2009年霞山区高二物理竞赛试题

高二物理竞赛试题一、本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分。(注:本题选项填在答题卡上才有效)1．下列说法中符合物理学史实的是A．汤姆生发现了电子，于是他提出了原子核式结构的学说B．卢瑟福在粒子散射实验中发现放射源发出粒子能穿透铝箔并发生散射C．查德威克在原子核人工核转变的实验中发现了质子D．爱因斯坦为解释光电效应现象提出了光子说2．在核反应方程(X)ONHe17814742的括弧中，X所代表的粒子是A．H11B．H21C．e01D．n103．如图1所示将闭合导线框ABCD放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，当磁场的磁感强度发生变化时，以下说法正确的是A．若磁感强度逐渐减小，线框将有缩小的趋势B．若磁感强度逐渐减小，线框中将产生顺时针方向的感应电流C．若磁感强度逐渐增大，线框的BC边所受安培力方向向左CDAB图130°FD．若磁感强度逐渐增大，线框的DC边所受安培力方向向下4．2008年9月25日21时10分04秒，我国航天事业又迎来一个历史性时刻，我国自行研制的神舟七号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空。9月27日16时34分，在发射升空43个小时后，中国航天员开始了中国人第一次舱外活动，16时41分，随着翟志刚进入太空，中国航天员首次太空行走正式开始。太空行走共进行了19分35秒。已知神舟七号飞船运行在高度约330公里的近圆轨道上，地球半径R=6370km,g=10m/s2,试估算翟志刚太空行走的路程约为A、8100kmB、9100kmC、10100kmD、11100km5．如图2所示，在倾角为30°的足够长的斜面上有一质量为m=0.1kg的物体，它受到平行斜面方向的力F的作用。力F可按下图3中（A）、（B）、（C）、（D）所示的四种方式随时间变化（力沿斜面向上为正），忽略摩擦阻力。已知此物体在t=0时速度为零，若用v1、v2、v3、v4分别表Fmg0.5－0.50123t/sAFmg0.5－0.50123t/sBFmg0.5－0.50123t/sCFmg0.5－0.50113t/sD2F/NF/NF/NF/N图2lhab示上述四种受力情况下物体在3s末的速率，则这四个速率中最大的是图（g取10m/s2）6．在如图4所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是A．U1/I不变，ΔU1/ΔI不变．B．U2/I变大，ΔU2/ΔI变大．C．U2/I变大，ΔU2/ΔI不变．D．U3/I变大，ΔU3/ΔI不变．7．一点电荷仅受电场力作用，由A点无初速释放，先后经过电场中的B点和C点。点电荷在A、B、C三点的电势能分别用EA、EB、EC表示，则EA、EB和EC间的关系可能是A．EA＜EC＜EBB．EA＞EC＞EB。C．EA=EB＞ECD．EA＜EB＜EC。8．一绝缘细线oa下端系一质量为m的带正电小球a，在正下方有一光滑的绝缘水平细杆，一带负电的小球b穿过杆处在左侧较远处，小球a由于受到水平绝缘细线的拉力而静止，如图5所示．现保持悬线与竖直图3图4图5h/mt2/s2h0042图6方向的夹角为，从静止开始在较远处释放小球b，让其从远处沿杆向右移动到a点的正下方，在此过程中A．悬线oa的拉力逐渐增大B.水平细线的拉力在逐渐减小C.b球的速度始终增大D.b球的加速度为先增大后减小9．如图6所示，一个物体的离开地面的高度与运动时间平方的关系，则A．物体在竖直方向为匀加速运动B．若h0=20m，则物体可能做平抛运动C．若h0=20m，则物体机械能一定守恒D．若h0=10m，则物体的机械能可能守恒10.如图7所示是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器，已知变压器原线圈与副线圈匝数比20121nn，加在原线圈的电压tu100sin3111（V），霓虹灯正常工作的电阻R＝440kΩ，I1、I2表示霓虹灯正常工作时原、副线圈中的电流，下列判断正确的是A.副线圈两端电压约为6220V，副线圈中的电流约为14.1mAB.I1＞I2C.副线圈两端电压约为4400V，副线圈中的图7电流约为7.0mAD.I1＜I211．如图8所示，光滑曲线导轨足够长，固定在绝缘斜面上，匀强磁场B垂直斜面向上。一导体棒从某处以初速度v0沿导轨面向上滑出，最后又向下滑回到原处。导轨底端接有电阻R，其余电阻不计。下列说法正确的是A．滑回到原处的速率小于初速度大小v0B．上滑所用的时间等于下滑所用的时间C．上滑过程与下滑过程通过电阻R的电量大小相等D．上滑过程通过某位置的加速度大小等于下滑过程中通过该位置的加速度大小12．电吹风是电动机带动风叶转动的装置，电热丝给空气加热得到热风。设电动机线圈和电热丝的总电阻为R，接在一电压为u=U0sinωt的交流电源上，若已知电吹风使用时消耗的功率为P，通过电热丝和电动机线圈的总电流为I，则有A.202UPRB.2PIRC.2PIRD.022PUI一、选择题答题卡图8学校______________________班级__________________姓名_______________指导教师_________________考号____________________________________________密_________________________封_____________________________线______________________________二、非选择题部分共8小题，满分102分.按题目要求作答，解答题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.13．