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祁阳一中高二物理竞赛试题


祁阳一中高二物理竞赛试题
考生须知: 1. 完卷时间为 90 分钟,满分 100 分; 2. 本试卷分第 I 卷和第 II 卷,请将答案全部填写在卷 II 上。

第Ⅰ卷(选择题

共 40 分)

一、选择题(每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有 的有多个选项正确,全部选对的得 4 分,选对但不全

的得 2 分,有选 错或不答的得 0 分)
1.关于质点的运动,下面各种情况中可能的是( ) (A)加速度的大小变化,速度的大小也变化, (B)加速度的大小不变,速度的大小也不变, (C)加速度的方向不断变化而速度不变, (D)加速度的方向不变而速度的方向变化。 2.随着人们生活水平的不断提高,城乡间的交流不断增多,从而加重了交通运 输的负担,铁路提速是在现有的基础上提高运力的最好方法,但铁路提速要解 决许多具体的技术问题,其中提高机车牵引力功率是一个重要问题。已知匀速 行驶时,列车所受阻力与速度平方成正比,即 f ? kv2 ,列车要提速,就需研制 出更大功率的机车, 那么当机车分别以 120km/h 和 40km/h 的速度在水平轨道上 匀速行驶时,机车的牵引力功率之比为( A.3:1 B.9:1 ) D.81:1

C.27:1

3.一物体从圆弧形轨道的 A 点自由下滑,由于摩擦阻力的作 用到达 C 点时速度为零, C 点比 A 点下降了 h1,又由 C 点 到达 B 点,速度再次为零, B 点比 C 点下降 h2,则 h1 与 h 比 较,有( ) A. h1 ? h2 B. h1 ? h2 C. h1 ? h2 D.无法确定

4.宇航员在探测某星球时,发现该星球均匀带负电,电量为 Q,星球表面无大气。在一次实验中,宇航员将一带负电,电量为 q(q?Q)的 粉末置于距星球表面 h 高处,该粉末恰好处于悬浮状态,宇航员又将此粉末带 到距该星球表面 2h 高处,无初速释放,则此带电粉末将( ) (A)北向星球球心方向飞向太空, (B)仍处于悬浮状态, (C)沿星球自转的线速度方向飞向太空, (D)向星球球心方向降落。

1

5.如图所示,一带负电 Q 的油滴,从 A 点以速度 v0 与水 平方向成θ 角射入沿水平方向的匀强电场中, 如测得油滴 在电场中达到最高点 B 时,它的速度大小恰为 v0,则 B 点的位置: ( ) A、在 A 点的正上方 B、在 A 点的左上方 C、在 A 点的右上方 D、无法判断 6.2006 年 2 月 10 日,如图所示的图形最终被确定为中国 月球探测工程形象标志,它以中国书法的笔触,抽象地勾 勒出一轮明月,一双脚印踏在其上,象征着月球探测的终 极梦想,一位敢于思考的同学,为探月宇航员设计了测量 一颗卫星绕某星球表面做圆周运动的最小周期的方法: 在 某星球表面以初速度 v0 竖直上抛一个物体,若物体只受该星球引力作用,忽略 其他力的影响,物体上升的最大高度为 h,已知该星球的直径为 d,如果在这个 星球上发射一颗绕它运行的卫星,其做圆周运动的最小周期为( A. )

?
v0

dh

B.

2? v0

dh

C.

?
v0

d h

D.

2? v0

d h

7.有 a、b、c、 d 四只电阻,其中三只电阻的阻值一样, 只有一只电阻的阻值偏大。要找出这只电阻,某同学设 计了如图所示的电路。当开关闭合时测出有电流从 P 流 向 Q,下列说法正确的是:( ) A、阻值偏大的电阻一定是 a 和 d 中的一个 B、阻值偏大的电阻一定是 c 和 b 中的一个 C、下一步可将 a 和 d 互换位置,根据 P、Q 间电流的流向来判断 D、下一步可将 d 和 c 互换位置,根据 P、Q 间电流的流向来判断 8.如图所示,a、b 是两个点电荷,它们的电量分别为 Q1 、 Q2 ,MN 是 ab 连线 的中垂线,P 是中垂线上的一点,下列哪种情况能使 P 点场强方向指向 MN 的 左侧 A.Q1,Q2 都是正电荷,且 Q1<Q2 B.Q1 是正电荷,Q2 是负电荷,且 Q1>|Q2| C.Q1 是负电荷,Q2 是正电荷,且| Q1|<Q2 D.Q1,Q2 都是负电荷,且|Q1|>|Q2| 9.等离子气流由左方连续以速度 v0 射入 P1 和 P2 两板间的匀强磁场中,ab 直导
2

