上海市第三十一届初中物理竞赛(大同杯)初赛试卷-详解

2026/4/29 15:46:36

19.一束平行于凸透镜L1主光轴的平行光经透镜会聚到焦点,现在L1的右侧一倍焦距内某位置放置一障碍物P,且与主光轴垂直,其中心有一个直径为d1的圆孔,圆心位于主光轴上,如图所示,在障碍物的右侧,距离障碍物S处垂直主光轴放置一个光屏(图中未画出),屏上出现了一个直径为d2的圆形光斑。若在障碍物圆孔处嵌入一块薄凹透镜L2,屏上恰好出现一个亮点。己知S=10cm,d1=lcm,d2=0.5cm,则凹透镜L2的焦距大小为( ) (A)30cm (B)25 cm (C)20 cm (D)15 cm 【答案】C

【分析】设L2的光心为O,根据光路的可逆性,若将M点看成发光点,则其像点在N。 由已知OM=S=10cm,又因为d1=lcm,d2=0.5cm,所以ON=20cm。 根据透镜成像公式

1u?1v?1f得,10?20=??,所以f=20cm

111

L2 M N L1

P 20.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,R0为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为R。移动滑动变阻器的滑片P从A端到B端,滑动变阻器的电功率随电流表示数变化的完整图线如图所示,图线中a、b两点对应的电功率均为P1,c点对应的是滑动变阻器的最大电功率P2,且P1 : P2=3:4,则图线中b点对应的电路状态中,滑动变阻器接入电路中的电阻大小为( ) (A) R0/2 (B)R0/3 (C) 2R0 (D) 3R0 【答案】B

【分析】如同题18,当R=R0时,滑动变阻器上消耗的功率最大,为??1=4??。则??2=16??= ??+??

0

0

??23??2??2

20

??。

解得R=3R0;R=R0/3。由于b点对应的电流大,所以选B

21.地球的自转让我们每天能看到“日出”和“日落”现象.若地球表面不存在大气层(假设),则“日出”和“日落”时间,相比现在( ) (A)“日出”提前,“日落”推迟 (B)“日出”推迟,“日落”提前 (C)“日出”和“日落”都会提前 (D)“日出”和“日落”都会推迟 【答案】B

【分析】由于存在大气层,阳光射入大气层的时候会发生折射,导致太阳在地平线以下时,阳光就可以照到地球上某些地方。所以选B。

22.在上题中,己知地球半径为6400km,再给定以下理想条件:地球表面的大气层平均厚度

为20km,大气均匀且折射率为1.001。在地球表面不存在大气层(假设)的条件下,在赤道地面上观察“日出”时间和现在相差约( ) (A)2分50秒 (B) 3分10秒 (C) 5分30秒 (D) 8分20秒 【答案】B

【分析】假设从北极的上方的高空观察地球,则模型图如图所示。太阳光视为平行光,若没有大气层,则此时M点才会看到日出。而因为有大气层的存在,阳光射进大气层时会发生折射,如果一束阳光照射到A发生折射后,照亮M点左侧最远的N,则N点即可看到日出。N点转到M的时间即为题目要求的时间,可通过∠MON比地球自转的角速度求得。 若入射角为α,折射角为γ,则: 在△AON中得,γ=90°-∠MON-∠MOB ①; 在△BOM中得,∠MOB =90°-α ②; 联立①②得,∠MON=α-γ③

在△AON中得,sinγ=ON/OA=0.997,所以γ=85.5° 根据折射定律,i=sinα/sinγ,所以α=86.3° 将α、γ代入③得:∠MON=0.8°

t=∠MON÷360°×24×3600=190.5秒 故选B。 O N M B

A

23.在如图所示的装置中,A,B两物体的质量均为1kg,物体A置于光滑的水平桌面上,与物体A相连的细绳呈水平状态,不考虑滑轮的摩擦和动滑轮、细绳的质量。剪断与物体A右端相连的细绳,物体B下降1m时(A和定滑轮的距离足够远),物体A的速度大小为( ) (A)1m/s (B)2m/s (C)3m/s (D)4m/s 【答案】D

【分析】根据能量守恒定律,物体B下降减少的重力势能,转化为物体A、B的动能。设物体B下降1m时物体A的速度为v,则B的速度为v/2 mgh=(mv2+m(v/2)2)/2解得v=4m/s故选D。

