上海市第十三届高二物理竞赛预赛试卷

上海市第十三届高二物理竞赛（初赛）说明：1．本卷满分100分，答卷时间90分钟。2．本卷的解答结果写在答卷纸上。3．本卷中重力加速度g取10m/s2。一．单选题（每小题3分，共30分）1．下列说法中正确的是（）（A）伽利略发现了单摆的等时性，首先提出了单摆的周期公式（B）牛顿发现了万有引力定律，用实验测出了引力恒量G（C）库仑发现了真空中点电荷之间相互作用的规律，用实验测出了静电力恒量k（D）楞次发现了判断感应电流方向的规律之后，法拉第发现了电磁感应定律2．如下图所示，光滑水平面上，一物体以速度v向右做匀速直线运动，当物体运动到P点时，对它施一水平向左的恒力。过一段时间，物体反方向通过P点，则物体第二次通过P点时的速率（）（A）等于v（B）大于v（C）小于v（D）无法确定3．如图所示，有一高为l的平口玻璃杯内装有深度为h的水，上面盖有卡片。现将玻璃杯翻转，水仍能留在玻璃杯内。已知大气压强为p0，水的密度为，假设玻璃杯倒转后卡片稍微凸出，则水的深度变化量h近似为（）（A）gh（l－h）p0（B）gh（l＋h）p0（C）ghlp0（D）p0lgh4．一种供仪器使用的小型电池，标准电压为9V，允许电池输出的电流为60mA，为了测定这个电池的电动势和内电阻，实验室利用了如图所示的电路，图中电压表内阻很大，可以不考虑对电路的影响，R为电阻箱，阻值范围为0-9999，R0是保护电阻。实验室备有下列定值电阻，R0应该选用（）（A）5，2.5W（B）800，1W（C）150，0.375W（D）200，0.85W5．如图所示，水平面上一个质量为m的物体向右运动，将弹簧压缩，随后又被弹回直到离开弹簧，则该物体从接触弹簧到离开弹簧的这个过程中，下列说法中正确的是（）（A）若接触面光滑，则物体加速度的大小是先减小后增大（B）若接触面光滑，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大（C）若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先减小后增大（D）若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大6．如图所示电路中，电源电动势＝8V，内阻r＝2，若定值电阻R0＝6，滑动变阻器最大电阻为6，若要求滑动变阻器上消耗的功率最大，这时滑动变阻器接入电路的电阻和最大功率分别为（）vPlhR0VRvR0R（A）1.5，6W（B）1.5，8W（C）2，8W（D）2，6W7．如图所示，物体A和B的质量均为m，且分别与轻绳连接跨过定滑轮，现用力拉物体B，使它沿水平面向右做匀速运动，物体B从C运动到D的过程中，物体A克服重力做功为W1，从D运动到E的过程中，物体A克服重力做功为W2。如果CD和DE的距离相等，在此过程中，绳子对物体A的拉力大小为T，则（）（A）W1＞W2，T＞mg（B）W1＞W2，T＜mg（C）W1＜W2，T＞mg（D）W1＜W2，T＜mg8．如图所示，用不可伸长的细绳（长度为L）悬于O点的小球被刚性小锤打击，打击后迅速离开，两次打击才能达到最高点，且球总在圆弧上运动。两次打击均在最低点A完成，打击的时间极短。锤第一次对球做功为W1，锤第二次对球做功为W2，则W1:W2的最大值为（）（A）1:2（B）1:3（C）2:3（D）3:29．如图所示，在光滑水平面上，有一竖直向下的匀强磁场分布在宽为a的区域内，现有一边长为L（a＞L）的正方形闭合导线框，以初速度v1垂直磁场边界滑过磁场后，速度变为v2，则完全进入磁场中时线框的速度（）（A）大于v1＋v22（B）等于v1＋v22（C）小于v1＋v22（D）无法确定10．如图所示，长为L的细线一端系一小球，另一端悬于O点，把细线拉成水平后，从静止释放小球，球与光滑水平面接触时，线与水平面的夹角为，若不计小球接触时的能量损失，触地后，小球上升的最大高度为（）（A）Lsin（B）Lsincos2（C）Lsin2cos（D）Lsin3二．多选题（每小题5分，共40分。每小题给出的答案中至少有一个是正确的，请把正确的答案全选出来。每一小题全选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）11．一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论中正确的是（）（A）车速越大，它的惯性也越大（B）质量越大，它的惯性也越大（C）车速越大，刹车后滑行的路程也越大（D）质量越大，刹车后滑行的路程也越大12．关于机械波和电磁波，下列说法中正确的是（）（A）机械波传播需要介质，电磁波传播可以不需要介质（B）机械波能发生干涉和衍射，电磁波不能发生干涉和衍射（C）机械波和电磁波从一种介质传向另一种介质时频率不变（D）机械波和电磁波都存在横波和纵波ABFCDEOAv1BLaO13．人造地球卫星在运载火箭的推力作用下获得发射速度v1，卫星绕地球做半径为r的匀速圆周运动轨道上的线速度为v2，则下列说法中正确的是（）（A）v1越大，r也越大（B）v1越大，r越小（C）v1越大，v2也越大（D）v1越大，v2越小14．带正电的小球从空中由静止开始下落，若空中有竖直向上的匀强电场，在不计空气阻力的情况下（）（A）小球增加的电势能等于它减少的重力势能（B）重力和电场力的合力对小球做的功等于小球动能的增加量（C）小球克服电场力做的功等于小球机械能的减少量（B）下落过程中小球的电势能、重力势能和动能之和不变15．