高中物理竞赛高二2文档格式.docx
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A.上坡路段B.平直路段C.下坡路段D.无法判断
5.如图所示,光滑平行金属导轨水平放置在均匀磁场中,磁场方向与导轨平面垂直。
质量为m,电阻为R的金属棒静止在导轨上。
导轨的一端经电键与带有等量异号电荷(电量均为Q)的平行导体板连接。
开始时电键S处于打开状态,当闭合电键时,发现导体棒开始运动。
已知两导体板之间的电势差与导体板所带电量成正比。
下列说法中正确的是()
A.导体板上的电荷逐渐减少,最后变为零
B.导体棒中的电流逐渐减小,最后变为零
C.导体棒的速度先增大,后减小,最后变为零
D.导体棒的速度达到最大时,导体板上的电荷不为零
6.如图所示电路中电表都是理想电表。
某同学按此电路进行实验,将变阻器的滑动触片P移到不同位置,观察各电表的示数,记录下多组数据。
关于该实验的下列说法中正确的是()
A.通过实验,能够测定R2和R3的阻值,不能测定R1的阻值
B.通过实验,能够测定电源电动势E的大小,但不能测定电源内阻r的值
C.若调节滑动变阻器Rp时,电压表V2示数始终为零,其它三个电表读数有变化,可能原因是R1发生断路故障
D.若调节滑动变阻器时各电表示数均不变,可能原因是R2发生断路故障
7.真空中,两个相距L的固定点电荷E、F所带电荷量分别为QE和QF,在它们共同形成的电场中,有一条电场线如图中实线所示,实线上的箭头表示电场线的方向。
电场线上标出了M、N两点,其中N点的切线与EF连线平行,且∠NEF>
∠NFE。
则()
A.E带正电,F带负电,且QE>
QF
B.在M点由静止释放一带正电的检验电荷,检验电荷将沿电场线运动到N点
C.过N点的等势面与过N点的切线垂直
D.负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能
8.图示为一个内、外半径分别为R1和R2的圆环状均匀带电平面,其单位面积带电量为。
取环面中心O为坐标原点,以垂直于环面的轴线为x轴。
设轴上任意点P到O的距离为x,P点电场强度的大小为E。
下面给出E的四个表达式(式中k为静电力常量),其中只有一个是合理的。
你可能不会求解此处的场强E,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性做出判断。
根据你的判断,E的合理表达式应为()
A.E=2k(
-
)xB.E=2k(
)x
C.E=2k(
+
)xD.E=2k(
9.两个正、负点电荷周围电场线分布如图所示,P、Q为电场中两点,以无穷远为零电势,则下列说法中正确的是()
A.P点的场强大于Q点的场强B.Q点的电势为负
C.负电荷右侧某处有一场强为零的点D.两电荷连线中点处的电势为零
10.如图所示,弹簧的劲度系数k=10N/m,弹簧下面挂着质量分别为m1=0.5kg和m2=0.3kg的两个物体,开始时它们都处于静止状态。
突然把m1和m2的连线剪断后,m1的最大速率是(弹性势能的表达式是E=
kΔx2,其中Δx为形变量)()
A.0.77m/sB.0.98m/sC.1.34m/sD.1.94m/s
11.如图所示,相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场,磁感应强度为B,正方形线圈abcd边长为L(L<d),质量为m,电阻为R,将线圈在磁场上方高h处静止释放,cd边刚进入磁场时速度为v0,cd边刚离开磁场时速度也为v0,则线圈穿越磁场的过程中(从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止)()
A.感应电流所做的功为mgd
B.感应电流所做的功为2mgd
C.线圈的最小速度可能为
D.线圈的最小速度一定为
12.如右图所示的两物块,甲带正电,乙是不带电的绝缘体。
甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上,地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场。
现用一水平拉力F拉乙物块,使甲、乙无相对滑动一起向左做匀加速运动,在此运动过程中()
A.甲、乙两物块间的摩擦力不断增大B.甲、乙两物块间的摩擦力保持不变
C.水平拉力F保持不变D.水平拉力F不断增大
13.在如右图所示的电路中,电源内阻不能忽略,电流表、电压表都是理想电表,当滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中()
A.V表示数先增大后减小,A表示数减小
B.V表示数先减小后增大,A表示数增大
C.V表示数先减小后增大,A表示数先增大后减小
D.V表示数先增大后减小,A表示数先减小后增大
14.如图所示,在水平面上匀加速前进的车厢内,有一与车厢相对静止的观测者测得与水平面成θ角的光滑斜面上的物块相对于斜面向下的加速度a′=
gsinθ,由此可以推断车厢在水平面上的加速度为()
A.a0=
gtanθB.a0=
gcotθC.a0=
gsinθD.a0=
gcosθ
15.如图所示,一根长为L的轻杆OA,O端用铰链固定,轻杆靠在一个质量为M、高为h的物块上.若物块与地面摩擦不计,则当物块以速度v向左运动至杆与水平方向夹角为θ时,A端的线速度大小为()
A.
