第1页共4页上海市第十届高二物理竞赛复赛试题说明:1、本卷共四大题,满分150分,答卷时间为120分钟。2、答案及解答过程均写在答卷纸上。其中第一、二大题只要写出答案,不写解答过程;第三、四大题要写出完整的解答过程。3、本卷中g取10米/秒2。一.选择题(以下每题中有一个或一个以上选项符合题意,每小题5分,共40分。)1.一标定为“220V,60W”的白炽灯泡,假如使加在其上的电压由0—220V慢慢升高,则下列U—I图线中肯定不符合实际的是2.如图所示,A、B为两种不同金属材料制成的导体,它们紧密接触,而且横截面积相同。已知A的电阻率大于B的电阻率,a、b分别为两种导体内部的点。在导体两端加一个恒定电压U,导体内有恒定电流I通过。则(A)因为a、b都在导体内部,所以a、b两点的电场强度都为0。(B)导体内部为匀强电场,a、b两点的电场强度大小相等,方向相同。(C)a、b两点的电场强度方向相同但大小不同。(D)a、b两点的电场强度方向、大小都不相同。3.匀强磁场中有四个由细导线弯曲而成的平面回路。磁场方向垂直纸面向里。如图描绘了当磁场逐渐减弱时,回路中产生的感应电流的方向,其中错误的是4.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。(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。UIUIUIUI(A)(B)(C)(D)OOOOUabABabv0(A)(B)(C)(D)××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××第2页共4页5.有一“不倒翁”,由半径为R的半球体与顶角为60º的圆锥体组成(如图),它的重心在对称轴上。为使“不倒翁”在任意位置都能恢复竖直状态,则该“不倒翁”的重心到顶点的距离必须大于(A)34R。(B)2R。(C)R3。(D)条件不足,无法确定。6.在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电量为q、质量为m的带电球体,管道半径略大于球体半径。整个管道处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直。现给带电球体一个水平速度v0,则在整个运动过程中,带电球体克服摩擦力所做的功可能为(A)0。(B)2021mv。(C)22021qBmgvm。(D)22021qBmgvm。7.如图,用等长绝缘线分别悬挂两个质量、电量都相同的带电小球A和B,两线上端固定于同一点O。将B球固定在O点正下方。当A球静止时,两悬线夹角为。在以下情况中,夹角保持不变的是(A)同时使A球的质量和电量都减半。(B)同时使A、B两球的质量和电量都减半。(C)同时使两悬线长度减半。(D)同时使两悬线长度和两球的电量都减半。8.一带电小球固定于相对地面作匀速直线运动的车上。车上坐着一个观察者甲,地面上站着另一个观察者乙,则(A)甲观察到空间既不存在电场也不存在磁场,乙观察到空间存在着磁场但不存在电场。(B)甲观察到空间存在着电场但不存在磁场,乙观察到空间存在着磁场但不存在电场。(C)甲观察到空间不存在电场但存在着磁场,乙观察到空间存在着电场但不存在磁场。(D)甲观察到空间存在着电场但不存在磁场,乙观察到空间既存在着电场也存在着磁场。二.填空题(每小题6分,共36分。)9.如图所示,六面体框架由电阻值分别为R1、R2、R3、R4的电阻组成,则A、B两点间的等效电阻为。60ºABOR1R1R1R3R3R4R3R4R4R2R2R2AB××××××××××××××××××××××××Bv0第3页共4页10.如图电路中电源电动势=12V,电源内阻r=1,电阻R1=3,R2=2,R3=6,电容C1=4F,C2=1F。当S1合上,S2断开时,C1两端的电压为V,然后再合上S2,则R3上通过的电量为C。11.