线与 P1P2 相连接,线圈 A 内有随图乙所示变化的磁场,且磁场 B 的正方向规定 向左,如图甲所示,则下列叙述正确的是( A.0~1s 内,ab、cd 导线互相排斥 B.1~2s 内,ab、cd 导线互相吸引 C.2~3s 内,ab、cd 导线互相吸引 D.3~4s 内,ab、cd 导线互相排斥 10.在光滑绝缘水平面上,一轻绳拉着一个带电小球绕轴 O 在匀强磁场中作逆 时针方向的匀速圆周运动,磁场方向竖直向下,其俯视图如图所示。若小球运 动到 A 点时,绳子忽然断开。关于小球在绳断开后可能的运动情况,下列说法 中正确的是( ) A.小球仍作逆时针匀速圆周运动,半径不变 B.小球仍作逆时针匀速圆周运动,但半径减小 C.小球作顺时针匀速圆周运动,半径不变 D.小球作顺时针匀速圆周运动,半径减小 )

二、填空题(每空 3 分,共计 18 分)
11.如图所示,在倾角?=30?的斜面底端的正上方 H 高处以 v0 =10 m/s 的初速度水平抛出一物体,空气阻力不计,该物体落 在斜面上时的速度方向恰好与斜面垂直,则从抛出到与斜面相 碰 所 经 历 的 时 间 为 ______________ , 下 落 的 高 度 为 ______________。

v0

?

12.在“测定金属的电阻率”的实验中,需要用刻度尺测出被测金属丝的长度 l。 用螺旋测微器测出金属丝的直径 d,用电流表和电压表测出金属丝的电阻 Rx。 (1)请写出测金属丝电阻率的表达式:ρ = (用上述测量量的字 母表示) 。 (2)若实验中测量金属丝的长度和直径时,刻度尺和螺旋测微器的示数分 别如图所示,则金属丝长度的测量值为 l= cm,金属丝直径的测量值为 d= mm。

13.金属杆在均匀磁场中以角速度? 绕竖直轴 OO?转动(如 图) ,磁感应强度为 B,方向竖直向下。图中 R 和?均为已知。 则金属杆两端的电势差为_____________。

O R B

?
O’

3

第 Ⅱ 卷
一、选择题: (40 分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

答案

二、填空题: (每空 3 分,共 18 分)

11:

13:

12: 三、计算题(本题共 3 小题,共 42 分)解答应写出必要的文字说明、方程式和 重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题答案中必须明确 写出数值和单位) 14.(13 分)一水平的浅色长传送带上放置一煤块(可视为质点) ,煤块与传送带 之间的动摩擦因数为μ 。初始时,传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒 定的加速度 a0 开始运动,当其速度达到 v0 后,便以此速度做匀速运动。经过一 段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动。 求此黑色痕迹的长度。

4

15. (14 分)三块相同的金属平板 A、B、D 自上而下水平放置,间距分别为 h 和 d,如图所示。A、B 两板中心开孔,在 A 板的开孔上搁有一金属容器 P,与 A 板 接触良好, 其内盛有导电液体。A 板通过闭合的电键 S 与电动势为 U0 的电池的正 极相连,B 板与电池的负极相连并接地。容器 P 内的液体在底部小孔 O 处形成质 量为 m,带电量为 q 的液滴后自由下落,穿过 B 板的开孔 O? 落在 D 板上,其电 荷被 D 板吸附,液体随即蒸发,接着容器底部又形成相同的液滴自由下落,如 此继续。设整个装置放在真空中。 (g=10m/s2) (1)D 板最终可达到多高的电势? (2) 设液滴的电量是 A 板所带电量的 a 倍 (a=0.02) , A 板与 B 板构成的电容器的电容为 C0=5×10-12F,U0=1000V,m=0.02g, h=d=5cm.试计算 D 板最终的电势值; (3)如果电键 S 不是始终闭合,而只是在第一个液滴形成前 闭合一下,随即打开,其他条件与(2)相同.在这种情况下, D 板最终可达到电势值为多少?说明理由。

5

16.(15 分)在以坐标原点 O 为圆心、半径为 r 的圆形区域内,存在磁感应强度 大小为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。一个不计重力的带电粒 子从磁场边界与 x 轴的交点 A 处以速度 v 沿-x 方向射入磁场,它恰好从磁场边 界与 y 轴的交点 C 处沿+y 方向飞出。

(1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷



(2)若磁场的方向和所在空间范围不变, 而磁感应强度的大小 变为 B′,该粒子仍从 A 处以相同的速度射入磁场,但飞出 磁场时的速度方向相对于入射方向改变了 60°角,求磁感应强度 B′多大?此次 粒子在磁场中运动所用时间 t 是多少?

6


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