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地都中学高二物理竞赛试题


地都中学高二物理竞赛试题
一、不定项选择题(每题 4 分,共 40 分,每题有一个或一个以上的选项是符合题目要求
的,请将答案填在答案卡上。 ) 1、如图所示,轻质细杆 OA,0 端为转轴,固定于竖直墙 壁上,A 端绕接(固定)两条细绳,一绳栓重物 G,另一 绳跨过墙上的滑轮用力 F 拉, 杆与墙壁夹角为 ? , 当? 从 180°极其缓慢地变小到 0°的过程

中( A.杆的弹力先变大,后变小 B.杆的弹力大小始终不变 C.拉绳的力 F 一直由大变小 D.拉绳的力先变大,后变小 ) α O 0 G F A

2、甲车速度 v1= 10 m / s,乙车速度 v2=4 m / s,两车在同一道路的不同一车道上作同方向 的匀速直线运动,随后在甲车追上乙车时,甲车立即刹车作加速度大小为 a=2 m / s2 的匀减 速运动,于是两车将再次相遇,设两车先后两次相遇的时间间隔为 t,两次相遇的距离为 s, 则( ) A、t=6 s,s=24 m, B、t= 5 s ,s=20 m, C、t=5 s,s=25 m, D、t=6.25 s,s=25 m。 3、某人造卫星绕地球做匀速圆周运动,设地球半径为 R,地面重力加速度为 g,则下列判断 正确的是( ) A、人造地球卫星的最小周期是 2? R/g B、地球的平均密度为 3g / 4?GR C、卫星在距地面高 R 处的绕行速度为 Rg /2 D、卫星在距地面高 R 处的重力加速度为 g/4 4、一质量为 m,带电量为 q 的基本粒子(重力不计) ,从两块分别与某电源正负极相连的平 行金属板的正中间垂直于电场方向射入,当粒子以 v0 速度射入时恰好穿过电场而不碰极板, 如果粒子入射速度变为 v0/2,要使粒子穿过电场时仍然不碰极板,则在其它条件不变的情 况下,可达到要求的办法是( ) A、只使极板距离增加到原来的 2 倍。 B、只使极板距离增加到原来的 4 倍。 C、只使粒子带电量减少到原来的 1/4。 D、只使电源电压减小到原来的 1/2。 5、如图所示,一根不光滑 的长竖直绝缘杆,套有一个质量为 m,带 ... 正电 q 的小球,匀强电场 E 与匀磁磁场 B 互相垂直,E 和 B 都与杆垂 直,当小球由静止开始下落后( ) A.小球加速度不断减小,最后为零 B.小球加速度先增加后减小,最后为零 C.小球速度先增加后减小,最后为零 D.小球动能不断增大,直到达到某一最大值
1

E B

6、如图所示,矩形线圈面积为 S,匝数为 N,内阻为 r,绕 OO'轴以角速度ω作匀速转动, 在它从图示位置转过 90°的过程中,下面说法正确的是( A.通过电阻的电量为 B.通过电阻的电量为
NBS? 2 2 (R ? r)

)

NBS R?r

2 2 2 C.外力所做的功为 2 N B S ? ? (R ? r)

D.R 两端电压的有效值为

2 NBS ?

?

7、如图所示,要使金属环 C 向线圈 A 运动,导线 ab 在金属导 轨上应( )

A、向右做加速运动 B、向左做加速运动 C、向右做减速运动 D、向左做减速运动 8、如图7所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,副线圈向电阻R1、R2和R3供电, A为交 流电流表,V为交流电压表,开关S闭合后与闭合前相比( ) A、V示数变大,A示数变小,R1消耗的电功率变大 B、V示数变大,A示数变大,R1消耗的电功率大 C、V示数变小,A示数变小,R1消耗的电功率变小 D、V示数变小,A示数变大,R1消耗的电功率变小 9、一定质量的理想气体状态变化的 p ? T 图象如图所示, 由图象可知( )
p c

A、 气体在 a 、 b 、 c 三个状态的密度 ? a ?

