说明：
上海市第二届高三物理竞赛
1．本卷分 I、II 两卷，共六大题，满分 150 分，答题时间为 120 分 钟。
2．答案及解答过程均写在答题纸上。其中第一、二、三、四、五大 题只要写出答案，不写解答过程；第六大题尽可能写出完整的解答过程。
3．本卷未加说明时 g 取 10 m/s2。 4．本卷可能用到的部分数据： 静电常量 k＝9?109 Nm2/C2 电子电量 e＝1.6?10－19 C 金原子核的电量 QAg＝79e 水的比热容 c＝4.2?103 J/kg?C
I 卷
一．（40 分）单项选择题。本大题共 8 小题，每小题 5 分。每小题给 出的答案中，只有一个是正确的。
1．从空间某点经大小不同的速率沿同一水平方向射出若干小球，则 它们的动能增大到射出时的 2 倍时的位置处于
（A）同一直线上 （C）同一椭圆上
（B）同一圆上 （D）同一抛物线上
（
） （
）
2．质量为 m 的物体以恒定加速度 0.3g（g 为重力加速度）竖直向下 做匀加速直线运动，下降了距离 h，则
（A）物体的重力势能减少了 0.3mgh 0.3mgh
（C）物体的机械能不变
（D）重力做功 0.3mgh
3．如图所示，固定的光滑半球球心的正上方有一个定滑轮，细线 的一端拴一小球，置于半球面上的 A 点，另一端绕过定滑轮并施加一 拉力，今缓慢地将小球从 A 点拉到最高点 B，在此过程中，小球对半球 面的压力 N 和细线拉力 T 的变化情况是
（A）N 变大，T 变小， （C）N 不变，T 变小，
（
）
（B）N 变小，T 变小， （D）N 变小，T 不变。
A （B）物体的动能增加了
B A 4．如图所示，一小物块以 1 m/s 的初速度沿曲面由 A 处下滑， 到达较低的 B 处时速度恰好也是 1 m/s，如果此物块以 2 m/s 的初速 度沿曲面由 A 处下滑，到达 B 处时的速度恰为 vB，则 （ ）
（A）vB＜2 m/s （B）vB≤2 m/s （C）vB＝2 m/s
（D）vB≥2 m/s
5．卢瑟福在?粒子散射实验中发现，有些?粒子能到达与金原子核相
B
距 2?10－14 m 的地方，在这个距离处?粒子受到金原子核的斥力大小约相 当于（ ）
（A）一滴水所受的重力 （C）一桶水所受的重力
（B）一杯水所受的重力 （D）一吨水所受的重力
6．如图所示，在一光滑竖直杆上套有一质量为 m 的小环，环 上系一轻质细线，细线绕过杆右上方的一个光滑的定滑轮，在一恒
力 F 的作用下，小环由静止开始从 A 点经 B 运动到 C 点。已知 AB
C F
＝BC，设小环从 A 点到 B 点的过程中拉力做的功为 WAB，从 B 点 B 到 C 点的过程中拉力做的功为 WBC，在 B、C 两点时的动能分别为
A ） EkB 和 Ekc。则以下关系式中可能正确的是（
（A）WAB＞WBC，EkB＞EkC
（B）WAB＜WBC，EkB＞EkC （C）WAB＝WBC，EkB＜EkC （D）WAB＜WBC，EkB＜EkC
7．粗细均匀的玻璃试管开口向上竖直放置，有一段水银柱将一定质 量的理想气体封闭在管内，玻璃管和水银柱都处于静止状态。现让玻璃管 自由下落，不计摩擦，并设试管始终保持竖直。在刚开始下落的短时间内
（
）
（A）水银柱的加速度和试管的加速度都大于重力加速度 （B）水银柱的加速度和试管的加速度都小于重力加速度
（C）水银柱的加速度大于重力加速度，试管的加速度小于重力加速 度
（D）水银柱的加速度小于重力加速度，试管的加速度大于重力加速 度
8．氢原子辐射出一个光子后 （A）电子绕核旋转半径 （C）氢原子的电势能增大
（
