2017年物理竞赛练习试卷13

2017年物理竞赛练习卷13第Ⅰ卷一、选择题（本题共10个小题，每小题5分，其中1-6题为单选题，7-10为多选题，全选对得5分，选对但选不全得3分，选错或不选得0分，共50分）1．A、B两物体叠放在水平桌面上，在如图所示的三种情况下：①甲图中两物体静置于桌面上；②乙图中水平恒力F作用在B物体上，使A、B一起以2m/s的速度做匀速直线运动；③丙图中水平恒力F作用在B物体上，使A、B一起以10m/s的速度做匀速直线运动．比较上述三种情况下物体A在水平方向的受力情况，以下说法正确的是（）A．三种情况下，A在水平方向都不受力B．三种情况下，A在水平方向都受力且受力相同C．①中A在水平方向不受力，②、③中A在水平方向都受力但受力不同D．①中A在水平方向不受力，②、③中A在水平方向都受力且受力相同2．一根两端开口的U形细玻璃注入一定量的水银，液面相平．再从另一端注入高度为1h的某种液柱，结果使管内水银面下降了2h．如果水银密度为0，则该液体密度为（）A．012()hhB．021/hhC．012/hhD．0212/hh3．在如图所示的电路中，电阻1R标有“61A”，2R标有“31.2A”，电流表1A、2A的量和均为03A，电压表量程015V，在a、b间接入电压可调的电源．闭合电键S后，为保证1R、2R均不损坏，则1R消耗的最大功率及允许通过电流表1A的电流分别为（）A．6W，1.8AB．2.16W，1.8AC．8W，1.2AD．2.16W，2.2A4．蝴蝶飞行时能产生每秒振动56次的声波，蜜蜂飞行时能产生每秒振动300400次的声波．假如你的眼睛被蒙上，那么有蝴蝶和蜜蜂分别从你头顶附近飞过，则（）A．蝴蝶、蜜蜂飞过时，都能被发觉B．蝴蝶、蜜蜂飞过时，都不能被发觉C．蝴蝶飞过时能被发觉，蜜蜂飞过时不能被发觉D．蜜蜂飞过时能被发觉，蝴蝶飞过时不能被发觉5．如图所示，物块A、B叠放在固定的斜面C上，若A、B一起沿斜面匀速下滑（A、B保持相对静止），设A、B间的摩擦力为1F，BC间的摩擦力为2F，则（）A．10F，20FB．10F，20FC．10F，20FD．10F，20F6．阻值相等的三个电阻R和1R，2R，3R组成如图所示的电路，且123RRR，若电阻1R两端的电压为20伏，电阻3R两端的电压为4伏，则电阻2R两端的电压为（）A．6伏B．8伏C．10伏D．12伏7．某电热器内部的电路结构如图所示，1R、2R为加热电阻丝（12RR）．下列是电阻丝的四种连接方式，可使电热器提供不同的发热功率，其中说法正确的（）A．甲的连接方式发热功率最小B．乙的连接方式发热功率最小C．丙的连接方式发热功率最大D．丁的连接方式发热功率最大8．如图所示，质量分布均匀的甲、乙两个实心正方体放置在水平底面上，它们对地面的压强相同，若要使甲对地面的压强大于乙对地面的压强，下列叙述中正确的是（）A．沿竖直方向上切去相同的体积B．沿竖直方向上切去相同的厚度C．沿水平方向切去相同的质量D．沿水平方向切去相同的体积9．如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平为F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到将容器刚好盛满为止，在此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是（）A．容器受到的摩擦力不变B．容器受到的摩擦力逐渐增大C．水平力F可能不变D．水平力F必须逐渐增大10．在如图所示的电路中，1R、2R和3R均为定值电阻，1R的阻值小于滑动变阻器0R的最大阻值，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P由滑动变阻器的右端向左端滑动的过程中，下列叙述中正确的是（）A．1A的示数不断减小，2A的示数不断变大B．1V的示数先变小后变大，2V的示数先变大后变小C．1R消耗的电功率先变小后变大D．3R消耗的电功率先变小后变大第Ⅱ卷二、填空题（12分）11．如图所示为“风光互补路灯”系统．