宜宾2013拔尖人才考试物理试题及答案

宜宾2013年拔尖创新人才物理试题（考试时间90分钟，全卷满分120分）一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，1-8单项选择，9-10多项选择)多选题全对得4分，对但不全得3分，有错不得分。1.关于声现象，下列说法中正确的是（）A.声音只能传递信息B.声音在固体中的传播速度比在空气中的小C.高速公路两旁安装的隔音板是为了隔阻噪声的传播D.敲锣时用力越大，发出的声音音调越高2.物理学是一门以观察、实验为基础的科学。有位物理学家，通过研究理想斜面实验，发现了物体的运动不需要力来维持，他的研究方法被称为物理学的真正开端，这位物理学家是（）A.牛顿B.伽利略C.焦耳D.法拉第3.如图1所示的四种情景中，属于光的反射的是（）4.如图2所示，能够说明流体压强与流速关系的是（）5.下列热现象中，说法正确的是（）A.夏天，我们看到的冰糕冒“白气”是一种汽化现象B.人们常说井水冬暖夏凉，这是因为井水受地热作用有较多的内能C.夏天下雨之前，空气中的水蒸气含量大，身上汗液难以蒸发，所以，人感到闷热D.坐在湖边的人感到凉爽，其原因是水的比热容大，湖水吸热温度升高较快6.如图3所示，是一正在沪杭高速铁路上运营的CRH380A型“和谐号”国产动车组，机车由大功率的电动机提供动力。动车组在到站前，关闭电源，使车速从350km/h减到90km/h，这段时间内列车利用惯性前进并发电。车速在90km/h以下才进行机械刹车。下列说法正确的是（）A.电动机工作时，通电线圈一直受到磁场力的作用B.列车减速发电的原理是电动机线圈随车轮一起转动切割磁感线，产生感应电流C.这辆列车车速350km/h时的惯性比车速90km/h时的惯性大D.列车从机械刹车至车停稳的过程中，列车的内能转化为机械能7．如图4所示，是检查驾驶员酒精浓度的酒精测试仪原理图，图中酒精传感器的电阻Rm的阻值与酒精气体的浓度成反比。使用前先通过调节变阻器R0,让图中A表的示数回到某一较小值，调好后对驾驶员进行测试。当电源电压保持不变，若检查出驾驶员吹出的气体酒精浓度较大，则（）A.A表的示数减小B.V1表的示数增大C.V2表的示数增大D.V1、V2表的示数均减小8.“辽宁号”航空母舰是我国海军第一艘可以搭载固定翼飞机的航空母舰。中国航母舰载机歼-15能在该航母甲板上顺利地起降，如图5所示。该航母满载时吃水深度为11m,满载排水量为67500吨。若该航母雷达发出电磁波经2×10-3s收到了某目标返回的电磁波。下列说法中正确的是（取g=10N/kg,ρ海水=1.0×103kg/m3,光速为3×108m/s）()A.该航母满载时舰底受到海水的压强为1.1×105PaB.该航母满载时受到水的浮力为675000NC.多架舰载机飞离甲板后，航母浮力不变D.目标距该航母的距离为6×105m9.小明同学用力将静止在地面的足球踢出去，飞向空中，再落下，并在地面越滚越慢，最后停止下来。不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A.踢出去的足球在空中飞行过程中，小明对足球做了功B.足球在地面上继续滚动，这是由于足球具有惯性C.足球在地面上越滚越慢，是因为足球受到地面摩擦力的作用D.足球在上升过程中重力所做的功，小于下降过程中重力所做的功10.如图6（甲）所示，为一种测定风力的装置原理图。迎风板与一压敏电阻Rx连接，工作时迎风板总是正对风吹来的方向。压敏电阻Rx的阻值与迎风板承受风力F的关系如图6（乙）所示。已知电源电压恒为5V，定值电阻R=1.5Ω.下列说法正确的是（）A.无风时，电压表的示数1.5VB.电压表示数随风力的增大而增大C.当风力为240N时，电阻R消耗的电功率为2wD.如果电压表的量程为0-3V，则该装置所能测量的最大风力为720N二、实验与探究（两小题，每题12分，共24分）11.如图7（甲）所示，是小芳同学研究“滑动摩擦力大小与压力关系”的实验装置。