2011高二物理竞赛试卷

2011年嘉兴市物理竞赛高二试题卷第1页共7页2011年嘉兴市物理竞赛高二试题卷2011/05/22考生须知：1．考试时间共120分钟，满分150分；2．可以使用计算器；答案写在答题卷上有效；3．在答题卷上A、B后的方框内打√，以确认自己是A类还是B类考生.一．单项选择题(本大题为所有考生必做．．．．．．，共10小题。A类考生每小题4分，共40分；B类考生每小题6分，共60分。)1.甲乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动，若以该时刻作为计时0时刻，得到两车的位移—时间（x-t）图像如图所示，则下列说法正确的是：A．t1时刻乙车从后面追上甲车B．t1时刻两车相距最远C．t1时刻两车的速度刚好相等D．0到t1时间内，乙车的平均速度小于甲车的平均速度2.下列关于超重和失重现象的描述中正确的是：A．电梯正在减速上升，在电梯中的乘客处于超重状态B．磁悬浮列车在水平轨道上加速行使时，列车上的乘客处于超重状态C．荡秋千时秋千摆到最低位置时，人处于失重状态D．“神舟”六号飞船在绕地球做圆轨道运行时，飞船内的宇航员处于完全失重状态3．图中轻质细绳AO、BO和CO的结点为O，A、B端是固定的,C端连接质量为M的铁块．平衡时AO是水平的，BO与水平面的夹角θ．现将一质量为m的磁铁吸在铁块的侧面后，AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是：A．F1=（M+m）gcosθB．F1=（M+m）gcotθC．F2=（M+m）gsinθD．因原竖直线CO将倾斜，故以上选项都不对4.内阻不能忽略的电源给某阻值恒定的纯电阻用电器供电，若直接串联则路端电压大于该用电器的额定电压。要使得用电器正常工作，有两位同学分别设计了方案，同学甲说只要再串联恰当阻值的电阻即可；同学乙说在用电器上并联恰当阻值的电阻也可，则：A．甲的方案可行，乙的方案不可行B．甲的方案不可行，乙的方案可行C．甲和乙的方案都可行，但甲方案更节能D．甲和乙的方案都可行，但乙方案更节能5．美国国家科学基金会2010年9月29日宣布，在银河系新发现一颗太阳系外行星gliesetxt1甲乙0第3题图ＡOθＢM第1题图C2011年嘉兴市物理竞赛高二试题卷第2页共7页581g，这颗行星可能像地球一样具备生命存在所需的必要条件。据观测计算gliese581g直径是地球的1.4倍，表面重力加速度是地球的1.6倍，它围绕其恒星运行的周期是37个地球日。若把该行星的运动看成圆周运动，由上述条件能得出的正确结论是：A．该行星的公转速度比地球公转速度大B．该行星的质量是地球的3.136倍C．该行星上第一宇宙速度是地球的2.24倍D．从地球上发射飞船到达该星球，第二宇宙速度是最小的发射速度6.一个等腰直角三棱镜的截面如图所示，ACB为直角，一细束红光从AC面的P点沿平行底面AB方向射入棱镜后，经AB面反射，再从BC面的Q点射出，且有PQ∥AB（图中未画光在棱镜内的光路）．如果将一细束蓝光沿同样的路径从P点射入三棱镜，则从BC面射出的光线是：A．仍从Q点射出，出射光线平行于ABB．仍从Q点射出，出射光线不平行于ABC．可能从Q点下方的Q点射出，出射光线平行于ABD．可能从Q点上方的Q点射出，出射光线平行于AB7.如图所示虚线是等量异性点电荷产生的静电场中的一簇等势线，带点粒子仅在电场力的作用下，从P点运动到Q点，轨迹如图中实线所示，则下列情况正确的是A．无论粒子带何电性，可判断P点电势一定高于Q点电势B．若粒子带负电，则可判断P点电势低于Q点电势C.无论粒子带何电性，可判断粒子从P点运动到Q点的过程中电势能一定增加D.若粒子带负电，则可判断粒子从P点运动到Q点的过程中电势能减小8.弹簧一端连接小球构成弹簧振子，其固有频率为f。现将弹簧剪去一半再与该小球连接构成一新的弹簧振子，则该振子的固有频率为A.f2B.2fC.f2D2f9．