高二物理竞赛试题及答题卷.docx
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高二物理竞赛试题及答题卷
高二物理竞赛选拔赛
一、选择题。
在每小题给出的4个选项中,有的小题只有一项是正确的,有的小题有多项是正确的。
把正确选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内。
(每题4分,漏选得2分)
1.如图所示,斜劈静止在水平地面上,有一物体沿斜劈表面向下运动,重力
做的功与克服力
做的功相等。
则下列判断中正确的是()
A.物体可能加速下滑
B.物体可能受三个力作用,且合力为零
C.斜劈受到地面的摩擦力方向一定水平向左
D.撤去
后斜劈可能不受地面的摩擦力
2.如图所示,在一条直线上两个振动源A、B相距6m,振动频率相等,C为AB中点,D距B点1.5m。
t0=0时刻A、B开始振动,振幅相等,振动图象如下图。
若A向右传播的波与B向左传播的波在t1=0.3s时相遇,则()
A.两列波的波长都是4m
B.两列波在A、B间的传播速度均为10m/s
C.在两列波相遇过程中,C质点总是比D质点位移大
D.t1=0.3s时刻C点经过平衡位置且振动方向向上
3.两电阻串联接在电压恒定的电源上,用两只精度都很高的不同的电压表分别去测量同一电阻两端的电压,甲表测得示数为10.1V,乙表测得示数为10.3V,则可知()
(A)乙表示数比甲表示数更接近该电阻两端原来的电压
(B)甲表内阻比乙表内阻大
(C)该电阻两端原来的电压必大于10.3V
(D)该电阻两端原来的电压必在10.1V和10.3V之间
4.地球是一个带负电的导体,大地表面附近的电场可认为是匀强电场,其方向竖直向下;同时地球又是一个磁体,其磁场的分布如图所示,设地球赤道附近的磁场为是匀强磁场,方向沿水平方向由南向北。
已知在赤道上空M点(距地面较近)有一带负电的微粒P,当P有自东向西的速度时,在重力、电场力、磁场力作用下恰好能做匀速直线运动,则下列说法中正确的是( )
A.若在M点P有自西向东相同的速率,则P做匀速直线运动
B.若在M点P有向西南方向的相同速率,则P一定不做匀速直线运动
C.若让P电量加倍,且在M点P仍有自东向西的相同速率,则P仍做匀速直线运动
D.若P在M点有竖直向下的相同速率,且P运动到地面,则到地面时与M点相比,P动能增大,机械能减少
5.如图所示,不带电的金属球A固定在绝缘底座上,它的正上方B点处有带电液滴不断地自静止开始落下,液滴到达A球后将电荷量全部传给A球,设前一液滴到达A球后,后一液滴才开始下落,不计B点未下落带电液滴对下落液滴的影响,设A所带电荷始终均匀分布在外表面。
则下列叙述中正确的是()
A.第一滴液滴做自由落体运动,以后液滴做变加速运动
B.当液滴下落到重力等于电场力位置时,开始做匀速运动
C.所有液滴下落过程所能达到的最大动能不相等
D.所有液滴下落过程中电场力做功相等
6.将质量为2m的木板静止地放在光滑水平面上,一质量为m的木块以水平初速v0由木板左端恰能滑至木板的右端与木板相对静止.木块运动过程中所受摩擦力始终保持不变.现将木板分成长度与质量相等的两段(a、b)后紧挨着仍放在光滑水平面上,让木块仍以相同的初速度v0由木板a的左端开始滑动,则()
(A)木块仍能滑到木板b的右端并与木板保持相对静止.
v0
(B)木块滑到木板b的右端后飞离木板.
(C)木块滑到木板b的右端前就与木板保持相对静止.
(D)后一过程产生的热量小于原来过程产生的热量.