?c ? ?b

a

B、 在 a ? b 的过程中,气体内能增加。 C、 在 b ? c 的过程中,气体分子的平均动能增大。 D、在 c ? a 的过程中,气体放热。 10、一质点作简谐振动,x-t 图象如图 6 所示,由图 可知( ) A.4s 末速度为零,加速度负向、最大 B.4s 末振子的位移为-0.02m C.振动周期是 5s,振幅是 0.02m D.1s 末,振动物体的速度为正向最大

b
0 T

2

二、填空题(每空 3 分,共 18 分,请把答案写在答题纸上。 )
11、 如图所示是在“研究平抛物体的运动”的实验中记录的一段轨 迹。已知物体是从原点 O 水平抛出,经测量 C 点的坐标为 (60,45)。则平抛物体的初速度 v0= m/s。

12、在“用油膜法估测分子大小”的实验时,油酸酒精溶液的浓度为每 104mL 溶液中有纯油 酸 6mL ,用注射器测得 lmL 上述溶液有 75 滴。把一滴该溶液滴人盛水的浅盘里,待水面稳 定后,将玻璃板放在浅盘上,在玻璃板上描出油酸膜的轮廓,在坐标纸上测得油酸膜的面积 约为 154cm2 。那么每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是 分子的直径是 m(取二位有效数字) 。 mL 。估算出油酸

13、市场上有一种用两节干电池供电的小型电风扇。某物理研究小组想粗测电风扇正常运 转时电能转化为机械能的效率。 于是找到了一台该种电风扇并从铭牌上读出了额定电压 U, 但是其它字迹看不清楚。该研究小组成员打开电风扇底座上的电源盖并取出了两节电池, 并从电风扇装电池处两端各接出一条引线,手边提供的器材有电流表、滑动变阻器、备用 电池若干节、电键、若干导线、固定电池的电池盒。 (1)该小组进行了如下的部分实验步骤,请写出第三步实验过程 ①按事先设计的电路连接各元件,并使滑 动变阻器的滑片处于使电路电阻最大处 ②合上开关,使滑动变阻器的滑片从最左 端开始缓慢移动,使电压表和电流表都有 明显的读数,但电风扇并未转动,读出此 时的电压表和电流表读数 U0、I0。 ③ 。 ④用测得的量表示出电动机正常运转时的 效率的表达式 。 ( 2) 按上述实验过程, 本实验的电路图应 选择 (填“甲”或“乙” ) 。

3

三、 计算题 (请把答案写在答题纸上, 第 14、 15 题各 10 分, 第 16、 17 题各 11 分, 共 42 分) 14、 (10 分) 如图所示, 一条长为 l 的细绳把一个质量为 m 小球悬于 l O 天花板下,再把细绳拉直呈水平后无初速释放, 途中细绳断裂, 结果 小球落地点 O?恰在悬挂点 O 的正下方, 已知天花板到地面的距离是
63 l , 32

求: 细绳所能承受的最大拉力? O?

15、 (10 分)如图所示,电源电动势 E0=8 V,内阻 R0=4 Ω .电阻 R1=R2=4 Ω ,AB 是一根长 l=1 m,电阻值 R=10 Ω 的电阻丝,电容 C=10 μ F,滑动变阻器滑片处于 A 端,试求: (1)开关 S 闭合后通过电阻 R1 的电流? (2)若滑片 P 以 4 m/s 的速度从 A 端向 B 端匀速滑动时,电流表 A 的示数为多大? 16、 (11 分)如图所示,在水平放置内壁光滑,截面积不等的气 缸里,活塞 A 的截面积 SA=10cm2,活塞 B 的截面积 SB=20cm2。 两活塞用质量不计的细绳连接,活塞 A 还通过细绳、定滑轮与质 量为 1kg 的重物 C 相连,在缸内气温 t1=227?C时,两活塞保持 静止,此时两活塞离开气缸接缝处距离都是 L=10cm,大气压强 P0 =1.0× 105Pa 保持不变,试求: C A B L L

(1)此时气缸内被封闭气体的压强; (2)在温度由 t1缓慢下降到 t2=-23?C过程中,气缸内活塞 A、B 移动情况; (3)当活塞 A、B 间细绳拉力为零时,气缸内气体的温度。 17、(11 分)如图所示,质量为 2g 的小球,带有 1×10―3 C 负电荷,静置于水平绝缘桌面 MN 上的 P 点,P 距右端点 N 的距离为 0.5 m,小球与水平桌面之间的动摩擦因数为 0.1,桌 面 MN 距水平面 OO′高度为 1.2 m。过 N 点的竖直 线右侧存在互相正交的匀强电场和匀强磁场, 电场方 向竖直向下,场强 E = 20N/C,磁场方向水平向里, 磁感应强度 B = 2.5 T。现突然在桌面正上方加一场 强也为 E,方向水平向左的匀强电场,使小球沿 MN 运动,最终落到水平面 OO′上。g 取 l0 m/s2,求: (1)小球从 P 点到刚落到水平面 OO′所需的时间; (2)小球从 P 点到刚落到水平面 OO′的运动过程中,机械能和电势能的改变量各是多少?
4

