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2011宁波市高二物理竞赛试题


宁 波 市 高 二 物 理 竞 赛 试 题
考试时间 3 小时,满分 200 分
题号 得分 评卷人

2011 年 12 月
23 总分





18

19

20

21

22<

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一.选择题(共 10 题,每题 5 分,共 50 分,有些题有多个选项是正确,把答案填在指定的括号内) 1.对下列物理概念或物理现象的说法,正确的是( ) A.功是物体能量多少的量度 B.热量用来量度物体热能多少的物理量 C.力是使物体获得速度的原因 D.速度是使物体具有惯性的原因 E.做匀速直线运动的物体机械能必定守恒 F.摩擦力可以是物体运动的动力 2. 如图所示, 质量为 m 的小物块 A 静止地放在半径为 R 的半球体上, 物块与半球体间的动摩擦因数为 μ, 物块与球心的连线与水平地面的夹角为θ ,下列说法中正确的是( ) A.地面对半球体的摩擦力方向水平向左 B.地面对半球体的摩擦力方向水平向右 C.物块所受摩擦力大小为 mgcosθ D.物块所受摩擦力大小为 μmgsinθ 3.如图所示,一带电粒子沿着图中曲线,穿过一匀强电场,a、b、c、d 为匀强电场的等势线,且 ,不计粒子所受的重力,则 ???? ?b?c?d a ( )

A.该粒子一定带负电。 B.若粒子从 A 运动到 B,则粒子的电势能增加。 C.若粒子从 B 运动到 A,则粒子的动能增加。 D.曲线 L 是一段抛物线。 4.如图所示电路中,电源的电动势为 E,内电阻为 r,当滑动变阻器的滑片 P 由 a 向 b 滑动的过程中, 电流表、电压表(均为理想表)的示数变化情况是( ) A.电流表示数一直减小,电压表示数一直增大 B.电流表示数一直增大,电压表示数一直减小 C.电流表示数先增大后减小,电压表示数先减小后增大 D.电流表示数先减小后增大,电压表示数先增大后减小 5.甲、乙两位同学多次进行百米赛跑,每次都是甲比乙提前 10 m 到达终点.那么以下情况下,对于谁 先到达终点的判断正确的是 ( ) A.若甲远离起跑点 10 m,同时起跑,则仍是甲先到达终点。 B.若乙的起跑点往前 lOm,同时起跑,则乙先到达终点。 C.若乙先跑 10m 甲再起跑,则乙先到达终点。 D.若乙先跑 0.5 s,甲再起跑,则乙先到达终点。 7.如图所示,在匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电场的场强为 E,方向 竖直向下, 磁场的磁感应强度为 B, 方向垂直纸面向里, 一质量为 m 的带电质点, 在场内的一竖直平面内做匀速圆周运动,则可判断该带电质点 ( ) A.带有电荷量为

mg 的正电荷 E

B.沿圆周逆时针运动

C.运动的角速度为

gB E

D.运动的速率为

E B

7.如图所示,小车上一木块用呈水平的轻质弹簧连接着,且弹簧处于伸长 状态.开始时整个装置静止,水平面光滑。现对小车施加一个水平向右 且从零起逐渐增大的力,考虑从力作用起到木块刚要开始滑动的过程, 木块受到的摩擦力 ( ) A.逐渐增大,方向始终向左。 B.逐渐减小,方向始终向左。 C.先增大后减小,方向从向左变为向右。 D.先减小后增大,方向从向左变为向右。 E.先增大后减小,方向一直向左。 F.先减小后增大,方向一直向左。 8. 两根光滑的金属导轨, 平行放置在倾角为θ 的斜面上, 导轨的下端接有电阻 R, 导轨的电阻忽略不计. 斜 面处于一匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向上.质量为 m、电阻不计的金属棒 ab 在沿斜面且与棒垂直的 恒力 F 的作用下, 沿导轨加速上滑 h 高度, 如图所示. 则在这一过程中( ) A.F 对棒做的功等于棒增加的机械能 B.F 和安培力对棒做的总功等于棒增加的机械能 C.F 和安培力对棒做的总功等于棒增加的机械能加上电阻 R 增加的内能 D.安培力对棒做的功的值等于电阻 R 上产生的焦耳热 9.空间存在一个有竖直边界、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域。现将一个等腰梯形闭合导线框,从 图示位置垂直于磁场方向匀速拉过这个区域,磁场边界及等腰梯形的尺寸如图所示,则下面四个图中能 正确反映该过程线框中感应电流随时间变化的图象是 ( )