（6分）在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，线圈所围的面积为0.1m2，线圈电阻为1．如图9甲所示．磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图9乙所示．则在时间0～5s内感应电流I的方向为（从上向下看）______________________________，线圈最大发热功率为______________W。14．（6分）一平板车，质量M=100kg，停在水平路面上，车身的平板离地面的高度h=1.25m，一质量m=50kg的小物块置题号123456789101112答案B图甲IB／Tt/sO图乙234511.0图9图10于车的平板上，它到车尾的距离b=1.00m，与车板间的动摩擦因数=0.20，如图10所示。今对平板车施一水平向右的恒力，使车向前行驶，结果物块从车板上滑落。物块刚离开车板的时候车向前行驶的距离S0=2.0m。则物块落地时，落地点到车尾的水平距离为___________米。不计路面与平板车之间以及轮轴之间的摩擦。(g=10m/s2)15.（12分）某课题研究小组，收集了数码相机、手机等用旧了各种类型的电池，及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈。现从这些材料中选取两个待测元件：一是电阻R0（约为2kΩ），二是手机中常用的锂电池（电动势E标称值为3.7V，允许最大放电电流为100mA）。在操作台上还准备了如下实验器材：A．电压表V（量程4V，电阻RV约为4.0kΩ）B．电流表A1（量程100mA，电阻RA1约为5Ω）C．电流表A2（量程2mA，电阻RA2约为50Ω）D．滑动变阻器R1（0～20Ω，额定电流1A）E．电阻箱R2（0～999.9Ω，最小分度值0.1Ω）F．开关S一只、导线若干（1）为了测定电阻R0的阻值，小组的一位成员，设计了如上图11所示的电图11路原理图所选取了相应的器材（电源用待测的锂电池），均标在图上，其设计或器材选取中有不妥之处，你认为应该怎样改进？_________________________；其理由是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（2）在实际操作过程中，发现滑动变阻器R1、电流表A1都已损坏无法使用，请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r。①请你在方框中画出实验电路图（标注所用器材符号）②为了便于分析、减小误差，处理数据时一般采用线性图象法，请写出该实验用线性图象处理数据时与线性图象相应的相关物理量间的函数关系式。16．（9分）在液体中下落的物体最终会达到一个恒定的速度，称之为收尾速度。一个半径为r的球体在液体中下落的收尾速度为)(32rgV，其中、g、、分别为液体的粘滞系数（与液体种类相关的常数）、重力加速度（本题中为已知量）、球体的密度、液体的密度。某同学为了测定某已知密度的液体的粘滞系数，选定了下列器材：一只1000mL的量筒；一块秒表；一把刻度尺；直径不同的铝球若干个（最大直径约10.00mm）。⑴请列出该同学漏选的器材：。⑵实验时，该同学首先将直径约10.00mm的铝球重复从装满被测液体的量筒液面上自由落下测定它通过量筒刻线750mL到500mL和450mL到200mL的两段时间，列表如下：由以上测量数据得到的结论是。⑶若测出了不同半径的铝球的收尾速度，要求出液体的粘滞系数，对以上数据应如何处理？距离L（mL）时间t(s)平均时间t/(s)750～5001.741.721.721.73450～2001.731.721.731.7317.（12分）在2008年的北京奥运会的跳水比赛中，有一个单项是“3米跳板”，比赛的过程可简化如下：运动员走上跳板，跳板被压缩到最低点，然后跳板又将运动员弹到最高点，运动员做自由落体运动，竖直落入水中。将运动员视为质点，运动员的质量m＝60kg，g=10m/s2。最高点A、水平点B、最低点C和水面之间的竖直距离如图12所示。求（1）、跳板被压缩到最低点C时具有的弹性势能？（2）、运动员入水前的速度大小？图1218．（16分）如图13所示，直流电动机的轴与圆盘中心相连，电键S断开时，电压表的示数为12.6V。电键S闭合时，电流表的示数为2A，电压表的示数为12V。圆盘半径为10cm，测速计测得转速为50r/s，两弹簧秤示数各为7.9N和6.1N。问:（1）电动机的输入功率、输出功率、效率各为多少?（2）拉紧皮带可使电动机停转，此时电压表、电流表的示数又各为多少?电动机的输入功率又为多大?学校_____________________班级__________姓名_________准考证号______________…………………………密○………………………………………封○………………………………………○线…………………………图1319.(19分)如图14，同一竖直线的A、B两点固定有等量异种点电荷，电量为q，正负如图14所示，ΔABC为一等边三角形(边长为L)，CD为高且与右侧竖直光滑1/4圆弧轨道的最低点C相图14切，已知圆弧的半径为R，现把质量为m带电量为+Q的小球(可视为质点)由圆弧的最高点M静止释放，到最低点C时速度为V0。已知静电力恒量为k，现取D为电势零点，求：(1)、在等量异种电荷A、B的电场中，M点的电势M?(2)、在最低点C轨道对小球的支持力FN多大？20.(22分)如图15所示，在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场，现有一质量为m、电量为+q的粒子（重力不计）从坐标原点O射入磁场，其入射方向与y的方向成45°角。当粒子运动到电场中坐标为（3L，L）的P点处时速度大小为v0,方向与x轴正方向相同。求：（1）粒子从O点射入磁场时的速度v；