2012年湖州市第十三届飞英杯高中物理竞赛_(高二)

2012年湖州市第十三届飞英杯高中物理竞赛高二卷注：本卷共24题，满分150分，考试时间120分钟，请将答案写在答题卷上，本卷g=10m/s2。一、选择题（每小题4分，共60分，每题有一个或一个以上的选项是符合题目要求的，全部选对得4分，漏选得2分，不选或错选得0分）1．研究发现，轿车的加速度变化影响乘客的舒适度：即加速度变化率越小，乘坐轿车的人感到越舒适。由于“轿车加速度变化率”是描述轿车加速度随时间变化快慢的物理量，由此可知，轿车加速度变化率的单位是（）A．m/sB．m/s2C．m/s3D．m/s42．如图所示，处于自然长度的轻质弹簧一端与水平木板连接，另一端与质量为m的滑块相连。当木板绕左端轴缓慢地逆时针转动时，木板与水平面成夹角。若滑块与木板间的动摩擦因数及最大静摩擦因数均为33，则弹簧弹力F与夹角的变化关系图可能是（）FFFFmgmgmgmgmg/2mg/2mg/2mg/20/6/3/20/6/3/20/6/3/20/6/3/2ABCD3．某汽车的最大输出功率与速率的关系如图所示。现在该汽车在平直路面上，从静止开始以0.5m/s2的加速度行驶。设汽车质量为2103kg，所受阻力恒为3103N。则汽车能维持该匀加速度行驶的最长时间约为（）A．32sB．48sC．60sD．68s4．某人上午8：00从起点出发，途径三个不同的路段，先是上坡路，然后是较平直的路，最后是一段下坡路，三路段的长度均相同，在三个路段上的平均行驶速度之比为1∶2∶3，此人中午12：00正好到达终点．则上午10：00时他行进在（）A．上坡路段B．平直路段C．下坡路段D．无法判断5．如图所示，光滑平行金属导轨水平放置在均匀磁场中，磁场方向与导轨平面垂直。质量为m，电阻为R的金属棒静止在导轨上。导轨的一端经电键与带有等量异号电荷（电量均为Q）的平行导体板连接。开始时电键S处于打开状态，当闭合电键时，发现导体棒开始运动。已知两导体板之间的电势差与导体板所带电量成正比。下列说法中正确的是（）A．导体板上的电荷逐渐减少，最后变为零B．导体棒中的电流逐渐减小，最后变为零C．导体棒的速度先增大，后减小，最后变为零D．导体棒的速度达到最大时，导体板上的电荷不为零6.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．真空中，两个相距L的固定点电荷E、F所带电荷量分别为QE和QF，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向。电场线上标出了M、N两点，其中N点的切线与EF连线平行，且∠NEF∠NFE。则（）A．E带正电，F带负电，且QEQFB．在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿电场线运动到N点C．过N点的等势面与过N点的切线垂直D．负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能8．图示为一个内、外半径分别为R1和R2的圆环状均匀带电平面，其单位面积带电量为。取环面中心O为坐标原点，以垂直于环面的轴线为x轴。设轴上任意点P到O的距离为x，P点电场强度的大小为E。下面给出E的四个表达式（式中k为静电力常量），其中只有一个是合理的。你可能不会求解此处的场强E，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，E的合理表达式应为（）A．E＝2k（R1x2＋R12－R2x2＋R22）xB．E＝2k（1x2＋R12－1x2＋R22）xC．E＝2k（R1x2＋R12＋R2x2＋R22）xD．E＝2k（1x2＋R12＋1x2＋R22）x9．两个正、负点电荷周围电场线分布如图所示，P、Q为电场中两点，以无穷远为零电势，则下列说法中正确的是（）A．P点的场强大于Q点的场强B．Q点的电势为负C．负电荷右侧某处有一场强为零的点D．两电荷连线中点处的电势为零10．如图所示，弹簧的劲度系数k=10N／m，弹簧下面挂着质量分别为m1＝0.5kg和m2＝0.3kg的两个物体，开始时它们都处于静止状态。突然把m1和m2的连线剪断后，m1的最大速率是（弹性势能的表达式是E=21kΔx2,其中Δx为形变量)()木板S＋QB－QPm/kW10060200102030v/ms-1PxR1R2＋－PQn1234FA．0.77m／sB．0.98m／sC．1.34m／sD．1.94m／s11．如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为L（L＜d），质量为m，电阻为R，将线圈在磁场上方高h处静止释放，cd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0，则线圈穿越磁场的过程中（从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止）（）A．感应电流所做的功为mgdB．感应电流所做的功为2mgdC．线圈的最小速度可能为mgRB2L2D．线圈的最小速度一定为2g（h＋L－d）12．如右图所示的两物块，甲带正电，乙是不带电的绝缘体。甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场。现用一水平拉力F拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左做匀加速运动，在此运动过程中（）A．甲、乙两物块间的摩擦力不断增大B．甲、乙两物块间的摩擦力保持不变C．水平拉力F保持不变D．水平拉力F不断增大13．在如右图所示的电路中，电源内阻不能忽略，电流表、电压表都是理想电表，当滑动变阻器R的滑片P从a端移到b端的过程中（）A.V表示数先增大后减小，A表示数减小B.V表示数先减小后增大，A表示数增大C.V表示数先减小后增大，A表示数先增大后减小D.V表示数先增大后减小，A表示数先减小后增大14．