10.如图所示,固定的斜面底端静止一个物体,物体与斜面的动摩擦因数为 μ,第一次用平行斜面的恒 力 F1 推,第二次用水平的恒力 F2 推,中途都撤去推力,结果都能使物体刚好滑上斜面顶端而静止,而 且所花的时间相等,则下列判断正确的是 ( ) A.F2 作用时间比 Fl 作用时间长。 B.两次克服摩擦力做的功一样多。 C.F2 做的功比 Fl 做的功多。 D.F2 的最大瞬时功率比 F1 的最大瞬时功率大。 二.填空题(共 7 题,每题 8 分,共 56 分,把答 案填在指定的横线上) 11.2011 年 11 月 3 日凌晨 1 点多,在距地面 343km 甘肃、陕西上空发生了将会永久载入史册的历史性 一幕,中国航天人实现了两个航天器的完美对接,标志着中国航天迈入了空间站时代。这两个航天 器的名称是 。已知地球半径 R=6400km,第一宇宙速 v1=7.9 km/s,航天器运行 轨道为圆轨道,则航天器运行的速度大小为 km/s。(取二位有效字) 12.地球同步卫星的加速度为 a1,线速度为 v1;近地轨道(轨道半径可近似认为等于地球 半径)运行的人造卫星加速度为 a2,线速度为 v2;静止在地球赤道上的物体加速度为 a3,线速度为 v3,则 a1、a2、a3,的大小关系为 ,v1、v2、v3 的大小关 系为 。 13.如图所示,两块固定的木板 A、B 之间夹着一块长方体木块 C,木块重 6 N,木板 A、B 对 C 的压力

大小都是 10 N,C 与 A、B 之间的动摩擦因数都为 0.4,今对 C 施以一外力 F,将 C 从 两板间水平向前匀速拉出, F 的大小为 则 N。 若对 C 施加水平向前外力 F’ 将 C 从两板间拉出,则 F’的大小为 N。 14.如右图所示的电路,电源电动势为 E,内阻不计。其余各元件的参数如图中所标,现 将开关 S 闭合,待电路稳定后,电容为 C 的电容器所带的电荷量为 ,电容 为 2C 的电容器所带的电荷量为 。 15.如图所示,一水平的传送带(足够长)上放置一质量为 m 的煤块(可视为质点),煤块与传送带间的动 摩擦因数为 μ。开始传送带和煤块都是静止的,现让传送带以恒定的加速度 a 开始运动,当其速度达到 v 后便匀速运动.经过一段时间,煤块在传送带上留 下了一段黑色的痕迹。不计煤块质量的变化,则传送带上黑色痕迹的长度 为 。由于煤块与传送带的摩擦产生的热量为 。 16.如图所示,从平直斜坡(足够长)上的 A 点,以 9J 的初动能水平抛出一个小球, 小球到达斜坡上的 B 点时动能为 21J,则斜坡的倾角 a= 。若在 A 点再平抛 另一小球,其初动能为 15J,它到达斜坡上时的动能为 J。 17.如图所示,金属杆 ab 放在光滑的水平金属导轨上,与导轨组成闭合矩形电路,矩形长 l1 宽 l2,回路 总电阻为 R,回路处在竖直方向的匀强磁场中,金属杆用水平轻绳通过定滑轮 连接重为 G 的木块,磁感应强度从 B0 开始随时间均匀增强,不计一切摩擦, 则金属棒所受的安培 力随时间 t 变化的表达式 。若 l1=0.8 m, 2=0.5 m, ,l R=0.2Ω,G=0.4 N,B0=1T,当 T=5 s 时木块开始要离开地面,则 前 5s 时间回路产生的焦耳热 Q= 。 三.计算题(共 6 题,12+12+14+16+20+20 分,共 94 分,必须要有解答过程,只写出结果不能得分) 18.测量一只量程已知的电压表的内阻,可供选择的器材如下: A.待测电压表一只(量程 3V,内阻约 3kΩ)。 B.电流表一只(量程 0.6A,内阻 0.1Ω)。 C.定值电阻一个(R=3kΩ,额定电流 0.5A)。 D.电池组(电动势 略小于 3V,内阻不计) E.单刀开关两个 F.导线若干 (1)请设计一个测量电压表内阻的电路,画在右边的方框中。 (2)简要写出测量主要步骤,并用相应符号记录测得的物理量。 (3)写出测得的电压表内阻 Rv 的表达式。

