质心教育原创物理竞赛模拟题第四套答案及评分标准
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全国中学生物理竞赛复赛模拟试题第四套命题人:吴海波答题时间:180小时 满分:160分一、两个相距很远的铜球,已知其半径和电势分别是:r 1=6cm ,U 1=300V ;r 2=4 cm ,U 2=150V 。
将这两个铜球用细铜丝连接达到静电平衡后,问此时电能损耗了多少(规定无穷远处电势为0)?二、 一个半径为r 的球放于一个半径为R 的半球型碗中,平衡时小球重心距离最低点高位h (h>r ),计算(设摩擦因数足够大)1.h 的范围2.讨论小球在碗中的能平衡位置3.小球做微小幅振动时周期(不考虑转动动能)三、导热活塞将汽缸分成体积各为V 0=1.0×10-3m 3的两相同部分。
左边装有干燥空气,右边装有水蒸汽和m 水=4g 的水,如图所示。
现对汽缸缓慢加热,活塞向左移动。
当活塞移动四分之一汽缸长度以后,活塞静止下来(即使汽缸温度继续升高也不能使它再向左移动)。
水的饱和蒸汽压与温度关系曲线如下表:计算开始温度。
t(℃)(N/m四、半径为R的轮子以速度υ0平移,起先轮子不转动,轮子的轴只能沿AB自由地运动,轮子与平面以及轮轴的摩擦很小可不计,轮缘均匀带电。
轮子滑向磁感应强度为B的平行于轮轴的匀强磁场区域,如图。
为了使轮子在离分界线OO′足够距离处能无滑动地滚动,轮上电荷应如何分布。
轮子质量为M,且集中在轮缘,不计辐射。
五、一个半径为R ,质量为m 的透明玻璃半球的折射率为n 。
外界媒质的折射率为1。
一束单色平行激光垂直地射向它的中心(如图所示)。
重力方向竖直向下。
激光束的半径R δ<<。
激光束和玻璃半球均关于z 轴对称。
玻璃半球不吸收任何激光。
它的表面涂有很薄的透射材料,从而激光在进入和离开玻璃半球时的反射均可不计。
求使玻璃半球保持平衡所需的激光束的功率P 。
六、质量为m 0的一个受激原子,静止在参考系K 中,因发射一个光子而反冲,原子的内能减少了ΔE ,而光子的能量为hv 。
2024年山东省新高考测评卷物理(第四模拟)一、单选题 (共7题)第(1)题2023年 10月 30日,中国队在男子短道速滑5000米接力赛中,以7分04秒412的成绩夺冠。
下列说法正确的是( )A.题中“7分04秒412”表示时刻B.题中“5000米”表示位移大小C.运动员在接力过程中,惯性不变D.研究队员冲线细节时,可以将其看成质点第(2)题据报道,中国科学院上海天文台捕捉到一个“四星系统”。
两种可能的四星系统构成如图所示,第一种如甲所示,四颗星稳定地分布在正方形上,均绕正方形中心做匀速圆周运动,第二种如乙所示,三颗星位于等边三角形的三个顶点上,第四颗星相对其他三星位于三角形中心,位于顶点的三颗星绕三角形中心运动。
若两系统中所有星的质量都相等,,则第一、二种四星系统周期的比值为( )A.B.C.D.第(3)题一个物体从某一高度做自由落体运动,已知它在第 1s 内的位移恰为它最后 1s 位移的三分之一(g取10m/s2)。
则它开始下落时距地面的高度为( )A.31.25m B.11.25m C.20m D.15m第(4)题滑索是一项游乐项目。
游客从起点利用自然落差加速向下滑行,越过绳索的最低点减速滑至终点,不考虑空气对人的作用力,选项图能正确表示游客加速下滑或减速上滑的是( )A.加速下滑B.减速上滑C.加速下滑D.减速上滑第(5)题某学校门口的车牌自动识别系统如图所示,闸杆水平时距水平地面高为,可绕转轴O在竖直面内匀速转动,自动识别区到的距离为,汽车匀速驶入自动识别区,自动识别系统识别的反应时间为,闸杆转动的角速度为。
若汽车可看成高的长方体,闸杆转轴O与汽车左侧面的水平距离为,要使汽车顺利通过闸杆(车头到达闸杆处视为通过闸杆),则汽车匀速行驶的最大允许速度为( )A.B.C.D.第(6)题如图所示,半径为R的圆OAP区域中存在垂直于圆平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场,圆心O点有一粒子源,先后从O点以相同速率向圆区域内发射两个完全相同的正电粒子a、b(质量为m,电量为q),其速度方向均垂直于磁场方向,与OP的夹角分别为90°、60°,不计粒子的重力及粒子间相互作用力,则两个粒子a、b在磁场中运动时间之比为( )A.1:1B.2:1C.1:2D.4:1第(7)题物理学重视逻辑推理,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上,下列说法正确的是()A.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构B.天然放射现象说明原子核内部是有结构的C.粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的二、多选题 (共3题)第(1)题如图甲所示,为沿x轴传播的一列简谐横波在时刻的波动图像,乙图为处质点P的振动图像,质点M位于处。
