广州市75中学高二物理科竞赛试题（10年3月）

1B100muA广州市75中学高二物理科竞赛试题（10年3月）姓名班级_________得分__________(满分100分时间90分)一、填空题(每小题8分,共40分)1、如图所示，六面体框架由12个不同电阻组成，已知R1=12Ω，其余未知，测得A、B间总阻为4Ω，若R1变为6Ω，则A、B间电阻变为多大。2、如图所示，光滑水平地面上有木块A和B，在水平推力作用下作匀加速直线运动，加速度为a，木块A和B的质量分别为mA和mB，两者之间有一轻弹簧相连，某时刻撤去外力，则这一瞬间木块A的加速度大小为，B的加速度大小为。aF(第2题图)3、如图所示，河道宽L＝100m，河水越到河中央流速越大，假定流速大小u＝0.2xm/s（x是离河岸的垂直距离）一汽船相对水的航速是10m/s，它自A处出发，船头垂直河岸方向渡河到达对岸B处，则过河时间为s，AB直线距离为m。4、如图所示的电路中，R1=4Ω，R2=10Ω，R3=6Ω，R4=3Ω，a、b为接线柱，电路两端所加电压为24V，当a、b间接入一理想电流表时，它的示数应是______A(保留两位有效数字)5、如图（a）所示，一滑块在光滑曲面轨道上由静止开始下滑h高度后进入水平传送带，传送带的运行速度大小为v＝4m/s，方向如图。滑块离开传送带后在离地H高处水平抛出，空气阻力不计，落地点与抛出点的水平位移为s。改变h的值测出对应的s值，得到如图（b）所示h≥0.8m范围内的s2随h的变化图线，由图线可知，抛出点离地高度为H＝__________m，图中hx＝__________m。s2/m2963200.8hx3.2h/m（b）hLvHS（a）UR1R3R2R4abR1AB2二、计算题（共60分）6、（20分）某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v-t图象，如图所示（除2s-10s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）。已知在小车运动的过程中，2s-14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥控而让小车自由滑行，小车的质量为1.0kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变。求：（1)小车所受到的阻力大小：(2)小车匀速行驶阶段的功率；（3）小车在加速运动过程中位移的大小．37、(20分)质量分别为m1和m2的两个小物块用轻绳连结，绳跨过位于倾角＝30°的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮与转轴之间的摩擦不计，斜面固定在水平桌面上，如图所示．第一次，m1悬空，m2放在斜面上，用t表示m2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间．第二次，将m1和m2位置互换，使m2悬空，m1放在斜面上，发现m1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为3t．求m1与m2之比．m1m248、（20分）)如图所示，两根正对的平行金属直轨道MN、M´N´位于同一水平面上，两轨道之间的距离l=0.50m，轨道的MM´端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻，NN´端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N´P´平滑连接，两半圆轨道的半径均为R0=0.50m．直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64T的匀强磁场中，磁场区域的宽度d=0.80m，且其右边界与NN´重合．现有一质量m=0.20kg、电阻r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处．在与杆垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F，结果导体杆ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP´．已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数μ=0.10，轨道的电阻可忽略不计，取g=10m/s2，求：（1）导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流大小和方向；（2）导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量；（3）导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热．aFBsdbRMNPM′N′P′5广州市75中学高二物理科竞赛试题（10年3月）参考答案1、3Ω2、mBa／mA，a3、10，5054、6.75、10，1.6，6．解：（1）要求小车所受到的阻力，从14s后小车自由滑行只受到阻力作用就可求得f=ma=mv2-v0t3=1.06-04N=1.5N(2)小车匀速行驶的功率：Ｐ=Fv2=fv2(匀速时牵引力F和阻力f相等)=1.56W=9W(3)小车在0～2s时的位移：s1=12v1t1=1232m=3m小车在2～10s内做变加速直线运动，由动能定理，得Ｐt2-fs2=12mv22-12mv12小车在2～10s内的位移：s2=Ｐt2-12mv22+12mv12f=39m(将Ｐ=9W,m=1.0kg，v2=6m/s,v1=3m/s,f=1.5N代入)所以小车在加速运动过程中位移的大小：s=s1+s2=3m+39m=42m7、解：第一次，小物块受力情况如图所示，设T1为绳中张力，a1为两物块加速度的大小，l为斜面长，则有1111amTgm(1)1221sinamgmT(2)2121tal(3)第二次，m1与m2交换位置．设绳中张力为T2，两物块加速度的大小为a2，则有2222amTgm(4)2112sinamgmT(5)22321tal(6)由(1)、(2)式注意到=30°得gmmmma2121122(7)由(4)、(5)式注意到=30°得gmmmma2112222(8)由(3)、(6)式得921aa(9)由(7)、(8)、(9)式可解得191121mm(10)68．解：（1）设导体杆在F的作用下运动至磁场的左边界时的速度为v1，根据动能定理则有（F-μmg）s=21mv12导体杆刚进入磁场时产生的感应电动势E=Blv1此时通过导体杆上的电流大小I=E/（R+r）=3.8A（或3.84A）根据右手定则可知，电流方向为由b向a（2）设导体杆在磁场中运动的时间为t，产生的感应电动势的平均值为E平均，则由法拉第电磁感应定律有E平均=△φ/t=Bld/t通过电阻R的感应电流的平均值I平均=E平均/（R+r）通过电阻R的电荷量q=I平均t=0.512C（或0.51C）（3）设导体杆离开磁场时的速度大小为v2，运动到圆轨道最高点的速度为v3，因导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高点，根据牛顿第二定律对导体杆在轨道最高点时有mg=mv32/R0对于导体杆从NN′运动至PP′的过程，根据机械能守恒定律有21mv22=21mv32+mg2R0解得v2=5.0m/s导体杆穿过磁场的过程中损失的机械能△E=21mv12－21mv22=1.1J此过程中电路中产生的焦耳热为Q=△E-μmgd=0.94J