2017年浙江高中物理联赛试题卷.doc

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2017 年浙江省高中物理联赛试题卷

本试题卷满分 200 分。特别注意：所有解答均必须写在答题卷上！
本卷中重力加速度 g 均取 10m/s2.
一、选择题（本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分.选项中只有一个是符合题目要求的，选
对的得 5 分。不选、多选、错选均不得分）
1．中国首次在外太空授课活动是在围绕地球运行的天宫一号内进行的。如图所示，女航天
员王亚平用单摆进行实验。 用同一单摆在天宫一号内进行此实验，下列说法正确的是（ ）
A．将球从静止释放，小球来回摆动
B．将球从静止释放，小球"飘浮"在空中
C．给小球一个初速度，只有当该初速度大于某一值时，小球才能做匀速
圆周运动
D．给小球一个初速度，小球就可以一直做速度大小不变的匀速圆周运动
2.如图所示，有一能够竖直起降的观光电梯，当其静止在底层时，放入一
漂浮着木块的水桶，此时水面恰好与桶口齐平。现让电梯上升到顶层，下列说法正确的是
（ ）
A．加速上升阶段水将从桶口溢出
B．减速上升阶段水将从桶口溢出
C．只有匀速上升阶段没有水从桶口溢出
D．整个上升过程均没有水从桶口溢出
3. 如图所示，一束单色光 a 射向半球形玻璃砖的球心，在玻璃与空
气的界面上同时发生反射和折射。 b 表示反射光，c 表示折射光，它们与法线间的夹角分别
为 q 和 b 现逐渐增大入射角 a 下列说法中正确的是（ ）
A．折射与反射光线始终存在
B．b 光束的能量逐渐减弱
C．b 光光子的能量大于 c 光光子的能量。
D．b 光在玻璃中的波长小于其在空气中的波长
4.如图所示，两块竖直放置的平行金属板 A、B 间的电势差恒为 U，板间距离为 d，在两板
正中间放一半径为的金属球壳，M、N 为球壳上左右两侧离平行板最近的两
点，P 为球壳上的任意点（图中未标注)，则 UAP 为（ ）

æ 1 - R öU 1

A． ç
è2 d ÷
B． U
C． ç

ø
2
æ 1 + R öU
è2 d ÷ ø
D．
2R U
d

5.如图所示，一集装箱船装载着众多"长×宽×高"分别为 6.0m×2.6m×2.4m 的密闭集装箱，当
船遇到风浪倾斜时，有一只集装箱落入海中。设集装箱内装满同一
材料的货物， 整体的密度为 0.5×l03kg/m3,海水的密度是 1.0×103kg/m3
现用直升机缓慢地将集装箱竖直提升 2.0m,则直升机所做的功至少
为（ ）
A. 2.6×105J B. 7.5×105J C. 1.9×105J D. 3.7×105J
6.如图所示，边长为 a 的等边三角形区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为 B. 方向垂直 纸面向里。边长也为 a 的等边三角形导体框架 ABC，以周期 T 绕其中心点在纸面内匀速旋
转，设 t = 0 时恰好与磁场区域的边界重合，则该时刻的感应电流大小为（ ） 设框架 。
ABC 的总电阻为 R。

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A．


p Ba2
4TR


B．


3p Ba2
4TR


C．


3p Ba2
6TR


D．


3p Ba2
2TR

二、填空题（本題共 6 小题，每小题 6 分，共 36 分）
7．如图所示，为训练航天员适应完全失重状态。可以利用飞机在地球表面附近创造短时间
的完全失重环境。若有一架飞机在空气稀薄的高空以与水平面成 q 的初
速度 v1 作斜上抛运动,进入完全失重飞行状态，当速率达到 v2(v2> v1)时结
束完全这种失重状态。则这一完全失重状态持续的时间 t =
___________(用 v1、v2、g、q 表示） 。
8．如图所示，三根轻绳①、②、③和三个小球 A、B、C 连接，mA=3kg，
mB=2kg、mc=4kg, C 球离地高度 hc=5m，A 球距滑轮足够远，不计一切阻
力。假设在 1s 末剪断①号绳，则 2s 末②号绳上的拉力大小为________N。
9．如图所示，板 1 放在相同的板 2 上一起以速度 v0 沿光滑水平面滑动，与相同
的板 3 碰撞后，板 2 与板 3 固连在一起，板 1 从板 2 上全部移到板 3 上后恰好
相对板 3 静止。 己知板 1 与板 3 间的动摩擦因数为 m， 1 与板 2 间的摩擦不计， 板
则板长 L=_______（重力加速度 g 已知）
10．如图所示，光源 L 右侧有两平行挡板 A1、A2 相距为 d, A1 上有一
单缝 S，山上有两平行双缝 S1、S2，双缝间距为 b，距挡板 A2 为 D
处有一光屏 A3。已知 L、S、S1S2 中点、O 都在同一直线上，且 b<<d，
d<<D，光源 L 发出单色光的波长为 l。若在图中阴影区域加上折射
率为 n 的介质，那么双缝干涉中央亮纹与 O 点的距离为
__________。
11．如图 1 所示，4 个边长相同、电荷量相同恰均匀分布在表面的带正电的绝缘立方体，并
排放在—起（忽略边界效应，假设移近过程电荷分布保持不变） 。若
在上表面 4 个角顶点相聚的 O 点处，测得场强大小是 E0，现将前右
侧的小立方体移至无穷远处.如图 2 所示，则此时 O 点的场强大小变
为__________。
12. 如图所示，有―柱形气缸.除底部加热区以外都是绝热的，中间有两个隔断，上面是一
个不计重力的活塞，并放有质量为 m 的平衡物，中间是一块固定的导热隔板，
把气缸分隔成体积相同的 A 和 B 两部分， 和 B 空间内各有 1mol 单原子理想气 A
体。现由底部缓慢地将 320J 热量传送给缸内气体，则 B 空间气体吸收的热量为 __________(普适气体常数 R=8.31J/k mol).
三、计算题（本题共 7 小题，共 134 分.计算题的解答应写出必要的文字说明、
方程式和重要的演算步骤,只写出最后结果的不能得分。 ）
13.（6 分）如图所示，一个质量为 M、半径为 R 的均质木球用一根长为 L 的轻质细杆固定
在墙上，细杆的左端用铰链与墙壁相连，木球下面垫一质量为 m 的
木板后，细杆恰好水平。假设木球与木板及木板与水平地面的摩擦
因数均为 m，最大静摩擦力与滑动摩擦力近似相等，则要将木板从球
下面向右水平抽出至少需要多大的水平拉力？
14.（18 分） "嫦娥一号"探月卫星为绕月极地轨道卫星，利用该卫星可对月球进行成像探测。
如图所示是"嫦娥一号"发射过程的示意图。为了计算简单，设卫
星在绕月极地轨道上做匀速圆周运动，轨道平面朝向地球并与月球 绕地球公转的轨道平面垂直（即轨道平面与地心到月心的连线垂
直)。若已知卫星距离月球表面的高度为 H，绕行周期为 TM；月球绕