E M P N

B

O

O′

地都中学高二物理竞赛试题答题纸
班级: 姓名: 座号:

题项 得分







总分

一、选择题(每题 4 分,共 40 分,漏选得 2 分,不选或错选得 0 分)

题项 得分 题项 得分

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

二、填空题(每空 3 分,共 18 分)

11、v0= 12、 13、 (1) 、 ③ ④ (2) 、

m/s 。 mL; m


。 。 。

5

三、 计算题 (请把答案写在答题纸上, 第 14、 15 题各 10 分, 第 16、 17 题各 11 分, 共 42 分) 14、 (10 分) O l

O?

15、 (10 分)

6

16、 (11 分) L

L

A C B

7

17、 (11 分) E M P N B

O

O′

8

地 都 中 学 高 二 物 理 竞 赛 试 题 答 案
一、选择题(每题 4 分,共 40 分,漏选得 2 分,不选或错选得 0 分)

题项 得分 题项 得分

1 BC 6 B

2 D 7 CD

3 ABD 8 D

4 AC 9 BD

5 AD 10 A

二、填空题(每空 3 分,共 18 分)

11、v0=2.0 m/s 12、8.0×106

mL,

5.2 ×10-10 m



13、 (1)③调节滑动变阻器,使电风扇正常转动,读出此时电压表示数 U,电流表示数 I;


I 0U ? IU 0 I 0U

(2 )



9

三、计算题(共 42 分) 14、解: 设小球在图中? 位置时, 细绳的张力达到其所能承受的值 Fm, 此时小球的速度设为 v, 如图所示, 则 mgl?sin? = 1 mv 2 2 Fm- mgsin? = m v vsin??t = lcos? vcos?? t + 1 gt 2 = 63 l ? l sin ? 32 2 解得: Fm = 2mg
2

l O

?
v1 v
?

l

v2

O?

15、解: (1)R1,2=

R1R2 =2 Ω R1 ? R2 E 8 I= A=0.5 A ? R ? R1, 2 ? r0 10 ? 2 ? 4
故电阻 R1 I1=

0.5 A =0.25 A. 2

(2)AB 两端电压 UR=IR=0.5×10 V=5 V AB 上单位长度的电压为 UR/l,在Δ t 时间内电容器 C 两极板的电压增加量为 Δ UC=

UR ·vΔ t l ?Q ?t

① ②

在Δ t 时间内电容器电荷的增加量为Δ Q=CΔ UC 电流表示数 IA= ③

由①②③式解得 IA=C·

UR 5 ·v=10×10-6× ×4 A=200 μ A. l 1

10

16、解:(1)根据受力平衡 P1=P0+

L

L

mg 1 ? 10 =1.0× 105+ Pa S A ? SB (20 ? 10) ? 10?4
A C B

=1.1×105Pa (2)温度降低后,气缸内活塞 A、B 向左移动。 (3)当活塞 A、B 间细绳拉力为零时,气体压强变化 P2=P0-

1 ? 10 mg =1.0× 105Pa=0.9× 105Pa 10 ? 10 ? 4 SB

再根据理想气体状态方程:

p1V1 p2V2 ? T1 T2
1.1 ? 105 ? 0.1 ? (10 ? 20) ? 10?4 0.9 ? 105 ? 0.2 ? 10 ? 10?4 = 227 ? 273 T
解得 T=273K

17、解: (1)根据题意小球从 P 到 N 做匀加速直线运动, 进入复合场后,因 mg = 2×10―2 N,qE =2×10―2N,所以 小球在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动。 从 P 到 N 的过程有:Eq-μmg=ma 解得 a=9m/s2 ∴ VN ? 2aSMN ? 3m / s t1=VN/a=1/3 s 进入复合场后,由 qvB= mv2/R 知:轨道半径 R=mv/qB=2.4m 又因 h=1.2 m,故小球在复合场中运动轨迹对应的圆心角为 60° ∴ t2=T/6=πm/3qB=1.6π/3 s ∴ t=t1+t2= (1+0.8π)/3 s (2)小球机械能的改变量 ?E机 ? ?mgh ? mV 2 ? ?1.5 ?10?2 J 小球电势能的改变量 ?Ep ? ?EqLMN ? Eqh ? 1.4 ?10?2 J O M P N

E

B

O′

1 2

11


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