上海市第六届高二物理竞赛（决）

上海市第六届高二物理竞赛（决）一选择题I（以下每小题只有一个正确答案，每小题3分，共30分）1自动扶梯以一定速度载乘客从一楼到二楼，电动机的功率为P，所做的功为W，如果乘客同时还沿着扶梯匀速向上走，则电动机的功率和所做的功将是（）（A）功率大于P，做功等于W，（B）功率等于P，做功小于W，（C）功率等于P，做功等于W，（D）功率小于P，做功小于W。2有一弯成“S”形的导线AC，其圆弧半径为R，在磁感强度为B的匀强磁场中，以速度v垂直于磁场方向运动，如图所示，则AC两端的电势差UAC为（）（A）0，（B）2RBv，（C）4RBv，（D）6RBv。3一宇宙飞船在火星表面轨道做匀速圆周运动，其绕行周期是地球表面做匀速圆周运动绕行周期的a倍，宇航员进入火星表面做单摆实验时，测知该单摆的振动周期是其在地球表面振动周期的b倍，则火星与地球的质量之比应为（）（A）a2／b4，（B）b2／a4，（C）a4／b6，（D）b6／a4。4已知氢原子处于基态时的能量为－13.6eV，当氢原子从量子数n＝3的轨道跃迁到基态的过程中，释放的光子能量值，不可能的是（）（A）12.09eV，（B）10.2eV，（C）1.89eV，（D）1.51eV。5甲、乙两物体从地面同时竖直向上运动，甲作竖直上抛运动，乙作加速度大小逐渐减小的减速运动，它们同时到达同一最大高度，则在此过程中，它们的速度大小关系是（）（A）始终甲比乙大，（B）始终乙比甲大，（C）先甲较大，后乙较大，（D）先乙较大，后甲较大。6在图示电路中，滑动变阻器滑臂放在中点，闭合电键k后，a、b、c三灯的亮度相同，若滑动变阻器的滑臂逐渐向下滑动，则三个灯的亮度从亮到暗依次是（）（A）a、b、c，（B）a、c、b，（C）c、a、b，（D）b、a、c。7如图所示，一端封闭的玻璃管开口向下插入水银槽中，上端用弹簧秤悬挂着，玻璃管内有一定量气体，当温度不变，大气压强增大大时，弹簧秤的示数将（）（A）变大，（B）不变，（C）变小，（D）不确定。8如图所示，不计重力的轻杆AB可以A为轴在竖直平面内自由转动，B端挂系一重G的物体，另用一根细绳通过小滑轮系住B端，另一端作用外力F，当图中角由30缓慢增大至150的过程中，BA杆所受的力在大小（）（A）逐渐增大，（B）先减小后增大，（C）先增大后减小，（D）以上都不对。AR30vCBKbacFCABG9图甲为LC振荡电路，图乙为回路中振荡电流随时间变化的图线，设振荡电流的周期为T，振幅为A，则在T／4时刻，用力把线圈L中的软铁棒迅速抽出，则此后振荡电流的（）（A）T和A都不变化，（B）T和A都要改变，（C）T变化，A不变，（D）T不变，A变化。10图中，abc为一全反射棱镜，一束白光垂直入射到ac面上，若光线入射点O的位置保持不变，仅使光线的入射方向如图所示顺时针或逆时针方向逐渐偏转，不考虑自bc面反射的光线，则下列情况将发生的是（）（A）使光线逆时针方向偏转，若有色光先射出ab面，必是紫光，（B）使光线逆时针方向偏转，若有色光先射出ab面，必是红光，（C）使光线顺时针方向偏转，若有色光先射出ab面，必是紫光，（D）使光线顺时针方向偏转，若有色光先射出ab面，必是红光。二选择题II（以下每小题只有一个正确答案，每小题4分，共20分）1用两根细绳把两个质量未知的带电小球悬挂起来，如图所示，若a球带q，b球带－2q，且两球间的库仑力小于b球重力，现突然增加一个图示方向的斜面下匀强电场，则待最后平衡时，两球所处位置可能是（）2某人游泳过河，静止中游速为河水流速的1／2，为使到达对岸的地点与正对岸间距最短，他游泳的方向应（）（A）与河岸成90，（B）与上游河岸成60，（C）与上游河岸成30，（D）以上都不对。3一正三角形ABC在纸平面内运动，某时刻A点的速度v1恰沿AB方向，C点的速度v2方向恰垂直于AB，如图所示，则v1与v2在大小之比必等于（）（A）3／3，（B）3／2，（C）3，（D）2。