2024年全国高考调研模拟试卷理综物理试题(四)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题质量为M的小孩站在质量为m的滑板上,小孩和滑板均处于静止状态,忽略滑板与地面间的摩擦.小孩沿水平方向跃离滑板,离开滑板时的速度大小为v,此时滑板的速度大小为.A.B.C.D.第(2)题如图所示,每一级台阶的高度,宽度,将一小球从最上面台阶的边沿以某初速度水平抛出。
取重力加速度大小,不计空气阻力。
若小球落在台阶3上,则小球的初速度大小可能为( )A.1m/s B.2m/s C.3m/s D.4m/s第(3)题质量为1kg的物体以初速度v。
从固定斜面底端冲上斜面,物体在斜面上运动过程中的图像如图所示(g=10m/s2),下列说法正确的是( )A.此斜面与水平面夹角为37°B.2s内该物体重力势能变化的最大值为12.5JC.该物体在斜面上运动过程中机械能一定不守恒D.该物体在斜面上运动过程中合外力冲量为零第(4)题如图所示的水平轨道足够长,只有部分是粗糙的,其长度为,其余部分是光滑的,质量为1kg,长度为的粗细相同的匀质软绳静止在点的左侧(绳的右端在点),软绳与粗糙部分的动摩擦因数为,现用的水平向右的恒力作用在软绳上,软绳始终保持伸直状态且长度不变,重力加速度为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则在软绳运动的过程中,下列说法正确的是()A.软绳先做匀加速后做匀减速运动B.软绳的左端能经过点C.软绳的最大动能为0.5J D.软绳克服摩擦力做功4.0J第(5)题如图所示,用同种细导线做成两个闭合单匝线圈,正方形线圈的边长与圆形线圈的直径相等,把它们放入磁感应强度随时间均匀变化的同一匀强磁场中,线圈所在平面均与磁场方向垂直,若正方形,圆形线圈中感应电动势分别用,表示,感应电流分别用,表示,则()A.B.C.D.第(6)题木星有4颗卫星是伽利略发现的,称为伽利略卫星,其中有两颗卫星的轨道半径之比约为。
山东省青岛市2021届新高考物理仿真第四次备考试题一、单项选择题:本题共6小题,每小题5分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的1.如图所示,重型自卸车装载一巨型石块,当利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度,车厢上的石块就会自动滑下.以下说法正确的是()A.石块没有下滑时,自卸车车厢倾角变大,石块对车厢的压力不变B.石块没有下滑时,自卸车车厢倾角变大,石块对车厢的摩擦力变大C.石块开始下滑时,自卸车车厢倾角变大,石块对车厢的作用力变大D.石块开始下滑时,自卸车车厢倾角变大,石块受到的合力不变【答案】B【解析】【分析】【详解】AB.货物处于平衡状态,则有:mgsinθ=f,N=mgcosθ,θ增大时,支持力F N逐渐减小,静摩擦力F f增大.由牛顿第三定律可知,石块对车厢的压力会减小.故A错误,B正确;CD.石块开始下滑时受力近似平衡,自卸车车厢倾角变大,石块向下做加速运动,且加速度随角度增大而增大,石块受到的合外力变大;石块对车厢的正压力和摩擦力均减小,可知石块对车厢的作用力变小,故CD错误.2.质量为m的光滑小球恰好放在质量也为m的圆弧槽内,它与槽左右两端的接触处分别为A点和B点,圆弧槽的半径为R,OA与水平线AB成60°角.槽放在光滑的水平桌面上,通过细线和滑轮与重物C相连,细线始终处于水平状态.通过实验知道,当槽的加速度很大时,小球将从槽中滚出,滑轮与绳质量都不计,要使小球不从槽中滚出,则重物C的最大质量为()A.3 3mB.2mC .(31)m -D .(31)m +【答案】D【解析】 【详解】小球恰好能滚出圆弧槽时,圆弧槽对小球的支持力的作用点在A 点,小球受到重力和A 点的支持力,合力为tan 60mg ︒,对小球运用牛顿第二定律可得tan 60mg ma =︒ ,解得小球的加速度tan 60g a =︒,对整体分析可得:()C C m g m m m a =++,联立解得(31)C m m =+,故D 正确,A 、B 、C 错误;故选D .3.质量为m 的箱子静止在光滑水平面上,箱子内侧的两壁间距为l ,另一质量也为m 且可视为质点的物体从箱子中央以v 0=2gl 的速度开始运动(g 为当地重力加速度),如图所示。
