高二物理竞赛辅导练习：高二物理竞赛试题案

物理竞赛训练一、单项选择题（每题8分，共48分）1、如图，O是一固定的点电荷，另一点电荷P从很远处以初速度0v射入点电荷O的电场，在电场力作用下的运动轨迹是曲线MN。a、b、c是以O为中心，cbaRRR、、为半径画出的三个圆，abbcRRRR。1、2、3、4为轨迹MN与三个圆的一些交点。以12W表示点电荷P由1到2的过程中电场力做的功的大小，34W表示由3到4的过程中电场力做的功的大小，则1、2、3A．34122WWB．34122WWC．P、Q两电荷可能同号，也可能异号D．P的初速度方向的延长线与O之间的距离可能为零2．如图，在00yx、的空间中有恒定的匀强磁场，磁感强度的方向垂直于oxy平面向里，大小为B。现有一质量为m电量为q的带电粒子，在x轴上到原点的距离为0x的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场。不计重力的影响。由这些条件可知，A．不能确定粒子通过y轴时的位置B．不能确定粒子速度的大小C．不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间D．以上三个判断都不对3、如图，在正六边形的a、c两个顶点上各放一带正电的点电荷，电量的大小都是1q，在b、d两个顶点上，各放一带负电的点电荷，电量的大小都是2q，21qq。已知六边形中心O点处的场强可用图中的四条有向线段中的一条来表示，它是哪一条？A．1EB．2EC．3ED．4E4、如图所示，竖直放置在匀强磁场中的固定光滑长直导轨，自身的电阻不计。磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度B=0.5T。两导体棒ab、cd的长均和导轨宽度相同，为l=0.2m，电阻均为r=0.1Ω，重量均为G=0.1N，导体棒与导轨接触良好。现用竖直向上的推力F推ab，使它匀速上升，此时观察到cd处于静止。有下列说法：①ab受到的推力F大小为0.1N；②ab上升的速度为2m/s；③2s内回路中产生的电能为0.4J；④2s内cd上产生的电热为0.4J。以上说法中正确的有A.①④B.②③C.①②③D.②③④5、.如图8—8所示电路，L是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片P从A端迅速滑向B端的过程中，经过AB中点C时通过线圈的电流为I1;P从B端迅速滑向A端的过程中，经过C点时通过线圈的电流为I2;P固定在C点不动，达到稳定时通过线圈的电流为I0,则A.I1=I2=I0B.I1I0I2C.I1=I2I0D.I1I0I26、如果不计安培表的内阻，将6个相同阻值的电阻按图3所示作四种连接，在AB间接电源，所用电源内阻与每一个电阻值相同，则在下列哪种连接中电源的效率为50﹪（）图卷Ⅱ二填空题（每空7分，共56分）6、一根长为L的直导线，在垂直于匀强磁场的平面内，绕轴O以角速度逆时针匀速转动，如图所示，以O为圆心，l2为半径的圆形区域内磁场方向垂直纸面向里，这个圆形区域以外的磁场方向垂纸面向外，两个磁场的磁感强度大小均为B，导线在旋转过程中a0间的电势差Ua0=__7、一个秒摆在竖直平面内A、B、C之间做简谐振动，当摆球振动到最低点B向右运动时，在B点正下方，一个小球M沿着光滑的水平面正向右运动，小球M与B点正右方相距为S的竖直墙壁碰撞后返回到B点正下方时，摆球也恰好又摆到B点。（小球M与墙壁碰撞过程无能量损失，碰撞时间极短，可不计）试求：小球M的速度可能的数值__8、．在一条直线上，从左向右依次固定A、B、C个带电小球，A、B、C的质量之比为mA：mB：mC=1：2：3，小球所在的光滑平面是绝缘的，当只将小球A释放的瞬间，它获得向左的加速度大小为5m/s2；当只将小球B释放的瞬间，它获得向右的加速度大小为4m/s2;那么只将小球C释放的瞬间它将获得向__的加速度大小为__m/s2.10、一个带电质点，带电量为q，质量为m，以平行于ox轴的速度v从y轴上的A点射入图中第一象限所示的区域，为了使该质点能从x轴上的B点以垂直于ox轴的速度v射出，可在第一象限的适当地方加一个垂直于xy平面、磁感应强度为B的匀强磁场．若此磁场仅分布在一个圆形区域内，则这个圆形区域的最小半径为__。（不计重力）11、如图18所示，带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板0.8cm，两板间的电势差为300V.如果两板间电势差减小到60V，则带电小球运动到极板上需__s.12、如图14所示，一个半径为r的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外．一带电粒子以速率沿半径方向从M点射入磁场，由沿半径方向从N点射出磁场．已知，则粒子从M运动到N所用的时间是为__。13三、计算题（每题12分，共36分）13、如图24所示为一固定在水平面上长Ｌ的绝缘板，整个空间有一水平的匀强电场，板在右半部有一个垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为ｍ、带电量为ｑ的物体，从板的Ｐ端由静止开始在电场力的作用下向右运动．小物体与水平面间摩擦系数为μ，进入磁场区域后恰能作匀速运动．当物体碰到挡板Q后被弹回．若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁中仍能作匀速运动，离开磁场后作匀减速运动，并停在C点．设ＰＣ＝14Ｌ．求：（1）物体与挡板碰撞前后的速率ｖ1和ｖ2；（2）磁感应强度B的大小；（3）电场强度E的大小和方向．15、在如图所示的电路中，电源电动势为E＝3.0V，内电阻为r＝1.0Ω.R1＝R2＝10Ω,R3＝R4＝30Ω.电容器的电容C＝100μF.最初K处于闭合状态，现将K断开，求断开K后通过各个电阻的电量.图24答案1~6、BDBBDC7、Bl24/8、uSnn2123(,,)9、向左，110、222mHMm-11Bqmv2212、s=4.5×10－2s13方向水平向右14、（1）在地面附近，沙尘扬起要能悬浮在空中，则空气阻力至少应与重力平衡，即201Avmg①式中m为沙尘颗粒的质量，而2Ar②3s43mr③得10s43grv④代入数据得114.0msv－⑤（2）用h、h分别表示19.0msv－时扬沙到达的最高处的空气密度和高度，则有0h(1)Ch⑥此时式①应为2hAvmg⑦由②、③、⑥、⑦可解得20s4113rghCv⑧代入数据得36.810mh⑨15、解析：K处于闭合时，闭合电路的总电阻为R总=321132)(RRRRRR+r=9（Ω）所以干路电流为I=总RE=93=31（A）所以路端电压为U=E-Ir=38（V）由串联电路的分压关系得，电容器两端的电压为UC=323RRRU=2（V）所以断开前，电容器的带电量为Q=CUC=2×10-4（C）K断开后，R1、R2串联，再与R3并联，最后和R4串在一起构成电容器放电电路，如图所示.通过左、右支路的平均电流分别为I左、I右，则右左II=213RRR=23通过R1与R2的电量为Q左，通过R3的电量为Q右，并且Q左=I左t左，Q右=I右t右.由于左、右支路的通电时间相等，右左QQ=右左II=213RRR=23①又Q左+Q右=Q②解①②得：Q右=52Q=52×2×10-4=8×10-5（C）Q左=53Q=53×2×10-4=1.2×10-4（C）则通过R1、R2、R3、R4的电量分别为：1.2×10-4C、1.2×10-4C、8×10-5C、2×10-4C