2011年高中第六届物理应用竞赛答案.doc

2011年全国高中应用物理竞赛 参考解答和评分标准 说明： 1．提供的参考解答除选择题外，不一定都是惟一正确的。对于那些与此解答不同的正确解答，同样得分。 2．评分标准只是按一种思路与方法给出的。在阅卷过程中会出现各种不同情况，可按照本评分标准的精神定出具体处理办法，但不要与本评分标准有较大偏离。 3．计算题是按照分步方法给分的。若考生并未写出这个式子，而在文字表达或以后的解题过程中反映了这一步骤，同样得分。没有写出任何式子或文字说明，只给出最后结果的，不能得分。 4．参考解答中的数字结果是按照有效数字的运算要求给出的，但对考生不做要求。不要因为有效数字的错误而扣分。 5．在最后定奖时，如果得分相同的人数超过获奖名额，从而难于选拔，可对待选试卷进行加分评判。加分评判的基本依据是： （1） 所用方法或原理不是课本所讲的，具有创新性，应加分； （2） 方法简便，应加分； （3） 提出多种正确解法，应加分； （4） 试卷表达规范，条理清楚，能充分利用数学工具，应加分。 上述各项的执行都需由竞赛领导小组做出规定（省统一分配奖励名额的由省决定，地、市分配奖励名额的由地、市决定）。 一、本题共10小题，每小题5分，共50分。 1．B 2．A 3．B 4．CD 5．B 6．ABC 7．A 8．AC 9．BC 10．A 11．D 二、本题包括5小题，考生只需做4小题，共40分。 1．人平时站立的时候，在移动左腿的时候，人可以通过身体姿势的改变，来调节自身的重心位置，使重力的作用线落在支持脚（右脚）上，从而使自己平衡。………………………………………（6分） 图中给出的情形，其重力的作用线在两腿之间，如果左腿抬起，则人体不能通过身体姿势的改变，来调节自身的重心位置，使重力的作用线落在支持脚（右脚）上，因而会倾倒！所以不能抬起。（4分） 2．（10分）甲、乙两人以相同的速率同时通过A、C两点，沿I轨道运动通过各点时与轨道间的压力将比沿II轨道运动通过各竖直对应点时与轨道间的压力要小一些，所以沿I轨道运动到B点比沿II轨道运动到D点克服阻力所做的功要小一些，因此动能的变化量也就小一些，所以甲到达B点时的速度比乙到达D点时的速度大。………………………………………………………………………（5分） 定性画出甲、乙两人分别沿I、II轨道向右运动过程中速率随时间变化的图象，因为v0相同，其到达B、D两点时二者的速度关系为v0 v甲v乙，且甲、乙两条速度图线与时间轴所围的面积应相等，所以可画出如图1所示的v-t图。由图可直观的看出，t甲t乙，即乙先到达D点。…………………………（5分） 3．如图2为手电筒工作原理电路图。设新电池电动势为E1，内电阻为r1 ；旧电池电动势为E2，内电阻为r2，小灯泡电阻为R。 对于干电池E1 = E2 = E ，但旧电池内电阻r2大于新电池内电阻r1 由闭电路欧姆定律。…………………………（2分） 从灯泡两端电压来分析：，由于旧电池内阻大，导致灯泡两端电压减小，灯泡不能起到应有的照明作用。………………………………（2分） 从功率方面来分析：电源总功率P= I2（R+r1+r2），灯泡消耗功率PL=I2R 电源的效率，由此可知旧电池内阻越大，电源效率就会越低。………（3分） 对旧电池，电源功率P2=IE=，内电阻消耗的功率Pr2=I2r2=，在r2R+r1的情况下，Pr2=。即旧电池内阻消耗的功率将大于其作为电源提供的功率，此时旧电池在电路中不仅没有起到提供电能的作用，反而成为耗电的元件。综上所述,新、旧电池混用不合理。…………………………………………………………………………………………………（3分） 4．（10分）当摩托车从D点向C点运动的过程中，观众听到的声音越来越大，音调先升高后降低；当摩托车从C点向D点运动的过程中，观众听到的声音越来越小，音调先降低后升高。………………………………………………………………………………………………………（4分） 原因分析：摩托车匀速率行驶，所以发出声音的声强和音调保持不变。 当摩托车从D点向C点运动的过程中，声源离观众越来越近，所以响度越来越强，即听到的声音越来越大。同时，摩托车向着观众运动，且相对于观众的速度（沿DP方向的速度）先增大后减小，根据多普勒效应可知，观众听到的音调应先变高后变低。…………………………………………（3分） 同样，当摩托车从C点向D点运动的过程中，声源离观众越来越远，所以响度越来越弱，即听到的声音越来越小。同时，摩托车背向观众运动，且相对于观众的速度（沿PD方向的速度）先增大后减小，根据多普勒效应可知，观众听到的音调应