物理竞赛题及答案解析
物理竞赛一直是许多年轻人追逐的梦想之一。
本文将给大家介绍几个常见的物理竞赛题目及其答案解析,希望能帮助大家更好地备战物理竞赛。
一、动量守恒定律
问题:一颗弹球以速度v1撞击一个质量为M的静止球,撞后弹球反弹回来,速度变成v2,求静止球的质量M。
答案:根据动量守恒定律,即初始动量等于末动量,可得M = (v1 + v2) / v1 * v2 。
二、能量守恒定律
问题:一个滑轮自由下滑到底时,其末速度为v,滑轮上的物体质量为m1,滑轮质量为m2,试求物体最初高度h。
答案:根据能量守恒定律,机械能在下滑过程中守恒,即E = mgh = (m1 + m2) * v^2 / 2 ,可得h = (m1 + m2) * v^2 / 2mg。
三、运动学
问题:质点做匀加速直线运动,初速度为v1,末速度为v2,加速度为a,运动时间为t,求运动路程。
答案:根据匀加速直线运动的公式,可得路程为s = (v1 + v2) * t / 2。
四、电动势与电流
问题:一个电源其内阻为R,电动势为E,一根电阻为r的电缆并联于此,求电缆中的电流强度。
答案:根据电动势原理和欧姆定律,电源电动势E = I(R+r), I = E / (R + r) 。
以上四个问题是物理竞赛中常见的题目,掌握这些知识点对参加物理竞赛非常有帮助。
因此,在备战中应该加以重视,多做一些相关的练习题,提高自己的思维和解题能力。
总的来说,物理竞赛题目需要考生掌握相关的知识点,并具备较高的思维分析能力。
只有通过平时艰苦的学习和不断的练习,才能在物理竞赛中取得好成绩。
2024届新高考全真演练物理模拟卷4(广东卷)(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题2023年10月1日,在杭州亚运会田径铁饼赛场上,几只电子机械狗来来回回运送铁饼,这是体育赛事中的首次。
已知裁判员将铁饼放在机器狗背部的铁饼卡槽中,机器狗从静止开始沿直线奔跑恰好停到投掷点,其运动过程的图像如图所示。
则下列说法正确的是( )A.机器狗在的运动过程中做匀减速运动B.机器狗奔跑过程中的最大速度为C.机器狗在的运动过程中的加速度大小为D.机器狗在奔跑过程中,地面对其产生滑动摩擦力的作用第(2)题如图所示,A、B、C、D为正方形的四个顶点,O为正方形的中心。
在A、C两点固定两电荷量均为q的正点电荷,选无穷远处电势为0,下列说法正确的是()A.O点的电场强度为0,电势也为0B.B、D两点的电势相同,电场强度也相同C.电子从B点由静止释放,经过O点时,加速度最大D.电子从B点由静止释放运动到D点的过程中,电势能先变小后变大第(3)题在输液时,药液有时会从针口流出体外,为了及时发现,设计了一种报警装置,电路如图所示.M是贴在针口处的传感器,接触到药液时其电阻R M发生变化,导致S两端电压U增大,装置发出警报,此时( )A.R M变大,且R越大,U增大越明显B.R M变大,且R越小,U增大越明显C.R M变小,且R越大,U增大越明显D.R M变小,且R越小,U增大越明显第(4)题宇宙中,质量相同的三个星球位于边长为L的等边三角形的三个顶点上,仅依靠它们之间的引力绕等边三角形的中心旋转,三个星球间的距离始终保持不变,星球旋转的周期为T,已知引力常量为G,则每个星球的质量为( )A.B.C.D.第(5)题如图所示,某行星甲位于椭圆轨道I的一个焦点C上,卫星乙仅受甲的万有引力作用沿椭圆轨道I逆时针运动(甲、乙均视为质点),已知。
2024年河北省高中名校名师原创预测卷高效提分物理试题(四)(强化版)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题如图所示俯视图,当汽车陷入泥潭时,需要救援车辆将受困车辆拖拽驶离。