4直角三角形导线框abc处在磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，设ab长为L，abc＝53，则当线框在纸面上绕b点以角速度做顺时针方向匀速转动时，a、c两点的电势差Uac应为（）（A）8BL2／25，（B）20BL2／49，（C）272BL2／625，（D）16BL2／25。5在图示电路中，开始时电键K1、K2均闭合，现先断开电键K1，则电压表与电流表的示数均发生变化，设它们的示数变化量之比为M1＝U1／I1，再断开电键K2，两表新的示数变化量之比为M2＝U2／I2，若已知R2＜R3，则比较M1与M2的绝对值大小应有（）（A）M1＞M2，（B）M1＝M2，（C）M1＜M2，（D）无法确定。甲Ci乙AL0T/4Tt顺c逆OA45b（A）（B）（C）（D）aaaaaEbbbbbAv1BCV2aBc53bAR2R3VR1K1K2三选择题III（以下每小题均有几个正确答案，每小题5分，共25分）1某人站在一平坦的大沙漠中，看到在一定距离外有一片水面（实际上是蓝色天空的幻影），在干渴中的他向水面疾奔而去，但他总也奔不到水面旁，且感到自己和水面的距离始终保持原状，以下提供的解释正确的是（）（A）越靠近地面空气的折射率较小，（B）越靠近地面空气的折射率较大，（C）该现象是光的全反射形成的，（D）该现象是光的散射形成的。2在图示的“日”字形导线框中，ae和bf的电阻不计，ab、cd、ef电阻相等，以一定速度v匀速进入一匀强磁场的过程中，在ab进入后与cd进入后相比（）（A）ab中电流相等，（B）cd中电流相等，（C）ab间电压相等，（D）导线框消耗的总电功率相等。3如图所示，在一足够大的光滑平面内，有A、B两个质量相同的木块，中间用一轻弹簧相连，用一水平恒力F拉B物体，经过一定时间，当去掉力F后，A、B两物体的情况是（）（A）在任意时刻A、B两物体加速度大小相等，（B）弹簧伸长到最长时A、B两物体速度相同，（C）弹簧恢复原长时A、B两物体动量相同，（D）弹簧压缩到最短时系统的总动量为零。4一个闭合的正方形线圈放在匀强磁场中，线圈平面与磁感线成60角，当磁场的磁感强度发生均匀变化时，可在线圈内产生电流为I的直流电，若要使电流为2I，可采用的方法是（）（A）线圈匝数增加一倍，（B）正方形的边长增加一倍，（C）磁感强度随时间的变化率增加一倍，（D）使线圈平面与磁感线间的夹角变为90。5粗细均匀的光滑长直玻璃管，上端封闭，下端开口，开口端竖直插入水银槽中，管中有三段水银柱，如图所示，上两段水银柱长度分别为L1、L2，下段水银柱与槽中水银相通，高度差为L3，在A、B两空间均有理想气体，系统各部分均平衡，如B中气体透过中间一段水银柱与A中气体混合，再达到稳定后，则正确说法为（）（A）如管顶部分为真空，水银柱L1将上升，（B）如管顶部分为真空，三段水银柱总长度不变，（C）如管顶部分有空气，水银柱L1将下降，（D）如管顶部分有空气，三段水银柱总长度将变大。四填空题（每小题6分，共42分）1弹簧振子以O点为平衡位置作简谐振动，若以经过O点时为计时起点，振子第一次到达某点P用时0.22s，双经过0.1s，第二次通过P点，则振子第三次通过P点还需经过＿＿＿＿＿s时间。2理想变压器输入的交流电源电动势为，内阻为r，变压器输出端接有电阻为R的负载，为使负载电阻获得最大电功率，则变压器的原副线圈的匝数比应为＿＿＿＿＿＿，ecaBfdbABFL1AL2BL3此时输入端电流为＿＿＿＿＿＿。3在图中，两个质量均为m的人分别同时站在悬挂于光滑滑轮两边，质量均为M的平板上，其中一人在地面上跳跃时，能使其重心升高h，则此人如在板上跳跃，消耗同样的能量，能使自己的重心升高h’＝＿＿＿＿＿＿＿＿。4图为一折射率一定的透明体，下部是半径为R，高为2R的圆柱体，上部是半径为R的半球体，O为球心位置，今有a、b两束光线，相距1.2R沿平行中心轴OO’方向对称地射到球表面，若要使光线在透明体内相交，则其折射率n必须满足的条件是＿＿＿＿＿＿。