浙江省东阳市高二物理上学期竞赛试题新人教版.doc

2012年东阳市高二物理竞赛试卷考生须知：时间120分钟,满分140分；g取10m/s2；可以使用计算器；答案写在答题卷上有效一. 不定项选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分）1、如图所示，在超市内倾角为的电梯斜面上有一车西瓜随电梯匀速向上运动，在箱子的中央有一只质量为m的西瓜，则在该西瓜随箱一起匀速前进的过程中，周围其它西瓜对它的作用力的方向为（ ）a竖直向上 b沿斜面向下c沿斜面向上 d垂直斜面向上2、一个质点受两个互成钝角的恒力f1和f2作用，由静止开始运动，若运动过程中保持二力方向不变，但f1突然增大到f1+f，则质点以后（ ）a可能做变加速曲线运动 b可能做匀变速直线运动c可能做匀速直线运动 d可能做匀减速曲线运动pcdoabmn3、如图所示，曲面pc和斜面pd固定在水平面mn上,c、d处平滑连接，o点位于斜面顶点p的正下方。某人从顶端p由静止开始分别沿曲面和斜面滑下，经过c、d两点后继续运动，最后停在水平面的a、b两处。各处材质相同，忽略空气阻力，则（ ）a此人在曲面pc和斜面pd上克服摩擦力做功一定相等b此人沿pca和沿pdb运动克服摩擦力做功一定不相等c距离oa一定等于obd距离oa一定小于ob4、如图所示，图(甲)为一块透明的光学材料的剖面图，在其上建立直角坐标系xoy，设该光学材料的折射率沿y轴正方向均匀减小现有一束单色光a从原点o以某一入射角由空气射入该材料内部，则单色光a在该材料内部可能的传播途径是下图中的：（ ） x/my/mo0.2o1o20.4 0.8ab5、如图所示，在一平静水面上建立xoy坐标系，甲乙两波源分别在o1 和o2位置先后以5hz的频率上下振动，图中a、b为某一时刻两波刚到达的位置。波传播过程中能量损耗不计。图示时刻x0.4m处的质点沿振动方向的位移为零，速度向下。已知水波的波速为0.5 m/s，振幅为2cm，两波源起振方式相同，则下列说法正确的是（ ）a再经0.5s，两波都到达x0.9m处b波源o1比o2开始振动的时间早0.2s cx轴上x0.55m处发生干涉，振动始终减弱d图示时刻x0.46m处的质点振动方向向上6、如图所示，电荷q均匀分布在半球面上，球面的半径为r，cd为通过半球顶点c与球心o的轴线。p、q为cd轴上在o点两侧，离o点距离相等的二点。如果是带电量为q的均匀带电球壳，其内部电场强度处处为零，电势都相等。则下列判断正确的是（ ） ap点的电势与q点的电势相等bp点的电场强度与q点的电场强度相等c在p点静止释放带正电的微粒（重力不计），微粒将作匀加速直线运动d带正电的微粒在o点的电势能为零7、如图所示，内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，以速率v0沿逆时针方向匀速圆周运动若在此空间突然加上方向竖直向上，磁感应强度b随时间成正比增加的变化磁场，设运动过程中小球带电量不变，那么（ ）a小球对玻璃环的压力一定不断增大b小球受到的磁场力一定不断增大c小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动d磁场力对小球先做负功，后做正功嫦娥二号8、 2010年10月1日我国发射了“嫦娥二号”探月卫星。与嫦娥一号不同，嫦娥二号直接被火箭从地面送入月球轨道，并在离月球表面100公里的轨道上做匀速圆周运动，如图所示。已知嫦娥二号绕月球的周期为t，万有引力常量为g，月球表面的重力加速度是地球重力加速度的1/6。下列说法中错误的是( ) a嫦娥二号在圆形轨道上运动时不需要火箭提供动力b根据题中条件可以算出嫦娥二号在圆形轨道上运动的线速度 c根据题中条件可以算出月球质量d根据题中条件可以算出嫦娥二号受到月球引力的大小9、如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中r1、r2、r3和r4均为固定电阻，开关s是闭合的。v1和v2为理想电压表，读数分别为u1和u2； a1、a2 和a3为理想电流表，读数分别为i1、i2和i3。现断开s，u1数值不变，下列推断中正确的是（ ）ai1变小、i2变小bi1变大、i2变大cu2变小、i3变小 du2不变、i3变大10、如图所示，在光滑的水平面上，一质量为m，半径为r，电阻为r的均匀金属环，以v0的初速度向一磁感应强度为b的有界匀强磁场滑去（磁场宽度d2r）。