救援人员发现在受困车辆的前方有一坚固的树桩可以利用,根据你所学过的知识判断,下列情况中,救援车辆用同样的力拖拽,受困车辆受到的拉力最大的方案为( )A.B.C.D.第(2)题如图所示,平板车静止在水平面上,物块放在平板车的右端,现让平板车以a1=6m/s2的加速度做匀加速运动,运动2s后以2s末的速度做匀速直线运动,最终物块相对于平板车静止在平板车的左端,已知物块与平板车上表面的动摩擦因数为0.4,重力加速度g=10m/s2,不计物块的大小,则平板车的长度为()A.4m B.5m C.6m D.7m第(3)题如图所示,两平行金属板带有等量异种电荷,极板与外电路断开,一电子从O点沿垂直极板方向射出,最远能达到A点,然后返回。
不计电子的重力,若电子从O点射出的初速度不变,将右极板向右平移一小段距离,则( )A.电子最远能达到A点右侧某点B.电子最远不可能再达到A点C.电子返回O点所用时间不变D.电子返回O点时速度会变小第(4)题如图所示,将甲、乙两物块分别从同一固定的光滑斜面上同一位置由静止释放(斜面足够长),设两物块运动过程中,所受空气阻力的大小随运动速率成正比增大,比例系数相同。
某探究小组的同学通过速度传感器记录两物块下滑过程中各个时刻的速度大小,描绘出速度—时间图像(v—t)如图所示。
则( )A.两物块最大速度与其质量无关B.甲物块的质量大于乙物块的质量C.释放瞬间甲物块的加速度较大D.在0到t0时间内,甲的机械能变化较少第(5)题如图甲所示,质量为小球从固定斜面上的A点由静止开始做加速度大小为的运动,小球在时刻与挡板碰撞,然后沿着斜面做加速度大小为的运动,在时刻到达C点,接着从C点运动到B点,到达B点的时刻为,以上过程的图像如图乙所示(未知),已知与大小的差值为,重力加速度,则( )A.小球受到阻力的大小为4N B.斜面倾角的正弦值为0.5C.D.第(6)题关于原子核的变化,下列说法正确的是()A.原子核发生变化时,一定会释放能量B.原子核发生一次β衰变,该原子外层就失去一个电子C.自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能D.—重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能第(7)题超远距离输电通常采用特高压直流输电的方式,某段直流输电线路中三根水平导线a、b、c平行且间距相等,其中a、b导线位于同一水平面内,通入的电流大小为,方向如图所示。
物理竞赛复赛模拟卷1.μ子的电量q=-e(e=1.6×10-19C),静止质量m 0=100MeV/c 2,静止时的寿命τ0=10-6s 。
设在地球赤道上空离地面高度为h=104m 处有一μ子以接近于真空中光速的速度垂直向下运动。
1)、试问此μ子至少应有多大总能量才能到达地面?2)、若把赤道上空104m 高度范围内的地球磁场看作匀强磁场,磁感应强度B=10-4T ,磁场方向与地面平行。
试求具有第1问所得能量的μ子在到达地面时的偏离方向和总的偏转角。
2. 热中子能有效地使铀235裂变,但裂变时放出的中子能量代谢较高,因此在核反应堆中石墨作减速剂。
若裂变放出的中子动能为2.2MeV ,欲使该中子慢化为热中子(动能约为0.025eV ),问需经过多少次对撞?3. 半径为R 、质量为M 1的均匀圆球与一质量为M 2的重物分别用细绳,AD 和ACE 悬挂于同一点A ,并处于平衡,如图11-205所示,已知悬点A 到球心O 的距离为L ,不考虑绳的质量和绳与球的摩擦,试求悬挂圆球的绳AD 与竖直方向AB北的夹角θ。
4. 火车以速度v 1向前行驶。
司机忽然发现,在前方同一轨道上距车为s 处有另一辆火车,它沿相同的方向以较小的速度v 2作匀速运动,于是他立即使车作匀减速运动,加速度大小为a ,要使两车不致相撞,则a 应满足的关系式为_____________________。
5.如图所示,有一个一端开口、一端封闭的长圆柱形导热容器,将其开口向上竖直放置。
在气温为27℃、气压为760mmHg 、相对湿度为75%时,用一质量可不计的光滑薄活塞将开口端封闭。
已知水蒸气的饱合蒸气压为26.7mmHg ,在0℃时为4.5mmHg 。
(1)若保持温度不变,想通过在活塞上方注入水银加压强的方法使管内开始有水珠出现,那么容器至少为多长?(2)若在水蒸气刚开始凝结时固定活塞,降低容器温度,当温度降至0℃时,容器内气体压强为多大?6.一个静止的竖直放置的玻璃管,长为H=23cm ,粗细均匀,开口向下,其内有一段长为h=10cm 的水银柱,把长为L 0=10cm 的空气柱封闭在管的上端。