2009年全国高中应用物理知识竞赛试题.pdf

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1、V O I.3 8N O.100 et.2 0 0 9中 物者荤 步 考,粉一年全 国高中应用物理知识充赛试题一、本瓜包括小瓜,每小翅分,共分 在每小瓜绪出的四个选项中,有的小且只有一个选项正确,有的小魔有多个选项正确 请把符合目要求的选项 的序号坟入瓜后的 内 全选对的得分,选不全的得分 有选带或不选的得分有些楼道照明灯的控制电路具有这样的功能 当楼道里很昏暗时,出现声音灯就开启 而在楼道里明亮时,即使有声音灯也没有反应 既可以方便照明,又可以节约用电 这样的照明灯的控制电路中,一定接人了哪几种传感器图如图所示的装置可将声音信号转化为电信号,该装主要由绝缘框架、固定温度传感器光传感器声音传感

2、器热传感器电脑中用的光盘驱动器,可使光 盘以恒定 角速度转动 光盘上凸凹不平的小坑就是存贮的数据信息记录 激光头发出徽光在扫描这些凸凹不平的小坑的过程中,可读取相应的数据信息 要求激光头在读取数据过程中,每秒读取的数据相同,那 么光盘上凸凹不平的小坑 的密集程度应为越靠近内圈越密集越靠近外圈越密集中间位最密集各处密集程度相 同一 辆卡车如果在如图所示凸凹不平的路 面上 以一定速率行驶,由于载重过大,轮胎有可能发生爆胎现象在这段路上最容易发生爆胎现象的地段应是处处处处不动 的金属板与能在声 波驭动下沿水 平方向振动的镀有金属层的振动膜构成,“、通过导线与电源两极相接 当声源在空气中发出声音,其输

3、叼 助 在逻二少 输 出图出端便可得到由声音信号转化成的电信号,则振动过程中,、板间的电场强度不变振动过程中,、板所带电量不变振动过程中,输出端 的电流方向始终不变向右的位移最大时,、板所构成的电容器的电容最大研究性学习小组的同学们,根据物理课上所学的知识讨论“随着岁月的流逝,地球绕太 阳公转的周期,日、地间的平均距离,地球接受太 阳的辐射能”等问题时,有下列结论,你认为其中可能正确的是太阳不断向外发射大量光子,太阳质量将不断减小日、地间的平均距离将不断增大,地球公转的周期将不断变大日、地间的平均距离将不断减小,地球公转的周期将不断变小在计算长方体受摩攘力时要考虑对它的压力,即产,十,这是一个

4、很基本的章擦力计算问题在计算长方体的加速度时,要考虑到在水平方向 不 影 响”,应 为 一 鲤畏 念 土 卫丑,千 万 不 能 用、塑土 梦 要牛 望 业计 算有 同 学 受 思 维 定 势 的 影 响,把,、。矛 月刁万 刀 召 月看成一个整体,计算的加速度时,直接写成,产这个过程涉及运动的独立性原理和牛顿第二定律最远到达点,此时相对没有速度,但对地是有速度的,也即与有相同的速度以上四点,每一点都是关键,每一点都是基础,弄清这几个基本问题后,题 目就转 化为匀变速直线运 动规律的间题 相信这种回归基础的压轴题 也将 成为以后 广东高考物理试题的一个特色从年广东高考物理试题来看,无论高考是“”

5、模式或是其他模式,在平时教学中或高三的复习阶段,都要重视基本概念、基本知识、基本方法、基本技能的学习,克服并摆脱“题海战术”,从根本上加深对概念、规律的理解,并注意综合培养学生理解、推理、分析能力 有意识地注意克服思维定势,多在独立思考、开拓思路上下工夫,这 是中学物理教学应长期坚持的方向蝎一幽己介 璐 材中 犷 奴犷 亥 学参 考勒 蜷第 嘲年月地球表面相同时间内接受的太阳辐射能将不断减小 在抽制很细的金属丝的过程 中,可 以用徽光随时监侧抽丝的粗 细情况 其装如图甲所示,在抽丝 机的细丝出口附近,用一束激光沿与细丝垂直的方向照射细丝,在 细丝 的另一侧用 光屏接收激光 工作人员通过观察光屏