19.某处高楼着火,消防队员救了一个小孩后,从距地面 h=34.5 m 处的窗户外沿一条竖直悬垂的救生 绳滑下,为缩短下滑时间,起先消防员手脚对悬绳施加 F1=640N 的压力,使自己匀加速滑下,一段时间 后, 消防员手脚对悬绳施加 F2=2080N 的压力, 使自己匀减速下滑, 滑至地面时速度达到安全速度 v=3 m/s, 己知两人的总质量 m=80 kg,手脚与悬绳的动摩擦 μ=0.50,求消防员滑至地面所花的时间。

20.如图所示,一根不可伸长的细轻绳,跨过光滑的水平固定的细轴 O,两端分别连接质量均为 m 的小 球 A 和物块 B,物块 B 置于 O 点正下方的水平地面上,拉直细绳使 OA 水平,此时 OA 的长度为 L,然后 释放小球 A。(1)小球 A 绕轴 O 转过多大角度,物块 B 开始上升。(2)若当 A 球转到 0 点正下方时,物块 B 的速度达到 v,求此时 A 球速度的大小和方向。(设 A 与 B 不会相碰)

21.如图所示,粗糙的平行金属导轨倾斜放置,导轨电阻不计,顶端 QQ'之间连接一个阻值为 R 的电阻 和开关 S,底端 PP'处有一小段水平轨道相连,匀强磁场方向垂直于导轨平面.断开 S,使一根质量为 m、 长为 l、电阻不计的金属棒从 AA'处静止起滑下,结果落在水 平面上的 FF'处;闭合 S,使金属棒仍从 AA'处静止起滑下, 这次落在水平面上的 EE'处,测得相关数据如图所示,忽略金 属棒经过轨道拐弯处的动能损失.(1)开关 S 断开时,求金属 棒下滑的加速度大小。(2)第二次滑下过程,求电阻 R 上产生 的热量 Q。(3)开关 S 仍闭合,再一次让金属棒从轨道上另一 位置 CC'处静止起滑下, 结果金属棒仍落在水平面上的 EE'处, 求磁感应强度 B 的大小。

22.有一匀强电场,在与电场线平行的平面 P 内有 A、B、C 三点,AB=d, BC=2d,且 AB 垂直 BC,如图所示,一电子(电荷量为-e,e>0)在平面 P 内从 B 点射出经过 A 点, 动能减小 W(W>O),一质子(电荷量为 e)在平面 P 内从 B 点射出经过 C 点,动能增加 2W,不计粒子的重力,求:(1)电场强度 E 的大小和方向。(2)指出电子在 B 点射出时 的可能方向。(3)己知质子的质量为 m,求出质子在 B 点射出时的最小速度大小。

23.如图所示,图中虚线 MN 是一垂直纸面的平面与纸面的交线,在平面右侧的 半空间存在一磁感应强度为 B 的匀强磁场,方向垂直纸面向外,O 是 MN 上的一 点,从 O 点可以向磁场区域发射电荷量为+q、质量为 m、速率为 v 的粒子,粒子 射入磁场时的速度可在纸面内各个方向。已知先后射入的两个粒子恰好在磁场 中给定的 P 点相遇,P 点到 O 点的距离为 L,不计粒子的重力及粒子间的相互作 用。(1)求这两个粒子从 O 点射入磁场的时间间隔.(2)题述中“先后射入的两 个粒子恰好在磁场中给定的 P 点相遇” ,而对 P 点的位置没有限制条件,有人提 出疑问:难道对磁场中任意位置的 P 点,这样的两个粒子都存在?请你研究这个 问题,解答这个疑问。


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