）
（B）电子动能增大 （D）原子的能级值增大
a b 5
二．（20 分）填空题。本大题共 5 小题，每小题 4 分。 9．如图所示，一列振幅为 5 cm，频率为 10 Hz，水平向右传播
的横波，波速为 20 m/s，沿波传播方向上依次有 a、b 两质点，相距 5.5 cm。当 a 质点加速度最大时，b 质点的位移为 _________cm。
10．一定质量的理想气体，历经 A?B?C?A 的循环过
p /10Pa 3 B 2 1 A C
0 2 4 6 V/10m
-3
3
程。已知气体在 A 状态时的温度为 250 K，则此循环过程中气体所能达到 的最高温度为_________K。
11．小滑块从长为 L 的光滑斜面项端静止开始下滑，滑到底端时与 挡板碰撞并反向弹回。若每次与挡板碰僮后速度大小都为碰撞前速度 的 4/5，则从开始下滑到最终停止于斜面底端的过程中，滑块通过的 总路程为________________。
12．超高频脉冲机每次发射能量为 E＝6 J 的脉冲，每秒钟发射 脉冲 500 次，脉冲机的效率为?＝60%，为使脉冲机温度不致过高， 其外面用水套筒通以冷却水进行降温。已知水套筒的截面积为 S＝25 mm2，为使冷却水温度升高不超过?t＝10?C，水套筒中水的流速不能小于 _________m/s。
13．测定灵敏电流计内阻的电路如图所示（电源内阻不计）， 合上 S1，调节变阻器 R1，使 R1＝1000 ?，此时 G 表满偏，再合上 S2，保持不变 R1，调节变阻器 R2，使 G 表半偏，此时 R2＝500 ?。 则灵敏电流计的内阻为_________。
II 卷
三．（15 分）多项选择题。本大题共 3 小题，每小题 5 分。每小题给 -1v /ms 出的四个答案中，有两个或两个以上是正确的。
14．甲、乙两物体由同一位置出发，沿同一直线运动，其 速度图像如图所示。以下根据图像对两物体运动的描述中正确的 是 （
）
（A）6 s 内甲做匀速直线运动，乙做匀变速直线运动 （B）1 s 末乙追上甲，两物体第一次相遇 （C）6 s 末甲追上乙，两物体第二次相遇 （D）6 s 内甲、乙两物体间的最大距离为 2 m
15．如图所示，甲、乙两物体质量分别为 m1＝3 kg，m2＝4 kg，
叠放在水平桌面上。已知甲、乙间的动摩擦因素为?1＝0.6，物体乙与 水平桌面间的动摩擦因素为?1＝0.5。现用水平拉力 F 作用在乙物体 上，两物体一起沿水平面向右做匀速直线运动。如果 F 突然变为零， 且甲、乙两物体仍保持相对静止，则（
）
（A）物体甲在水平方向上受到向左的力 （B）物体甲在水平方向上受力大小为 18 N （C）物体甲的加速度方向向右 （D）物体甲的加速度大小为 5 m/s2
甲 R2 S2 R1 G S1
4 乙 3 2 甲 1 0 1 2 3 4 5 6 7 t/s
乙 F
16．如图所示，光滑平行金属导轨水平放置在均
匀磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。质量为 m，电阻 ＋Q ? ? ? ?B －Q ? ? ? ? 为 R 的金属棒静止在导轨上。导轨的一端经电键与带 有等量异号电荷（电量均为 Q）的平行导体板连接。开
始时电键 S 处于打开状态，当闭合电键时，发现导体棒开始运动。已知两 导体板之间的电势差与导体板所带电量成正比。下列说法中正确的是（
）
（A）导体板上的电荷逐渐减少，最后变为零 （B）导体棒中的电流逐渐减小，最后变为零 （C）导体棒的速度先增大，后减小，最后变为零 （D）导体棒的速度达到最大时，导体板上的电荷不为零 四．（12 分）填空题。本大题共 3 小题，每小题 4 分。