它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯照明使用，下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为2240W/m，要使太阳能电池的最大输出功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要__________2m，当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在仅靠风力发电的情况下，将蓄电池电能由20%充至90%所需时间为__________h．风力发电机太阳能电池组件其它元件最小启动风速1.0m/s太阳能电池输出功率36W蓄电池500A/h12V最小充电风速2.0m/s最大限制风速12.0m/s太阳能转化效率15%大功率LED路灯800W12V最大输出功率400W三、计算题（38分，12题12分，13题12分，14题14分，解答要分别写出必要的文字说明，方程式演算步骤，只写最后答案的不得分，有数值计算的题，必须明确写出数值和单位．）12．电动机带动电梯上下时要加一配重，其装置如图所示，A、B是两个定滑轮，C是动滑轮，不计滑轮摩擦和重量，配重的质量1000kgm，电梯载人后的总质量3000kgM．设电梯向上为正方向，取210m/sg．求：（1）电梯向上匀速运动，速度为13m/sv，电动机对绳子拉力多大．（2）如果电梯以速度为25m/sv匀速上升，电动机的输出功率多大．13．甲、乙两个水箱，上端开口，装有相同体积的水，乙水箱中的水位较高，现在两个冰箱底部开两个面积一样的小孔，水从孔中流出，实验观察发现，水箱中的水流光所需要的时间与水箱横截面成正比、比储水高度的平方根成正比．（1）假设时间用T表示，比例系数为K，水箱横截面积为S，出水高度为h．试写出T的表达式，并猜想哪箱水先流水．（2）设乙箱中的水流掉一半的时间为t，则剩下的水流完所需时间为．14．如图所示，电源两端电压不变，电阻1R的阻值为4，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P位于左端时，电流表的示数为1I，电压表1V的示数为1U，变阻器的功率为1P，2R的电功率为1w，当滑动变阻器的滑片P位于中点时，电流表的示数为2I，电压表2V的示数为2U，变阻器的功率为2P．已知：12UU，12:8:9PP．求（1）电流表的两次示数之比为12:II．（2）电阻2R的阻值．（3）移动滑动变阻器的滑片，电路所消耗的最大功率P最大．参考答案1A2D3B4D5B6B7BD8CD9BC10AD11.21m8412.【答案】（1）电梯向上匀速运动时，电动机牵引绳索的拉力为(Mgmg)/2F，10000NF速度为222Vv2FF．电动机输出功率为1222()100kWPFVMmgv．13.【答案】解：（1）因水箱中的水流光所需要的时间与水箱横截面成正比、与储水高度的平方根成正比，所以，可设为2TkShkSh，因甲、乙两个水箱中水的体积相等，且甲的横截面积大于乙的横截面积，所以，甲、乙两个水箱中水流光时，甲需要的时间长，乙箱中的水先流光；（2）设乙箱中水的深度为h，横截面积为S，则水流光的时间：TkSh，当乙水箱中水的深度为2h时，水流光的时间：222hkShTTkS，则乙箱中的水流掉一半的时间：2122TtTTtT，即221Tt，所以，剩下的水流完所需时间：121(21)222121TTttt．14.【答案】解：闭合开关S，当滑片P位于左端、中点和右端时，等效电路分别如图甲、乙、丙所示：（1）由图甲、乙：31232228192IRPRPI解得：1223II．（2）由图甲、乙：∵U一定，根据32IRIr∴31212132223RRRIIRRR①又∵12UU得：1222IRIR；∴231213(/2)23RRIIRR②由①、②式联立，将14R代入解得：26R，320R；（3）当滑片P在右端时，电路的总功率最大．由图甲、丙：∵U一定，则1123212IRIR；∴1123123IRRIRRR（2）将1R、2R、3R值代入解得：1313II；根据PIR得：23122212()15wPIRRPIR最大．