（1）实验中，将质量为M的木块放在固定的表面粗糙的水平长木板上，用弹簧测力计向右水平拉木块，使木块沿水平面向右匀速滑动，记录弹簧测力计的拉力为T，利用条件，可以知道滑动摩擦力f与拉力T的大小相等；而木块对粗糙水平木板的压力F在数值上等于木块的力。（2）保证接触面粗糙程度不变，小芳通过在木块上加砝码改变压力，其实验数据如下表。其中第三次测力计的读数如图7（乙）所示，请将测力计的读数填入下表空格中。（3）请根据上面表格中的数据，在图8中作出f-F图像；由图像可得结论：在接触面粗糙程度相同时，滑动摩擦力的大小。（4）若她拉着木块匀速前进的速度由0.02m/s变为0.04m/s，在其它情况不变时木块受到的滑动摩擦力将。（选填“变大”、“不变”或“变小”）12.小丽按如图9所示的电路进行实验。实验中所用器材如下：电源（电压为6V），小灯泡的额定电压为3.8V、电阻约为12Ω，电流表（0-0.6A0-3A），电压表（0-3V0-15V），滑动变阻器、开关各一只，导线若干。（1）电压表应选用档，电流表应选用档；（2）连好电路后，开关S闭合前，图中滑动变阻器R的滑片P应置于。（选填“A端”或“B端”）；（3）闭合开关S，让滑动变阻器R的滑片P在AB间滑动，发现电流表的示数始终为零，而电压表的示数变化，则电路的故障可能是（填代号）；A.小灯泡短路B.小灯泡断路C.电流表断路D.滑动变阻器断路（4）排除故障后，实验时，五次改变滑动变阻器R的滑片的位置，测得小灯泡U、I的实验数据及其U、I关系的数据记录在下表中，同时记录了小灯泡亮度变化情况。次数12345U（V）3.03.53.84.04.5I(A)0.280.300.310.320.34U/I(Ω)10.7111.6712.2612.513.26UI(w)0.841.051.181.281.53亮度不断增加分析上表数据，可归纳出哪些实验结论（至少两条）。三、计算与解答题（4个小题，共56分，要求写出必要的文字说明和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。）13.（12分）凸透镜对光有会聚作用。经探究发现，通过凸透镜的光线中，有三条光线非常特殊，它们是：第一条，通过光心的光线传播方向不会改变；第二条，平行于主光轴的光线，其折射光线通过另一侧的焦点；第三条，通过焦点的入射光线，其折射光线平行于主光轴射出。如图10所示，小敏将高为4cm的物体AB放在离凸透镜光心O点15cm处，在凸透镜的另一侧光屏上得到一个清晰的像，此时光屏离凸透镜光心O点的距离为30cm.不计凸透镜的厚度。（1）利用特殊光线，在图10上作出物体AB经凸透镜所成的像A′B′；（2）求像A′B′的高度（3）求该凸透镜的焦距f14.（13分）下表列出的是某厂生产的家用燃气灶参数。表中“额定燃气压强”指的是燃气灶正常工作时灶前燃气内外压强差；“额定热负荷”指的是满负荷使用时，1h燃气燃烧产生的热量。小陶同学要对该燃气灶的热效率进行验证。他用如图11所示的U形管水银气压计测量灶前天然气的压强。取g=10N/kg，水的比热容C=4.2×103J/(kg·°C)，ρ水银=13.6×103kg/m3.（1）计算说明，对此天然气，该燃气灶能否正常工作；（2）根据上表，计算1m3天然气燃烧所产生的热量；（3）若该同学用此燃气灶，在天然气气压正常，且炉灶满负荷的情况下，将一壶质量为2.5kg、温度为20°C的水烧开（在标准大气压下）耗时约10min.试估算该燃气灶的热效率。15.（15分）潜艇部队经常开展鱼雷攻击敌方舰艇演练。如图12所示，某次演习中，一艘排水体积V=1500m3的敌舰，沿直线MN匀速航行，潜艇隐蔽在Q点不动。当敌舰到达距离O点800m的A点时，潜艇沿QO方向发射一枚鱼雷，正好在O点击中敌舰。敌舰因受鱼雷攻击，立刻沿原运动方向做加速运动逃逸。100s后，潜艇沿QO向右偏30°角的QB方向发射第二枚鱼雷，鱼雷在B点再次击中敌舰。已知Q到MN的垂直距离为2500m，鱼雷的速度大小υ=25m/s，不考虑海水速度的影响，潜艇和敌舰可视为质点。