.5，A
点离B点所在水平面的高度h = 1.2m．滑块在运动过程中始终未脱离轨道，不计在过渡圆管处和B点的机械能损失，最大静摩擦力近似等于滑
动摩擦力，取g = 10m/s2，sin37°= 0.6，cos37°= 0.8．
（1）若圆盘半径R =0.2m，当圆盘的角速度多大时，滑块从圆盘上滑落？（2）若取圆盘所在平面为零势能面，求滑块到达B点时的机械能．
（3）从滑块到达B点时起，经0.6s正好通过C点，求BC之间的距离17.(16分)如图10所示，在水平向左的匀强电场中，一带电小球用绝缘
轻绳(不伸缩)悬于O点，平衡时小球位于A点，此时绳与竖直方向的夹
角θ＝53°，绳长为l，B、C、D到O点的距离均为l，BD水平，OC竖
直．
BO ＝CO ＝DO＝l.
(1)将小球移到B点，给小球一竖直向下的初速度v
B
，小球
到达悬点正下方C点时绳中拉力恰等于小球重力，求v
B
的大小．(2)当小球移到D点后，让小球由静止自由释放，求：小球首次经过悬点O正下方时的速率．(计算结果可带根号，取sin53°＝0.8)
四、实验题
18.
有一个未知电阻Rx，用图中（a）和（b）两种电路分别对它进行测量，
用（a）图电路测量时，两表读数分别为6V，6mA，用（b）图电路测量
时，两表读数分别为5.9V，10mA，则用______图所示电路测该电阻的阻
值误差较小，测量值Rx="______Ω" ，测量值比真实值偏______（填：
“大”或“小”）。

19.某同学欲将量程为200μA的电流表G改装成电压表。

①该同学首先采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻R
g
，图中R
1
、
R
2
为电阻箱。

他按电路图连接好电路，将R
1
的阻值调到最大，闭合开关
S
1
后，他应该正确操作的步骤是。

（选出下列必要的步骤，并将其序
号排序）
a．记下R
2
的阻值
b．调节R
1
的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度
c．闭合S
2
，调节R
1
和R
2
的阻值，使电流表的指针偏转到满刻度的一半
d．闭合S
2
，保持R
1
不变，调节R
2
的阻值，使电流表的指针偏转到满刻
度的一半
②如果按正确操作步骤测得R
2
的阻值为500Ω，则R
g
的阻值大小为；
(填写字母代号)
A．250Ω B．500Ω C．750Ω D．1000Ω
③为把此电流表G改装成量程为2.0V的电压表，应选一个阻值为Ω的
电阻与此电流表串联。

五、简答题
20.如图所示、某人用轻绳牵住一质量m=0．6kg的氢气球，因受水平风
力的作用，系氢气球的轻绳与水平方向成37°角，已知空气对气球的浮力
为15N，人的质量M=50kg，且人受的浮力忽略不变。

（sin37°=0．6，
cos37°=0．8，）
求（1）水平风力的大小；
（2）人对地面的压力大小；
（3）若水平风力增强，人对地面的压力如何变化？（说明理由）；
21.如图所示，扇形AOB 为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB =60°，半径为R ，一条平行于角平分线OM 的单色光由OA 面射入介质，经OA 面折射的光线相交于M 点，其中的折射光线恰好平行于OB ，空气中光速度为c 。

求
①该介质的折射率是多少？ ②光从N 点传到M 所用的时间？
六、作图题
22.（7分）某次探矿时发现一天然透明矿石，经测量其折射率n ＝。

人工打磨成球形后置于空气中（如图所示），已知球半径R ＝10 cm ，MN 是一条通过球心O
的直线，单色细光束AB
平行于MN 射向球体，B 为入射点，AB 与MN 间距为d=5 cm ，CD 为出射光线．
求：① 光从B 点传到C 点的时间； ②CD 与MN 所成的角α.
参考答案
1 .A
【解析】略
2 .A
【解析】根据电场线的疏密表示场强大小，电场线从电势高的等势面指向电势低的等势面，可知A项正确。

3 .A
【解析】
试题分析：由可知角速度单位为，由动量守恒有
，k为比例系数，所以，其中不能确定。

A、由单位制可知该公式单位为，与角速度一样，且与
相似；正确
B、由单位制可知该公式单位为m/s，与角速度不同；错误
CD、该公式与不相符；错误
故选A 考点：单位制
点评：在进行计算或检查的过程中，如果发现所求结果的单位与采用的
单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的．
4 .C
【解析】星球平均密度的估算式为所以若要估测该星球的平均
密度，则该宇航员只需要测定飞船的环绕周期即可。

C正确。

故本题选C。

5 .AB
【解析】试题分析：对小物块，从释放至到达O点的过程中，由动能定
理得：，代入数据解得：，
故A正确；小物块从O点水平抛出做平抛运动，竖直方向：，
水平方向：，解得：；又有：，联立解得：x=1m，
y=-5m，根据，解得：，故B正确；竖直方向的
速度大小为：；设刚到P点时速度方向与水平方向夹
角为，则有：，故C错误；根据速度的合成法则，则
有刚到P点时速度的大小为：，故D错误．
考点：考查了平抛运动，动能定理
【名师点睛】对小物块由动能定理可以求出物块的速度，物块做平抛运动，应用平抛运动规律可以求出P点的速度大小与方向，及时间，分析
清楚小球的运动过程、应用动能定理与平抛运动规律即可正确解题．
6 .ABD
【解析】对全过程由动能定理得，A对。