6、上明暗相间亮斑的情麟 矛卜口图、一甲一乙卜,、一圈口况 如图乙所示为沿激光传播方向看到的光屏情况,便可知道抽制出的细丝是否合格 对于这种监控抽丝机的装,下列说法中正确的是这是利用光的直线传播规律这是利用光的衍射现象如果屏上条纹变宽,表明细丝粗了如果屏上条纹变宽,表明细丝细了一 航天探侧器完成对月球的探侧任务后要返回地球 若在离开月球过程的开始阶段,由静止开始沿着与月球表面成一倾斜角的直线飞行,先加速运动,再匀速运动 探侧器通过喷气而获得推动力,下列关于探侧器喷气方向的描述 中正确的是探侧器加速运动时,向正后方喷气探侧器加速运动时,竖直向下喷气探侧器匀速运动时,竖直向下喷气探侧器匀速运动时,不需

7、要喷气每当彗星的碎肩高速运行并与地球相遇时,常有部分落人地球大气层嫩烧,形成划过天空的“流星雨”关于流星的下列说法中,正确的是流星对地球的引力和地球对流星的引力大小相等,但流星质小、加速度大,所以改变运动方向落向地球流星对地球的吸引力远小于地球对流星的吸引力,所以流星落向地球流垦进人地球大气层中后,速度越来越大,机械能不断增加流星是因受到彗星斥力而落向地球的,指针式石英钟的步进电机原理如图甲所示,在由硅钢片处压而成的定子上绕有线圈,由永磁体构成的圆柱形转子,可绕垂直线圈的转轴转动,其两磁极分布在柱面上 当电路产生的脉 冲电信号 如图乙所示 物人到线圈时,线圈就产生磁场,且线圈两端 的磁极随着翰

8、人电流方向的变化而变化,使转子每次按预定的方向 弧形箭头方向旋转。,转子带动齿轮,齿轮带动秒针转过一秒 则 图乙中脉冲电信号的频率为图扫描隧道显微镜是根据量子力学原理 中的隧道效应而设计成的,当原子尺度的探针针尖在不到一个纳米的高度上扫描样品时,在针尖与样品之间加一大小在一之间的电压,针尖与样品之间产生隧道效应 而有电子逸出,形成隧道 电流,电流随针尖与样品间的距离的增大而指数减小 如图甲所示当探针沿物质表面按给定高度匀速扫描时,因样品表面原子的凹凸不平,使探针与物质表面间的距离不断发生改变,从而引起隧道电流随时间不断发生改变,这种变化便反映了样 品表面原子水平的凹凸形态 如果在某次扫描中隧道

9、电流如图乙所示,那么样品表面可能是图中的、沪,勺洲产八八今几几几吗 卜 川叮川图二、本口包括小厄,共分 谕按瓜 目的要求做简要的回答分 将从自来水管龙头流出的水调成很细的水流,你会发现,在靠近出水口处的水流是连续的且较粗,而在远离龙头出水口处水流会变得很细,甚至会发生间断的现象,这是为什么分 小刚和小明放学后一同骑车回家,经过一段下坡路的过程中,尽管不再用力蹬车,但车速仍越来越快 为了安全,要求到达坡路底端时速度不能超过某一定值,因此在下坡过程中一定要采取刹 车措施 对于采取怎样 的刹 车措施更有利于减少闸皮的磨损,小刚和小明提出了不同的看法 小刚认为应在下坡的全过程一直轻捏刹车 小 明认为应