B.
C.
D.
二、填空题(每空5分,第21题每小题4分)
16.如图所示,n个完全相同的木块,放在光滑的水平面上,受到水平外力F的作用,则第3块木块对第4块木块的作用力为▲。
17.神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。
天文学家观测河外星系大麦哲伦星云时,发现了LMCX-3双星系统,它由可见星A和不可见的暗星B构成。
两星视为质点,不考虑其它天体的影响,A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变,如图所示。
引力常量为G,由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T。
可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为
的星体(视为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为m1、m2,
的表达式是▲(用m1、m2表示)。
18.如图所示,物体A置于水平面上,物A前固定有动滑轮B,D为定滑轮.一根轻绳绕过D、B后固定在C点,BC水平,当用力以速度υ拉绳子时,物体沿水平面运动,则在绳BD段与水平面的夹角为α时,物体A运动的速度为▲.
19.两个人沿着运动着的电动扶梯同向住下跑,第一人的速度为u,第二人速度为nu,第一人计算梯子有a级,第二人计算梯子有b级.则扶梯的级数N=▲,扶梯的速度v=▲。
20.一导体的电流如果从18A起,每经过0.01s减少一半,一直降到零,则通过导体横截面的电量为▲C。
21.有两个电阻1和2,它们的阻值随所加电压的变化而改变,从而它们的伏安特性即电压和电流不再成正比关系(这种电阻称为非线性电阻).假设电阻1和电阻2的伏安特性图线分别如图所示.现先将这两个电阻并联,然后接在电动势E=9.0V、内电阻r0=2.0Ω的电源上.试利用题给的数据和图线在题图中用作图法读得所需的数据,进而分别求出电阻1和电阻2上消耗的功率P1和P2.要求:
(1).在题图上画出所作的图线.(只按所画图线评分,不要求写出画图的步骤及理由)
(2).从图上读下所需物理量的数据(取二位有效数字),分别是:
▲;
(3).求出电阻R1消耗的功率P1=▲,电阻R2消耗的功率P2=▲.
三、计算题(题目内容在答题卷上,共48分)
2012年第十三届飞英杯高中物理竞赛
座位号
高二答题卷
一、选择题(每题4分,共60分,漏选得2分,不选或错选得0分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
9
10
11
12
13
14
15
二、填空题(每小题7分,共14分)
16.;
17.;
18.;
19.、;
20.;
21.
(1)
(2);
(3)、
三、计算题
22.如图所示,真空室内存在宽度为d=8cm的匀强磁场区域,磁感应强度B=0.332T,磁场方向垂直于纸面向里;
ab、cd足够长,cd为厚度不计的金箔,金箔右侧有一匀强电场区域,电场强度E=3.32×
105N/C;
方向与金箔成37°
角.紧挨边界ab放一点状α粒子放射源S,可沿纸面向各个方向均匀放射初速率相同的α粒子,已知α粒子质量m=6.64×
10-27kg,q=3.2×
10-19C,初速度v=3.2×
106m/s,sin37°
=0.6,cos37°
=0.8.求:
(1)α粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R;
(2)金箔cd被α粒子射中区域的长度L;
(3)设打在金箔上d端离cd中心最远的α粒子沿直线穿出金箔进入电场,在电场中运动通过N点,SN⊥ab且SN=40cm,则此α粒子从金箔上穿出时,损失的动能△EK为多少?
