彭泽县第一中学高二物理竞赛试题

彭泽县第一中学高二物理竞赛试题（时间150分钟，卷面分150分）一、选择题（本题共10小题，每小题6分，共60分。在每个小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对的得6分，选不全的得3分，）1.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于平衡状态。现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中（）A.F1保持不变，F3缓慢增大B.F1缓慢增大，F3保持不变C.F2缓慢增大，F3缓慢增大D.F2缓慢增大，F3保持不变2.如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，当S闭合与断开时，A、B的亮度情况是（）A.S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭B.S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭C.S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光D.S闭合足够长时间后，B立即熄灭发光，而A逐渐熄灭3.足够长的光滑绝缘槽，与水平方向的夹角分别为α和β（α＜β），如图所示，加垂直于纸面向里的磁场，分别将质量相等，带等量正、负电荷的小球a和b，依次从两斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上的运动，下列说法中正确的是（）A．在槽上a、b两球都做匀加速直线运动，aa＞abB．在槽上a、b两球都做变加速直线运动，但总有aa＞abC．a、b两球沿直线运动的最大位移分别为Sa、Sb，则Sa＜SbD．a、b两球沿槽运动的时间分别为ta、tb，则ta＜tb4．如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动。若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能（）A．变为0B．先减小后不变C．等于FD．先增大再减小5．如图所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处在与杆垂直的水平方向的匀强磁场中，现使滑环获得向右的初速度，滑环在杆上的运动情况可能是（）A．始终作匀速运动B．先作加速运动，后作匀速运动C．先作减速运动，后作匀速运动D．先作减速运动，最后静止在杆上6.如图所示电路中电表都是理想电表。某同学按此电路进行实验，将变阻器的滑动触片P移到不同位置，观察各ABFLABRSC电表的示数，记录下多组数据。关于该实验的下列说法中正确的是()A．通过实验，能够测定R2和R3的阻值，不能测定R1的阻值B．通过实验，能够测定电源电动势E的大小，但不能测定电源内阻r的值C．若调节滑动变阻器Rp时，电压表V2示数始终为零，其它三个电表读数有变化，可能原因是R1发生断路故障D．若调节滑动变阻器时各电表示数均不变，可能原因是R2发生断路故障7．如图所示，一根质量为m、长为L的匀质链条，一端位于光滑的水平桌面上，另一端少许下垂于桌子边缘，并绕过光滑的定滑轮从静止开始下滑．设桌面足够高，则链条在下滑的过程中，对滑轮产生的最大压力是（）A．41mgB．42mgC．22mgD．mg8.如右图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ.现给环一个向右的初速度v0，同时对环施加一个竖直向上的作用力F，并使F的大小随v的大小变化，两者关系F＝kv，其中k为常数，则环在运动过程中克服摩擦所做的功大小可能为()A.12mv20B．0C.12mv20＋m3g22k2D.12mv20－m3g22k29．摄影组在某大楼边拍摄武打片，要求特技演员从地面飞到屋顶如图所示。若特技演员的质量m=50kg，人和车均视为质点，g=10m/s2，导演从某房顶离地H=8m处架设了轮轴,轮和轴的直径之比为2:1。若轨道车从图中A前进s=6m到B处时速度为v=5m/s，则由于绕在轮上细钢丝拉动特技演员CA．上升的高度为5mB．在最高点具有竖直向上的速度3m/sC．在最高点具有的机械能为2900JD．钢丝在这一过程中对演员做的功为1225J10.均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极等少数地区外的“全球通信”，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，同步卫星所在轨道处的重力加速度为g/，地球自转周期为T，下面列出的是关于三颗卫星中任意两颗卫星间距离S的表达式，其中正确的是：①332224TgR②332224TgR③3R/gg④R32A.①③B.②④C.①④D.②③二、填空题（本题共3小题，每小题6分，共18分）11．如图所示，一个均匀的带电圆环，带电量为+Q，半径为R，放在绝缘水平桌面上。圆心为O点，过O点做一竖直线，在此线上取一点A，使A到O点的距离为R，在A点放一检验电荷+q，则+q在A点所受的电场力为,ASθHVAB方向。（静电力恒量为k）12．到1998年底为止，获得诺贝尔物理奖的华人共有人，他们的姓名是：13、到1998年底为止，人类到达过的地球以外的星球有，由地球上发射的探测器到达过的地球以外的星球有、、。三、计算解答题（本题共5小题，72分。14题12分，15、16、17、18每题15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：（12分）如图所示，倾斜传送带与水平方向的夹角为θ=37°，将一小物块轻轻放在正在以速度v=10m/s匀速逆时针传动的传送带的上端，物块和传送带之间的动摩擦因数为µ＝0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小），传送带两皮带轮轴心间的距离为L＝29m，求将物块从顶部传到传送带底部所需的时间为多少（g=10m/s2）？