10、在接近坡 底时急刹 车 你认 为谁的 看法正确并简 述理由分 有一种电流天平的主要结构包括螺线管、横梁含型电路、直流电源、滑动变阻器及电流表等,其构造嵋。V O I.3 8N o.1 0O C t.2 0 0 9中 犷 粉学 参 考绪 井 粉一示意图如图所示 螺线管水平放登,横梁可绕 固定在螺线管端口且垂直螺线管轴线的水平轴 义 摆动 水平轴 仪在横梁的中间,不挂重物时横梁处于水平位置保持平衡,包括型电路在 内的横梁的重心位于产 的正下方附近,摆动过程中产 轴处的摩擦可忽略不计,型电路通过导电的转轴与接线柱、相连,且一直在螺线管 内 在横梁左端悬挂一定质量的物体,当螺线管中通以电流、型电路中通

11、以电流时,可使横梁水平平衡分 如图所示为静电喷漆过程的原理图,由喷嘴喷出的油漆,形成带负电的雾状液滴 初速度可忽略不计,在被 尸与之 间的电场加速后射到尸 被喷漆的零件 上并附着在其 上 已知 尸与之 间的加速电压一,每分钟 可接捅储漆图爪爪爪圈”请简述这种电流天平侧量质量的原理为提高这种电流天平的灵敏度,可以从哪些方面进行改进三、本皿包括小班,共分 解答时应写出必要的文字说明、方租式和,要演算步二 只写出后谷案的不能得分 有傲位计算的瓜,答案中必须明确写出傲值和单位分 一个喷漆桶能够向外喷射不同速度的油漆雾将的油漆喷到零件上 为了使油漆喷到零件上后能较牢固地附着在零件上,要求油漆对零件表面的

12、平均压力不小于求此喷漆装工耗电的最小功率巧 分 图所示电路是在环境温度为 左右的条件下工作的某 自动恒温箱原理简图 箱内电阻,为热敏电阻,其阻值随温度变化的图线如图所示,电源电动势为,内电阻不计 当电 压鉴别 器 的两接 人点、间 的电势 差 比 小 于时,鉴别器将使开关接通,使恒温箱内的电热丝通电而发热,从而使箱内温度升高 当大于时,鉴别器将使断开,停止加热一一门 涟涟电兰兰一一户石一滴,某同学要侧量雾滴的喷射速率 他采用如图所示的装,一个 直径为的 纸带环,安放在一个可 以按 照不 同转速转动的固定转台上,纸带环上刻有一条狭缝,在狭缝的正对 面的纸带 环 的 内侧 画回标志线附附一 卜 一

13、 卜 一 二 二 二 一 二一一一,一,一州州一一二二 二 黝心一一,州州一一子叹叹叹一二二一二二 妞 妞妞妞月月一,二二 二 二 二 二 二览弓弓,目 口二止止一 一 一 一 一 一 一,匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕日日 一一一 一一犷节节 二图一条标志线 在转台开始转动达到稳定转速时,向侧面开有同样狭缝的纸盒中喷射油漆雾滴,当狭缝转至与狭缝正对平行时,雾滴便通过狭缝在纸带 的内侧面 留下痕迹 将纸带从转 台上取下来,展 开平放,并用毫米刻度尺进行测量,如图所示一一一一一一一 ,缝,雾,雍 迹,崇崇崇脚标 志“”之闷闷田简述侧面开有狭缝的纸盒子的作用如果转台转动

14、的周期为,写出这些雾滴喷射速率的范围用字母表示图图根据以上说明,判定该恒温箱 内的温度将保持在怎样的范围若想使此恒温箱内的温度变化范围在第问的基础上降低一些,在鉴别器功能和热敏电阻不变的条件下,可采取怎样的措施分 署假期间,物理老师带物理小组的同学乘“动车组”参加夏令营的活动,火车开动前,广播里传来了列车员对“动车组”运行情况的介绍,从 广播 里他们 了解到,“动车组”运行的最高时速可达于是,老师给小组的同学们提出了这样的课题 在列车开动的过程中,用手边的物品估侧一下列车加速过程的加速度大小 于是同学 们开始讨论起来,并在列车启动后开始了测量 其中有两个同学的测量过程如下小刚同学用塑料绳把一只