17．电阻丝无限网络如图所示，其中构成三 角形的每条边的电阻丝及连接相邻三角形顶点的每 段电阻丝的电阻均为 r，则 A、B 间的等效电阻 RAB＝_________。
r A
S r B r r
18．已知带电量为 q 的点电荷在距其 r 处产生的电势为 kq/r。现 有如图所示的半径分别为 r 和 2r 的内、外两个同心绝缘球面，球面上 均开有小孔。球心 O 点处有一点电荷，内球面上均匀分布着与球心点 电荷等量的异种电荷，外球面上均匀分布着与球心点电荷等量的同种 电荷。若将这一点电荷从 O 点通过小孔缓慢的移动到无穷远的过程中 外力做的功为 W，则该点电荷的电量大小为_________。
19．半径为 R 的圆环带有电量为 Q 的电荷，已知圆环的某条直 径 AOB 上所有位置（除两个端点 A、B 外）上的场强均为零，则环上 P 点处（?AOP＝?）的电荷线密度（单位长度上的电量）为 _________。
五．（9 分）实验题
20．①用如图所示的装置做验证玻意耳定律的实验，实 验中出现一些问题。从下列选项（A—G）中选出每一空所对应 的正确答案：
若每次向上拉活塞后 pV 乘积总比每次向下压活塞后 pV 乘积大，则实验出现这一问题的原因是___________，应采取 的纠正措施是___________。
若每次向上拉活塞后 pV 乘积总比每次向下压活塞后 pV
P A ? B
O 2r O r
乘积小，则实验出现这一问题的原因是___________，应采取的纠正措施是 ___________。
（A）气体密封不严 （B）气体温度在升高 （C）气体温度在降低 （D）活塞上涂少许润滑油 （E）活塞与针筒壁间摩擦过大 （F）针筒保持竖直方向 （G）塞紧橡皮帽
②学生分组做该实验时，得出如下结论：在温度不变的情况下，密 闭在注射器内的空气压强 p 和体积 V 的乘积 pV＝恒量。关于这个式子中的 “恒量”有下列几种说法，其中正确的是（
（A）各实验组之间所得“恒量”通常不等
（B）只要温度相同，各实验组之间所得“恒量”就相等
（C）只要注射器内的空气质量相同，各实验组之间所得“恒量”就 相等
（D）在不同温度下做这个实验，各实验组之间所得“恒量”也可能 相等
六．（54 分）计算题
21．（10 分）热气球的下方开有一个孔，使球内外的空气相通，保持 球内外空气压强相等。气球内部有一个温度调节器，以调节球内空气的温 度，从而控制气球的升降。已知气球的容积 V＝600 m3（气球壁厚度以及 吊篮体积均不计），气球连同吊篮的总质量 m0＝180 kg，地面大气温度 T0 ＝280 K，压强 p0＝1.0?105 Pa，密度?0＝1.2 kg/m3。问气球内的温度至少 需调到多高，气球才能升空。
22．（12 分）如图所示，用电动机牵引一根原来静止的质 量 m＝0.1 kg、电阻 R＝1 ? 的导体棒 ab，导体棒始终保持水平 且紧贴竖直放置的 U 形导轨，导轨两条相互平行的竖直边间距为 L＝1 m，磁感应强度 B＝1 T，方向垂直轨道平面向里，不计一
切摩擦和导轨电阻，当棒上升 h＝3.8 m 时获得稳定速度。已知此 a 过程中给电动机供电的电源输出电压恒为 U＝7 V，输出电流恒 为 I＝1 A，导体棒产生的总热量为 Q＝2 J，电动机内阻 r＝1 ?，求：导体棒从静止加速到稳定速度所需的时间。
（16 分）在一定倾角的山坡脚下有一门大炮，以初速度 v0 沿和坡 23．A U 电源 b 电动机 ）
第二届上海市高三物理竞赛试卷及解答