15：（15分）如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，带电量为q、质量为m的带电粒子从磁场的边缘A点沿圆半径AO方向射入磁场，穿过磁场区域后速度方向偏转了2a角，其中tana=0.5.求：（1）带电粒子入射速度的大小.（2）若改变粒子的入射方向但仍保持带电粒子在纸面内运动和速率不变，则粒子在这个磁场中运动的最长时间是多少？．．v16：（15分）如图所示，两条平行的长直金属细导轨KL、PQ固定于同一水平面内，它们之间的距离为l，电阻可忽略不计；ab和cd是两根质量皆为m的金属细杆，杆与导轨垂直，且与导轨良好接触，并可沿导轨无摩擦地滑动。两杆的电阻皆为R。杆cd的中点系一轻绳，绳的另一端绕过轻的定滑轮悬挂一质量为M的物体，滑轮与转轴之间的摩擦不计，滑轮与杆cd之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行。导轨和金属细杆都处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面向上，磁感应强度的大小为B。现两杆及悬物都从静止开始运动，当ab杆及cd杆的速度分别达到v1和v2时，两杆加速度的大小各为多少？17：（15分）如图所示，滑块质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为0.1，它以gRv30的初速度由A点开始向B点滑行，AB=5R，并滑上光滑的半径为R的41圆弧BC，在C点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台，沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q，旋转时两孔均能达到C点的正上方。若滑块滑过C点后P孔，又恰能从Q孔落下，则平台转动的角速度ω应满足什么条件？18：（15分）右图（甲）为无限的电阻网络，其中每个电阻均为r，求Ａ、Ｂ两点间的总电阻。ABrrrrrrrr彭泽县第一中学高二物理竞赛试题一、选择题（本题共10小题，每小题6分，共60分。在每个小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对的得6分，选不全的得3分，）12345678910二、填空题（本题共3小题，每小题6分，共18分）11、，12、，13、；，，三、计算解答题（本题共5小题，72分。14题12分，15、16、17、18每题15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、（12分）．．v15、（15分）16、（15分）17、（15分）18、（15分）ABrrrrrrrr答案1、C2、AC3、ACD4、AB5、ACD6、ABD7、B8、ABD9、C10、D、11、2R4kQq2,方向向上12、共有六位人，他们是：李政道、杨振宁、丁肇中、李远哲、朱棣文和崔琦13、月球，有月球，金星，木星。14、解：物块放到传送带上后，沿斜面向下做匀加速直线运动，开始相对于传动带向后运动，受到的摩擦力向前（物体受力如图所示），所以：mgG（1）sinGN；（2）Nf（3）mamgmgcossin（4）由以上四式可得：21/10cossinsmgga————————3分当物体加速到与传送带同速时，位移为：mLmavs295221————1分savt111————————————————————1分物块加速到与传送带同速后，由于cossinmgmg，所以物块相对于传送带向下运动，摩擦力变为沿斜面向上（受力如图示）所以加速度为22/2cossinsmmgga——————2分sttavtsLs221222212————————1分因此物体运动的总时间为sttt321———————2分15、解：(1)粒子速度为v，则：RvmqvB2（1）∵50.tan∴r2rRtan（2）GG2G1fNθGG2G1fNθα2αRr联立（1）、（2）两式可得：mqBr2v（3）(2)、粒子在磁场中运动的周期为：qBm2T∵50Rr.sin∴030∴粒子在磁场中运动的最长时间为：qB3m6Tt16、用E和I分别表示abdc回路的感应电动势和感应电流的大小，根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律可知E＝Bl（v2－v1）（1）2IRE（2）令F表示磁场对每根杆的安培力的大小，则F＝IBl（3）令a1和a2分别表示ab杆cd杆和物体M加速度的大小，T表示绳中张力的大小，由牛顿定律可知F＝ma1（4）Mg－T＝ma2（5）T－F＝ma2（6）由以上各式解得22211()2BlvvaRm（7）222122()2()MgRBlvvaMmR（8）17、解：设滑块至B点时速度为vB，对滑块由A点到B点应用动能定理有20221215mvmvRmgB…………2分解得gRvB82…………1分滑块从B点开始运动后机构能守恒，设滑块到达P处时速度βrRE为Pv，则RmgmvmvPB2212122…………2分解得gRvP2…………1分滑块穿过P孔后再回到平台的时间gRgvtP42…………1分要想实现题述过程，需满足)12(nt…………1分Rgn4)12(（n=0，1，2……）…………2分18解：如图（乙）所示Ａ、Ｂ两点间的总电阻应等于Ｃ、Ｄ两点间的总电阻与电阻ｒ的并联，再与ｒ串联后的等效电阻。如果网络是无限的，则Ａ、Ｂ两点间的总电阻应等于Ｃ、Ｄ两点间的总电阻，设为Ｒx。根据它们的串并联关系有：rRrRrRxxx解上式可得：rRx251图（乙）ABrrrrrrrrＣＤ