15、小铁锁吊在行李架上,使悬挂点正好在小桌边缘的正上方,他测出悬挂点到小铁锁 的距离及加速阶段小铁锁偏离桌子边缘的水平距离后说,我已能算出火车的加速度了小明同学坐在窗边不动声色,时而抬头看看窗外铁路妇中 粉 拼 学 参 考第卷 第期觉材年月边的里程碑 每隔有一个里程碑,时而看看 自己的手表,往复了几次,依次记录下列车通过相邻里程碑之 间距离所用时间,、在别人还在忙碌时,小明宣布说“我已测出了火车的加速度气请你判断一下 以上同学的方法能否测出加速度,如果不能,请说明理由 如果能,请通过计算说明他们的侧量结果各是什么 并对于小刚和小明的侧方法做出评价分 已知地球和火星都在同一平面上绕太阳做圆周运动,火

16、星轨道半径为地球轨道半径。的倍 若要从地球 向火星发射探侧器,可以先用火箭对探侧器进行加速,使之成为一个沿地球轨道绕太阳运行的人造行星 此时地球对探测器的引力可以忽略不计,然后在适当时刻点嫌与探侧器连在一起的火箭发动机,在短时间内使探测器沿原运动方向加速,当其速度增到适当值时,探测器沿着一个椭回轨道运动,这个椭圆的近 日点和远 日点分别与地球轨道和火星轨道相切,并且在探侧器到达远日点时,恰好火星也运动到该点,从而使探侧器正好射到火星上,如图所示,当探侧器脱离地球并沿地球公转轨道稳定运行后,在某年月日零时,经观侧计算知火星与探侧器对太阳所张角度为,如图所示 问应在何年何月何日点嫌探侧器上的火箭发

17、动机方能使探侧器恰好落在火星表面 时间计算仅需精确到日已知地球半径为。,重力加速度取成熟泳,器 芥孰习气火 星戈 寒 梦 飞 督 夕小明的看法正确在车下坡的过程中,有空气阻力和闸皮的阻力做负功,而要想使车限制在一定的速度内 即动能小于一定的值,则要求空气阻力和闸皮的阻力所做功的值相同由于空气阻力随速度的增大而增大 与速度成正比所以在下坡过程中不刹车可以使空气阻力做功尽多一些,从而闸皮阻力做功就少一些,因此也就能尽减少闸皮的磨损”因为维持横梁平衡,就需要对型电路的右侧边施加一定的安培力,而在装一定的条件下,此安培力的大小由通过型电路的电流大小和螺线管产生的磁场强弱决定,螺线管的磁场又由通过其电流

18、,的大小决定 因此,可以利用通过型电路或通过螺线管的电流大小来表示。边所受安培力的大小,即表示横梁左侧所挂物体质的大小增加横梁的长度 调整转轴的位工,使横梁的重心与转轴距离靠近 增加螺线管线圈的匝数 在利用大小表示质量大小的情况下增大电流,在利用,大小表示质量大小的情况下增大电流等说明其他正确的改进方案同样得分,每种正确的方案得分,最多得分三、使进人狭缝的雾滴都能沿半径方向入射,起到“准直”作用 以减小 由于速度方向不同对于速度 大小测带来的误差雾滴在纸带环内运动的位移为,设雾滴到标志线的距 离 为,则 雾 滴 在 纸 带 环内 运 动 的 可 能 时间 为,十 去兀 网,州 万 网认 秋“”

19、刁 仁 叨 刁切口叼,”耐 一所以雾滴可能的速度为图圈丁了 二 几 下二又 石 妥 蕊 干丽丁 月叫 十 一兀因此雾滴可能的速度范围是参考答案一、,二、水离开水龙头在空中做加速直线运动,因此在离出水 口距离越大的位,水通过的速度越大因单位时间内从水管中流出相同质的水,所以水的流速越大的位,水流 的横截 面积 较小,因此水流会变得很细当在远离出水口的位工,水流变得很细时,由于水的表面张力作用将会把水流拉断,从而出现在远离 出水 口的位水流间断的现象炭冗下气气戈耳不从火丁 一丁片弋号不。气 兀己十叹 冗口一少设单位时间内喷漆的质量为。,这些油漆所带电荷为。,油漆喷到零件上时的速度大小为,则根据动能