7.如图所示,质量为m的小物块放在一个水平的旋转平台上,物块与平台间的摩擦因数为,物块与转轴的距离为R,物块随平台由静止开始转动,当转过n圈,转速增加到某一值时,物块即将在平台上滑动,则在这一过程中摩擦力对物块做的功为()
(A)0(B)mgR/2
(C)nmgR(D)2nmgR
8.已知地球半径为R,质量为M,自转角速度为,地面重力加速度为g,万有引力恒量为G,地球同步卫星的运行速度为v,则第一宇宙速度的值可表示为()
(A)
(B)(C)(D)
9.如图所示,质量为m的重球由一根弹性细绳a悬挂在梁上。
重球的下端系另一根弹性细绳b,两绳质量均不计,两绳能承受的最大拉力相同,且都大于重球的重力,在细绳下端施加力拉细绳b,则()
(A)一定是细绳a先断(B)一定是细绳b先断
(C)可能是细绳a先断(D)可能是细绳b先断
10.如图所示,物块A从弧形滑槽上的某一固定高度滑下后,以速度v1又滑上粗糙的水平传送带。
若传送带不动,A滑下后,从离开滑槽进入传送带左端开始计时,经过时间t1滑至传送带右端某处便停止下来而不会掉下去。
若传送带以恒定速率v2做逆时针转动,A滑下后,从离开滑槽进入传送带左端开始计时,直到又反回传送带左端所用时间为t2,则以下判断正确的是()
(A)若v1>v2,则2t1<t2(B)若v1<v2,则2t1=t2
(C)若v1>v2,则2t1>t2(D)若v1=v2,则2t1=t2
二、填空题和作图题。
把答案填在题中的横线上或把图画在题指定的地方。
只要给出结果,不需写出求得结果的过程。
(每空3分)
11.假设有振幅相同的一列三角形和一列矩形脉冲波相向而行(如图甲所示),当两波相遇(如乙图虚线所示)时,在乙图中画出可能出现的波形.
12.某人站在宽为d=0.4m的平面镜MN的左侧到镜垂直距离h=2m的E处,一发光点S位于镜前右侧到镜的垂直距离H=4m处。
当发光点以V=0.3m/s的速度沿平行于MN方向向左匀速运动时,则人在平面镜内能观察到发光点的时间为s
E2
13.如图为“用DIS研究通电螺线管的磁感应强度”实验装置的示意图,E1和E2是两个电动势不同的电源,且E2>E1。
将螺线管接入电源后放置在水平桌面上,调节磁传感器的高度,使磁传感器的探管正好在螺线管的轴线上。
正确进行实验操作后,启动“绘图”功能在显示屏上作出B—d图线。
(1)某同学第一次实验作出图线1,第二次实验作出图线2,第二次实验得到的图线与第一次图线不同的原因可能是。
A.滑动变阻器的滑动片位置不变,电键S由位置a改接到位置b后测量
B.滑动变阻器的滑动片位置不变,电键S由位置b改接到位置a后测量
C.电键S接在b位置,滑动变阻器的滑动片向右移动一段后测量
D.电键S接在b位置,滑动变阻器的滑动片向左移动一段后测量
(2)若螺线管的匝
数为200匝,横截面积为1.50×10-4m2,由图线1可求出穿过螺线管中部的磁通量大小约为Wb。
14.如图所示,空间存在着沿z方向的匀强电场和匀强磁场,电场强度为E,磁感应强度为B,M是一垂直于y轴的荧光屏,O点到屏M的距离为
。
在从O点沿oy方向发射出一束速度、荷质比相同的带正电粒子打到屏上的P点,P点坐标为{
},(不计重力和一切阻力)。
则粒子的比荷为.