如图,质量分别为m、2m的两个物体用一根不可伸长的轻绳栓住后挂在一个光滑轻滑轮上,两物体距地面高度均为H,绳子足够长。物体由静止开始运动,物体与地面碰撞为完全非弹性碰撞,则其中有一物体撞地后能从地面上升,上升的最大高度为。12.如图所示,一滑块在光滑弯道上由静止开始下滑h高度后进入水平传送带,传送带水平部分长为L=4m,与滑块的动摩擦因数0.2,传送带的运行速度v=4m/s,方向如图。若滑块离开传送带时的速度为v,试画出2v随h的变化图线,并在图中标出关键点的坐标值。13.将一根均匀弦线沿水平的x轴放置,将弦拉紧并固定两端,其中弦的右端固定在x=25cm处。现对位于坐标原点处的弦上一点施加一个垂直于弦线方向的扰动,其位移随时间变化关系如图,该扰动将沿弦线传播而形成一个波(孤立的脉冲波)。已知该波在弦线中的传播速度为2.5cm/s,当其向右传播到达固定点时将发生反射,由于反射波与入射波的叠加,使弦线在反射点处的位移始终为零。由此概念出发,并设波在传播和反射过程中都没有能量损失。试准确地画出扰动开始后,t=2.5s、t=10.5s和t=12.5s时的波形图。14.一弹簧振子作简谐振动的位移—时间曲线及速度—时间曲线如图,定性画出该弹簧振子系统速度随位移的变化关系。HrR1R2R3C1C2S1S2ottvtxotABLhy(cm)t(s)1.01.02.03.04.02.50.50第4页共4页三.实验题(本题共14分)15.原用伏安法测一个阻值较大的电阻,使用6V电源、0~15V电压表、0~10mA电流表。由于电表内阻的影响会造成测量误差,为了避免此误差,在原有器材之外再提供一只高精度的电阻箱和单刀双掷开关,试设计一个新的实验测量该未知电阻。(1)画出实验电路图(2)说明实验步骤(3)说明需要测量的量及如何获得待测电阻的值。四.计算题(本题共60分)16.(本题16分)在水平面上有两个半径均为R的圆环A和B,其中A环固定不动,B环以速度v0作匀速直线运动。设在t=0时,A、B两环完全重合,之后B环继续运动。从两环完全重合到两环完全分离,需要一个过程,在此过程中两环的交点M(如图所示)的位置不断变化。试导出此过程中:(1)M点相对于圆环A的速度v与时间变量t的关系式。(2)点相对于圆环A的向心加速度a与时间变量t的关系式17.(本题20分)一热气球具有不变的容积VB=1.1m3,气球外层材料的质量m=0.187kg,其体积与VB相比可忽略不计。此时外界地面的大气密度ρ1=1.2kg/m3,大气温度t1=20ºC,大气压强p1=1.013×105Pa。求:(1)气球内部热空气的温度t2为多高时,气球刚好能浮起。(2)使气球内部空气的温度升高到t3=110˚C,并始终保持不变。再把气球下端与大气相通的阀门关闭,使气球内部的空气密度也保持恒定。求气球上升到多高才能处于平衡状态。已知当离地面的高度h远小于地球半径时,高h处大气密度ρh与地面大气密度ρ1的关系为)1(111pghh。18.(本题12分)如图(a)所示,在一平静的水面上有两个相干波源S1,S2,二者之间相距为d。两波源振动时位移随时间变化规律如图(b)所示。两波源振动后,在水面上出现清晰稳定的干涉图样。现由于某种原因,波源S2的振动周期发生了微小变化,由T变为T´(TT´),此时发现S1、S2连线上的加强区和减弱区会发生移动,某时刻S1和S2连线上某点A刚好为振动加强点,求:此时该加强点的移动方向和移动速度(设水波速度为v)。19.(本题12分)一个光滑直槽长为L,固定在水平面上,直槽两端有竖直挡板,槽内有两个质量相同的光滑小球。设水平向右为x轴正方向,初始时小球1位于x=0处,速度为v,运动方向向右;小球2位于x=L处,速度为2v,运动方向向左,如图所示。小球间的碰撞是完全弹性的,而小球每次与槽壁碰撞,都使小球的速度大小减为碰撞前的二分之一。问:在那些时间段内两小球的速度大小、方向相同?速度大小为多少?(提示:本题可利用图象法求解)dAS1S2(a)ytTO(b)12Oxv2vLMABOARv0OBR