圆环的一半进入磁场历时t秒，这时圆环上产生的焦耳热为q，则t秒末圆环中感应电流的瞬时功率为（ ）bdv0ra. b.c. d. 11、地面上方足够宽广空间存在水平方向匀强磁场区域，带电小球由m点静止释放，沿如图虚线所示路径下落到最低位置n时速度为v。不计空气阻力以及小球电量变化，以下正确的是（ ）a、v沿水平方向b、小球下落过程中速度不断增大c、小球到达最低位置后可能做匀速直线运动d、如果在最低位置n让该小球具有与v等大反向的速度，则它将沿原路径返回到m点12、现有k个氢原子被激发到量子数为3的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少？（假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的）：（ ）a、k/2 b、k c、3k/2 d、2k二、填空题（本大题共5小题，每题6分，共30分）13、若取平衡位置为零势能点，竖直悬挂的弹簧振子在位移为2a/3时（a为振子的振幅），则它的动能和势能的比值为 。14、温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性来工作的，如下图甲所示，电源的电动势e=9.0 v，内电阻不计，g为灵敏电流计，内阻rg保持不变；r为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如下图乙所示，闭合开关s，当r的温度等于20 时，电流表示数i1=2 ma；当电流表的示数i2=3.6 ma时，热敏电阻的温度是 。 15、如图所示电路，电阻r1与电阻r2阻值相同，都为r，和r1并联的d为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在a、b间加一正弦交流电u20sin100t（v），则加在r2上的电压有效值为 。 16、如图所示，板长为l的平行板电容器倾斜固定放置，极板与水平线夹角=30，某时刻一质量为m，带电量为q的小球由正中央a点静止释放，小球离开电场时速度是水平的，（提示：离开的位置不一定是极板边缘）落到距离a点高度为h的水平面处的b点，b点放置一绝缘弹性平板m，当平板与水平夹角a=450时，小球恰好沿原路返回a点则平行板电容器的板长l为 。 17、某行星质量为m，半径为r，若在距该行星中心10r处有一物体正沿着它与行星中心连线夹角为=30的方向向行星靠拢。问此物体的速度至少 大，才能避免该物体落在行星上与行星发生碰撞。三、计算题（本大题共5小题，共62分）18、如图所示，质量为80 kg的物体放在安装在小车上的水平磅秤上，小车在平行于斜面的拉力f作用下沿斜面无摩擦地向上运动，现观察到物体在磅秤上读数为1000 n已知斜面倾角30，小车与磅秤的总质量为20 kg.(1)拉力f为多少？(2)物体对磅秤的静摩擦力为多少？(3)若小车与斜面间有摩擦，动摩擦因数为，斜面质量为100 kg，试求斜面对地面的压力和摩擦力分别为多少？(a一直静止在地面上)19、金属杆ab、cd置于平行轨道mn、pq上，可沿轨道滑动，两轨道间距l=0.5m，轨道所在空间有匀强磁场，磁感应强度b=0.5t，用力f=0.25n向右水平拉杆ab，若ab、cd与轨道间的滑动摩擦力f1=0.15n、f2=0.1n，两杆的电阻分别为r1=r2=0.1，求；（1）此两杆之间的稳定速度差，设导轨电阻不计，ab、cd的质量关系为2m1=3m2；（2）若f=0.3n，两杆间稳定速度差又是多少？20、如图所示，用半径为0.4m的电动滚轮在长薄铁板上表面压轧一道浅槽薄铁板的长为28m、质量为10kg已知滚轮与铁板、铁板与工作台面间的动摩擦因数分别为0.3和0.1。铁板从一端放人工作台的滚轮下，工作时滚轮对铁板产生恒定的竖直向下的压力为100n，在滚轮的摩擦作用下铁板由静止向前运动并被压轧出一浅槽已知滚轮转动的角速度恒为5rad/s，g取10ms2(1) 加工一块铁板需要多少时间?(2)加工一块铁板电动机要消耗多少电能?(不考虑电动机自身的能耗)aoxyv0v0eecax=2l0cx=2l021、如图所示的直角坐标系中，在直线x2l0到y轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x轴上方的电场方向沿y轴负方向，x轴下方的电场方向沿y轴正方向。