如图所示，在水平面上匀加速前进的车厢内，有一与车厢相对静止的观测者测得与水平面成θ角的光滑斜面上的物块相对于斜面向下的加速度a′=13gsinθ，由此可以推断车厢在水平面上的加速度为（）A．a0=23gtanθB．a0=23gcotθC．a0=23gsinθD．a0=23gcosθ15．如图所示，一根长为L的轻杆OA，O端用铰链固定，轻杆靠在一个质量为M、高为h的物块上．若物块与地面摩擦不计，则当物块以速度v向左运动至杆与水平方向夹角为θ时，A端的线速度大小为（）A．hvcosB．hvL2cosC．hvL2sinD．hvL2sin二、填空题（每空5分，第21题每小题4分）16．如图所示,n个完全相同的木块，放在光滑的水平面上，受到水平外力F的作用，则第3块木块对第4块木块的作用力为▲。17．神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系大麦哲伦星云时，发现了LMCX－3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成。两星视为质点，不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示。引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T。可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m的星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为m1、m2，m的表达式是▲（用m1、m2表示）。18．如图所示，物体A置于水平面上，物A前固定有动滑轮B，D为定滑轮．一根轻绳绕过D、B后固定在C点，BC水平，当用力以速度υ拉绳子时，物体沿水平面运动，则在绳BD段与水平面的夹角为α时，物体A运动的速度为▲.19．两个人沿着运动着的电动扶梯同向住下跑，第一人的速度为u，第二人速度为nu，第一人计算梯子有a级，第二人计算梯子有b级．则扶梯的级数N=▲，扶梯的速度v=▲。20．一导体的电流如果从18A起，每经过0.01s减少一半，一直降到零，则通过导体横截面的电量为▲C。21．有两个电阻1和2，它们的阻值随所加电压的变化而改变，从而它们的伏安特性即电压和电流不再成正比关系（这种电阻称为非线性电阻）．假设电阻1和电阻2的伏安特性图线分别如图所示．现先将这两个电阻并联，然后接在电动势E=9.0V、内电阻r0=2.0Ω的电源上．试利用题给的数据和图线在题图中用作图法读得所需的数据，进而分别求出电阻1和电阻2上消耗的功率P1和P2．要求：（1）．在题图上画出所作的图线．（只按所画图线评分，不要求写出画图的步骤及理由）（2）．从图上读下所需物理量的数据（取二位有效数字），分别是：▲；（3）．求出电阻R1消耗的功率P1=▲，电阻R2消耗的功率P2＝▲．三、计算题（题目内容在答题卷上，共48分）OAB甲BF乙AOθ2012年第十三届飞英杯高中物理竞赛高二答题卷一、选择题（每题4分，共60分，漏选得2分，不选或错选得0分）二、填空题（每小题7分，共14分）16．；17．；18．；19．、；20．；21．(1)（2）;(3)、三、计算题22.如图所示，真空室内存在宽度为d=8cm的匀强磁场区域，磁感应强度B=0.332T，磁场方向垂直于纸面向里；ab、cd足够长，cd为厚度不计的金箔，金箔右侧有一匀强电场区域，电场强度E=3.32×105N/C；方向与金箔成37°角.紧挨边界ab放一点状α粒子放射源S，可沿纸面向各个方向均匀放射初速率相同的α粒子，已知α粒子质量m=6.64×10－27kg，q=3.2×10－19C，初速度v=3.2×106m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：（1）α粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R；（2）金箔cd被α粒子射中区域的长度L；（3）设打在金箔上d端离cd中心最远的α粒子沿直线穿出金箔进入电场，在电场中运动通过N点，SN⊥ab且SN=40cm，则此α粒子从金箔上穿出时，损失的动能△EK为多少？解:题号12345678答案题号9101112131415答案座位号23.图示为一利用传输带输送货物的装置。物块（视为质点）自平台经斜面滑到一以恒定速度V运动的水平长传输带上，再由传输带输送到远处目的地。已知斜面高h=2.0m，水平边长L=4.0m，传输带宽d=2.0m，传输带的运动速度V=3.0m/s，物块与斜面间的摩擦系数μ1=0.30，物块自斜面顶端下滑的初速度为零，沿斜面下滑的速度方向与传输带运动方向垂直。设斜面与传输带接触处为非常小的一段圆弧，使得物块通过斜面与传输带交界处时其速度的大小不变。重力加速度g=10m/s2。（1）．为使物块滑到传输带上后不会从传输带边缘脱离，物块与传输带之间的摩擦系数μ2至少为多少？（2）．假设传输带由一带有稳速装置的直流电机驱动，与电机连接的电源的电动势E=200V，内阻可忽略；电机的内阻R=10Ω，传输带空载（无输送货物）时工作电流I0=2.0A，求当货物的平均流量（单位时间里输送的货物质量）稳定在η=skg/9640时，电机的平均工作电流等于多少？假设除了货物与传输带之间的摩擦损耗和电机的内阻热损耗外，其它部分的能量损耗与传输带上的货物量无关。解：24．一根通有恒定电流I，被弯成张角为2θ的“V”字型的非常长的导线。物理学家安培的认为，点P的磁感应强度B正比于2tan。对于同样的情况，物理学家毕奥和萨伐尔却认为可能正比于θ。（1）分析哪个公式正确？（2）求公式中比例系数（无限长直导线B=k0I/r，k0为已知，r为该点与长直导线的距离）。（3）求P1点的磁感应强度B的大小。解：LhVμ1=0.3d2012年湖州市第十三届飞英杯高中物理竞赛·高二卷·答案一、选择题（每题4分，共60分，漏选得2分，不选或错选得0分）二、填空题（每空5分，第21题每小题4分，共42分）16．Fnn)3(17、m22132)/(mm18、cos1