克服摩
擦力作功，由图像与横轴包围面积可得，所以，B对。

0到t
1
s末由动能定理知，,C错.
，同理,,D对。

7 .B
【解析】试题分析：把罐扣在皮肤上，罐内空气的体积等于火罐的容积，体积不变，气体经过热传递，温度不断降低，气体发生等容变化，由查
理定律可知，气体压强减小，火罐内气体压强小于外界大气压，大气压
就将罐紧紧地压在皮肤上．故选B．
考点：查理定律。

8 .CD
【解析】
试题分析：若B球正好运到到最高点时相遇，则有：
B速度减为零所用的时间：解得：
当ab两球恰好在落地时相遇，则有：
此时A的位移
解得：
由上分析知：若，两物体在b上升途中相遇，A错；若，b球正好到最高点相遇，B错；若，则b球正好运到到地面时
相遇，D对；．若，两物体相遇时B物正在空中下落，
C对。

考点:自由落体、竖直上抛。

9 .CD
【解析】略
10 .D
【解析】
试题分析：A、绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船内的所有的物体的重力只提供做匀速圆周运动的向心力，都处于完全失重状态，所以物块m
将
相对于斜面静止，选项A 错误。

B 、C 、D 、物体同时对接触面也没有压力，台秤的示数始终为0．所以只有D 正确．故选D 。

考点：本题考查万有引力定律、超重与失重、牛顿第二定律。

【名师点睛】解决本题的关键掌握公转的卫星：万有引力等于重力且提供向心力，并能灵活掌握超重、失重和完全失重的规律是竖直方向的加速度决定的，与运动速度的无关。

高考题中万有引力部分是必考的一个选择题，知识简单属于送分题。

11 .ACE
【解析】A 、由振动图象得知，A 、B 的起振方向向上，在t 1=0.3s 时刻C 点经过平衡位置且振动方向向上．故A 正确．D 、E 、由图该波周期为T =0.2s ，故
，则波长λ=vT =2m ，故D 错误、E 正确．B 、C 点的
振动总是加强．D 点到A 和B 的路程差为△s =DA -DB =4.5m-1.5m=3m ，
，故D 点的振动总是加强，
，由于C 、D 两点的
位移都在周期性变化，所以C 质点并不总是比D 质点位移大．故B 错误．C 、两波在均匀介质中传播波速相同，设为v ，则有2vt 1=x AB ，代入解得
，故C 正确．故选ACE.
【点睛】本题解题关键是要抓住在均匀介质中传播的同类波波速相同，而且两波匀速传播这个特点．根据路程差判断C 点和D 点振动情况． 12 .AB
【解析】简谐波传播过程中，介质中各质点的起振方向与波源的起振方向相同，由图中x=40m 处质点的振动方向读出各质点的起振方向，即可判断出波源开始振动时的方向．质点在一个周期内通过的路程是四个振
幅，根据时间与周期的关系，求出质点运动的路程．波在介质中匀速传播，由
求出波传到接收器的时间．若波源向x 轴正方向运动，产生
多普勒效应，接收器收到波的频率减小．
波沿x 轴正方向传播，运用波形平移法可知，由图中处质点的起振方向为沿y 轴负方向，则波源开始振动时方向也沿y 轴负方向，故A 正确；由图读出波长为
，周期为
，由于
，从
开始经0.15s 时，的质点运动的路程，故B 正确；接收器与的距离为，波传到接收器的时间为
，故C 错误；
该波的频率为
，若波源向x 轴正方向运动，波源与接收器间
的距离减小，根据多普勒效应可知，接收器收到波的频率增大，将大于
10Hz ，不可能为9Hz ，故D 错误． 13 .CD
【解析】滑动变阻器的滑片P 由a 端滑到b 端的过程中，其连入电路的总电阻先增大后减小，即电压表测量范围内的总电阻先增大后减小，根据串联电路知识可得电压表示数先增大后减小，电流表示数先减小后增大，AB 错误；将看做电源内阻，可知，故C 正确；将
看做电源内阻，根据当外电路电阻和内阻相等时，电源的输出功率最大，即UI 乘积最大，而外电路电阻一直大于内阻，所以UI 的乘积随着电阻的增大而减小，电阻的减小而增大，故U 与I 乘积先变小后变大，D 正确； 14 .AB 【解析】
试题分析：因P点开始向y轴正方向运动，经t="0" 2s P点第一次到达正方向最大位移处，故此波的周期为T="0" 8s；波速,选
项A正确；因为Q点和N点相差半个波长，故振动情况总相反，故质点Q与质点N都运动起来后，它们的运动方向总相反，选项B正确；在0 2s的时间内质点M通过的路程为1A=20cm，选项C错误；从图示时刻再过2 6s=，质点M处于平衡位置，且正沿y轴正方向运动，选项D
错误；故选AB.
考点：波的图线
15 .ABD
【解析】过程分析：
物块b缓慢向右移动，近似看做系统处于平衡状态，对物块a受力分析可知绳子的拉力等于物块a的重力，即；对物块b受力分析，如上图所示，可知其受自身重力、绳子的拉力、外力F（方向保持不变）以及桌面给它的支持力和摩擦力，五力平衡。