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地球公转的周期为 TE,半径为 R0；地球半径为 RE，,月球半径为 RM 及光速为 c。则：
（1）求卫星向地面传送信息所需要的最短时间：
（2）忽略地球引力、太阳引力对绕月卫星的影响，求月球与地球质量之比。
15. (20 分）如图所示，绝缘水平面上固定平行长直金属导轨，导轨间距为 L，一端接有阻
值为 R 的电阻，整个导轨平面处于与之垂直的匀强磁场中，磁感应强 度大小为 B。一根质量为 m 的金属杆置于导轨上，与导轨垂直并接触
良好。己知金属杆在导轨上的初速度大小为方向平行于导轨。忽略金
属杆与导轨的电阻，不计摩擦。当金属杆运动到总路程的 l 倍（0£l£1)
时，求安培力的瞬时功率。
16. (20 分）如图所示为一古城墙的入城通道，指向读者的方向为入城方向，通道的门宽
L=6.0m,两侧有高 H = 6.0m 的竖直墙，上方接有半圆形的拱顶，竖直墙距离地面 h = 0.8m 处
是不平整的墙基。一经过特殊训练的质量 m = 50kg 的"高手" 城墙门外紧贴城墙，从离 ，在
左侧墙 3m 处由静止开始，在水平地面上正对右侧墙沿直线匀加速运动 x=9.0m 后，临近右
侧墙时向上跃起，到达右侧墙基上方时竖直向上分速度恰好为零，随后，"高手"通过蹬右侧
墙，使水平速度变为等大反向，并获得一定的竖直速度，经
t = 1.0s 后恰能使其再跳到左侧墙的墙基上方（与右侧起跳
点等高） 假设人与地面动摩擦因数均为 m1、人与墙面间的 。
动摩擦因数均为 m2，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，
人斜向上跃起前、后水平速度保持不变，蹬墙时脚与墙的竖
直面接触。此时不考虑"高手"沿入城方向的运动，忽略蹬
墙时人的重力和空气阻力.人可视为质点。求：
（1）该"高手"起跳时所需要消耗的人体能量；
（2）动摩擦因数 m1、m2 至少为多大？
17. (20 分）在卢瑟福氢原子模型中，—个静止的带正电的氢核吸引核外的电子作匀速圆周
运动，如图所示，电子电荷量为 e，电子质量为 m，运行轨道半径为
r，静电力常数 k。
（1）根据经典理论，导出电子运动的动能与氢原子的能量表达式； （2）按照经典理论，电子做变速运动时会向外辐射电磁波，原子就
不稳定，与实际不符。为解释原子的稳定性'有一种理论认为电子具
有波动属性，当电子圆轨道的周长恰等于波长的整数倍时，能量以
驻波的形式储存在特定区域内。
（3）按照这个理论，请写出氢原子基态轨道对应波长的表达式，并估算波长的最大值。已
知氢原子基态轨道半径 r0=0.53×10-10m。

（ 4 ）由玻尔等提出的另 — 种理论认为：氢原子不同轨道对应的能量满足 E =
E0
n2 ，

E0=-13.6eV，n 为正整数，如果电子从轨道跃迁到轨道(n-1)时发射一个光子，当 n 很大时，
辐射频率 n 与能量 E 满足怎样的关系？
18. (20 分）2007 年，拉塞尔.贝尔斯打破了吉尼斯世界"打水漂"纪录，他扔出的鹅卵石在宾
夕法尼亚州的湖上前行了 76 米，跳跃了 51 次。现在有一人从岸边离水面高度为 h 处，以初
速度 v0 水平抛出一质量为 m 的小石片，小石片会在水面上跳跃数次后沉入水中，即称为"打
水漂"（如图所示)。假设每次小石片接触水
面滑动的时间均为 Dt，所受摩擦力均为 f，
小石片在水面上滑动后在竖直方向上反弹
的速度与此时沿水面滑动的速度之比为常

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