5如图所示，U形管右管内径为左管内径的2倍，大气压强相当于76cm汞柱产生的压强，左管封闭且封闭端下有一段26cm长的空气柱，左右两管水银面高度差为41cm，在左管封闭端下52cm处，原来有一颗钉子，若将钉子向左方缓慢拔出（水银没有向外溢出），会在左管内产生一段新的空气柱，则左管封闭端下的空气柱长度将变为＿＿＿＿＿＿cm，新产生的空气柱长度是＿＿＿＿＿＿cm。6如图所示，水平旋转的两条平行光滑金属导轨MN和PQ上，放着两条与导轨垂直的滑杆ab和cd，两滑杆的质量都是m，电阻均为R，磁感强度为B的匀强磁场垂直轨道平面向上，导轨电阻不计，现在ab杆上施以水平恒力F，设两导轨足够长，则cd杆能够得到的最大加速度是＿＿＿＿＿＿，两杆运动的最终速度差应为＿＿＿＿＿＿＿。7在图示电路中，电压表V1、V2V50都相同，第一个电压表的示数U1＝9.6V，第一个电流表的示数为I1＝9.5mA，第二个电流表的示数I2＝9.2mA，则所有电压表的示数之和为＿＿＿＿＿＿V。五计算题（第1题16分，第2题17分，共33分）1如图所示，竖直放置的圆柱形气缸固定不动，A、B两活塞的面积分别为SA＝20cm2，SB＝10cm2，它们用一根轻绳连接，B又与另一根竖直轻绳相连，绳跨过两定滑轮与重物C相接，已知A、B两活塞的质量mA＝2mB＝1kg，活塞静止时，气缸中理想气体压强p1＝1.2atm，温度为T1＝800K，上、下气柱长分别为2L及L，不计摩擦，且大气压强为标准大气压，上气缸足够长，求：（1）重物C的质量M，（2）缓慢降低气缸内气体的温度直至210K，试在p－V图上画出缸内气体状态变化的图线，并计算出图线拐点处气体的温度及最终B活塞离地的高度。2如图所示，在同一水平面上放置平行长直导轨，在导轨I部分相距L＝0.4m，在导轨II部分相距L／2，其上平行静止地分别放置可在导轨上无摩擦滑动的金属棒ab和cd，两棒质量均为m＝0.1kg，电阻均为R＝1，棒与导abRO2RO’BPacQFMbdNA1A2A50V1V2V50P(atm)CMB2LLAOVLBaLcL/2bIdII轨接触良好，导轨电阻不计，导轨处于磁场方向竖直向下，大小为B＝1T的匀强磁场中，现使金属棒ab以v0＝10m/s的初速向右开始运动，问：（1）cd棒的最大加速度多大？（2）若ab棒在导轨I部分时，cd棒已趋于稳定速度，则此稳定速度多大？（3）在cd棒趋于稳定速度后，ab棒进入导轨II部分运动，则ab棒在滑行过程中还能产生的热量是多少？（4）在cd棒趋于稳定速度后，ab棒恰进入导轨II部分时，令cd棒突然停止运动，ab棒继续运动直至停止的过程中，通过其横截面的电量为1C，那么，ab棒在导轨上滑行的最大距离是多少？参考答案：一1B，2B，3C，4D，5D，6C，7A，8D，9B，10D。二1D，2B，3C，4A，5B。三1A、C，2B、D，3A、B，4B、C，5A、B。四10.26或0.98，2r／R，／2r，3（2M＋m）h／2（M＋m），4n＞1.43，518.2，19.8，6F／2m，FR／B2L2，7304。五1（p1－p0）（SA－SB）＋（mA＋mB）g＝Mg，得M＝3.5kg，（L2S＋2LS）／T1＝3LS／T2，得T2＝600K，Mg＋p2SB＝p0SB＋mBg，得p2＝0.7atm，p1／T2＝p2／T3，得T3＝350K，3LS／T3＝L’S／T4，得L’＝1.8L，B离地高为H＝3.8L。2（1）刚起动时I＝／2R＝BLv0／2R＝2A，cd所受安培力为F2＝BIL／2＝0.4N，最大加速度为a2m＝F2／m＝4m/s2，（2）当＝0时出现稳定速度，此时有2vab＝vcd，由I相同得Fab＝2Fcd，即Fabt＝mv0－mvab2Fcdt，Fcdt＝mvcd－0，则vab＝v0／5＝2m/s，v