在b向右移动过程中，绳子与桌面的夹角逐渐减小。

选项分析：
A、B项，设绳子与桌面的夹角为，支持力等于，角逐渐减小，则支持力逐渐增大，根据可知摩擦力逐渐增大；故A、B 项正确C、D项，随着物块b向右移动，则绳子与竖直方向夹角变大，oa和0b
绳子之间的夹角逐渐增大，由于绳子拉力不变，夹角增大合力减小，所
以绳子拉力减小，故D项正确，C项错误。

综上所述，本题正确答案为ABD
16 .(1) ω == 5rad/s（2）=–4J（3）0.76m
【解析】(1)滑块在圆盘上做圆周运动时，静摩擦力充当向心力，根据牛
顿第二定律，可得：
μmg = mω2R（2分）
代入数据解得：ω == 5rad/s （2分）
（2）滑块在A点时的速度：υ
A
=" ωR" = 1m/s （2分）
从A到B的运动过程由动能定理：mgh–μmg cos53°·=mυ
B
2–mυ
A
2（3分）
在B点时的机械能E
B
=mυ
B
2–mgh =–4J （2分）
（3）滑块在B点时的速度：υ
B
= 4m/s （2分）
滑块沿BC段向上运动时的加速度大小：a
1
= g(sin37° + μcos37°) = 10m/s2（2分）
返回时的加速度大小：a
2
= g(sin37°–μcos37°) = 2m/s2（2分）
BC间的距离：s
BC
=–a
2
(t–)2= 0.76m （3分）
17 .(1) (2)
【解析】(1)小球由B点到C点的过程中
(mg－Eq)l＝mv
C 2－mv
B
2
由在C点绳中的拉力恰等于小球重力知
F C －mg＝m，则v
C
＝0
由在A点小球处于平衡知：
Eq＝mgtan53°＝mg，
所以v
B
＝.
(2)小球由D点静止释放后沿与竖直方向夹角θ＝53°的方向做匀加速直线运动，直至运
动到O点正下方的P点，OP距离h＝lcot53°＝l.
在此过程中，绳中张力始终为零，故此过程中的加速度a和位移x分别为a＝＝g，x
＝＝l，所以小球到达悬点正下方时的速率v＝＝.
18 .a，1000，大
【解析】试题分析：两次测量，电压表变化率，电流表变化率
，说明电流变化幅度大，电流表变化主要是由电压表的分
流引起的，测量电路中尽量使电流表测量准确，因此采用电流表的内接法，（a）图正确；这时测量值；这种测量，测量
值等于待测电阻的真实值与电流表内阻之和，因此测量值偏大。

考点：伏安法测电阻
19 .①bda （2分，说明：没有排序扣1分，漏选、错选不得分）
②B（2分）③9500（2分）
【解析】
试题分析：①根据电路图判断此为半偏法测内阻，先断开，调节滑动
变阻器使电流表达到满偏，即b,然后闭合，调节电阻箱使电流表
半偏，即c，记下此时的阻值即电流表内阻。

②电阻箱和电流表并联，电流表电流变为一半量程，说明电阻箱分走一半电流，所以二者电流相等，所以电阻相等，选项B对。

③电流表改装为电压表，那么改装后的
量程，解得串联的电阻。

考点：半偏法测电流表内阻实验探究
20 .（1）15N（2）491N（3）支持力不变
【解析】试题分析：（1）对氢气球进行受力分析，设氢气球受绳子拉力为，水平风力为，用正交分解法可知：
由共点力平衡条件：
计算可得：
（2）对人进行受力分析，设人受地面的支持力为，则有：
解得：N
（3）若风力增强，人对地面的压力不变，视气球及人为一整体可知，其竖直方向上的受力情况没改变，故地面的支持力不变
考点：共点力平衡条件的应用
【名师点睛】对气球和人进行受力分析，运用力的合成或分解结合共点力平衡条件解决问题．选择合适的研究对象是关键，如何选择需要再做题中不断积累经验．
21 .①②
【解析】①入射角，折射角，根据折射定律得
②在三角形MNO中，由几何关系可知
光在介质中传播速度
光从N点传到M所用的时间
22 .（1）t＝ ×10－9 s（2）α＝30°
【解析】
试题分析：光路如图。

① 光线在B点界面的入射角与折射角分别为θ
1
、θ
2
sinθ
1
＝＝（1分）
折射率n＝（1分）
得sinθ
2
＝（1分）
光线在球中传播的时间t＝＝s＝×10－9 s （1分）②在C点出射角为β＝（1分）
得sinβ＝，β＝45°
∠COP＝π－θ
1
－∠BOC＝15°，（1分）
α＋∠COP＝β，得α＝30°（1分）．．．
考点：折射定律．。