在电场左边界上a(2l0，l0)到c(2l0，0)区域内，连续分布着电量为q、质量为m的粒子。从某时刻起由a点到c点间的粒子，依次连续以相同的速度v0沿x轴正方向射入电场。若从a点射入的粒子，恰好从点a(0，l0)沿x轴正方向射出电场，其轨迹如图。不计粒子的重力及它们间的相互作用。（1）求匀强电场的场强e；（2）求在ac间还有哪些位置的粒子，通过电场后也能沿x轴正方向运动?（3）若以直线x=2l0上的某点为圆心的圆形区域内，分布着垂直于xoy平面向里的匀强磁场，使沿x轴正方向射出电场的粒子，经磁场偏转后，都能通过直线x=2l0与圆形磁场边界的一个交点处，而便于被收集，则磁场区域的最小半径是多大？相应的磁感应强度b是多大？22、如图所示，物体a、b用细绳相连悬挂于定滑轮o上，物体c用劲度系数为k=mg/l，原长为l的弹簧悬挂于b下，已知它们的质量关系为ma=2m，mb=mc=m，开始时系统静止，且使弹簧保持原长释放，若不计滑轮与绳的质量和摩擦，试求c相对于b的运动规律。 2012年东阳市高二物理竞赛答题卷一、不定项选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分）题号123456答案题号789101112答案二、填空题（本大题共5小题，每题6分，共30分）13 14_ 15_ 16. _ 17. 三、计算题（本大题共5小题，共62分）18、解:19解：20解：aoxyv0v0eecax=2l0cx=2l021解：22解：2012年东阳市高二物理竞赛参考答案一、不定项选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分）题号123456答案bddddb题号789101112答案cdadbabc二、填空题（本大题共5小题，每题6分，共30分）13 5/4 14_120_ 15_5v _ 16. l=3h 17.三、计算题（本大题共5小题，共62分）19、解：(1)当f=0.25n=fab+fcd，达到稳定时，取cd杆为研究对象，则有fcd-f安=0f安=fcb=0.1 nab、cd切割磁感线产生的感应电动势为eab=blv1 ecd=blv2两电动势方向相反，闭合电路中总电动势为e=eab-ecd=bl(v1-v2)闭合电路中电流为i=则cd杆所受到的安培力大小为f安=bil=所以v=m/s=0.32 m/s.(2)当f=0.3 nfab+fcd，对ab、cd组成的物体系统，ab、cd所受的安培力大小相等、方向相反，合力为零，则物体系统所受外力为f、fab与fcd,其合外力为f合=f-(fab+fcd)=0.3n-（0.15n+0.1n）=0.05n对物体系统有f合=(m1+m2)a因为2m1=3m2， 则f合=2.5m2a取cd杆为研究对象，则有f安-fcd=m2a f安=bili=v解得v=(f合+fcd)=(0.5+0.1) m/s=0.384 m/s.20、解：开始砂轮给铁板向前的滑动摩擦力f1=1fn=0.3100n=30n 工作台给铁板的摩擦阻力f2=2fn=0.1(100+1010)n=20n 铁板先向右做匀加速运动：a= =1m/s2 加速过程铁板达到的最大速度vm=r=50.4m/s=2m/s 这一过程铁板的位移s1=2m2.8m， 此后砂轮给铁板的摩擦力将变为静摩擦力，f1=f2，铁板将做匀速运动。即整个过程中铁板将先做加速度a=1m/s2匀加速运动，然后做vm=2m/s的匀速运动在加速运动过程中，由vm=at1得 t1=s 匀速运动过程的位移为s2=l-s1=2.8-2 =0.8m 由s2=vt2，得t2=0.4s 所以加工一块铁板所用的时间为t=t1+t2=2+0.4=2.4 s （2）解法一：e=ek+q1+q2=mvm2+f1s相对+f2l =(1022+302+202.8)j=136j 解法二：e=f1s作用点+f1s2= f12s1+f2s2 =(3022+200.8)=136j21、aoxyv0v0eecax=2l0cx=2l0（1） 设轨迹与x轴的交点为，根据运动轨迹和对称性可得 由过程中： x轴方向 y轴方向 解得： （2）从上图得从电场射出时的速度方向也将沿x