24.公共汽车站每隔t0开出一辆汽车,汽车始终沿直线运动,汽车的速度时间图线如图所示,则汽车出站后,与前方相邻汽车之间的距离( ) (A)先减小,后保持不变 (B)先增大,后保持不变

(C)先减小,后增大,最后保持不变 (D)先增大,后减小,最后保持不变

【答案】D

【分析】根据图线可知,汽车所做的运动为先初速度为0的匀加速直线运动,接着匀减速直线运动,最后匀速直线运动。当后一辆汽车发车的时候,前一辆汽车做初速度为2v0的匀减速运动,两车距离增加,当时间过去t0时,两车相距最远,然后会逐渐拉近,最终两车都匀速距离保持不变,所以选D。

25.如图所示,河两岸平行,河内水速保持v不变,在河的南岸P处同时开出甲、乙两艘小船,小船相对水的速度均为u,船头分别指向对岸下游的A、B两点,两船分别到达对岸B, C两点处,则( ) (A)ABBC (C) AB=BC

(D)由于不知道v、u之间的大小关系,无法判断AB与BC的大小关系 【答案】A

【分析】如图,根据题意对小船进行速度合成,根据相似三角形比,显然BC大于AB,故选A。 A B C

v u

P 26.在如图所示的电路中,灯泡L1的额定功率为5W,电源电压保持6V不变,R0为定值电阻,此时L1两端的实际电压为5.5V。若在L1的两端并联一个额定电压与L1相同的灯泡L2(图中未画出),L1两端的电压变为5V,则L2的额定功率为( ) (A)3W (B)4W (C) 6W (D) 9W 【答案】C

【分析】设灯L1、L2的电阻分别为R1、R2,根据串联电路分压原理知:R1=11 R0①

2

当并联灯泡L2后,??1=5??0 +??

1

2

????

① ②联立得:R2=5 R1/6,又因为两灯的额定电压相同,所以灯泡L2的额定功率为6W。 27.在柱状容器里注入适量的浓盐水,在盐水中放入一块冰,冰与盐水的质量相等,并始终漂浮在盐水面上。当三分之一的冰熔化之后,发现容器里的液面上升h,当剩余的冰全部熔化之后,液面又会上升( ) (A)2h/3 (B) h (C) 3 h/2 (D)2 h 【答案】B

【分析】由于是柱状容器,所以冰融化过程,容器底部受到的压力不变,则有: ??1????1=??2????2=??3????3,可得??2=由已知h=h2-h1=

??1??1??2

??1??1??2

;??3=

??1??1??3

-h1①

??2=

??3????

+3??1??

??+

=??

4??1??

1+4??

联立①②得:h=

??1???4??

h1③

??1??1??3

剩余的冰全部熔化之后,液面又会上升h`=h3-h2=又因为??3=

??+??

????+??1?? -

??1??1??2

=??

2??1??

1+??

h1所以h`=h,故选择B。

将②⑤代入④得:h`=

??1???4??

28.如图所示,点光源位于凸透镜的主光轴上(图中未画出凸透镜的位置),当点光源位于A点处,像成在B点;当点光源位于B点处,像成在C点。己知AB=5cm,BC=10cm。则凸透镜的焦距大小为( )

(A) lcm (B)5cm (C) 30cm (D) 60cm 【答案】D

【分析】根据题意和凸透镜成像规律,凸透镜可能位于AB之间,或者A的左侧。 若位于AB之间,设物距为u,则:

1??

+

15???

=;??

11

5???

?

115???

=无解

??

1

若位于A左侧,则:

?5+??=??;5+???15+??=??联立求解得:f=60cm ??

29.质量分布均匀的直杆AB置于水平地面上,现在A端施加外力F,缓慢抬起直杆直至竖直。B端始终和地面之间保持相对静止,F的方向始终和直杆垂直,该过程中直杆B端受到的摩擦力( ) (A)保持不变 (B)先减小后增大 (C)逐渐减小

(D)先增大后减小 【答案】A

【分析】如图,以B点为支点,根据杠杆平衡条件得:????=??????????①

2??

1

1

1

1

1

1

水平方向上杠杆受力平衡,则:??=??sin??② 联立①②得:??=4sin2??

因为??由0到90°变化,所以f先增大后减小

B

??

F θ G


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