一物体从A点竖直上抛又回到A点的过程中空气阻力大小恒定，则关于加速度大小-高度（a-h）,机械能-高度（E-h）,动能-高度（EK-h）,重力势能-高度（EP-h）的图像中错误的是（）C·PABQQQ·第6题图PQ第7题图hhEPhEKahE2011年嘉兴市物理竞赛高二试题卷第3页共7页10．宽度均为d且足够长的两相邻条形区域内各存在磁感应强度大小均为B，方向相反的匀强磁场。电阻为R边长为d334的等边三角形金属框的AB边与磁场边界平行，金属框从图示位置以垂直于AB边向右的方向做匀速直线运动，取逆时针方向电流为正，从金属框C端刚进入磁场开始计时，框中产生的感应电流随时间变化的图像是二．不定项选择题（本大题只供．．A．类考生做．．．．！共5小题，每小题6分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不选全的得3分，不选或选错的得0分）11．水平地面上固定某斜面体，小球甲从斜面顶端A以0v向左水平抛出，质量不同且表面光滑的小球乙以相同大小的初速度0v沿斜面向下运动，空气阻力不计。则下列说法不正确的是：A．乙球一定先到达地面B．两球可能同时到达地面C．两球到达地面时的动能一定相同D．两球到达地面时的速率一定相同12．如图所示，一只理想变压器的原、副线圈的匝数比是10：1，原线圈接入电压为220V的正弦交流电源，一只理想二极管和一个阻值为10Ω的电阻R串联接在副线圈上。则以下说法中正确的是：A．交流电压表的读数为22VB．1min内电阻R上产生的热量为726JC．二极管两端的最大电压为222V第11题图。。0v0vAA.B.C.D.VAURU第12题图0123412-1-2-3-40/vdt0332/BdvRi340123412-1-2-3-40/vdt0332/BdvRi34013412-1-2-3-40/vdt0332/BdvRi34013412-1-2-3-40/vdt0332/BdvRi34A.B.C.D.ABCdd0v第10题图2011年嘉兴市物理竞赛高二试题卷第4页共7页D．若将R换成阻值大于10Ω的电阻，则交流电流表读数变小13．范围足够大的匀强磁场内某时刻有两个同电性的粒子M，N同时从同一点开始运动，运动方向垂直于磁场。两粒子电量相同，M粒子质量是粒子N的两倍。当M粒子转过3弧度时恰好与N粒子第一次相遇，则A。N粒子相遇前转过6弧度B。N粒子相遇前转过32弧度C。两粒子速率之比23:NMvvD。两粒子速率之比3:NMvv14．水平放置的盘状仪器的俯视图如图甲所示，仪器内存在着如图乙所示的变化磁场，磁感应强度方向竖直向下取为正方向。某时刻t有一电子在该仪器中做逆时针方向的加速运动，则下列判断可能正确的是A．10ttB．21tttC．32tttD．43ttt15.在地面上以速率v1竖直向上抛出一个物体，物体落地时的速率为v2，若物体所受空气阻力的大小与其速率成正比，则（）A．物体上升过程阻力的平均功率大于物体下落过程阻力的平均功率B．物体上升过程阻力的平均功率小于物体下落过程阻力的平均功率C．物体在空中的运动时间12vvtgD．物体在空中的运动时间12vvtg三．填空题（本大题共9小题，A．类考生全做．．．．．，每空5分，共60分；B．类考生做．．．．第．16．．题．至第．．22．．题．，每空7分，共70分）16.声音传播的速度是340m/s，空旷的操场上两只相距100m的喇叭从某时刻一起发出波长为2m的持续相同的声波，某位同学站立在操场上，距离两只喇叭分别为60m和80m，那么当距离他较远的喇叭的声波传到他耳朵里之前，他耳朵内的鼓膜由于较近喇叭的BB0－B0乙Ot1t2t3t4t_甲第14题图2011年嘉兴市物理竞赛高二试题卷第5页共7页声波引起了次全振动，之后该同学听到的声音是的。（填“加强”或“减弱”）17.两辆外形完全相同的小车A、B沿两条平行的光滑水平直路运动，开始时A在B右侧，相距do=1.0m，如图所示。已知A、B的质量mA=mB=10kg,A、B的速度方向均向右，vAO=4.0m/s,vBO=2.0m/s。由此时开始，A受到水平向左的恒力FA=2.0N作用，B受到水平向右的恒力FB=2.0N作用。