一辆汽车在恒定功率牵引下，在平直公路上由静止出发，在4min的时间内行驶了1440m，则4min末汽车的速度可能为（）（A）6m/s（B）8m/s（C）10m/s（D）12m/s16．一根轻绳上端固定，在绳的不同地方分别系着三个质量均为m的小球A、B、C，绳能承受的最大拉力为4mg，现用力F拉绳的下端，如图所示。下列说法中正确的是（）（A）若F从零缓慢地增大到3mg，能拉下1个小球（B）若F从零缓慢地增大到3mg，能拉下3个小球（C）若F＝3mg，能拉下1个小球（D）若F＝3mg，能拉下3个小球17．在空气阻力不计时竖直向上抛出一物体上升时间为t1，下降时间为t2，如果空气阻力大小不变时，用同样的初速度竖直向上抛出一物体上升时间为t3，下降时间为t4，则下列说法中正确的是（）（A）t1大于t3（B）t2大于t4（C）t1＋t2小于t3＋t4（D）t1＋t2可能等于t3＋t418．如图所示，abcd是粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，边长ad是边长ab的两倍，导体棒MN可在ad、bc上无摩擦滑动，且接触良好，导体棒MN的电阻与线框ab边的电阻相等，当MN由靠近ab边向cd边匀速滑动的过程中，以下说法中正确的是（）（A）MN两端电压先增大后减小（B）矩形线框中消耗的电功率先增大后减小，然后再增大后减小（C）ab中的电流先减再增大（D）矩形线框中消耗的电功率先减小再增大三．填空题（第19题2分，20到26题每小题4分，共30分）19．当你在商店里打工时，要把货箱搬上离地12m高的楼上。现有30个同样的货箱，总质量为150kg，如果要求你尽可能快地将它们搬上去。你身体可以提供的功率（单位为W）与你搬货箱的质量关系如图所示，则完成这一工作的最短时间为________________min（忽略下楼、搬起和放下货箱等时间）。OABCFaMdBbNcP/W功率-质量3020100102030m/kg20．如图所示水平轨道BC，左端与半径为R的四分之一圆周AB光滑连接，右端与四分之三圆周CDEF光滑连接，圆心分别为O1和O2。质量为m的过山车从距离环底高为R的A点处，由静止开始下滑，且正好能够通过环顶E点，不计一切摩擦阻力。则过山车在通过C点后的瞬间对环的压力大小为______________，在过环中总D点时的加速度大小为______________。21．在均匀介质中，各质点的平衡位置均在同一直线上，相邻两个质点之间的距离均为1.5cm。若振动从质点1开始向y轴负方向运动，经过0.24s时间第一次形成如下图所示的波形，则此波的周期T为______________s，波速为______________m/s。22．在足够大的长方形abcd区域内有水平向右的匀强电场，其中ad边与水平方向垂直，现有一带电的质点从O点沿电场方向射入该区域，它的动能为10J，当它到达距ad边最远的A点时，所具有的动能为25J（如图所示），此过程中带电质点的电势能增加了______________J。该带电质点折回通过ad边上的O’点时，其动能为______________J。23．如图所示，平行正对金属板A和B相距为d，板长为L，板间电压为U0。C为宽为d的挡板，其上、下两端点与A、B板水平对齐，且C离金属板与屏S的距离均为L/2，C能吸收射到它表面的所有粒子。现让电荷量为q的带电粒子沿A、B两板中心线入射，带电粒子的质量、速率均不变，重力不计。带电粒子到达屏S上的宽度为_________________，初动能在_________________范围内的粒子都能打到屏S上。24．如图所示，连通器有三根竖直开口的细管A、B、C，两管之间的距离为L。现向连通器中注入适量的水，并让它绕中间的细管B转动起来，当转动角速度为时，中间细管B内的水面恰与横管内水面相齐。则距离转轴x处的压强为＿＿＿＿＿＿＿；A管中水面的高度h为＿＿＿＿＿＿＿。25．一质点沿直线运动，其速度随时间变化的关系图像即v-t图像，恰好是与两坐标轴相切的四分之一圆弧，切点的坐标分别为8m/s和20s，如图所示，则该质点在这20s内位移为＿＿＿＿＿＿＿m，该质点在第10s末时的加速度大小为＿＿＿＿＿＿＿m/s2。26．如图所示，足够长的光滑金属框与水平面成30角倾斜放置，金属框的宽度为L＝0.50m，框上边的电阻为R1＝0.30，下边的电阻为R2＝0.60，框左右两边的电阻不计，垂直于金属框的匀强磁场的磁感应强度为B＝1.0T。金属棒MN的质量为m＝0.10kg，电阻为R＝0.20。AO1ERFO2DBCy135791113abOv0AEO’dcACSBABChhOxv(m/s)801020t(s)BMR1R2N30现让MN无初速释放并保持与框接触良好地滑下。则MN棒所受重力的最大功率为＿＿＿＿＿＿＿W；MN棒从释放到达最大速度的过程中通过棒某截面的电量为q＝5.0C，则电阻R1上产生的焦耳热为＿＿＿＿＿＿＿。参考答案：一、1、C，2、A，3、A，4、D，5、D，6、A，7、C，8、C，9、B，10、B，二、11、B、C，12、A、C，13、A、D，14、B、C、D，15、B、C，16、B、C，17、A、D，18、A、B，三、19、12，20、6mg，10g，21．0.12，1，22、10，110，23、3d4，qUL22d2＜Ek＜qUL2d2，24、122x2＋p0，h＝2L22g，25、34.4，约0.23，26、0.4W，0.67J，