解:
23.图示为一利用传输带输送货物的装置。
物块(视为质点)自平台经斜面滑到一以恒定速度V运动的水平长传输带上,再由传输带输送到远处目的地。
已知斜面高h=2.0m,水平边长L=4.0m,传输带宽d=2.0m,传输带的运动速度V=3.0m/s,物块与斜面间的摩擦系数μ1=0.30,物块自斜面顶端下滑的初速度为零,沿斜面下滑的速度方向与传输带运动方向垂直。
设斜面与传输带接触处为非常小的一段圆弧,使得物块通过斜面与传输带交界处时其速度的大小不变。
重力加速度g=10m/s2。
(1).为使物块滑到传输带上后不会从传输带边缘脱离,物块与传输带之间的摩擦系数μ2至少为多少?
(2).假设传输带由一带有稳速装置的直流电机驱动,与电机连接的电源的电动势E=200V,内阻可忽略;
电机的内阻R=10Ω,传输带空载(无输送货物)时工作电流I0=2.0A,求当货物的平均流量(单位时间里输送的货物质量)稳定在η=
时,电机的平均工作电流等于多少?
假设除了货物与传输带之间的摩擦损耗和电机的内阻热损耗外,其它部分的能量损耗与传输带上的货物量无关。
解:
24.一根通有恒定电流I,被弯成张角为2θ的“V”字型的非常长的导线。
物理学家安培的认为,点P的磁感应强度B正比于
。
对于同样的情况,物理学家毕奥和萨伐尔却认为可能正比于θ。
(1)分析哪个公式正确?
(2)求公式中比例系数(无限长直导线B=k0I/r,k0为已知,r为该点与长直导线的距离)。
(3)求P1点的磁感应强度B的大小。
2012年湖州市第十三届飞英杯高中物理竞赛·
高二卷·
C
B
A
BD
ABD
AC
BCD
二、填空题(每空5分,第21题每小题4分,共42分)
16.
17、m
18、
19、
20、0.36
21、
(1)如图所示.(4分)(图错不给分,图不准确酌情评分.)
(2)并联电阻两端的电压U0=2.3V,通过电阻1的电流I10=1.2A,通过电阻2的电流I20=2.2A(读数第一位必须正确,第二位与答案不同,可酌情评分.)
(3)、2.8W(2分),5.1W(2分)
三、计算题(共48分)
22.解:
17分
(1)α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即
(1分)
则
(2)设cd中心为O,向c端偏转的α粒子,当圆周轨迹与cd相切时偏离O最远,设切点为P,对应圆心O1,如图所示,则由几何关系得:
(2分)
向d端偏转的α粒子,当沿sb方向射入时,偏离O最远,设此时圆周轨迹与cd交于Q点,对应圆心O2,如图所示,则由几何关系得:
故金箔cd被α粒子射中区域的长度
(3)设从Q点穿出的α粒子的速度为V′,因半径O2Q∥场强E,则V′⊥E,故穿出的
α粒子在电场中做类平抛运动,轨迹如图所示。
沿速度v′方向做匀速直线运动,位移
沿场强E方向做匀加速直线运动,位移
则由
得:
故此α粒子从金箔上穿出时,
损失的动能为
23、(18分)令m表示物块的质量,物块在斜面上滑动的加速度
物块滑到斜面底端的速度
以传输带为参照系,物块滑到传输带的初速度大小
运动方向与传输带边缘的夹角α满足
物块在传输带上作减速运动,其加速度大小
当物块与传输带相对静止时在传输带上运动的距离
物块不超过传输带宽的边缘对应的最小摩擦系数μ2应满足
因此可得
2.物块对传输带的摩擦力大小
方向与
的方向相同。
从地面参照系来看,传输带速度为V,单位时间内物块对传输带所做的功
因此负载所引起的附加功率
考虑到无负载时电机的输出功率
有负载时电机的输出功率为
设有负载时的工作电流为I,则
解之得
24、(13分)
(1)假设θ=π,B应趋于无限大,安培的正确……3分
(2)假设θ=π/2,化为直导线,
……3分
……2分
(3)……3分
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