在某一瞬间看到两车相距为d，若此时dm，我们就可以判断这一瞬间，左侧的一定是A车，右侧的一定是B车。18.有一根劲度系数为k、质量为m的弹性细绳，把它放在水平面上的自由长度为l，现把它悬挂在水平天花板，如图甲所示，此时细绳最低端P点的张力为T，则细绳一头对天花板的拉力大小为，将细绳两头粘连做成环套，套在顶角为2的光滑圆锥外表面，圆锥轴线竖直，环套平面水平，则环套此时的周长为。（重力加速度用g表示）19.直升飞机甲悬停在空中，其发动机输出功率为P，另一直升飞机乙三维尺寸皆为甲的两倍，而各部密度和甲完全相同。直升飞机乙同样悬停在空中，则它的发动机输出功率应是。20.如图所示，水平面内电阻不计的两平行金属导轨MN,PQ间距为1m，导轨处在竖直向上的磁场中，MP之间接有R=10定值电阻。将质量0.1kg，电阻可忽略的金属棒ab放置在导轨上且接触良好，与导轨间的动摩擦因数为0.1，以P为坐标原点，PQ方向为x轴正方向建立坐标，金属棒恰好从00x处以4m/s的初速度沿x轴正方向做匀减速直线运动，最终停止在mx2'位置。则金属棒从0x位置到mx1位置的过程中，电阻R产生的焦耳热为J。磁感应强度B随x位置的变化而变化，B与x坐标的关系式为x。Rv0MQNPabx第20题图甲乙P第18题图vAovBod0第17题图yxPOQR22011年嘉兴市物理竞赛高二试题卷第6页共7页21.电流为I的一长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度B=kI/r，其中k为常数。两两之间距离相等的电流强度均为I的三根通电长直导线P、Q、R互相平行，垂直纸面放置，电流方向垂直纸面向里，单位长度的导线受到的安培力大小为F。取PQ方向为x轴正方向，PQ的中点为原点建立直角坐标系如图，某时刻有一电子(电量为e)正好经过原点O，速度大小为v，方向沿y轴正方向，则电子此时所受磁场力为22.内壁光滑、半径为1m的绝缘圆弧轨道PQ竖直放置，Q端在圆心O的正下方，P端与O点的连线与水平方向夹角为30o，圆轨道下方有一光滑绝缘的水平面，水平面上质量为kg3101带电量为+C6105.6的小球以sm/3的速度向右做匀速直线运动，运动至某位置时整个空间突然施加竖直向上的场强为mV/1023匀强电场，小球恰好从P点沿切线方向进入圆弧轨道内侧继而做圆周运动。小球运动到Q点时对圆弧轨道的压力为N。（g取10m/s2）23.大部分恒星构成双星系统，从地球上观测某遥远的双星系统，从两星相距最大位移到下一次出现最大位移需要的时间是为T。如果某一时刻两星运转速度突然为零，则从此刻起到它们相遇需要经过的时间是。24.如图所示的电路图，电源电动势为E，电源内阻为R，外电路的5个纯电阻每个阻值也均为R。水平放置的平行板电容器上极板ACDE和下极板A’C’D’E’构成长方体，两平行板间距为d,板间还存在与电场同方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，某带负电的粒子电荷量为q，质量为m，以大小为v的初速度自A’点沿A’C’方向进入电容器内，恰好能打在上极板的D点，则极板的AC边的边长为。（带点粒子重力不计）四、计算题（本题共20分，A．类考生全做．．．．．，B．类考生只做第．．．．．．(1)(2)．．．．．．；．,无论A类或B类考生解答时都要求写出必要的文字说明、公式和计算过程）25.如图所示，在xOy坐标系第一象限存在沿+y方向的匀强电场，电场强度为E。电子电量为e，质量为m，电子的重力不计。（1）如图甲，若在整个第四象限存在垂直纸面向内的匀强磁场，磁感应强度为B，电子在第一象限中的某个位置由静止释放，电子第二次经过x轴时恰好经过坐标原点O，且电子在电场和磁场中运动的时间相等，则释放点的位置坐标(x0,y0)是什么？（2）如图乙，若在第四象限的三角形区域AOB内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向POQv0第22