15.如图所示,间距为1m的平行导轨,水平固定放置在磁感应强度为1T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨所在平面,导轨一端跨接一个阻值为R=0.4的定值电阻(导轨电阻不计),质量为0.2kg、电阻为0.6的金属棒NN’可沿导轨滑动,导轨与棒间的动摩擦因数为0.5,用电动机D牵引NN’,从静止开始运动,当NN’向右移动s=3.8m时获得稳定速度,此过程中定值电阻R上产生的焦耳热为0.72J,电动机牵引棒时电压表和电流表示数分别为7V和1A,电动机内阻为1,则导体棒获得的稳定速度为__________m/s,导体棒从静止到获得稳定速度所需时间为__________s。
三、计算题。
共3题,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。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
16.(10分)两个相同的半球,半径都是r,质量为0.5m,放在静摩擦因数为μ=0.5的水平面上.在两个半球上放一个半径为r,质量为m的光滑球,如图4所示.求在平衡状态下两球球心之间的最大距离b.
17.(13分)如图(a),磁铁A、B的同名磁极相对放置,置于水平气垫导轨上。
A固定于导轨左端,B的质量m=0.5kg,可在导轨上无摩擦滑动。
将B在A附近某一位置由静止释放,由于能量守恒,可通过测量B在不同位置处的速度,得到B的势能随位置x的变化规律,见图(c)中曲线I。
若将导轨右端抬高,使其与水平面成一定角度(如图(b)所示),则B的总势能曲线如图(c)中II所示,将B在
处由静止释放,求:
(解答时必须写出必要的推断说明。
取g=10m/s2)
(1)B在运动过程中动能最大的位置;
(2)运动过程中B的最大速度和最大位移。
(3)图(c)中直线III为曲线II的渐近线,斜率
(J/m)求导轨的倾角。
磐安县高二物理竞赛答题卷
一、选择题。
题号
1
2
3
4
5
答案
题号
6
7
8
9
10
答案
二、填空题和作图题。
11、
12、S
13、
(1)
(2)Wb
14、
15、m/ss
三、计算题。
共三题,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。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
16、
17
18.(16分)如图甲所示,光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD,线框的边长为
m、总电阻为
。
在直角坐标系
中,有界匀强磁场区域的下边界与
轴重合,上边界满足曲线方程
(m),场强大小
。
线框在沿
轴正方向的拉力
作用下,以速度
水平向右做匀速直线运动,恰好拉出磁场。
(1)求线框中AD两端的最大电压;
(2)在图乙中画出运动过程中线框i-t图象,并估算磁场区域的面积;
(3)求线框在穿越整个磁场的过程中,拉力
所做的功。
F
乙
参考解答与评分标准
一、选择题:
1.BD2.BD3.AC4.BD5.AC6.CD
7.B8.BCD9.CD10.BCD
二、填空题及作图题
11、如图
12.4S
13、
(1)BD、
(2)2.1×10-7Wb
14.
15、2m/s,1s,
16.
解:
设最大距离时摩擦力为fmax,AB球心连线
与竖直夹角θ.
N
对A球y方向:
对B球y方向:
对B球x方向:
17.解:
(1)势能最小处动能最大
由图线II得
(在5.9~6.3cm间均视为正确)
(2)由图读得释放处势能
,此即B的总能量。
出于运动中总能量守恒,因此在势能最小处动能最大,由图像得最小势能为0.47J,则最大动能为
(
在0.42~0.44J间均视为正确)
最大速度为
(
在1.29~1.33m/s间均视为正确)
x=20.0cm处的总能量为0.90J,最大位移由E=0.90J的水平直线与曲线II的左侧交点确定,由图中读出交点位置为x=2.0cm,因此,最大位移
(
在17.9~18.1cm间均视为正确)
(3)渐近线III表示B的重力势能随位置变化关系,即
∴
由直线斜率斜率
(J/m)
=600
18(15分).解
(1)当导线框运动到磁场中心线时,有两种情况,一是BC边,二是AD边,当AD边运动到磁场中心时,AD边上的电压最大。
B
B
(2)BC边切割磁场的时间为
O
此后,经t2时间,线框中无感应电流
AD边切割时间t3=t1=0.03s在整个切割过程中,i-t图像如图所示
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