20、定理 有一 粤。,口 到”一“一油漆喷到零件上时的动量不荡苏刀由于油漆喷到零件上后便附着在其上,即末速度为零,根据动量定理可知,油漆对零件的平均作用力为八丫豆 不 而石 百 飞因,所以有一。蝎勿瀚V O I.3 8N o.10O et.2009中 犷 奴 拼学 乡 考绪 井 粉一因此 尸。二点的电势扒可棘 百一因此当 升始加热盯,点的甩势和一瓦干瓦七 一 “解得。由图可以查得,此时的温度约为,此即恒温箱 的最低温度,当 停 止 加 热 时,“点 的 电 势 和 一 麟 可 一“,解得。由图可以查得,此时的温度约为,此即恒沮箱的最高温度所以此恒温箱的温度将保持在的范围要使此恒温箱内的温度变化范围

21、降低一些,则 凡的阻值将增大,点的电势尹。将升高,若还需保持时对电热丝的开关进行通断控制,可以通过增大、及电源电动势等或减小,的方法来实现说明对于“采取怎样的措施”的回答,其他正确的改进方案同样得分,每种正确的方案得分,最多得分两个同学的方法都是可行的,具体计算如下小刚的方案中涉及的计算量较大,不便在旅途中操作为使探侧器落到火星上,必须选择适当时机点燃探侧器上的火箭发动机,使探测器沿椭圆轨道到达与火星轨道的相切点时,火星也恰好运行 到这一点 为此,必须首先确定点燃火箭发动机时探测器与火星的相对位置 已知探侧器在地球公转轨道上运行周期与地球公转周期相同几 一根据开普勒第三定律,火星的公转周期为瓦

22、丫 叹 丁 汀而探侧器的椭圆轨道上的半长轴为音。所 以探测器在椭圆轨道上的运行周期为几 洒工不了因此探测器从点燃火箭发动机至到达火星,需时孔 于匕 匕乙对于小刚的做法设塑料绳与竖直方向的夹角为,小铁锁的受力情况如图答所示,因此有俩口二了,口所以。口二对于小明的做法探测器在点嫩火箭发动机前绕太阳转动的角速度为田。“。火星绕太阳转动的角速度为。由于探侧器运行至火星需时,火星在此期间运行的角度为孔 声,牙。办乃 一入 乙 匕勺吞图答利用匀变速直线运动的 外时。,均,观察窗外里程碑,火车通过第一个所用时间,平均速度为通过第二个所用时间,平均速度为 场则,巧姚一,一即探测器在椭圆轨道近日点发射时,火星应

23、在其远日点的切点之前即点燃发动机时,探侧器与火星之间对太阳的圆心角应为一一,如图答所示探,与会合 的位火价点火时火里的 位解得厂,二 型 立二旦十,、点火的位评价小刚和小明的方法虽然都可以求出列车的加速度,但从侧量的简便程度和准确程度来看,小明的方案更合理一些 原因如下刻度尺一般并不是随身携带的物品,因此长度测量浦要靠估计,很难侧准 即使是有刻度尺,由于铁锁与列车很难保持相对静止,的测很难测准 钟表是一般旅途中常用的物品,且里程碑之间的距离是比较准确的,时间侧量也较准确,因此侧的结果也会比较准确已知某年月日零时探测 器与 火星 对太 阳所张角度 为火 星在前,探侧器在后为使其张角成 为,必 须 等待二者在各 自轨道中运行至某个合适的时 日 设二图答者到达合适的位置,探测器又经历的天数为,则一田月 一田一一。田一创七故点姗火箭发动机的时刻应为当年的月日之后天,即同年的月日母一 奋咖。,”