取g=10N/kg，海水=1.0×103kg/m3（1）求敌舰自身的重力大小；（2）求敌舰第一次被击中前的速度大小；（3）求鱼雷由Q至B经历的时间；（4）敌舰从A点行驶到O点的过程中，若敌舰发动机的机械效率为60%，行驶过程中所受阻力大小为敌舰重量的0.05倍，则发动机在此过程中做了多少功？16.（16分）如图13所示，为某控制系统的电路图。电源电压8V保持不变，小灯泡额定功率为3w，且灯泡电阻不随温度改变。把滑动变阻器的滑片P置于R2的中点，只闭合开关S1，电压表V1示数为U1，电压表V2示数为U2，电流表的示数为I1；把滑动变阻器滑片P置于R2的A端，闭合S1、S2，电压表V1示数为U′1，电压表V2的示数为U′2，电流表A的示数为I2；再将滑动变阻器的滑片P置于R2的B端，并只闭合开关S1，此时小灯泡恰好正常发光。已知：U1:U′1=4:3，U2:U′2=1:2，求：（1）I1:I2的比值；（2）小灯泡的额定电压；（3）R2的最大电阻值。附答案一、选择题（每题4分）题号12345678910答案CBCDCBCABCAB二、实验与探究11.（12分，每空2分，图2分）（1）二力平衡；重（2）1.2（3）f~F图如答图1所示；与压力成正比（或随压力的增大而增大）（4）不变12.（12分，每空2分，第四小题算2个空）（1）0~15V；0~0.6A（2）A端（3）B（4）①电流随电压的增大而增大；②小灯泡实际功率越大，其亮度越大（符合要求的其他答案也可以）三、计算与解答题13.（12分）解：（1）作出的物体AB经凸透镜所成的像A′B′如答图2所示；----像------2分光线（可以两根）----------------2分（2）根据答图2，△OAB∽△OA′B′，则有BAAB=BOOB----------------2分A′B′=OBBO×AB=cmcm1530×4cm=8cm-----------------2分（3）根据物距、像距、焦距三个物理量的关系公式，U1+V1=f1，151+301=f1，ƒ=10cm---------------------------------------4分或者另解:根据答图2，△OAB∽△B′FA′，则有BAOD=BFOF-----------------------------1分由图可知：OD=AB=4cm,OF=ƒ,A′B′=8cm,FB′=30cm-ƒ-----------------1分cmcm84=fcmf30，--------------------------------------------------------------------1分ƒ=10cm---------------------------------------------------------------------1分14.（13分）解：（1）由图可知U形管水银气压计两侧高度差为：h=1.6cm=0.016m---------1分因为U形管与大气连通，所以水银柱的高度差正好是内外压强差，P=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×10N/kg×0.016m=2.176KPa----------------------------1分由此可知，P在2.0~2.5KPa范围内，能正常工作---------------------------------1分（2）由表中可知，利用额定热负荷和额定燃气耗量可以算出1m3天热气产生的热量Q=1.2×107J/h÷0.2m3/h=6×107J-------------------------------------------------------4分或另解：燃烧1m3天然气需要的时间为：t=1m3/0.2m3/h=5h--------------------2分燃烧5h天然气产生的热量：Q=1.2×107J/h×5h=6×107J------------------------2分（4）烧开一壶水需要吸热：Q吸=C水m(t-t0)=4.2