宁波高二物理竞赛试题

高二物理竞赛试题12345612345678910一.选择题((共10题，每题5分，共50分，有些题有多个选项是正确，把答案填在下面表格内)1.如图在水平力F的作用下，重为G的物体沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙之间的动摩擦因数为〃，物体所受摩擦力大小为A.GB.〃(F+G) C.〃(F—G) D.pG2.一质量为m的物体以速率v做竖直平面内的半径为L的匀速圆周运动，假设t=0时刻物体在轨迹最低点且重力势能为零，下列说法正确的是线内不要答题A、物体运动的过程中重力势能随时间的变化关系为EP=mgL(1-cosLt)题号1819202122总分得分评卷人本试卷中数值计算时，g取10m/s2。B、物体运动的过程中动能随时间的变化关系为E=1mv2-mgL(1-cos-t)k2 LB、C、物体运动的过程中机械能守恒，且机械能E=1mv22D、物体运动过程中机械能随时间的变化关系为E二校D、物体运动过程中机械能随时间的变化关系为E二校封学线内II无I效1mv2+mgL(1-cos-t)2L3.如图所示，质量为m的小球放置于带有光滑四分之一圆弧面的小车上，它们保持相对静止一起沿水平方向运动，小球与圆弧圆心的连线与竖直方向夹角为仇不计空气阻力，下列说法正确的是A.小球的加速度为gtan0B.小球对圆弧面的压力为mgcos0C.小车必定向右做匀加速直线运动D.若小车的加速度越大，小球所受的合外力有可能越小4.现有两个边长不等的正方形ABCD和。儿心如图所示，且A。、Bb、Cc、Dd间距相等。在AB、AC、CD、DB的中点分别放等量的正点电荷或负点电荷。则下列说法中正确的是A.O点的电场强度和电势均为零B.把一负点电荷从b点沿着b_d_c的路径移动到c点，电场力做功为零C.同一点电荷在。、d两点所受电场力不相同D.将一正点电荷由a点移到b点电势能减小5.如图所示，电源电动势为E，内阻为厂。当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端时，发现电压表V1、V2示数变化的绝对值分别为/U1和』U2,下列说法中正确的是A.小灯泡L「L3变暗，L2变亮B.小灯泡L3变暗，L「L2变亮C.4U1>4U2 D.4U1<JU2

6.将物体从地面竖直上抛，若它在第1秒内的位移大小等于它上升的最大高度的5/9,则物体的初速度可能为A.30m/s B.6m/s C.4.45m/s D.40.45m/s.如图所示，水平面上的轻弹簧一端与物体相连，另一端固定在墙上P点，已知物体的质量为m=2.0kg,物体与水平面间的动摩擦因数出0.4,弹簧的劲度系数k=200N/m。现用力向左拉物体使弹簧伸长10cm后停止，这时弹簧具有弹性势能E’1.0J。则撤去外力F后A、物体回到平衡位置0点时速度最大 匕B、物体向右滑动的距离可以达到12.5cm —1口 4C、物体向右滑动的距离一定小于12.5cm / 再”\婆母D、物体到达最右端时动能为0,系统机械能不为0.如图所示，直线OP把坐标系O町分成I区域和II区域，区域I中的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外；区域II中的磁感应强度为2B，方向垂直纸面向内。边界上的P点坐标为（4L3为。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从P点平行于y轴负方向射人区域I,经过一段时间后，粒子恰好经过原点O。忽略粒子重力，已知sin370=0.6,cos370=0.8。则下列说法中正确的是A.该粒子一定沿y轴负方向从O点射出B.该粒子射出时与y轴正方向夹角可能是740C.该粒子在磁场中运动的最短时间;空m60qBD.该粒子运动的可能速度为v=生%（n=1,2,3）12nm则在线圈,速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域。取沿a一b一c一d-a的感应电流方向为正穿越磁场区域的过程中，感应电流，、ab间的电势差U，随时间t变化的图线是下图中的.如右图所示，在坐标系xOy中，有边长为a的正方形金属线框Med,其一条对角线ac和y轴重合、顶点则在线圈,速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域。取沿a一b一c一d-a的感应电流方向为正穿越磁场区域的过程中，感应电流，、ab间的电势差U，随时间t变化的图线是下图中的.如图所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平地面上，A、B两物体通过细绳连接，并处于静止状态（不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦）。现用水平向右的力F作用于物体B上，将物体B缓慢拉高一定的距离，此过程中斜面体与物体A仍然保持静止。在此过程中A.水平力F一定变小B.斜面体所受地面的支持力一定变大C.地面对斜面体的摩擦力一定变大D.物体A受到的摩擦力一定变大

二.填空题（共7题，每题8分，共56分，把答案填在指定的横线上）.如图所示，木板B放在粗糙的水平地面上，木块A放在B的上面， 7A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上，用水平力F向左拉动B，F使B以速度v做匀速运动，A、B的质量均为m，且A、B间及B与水平地.面间的动摩擦因数都是〃，则绳的拉力FT=，水平拉力F=。.发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1,然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。设卫星在轨道1上经过Q点的速度为v1Q,加速度4Q,轨道2上经过Q点的速度为v2Q,加速度a2Q，轨道2上经过P点的速度为v2P，加速度a2P，轨道3上经过P点的速度为v3P，加速度a3p,加速度.如图所示，位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力F2,物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同。则v1v2,F1F（填“>”,“<”,“不能确定”）。.正四面体ABC。，每条边的电阻均为R=10Q,把欧姆表红黑表笔分别接到AB两点，电阻为Q。现把一个内阻不计、电动势E=4V的电源接在AB两点，同时把一个电容为100gF的电容器两个电极分别接在BD和AC的中点，则电容器带电量为C。.长为100m的火车，车头从离桥200m的地方从静止开始以1m/s2的加速度做匀加速运动，桥长为150m,则火车头到达桥头所需的时间11=s,整个火车通过全桥的时间12=s。.在光滑水平桌面中央固定一边长为0.3m的小正三棱柱abc,俯视如一图。长度为L=1m的细线,一端固定在a点，另一端拴住一个质量为m=0.5kg、 唱 八不计大小的小球。初始时刻，把细线拉直在ca的延长线上，并给小球以 工石°v0=2m/s且垂直于细线方向的水平速度，由于光滑棱柱的存在，细线逐渐缠绕在棱柱上（不计细线与三棱柱碰撞过程中的能量损失）。已知细线所能承受的最大张力为7N,则在细线断裂之前，小球运动的总时间为 s,小球运动的位移大小为m。.如图所示，重铜棒MN长a，质量未知，两端由两根长都是l的轻软铜线悬挂起来，铜棒MN保持水平，整个装置静止于竖直平面内，装置所在处有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B。现给铜棒MN中通入某一恒定电流，铜棒发生摆动，测得最大偏角6=600,最大动能为EK（不计感应电流影响和空气阻力）。则铜棒中通的电流大小为 ,从最低点运动到最高点的过程中安培力做的功是 。（请用题中已知的字母来表示，角度6的三角函数值请代入数据）

三.计算题（共5题，14+20+20+20+20分，共94分，必须要有解答过程，只写出结果不能得分）.某课外兴趣小组利用下图的实验装置研究“合外力做功和物体动能变化之间的关系”以及“加速度与合外力的关系”（1）该小组同学实验时先正确平衡摩擦力，并利用钩码和小车之间连接的力传感器测出细线上的拉力，改变钩码的个数，测定加速度。与细线上拉力F的关系，下列图象中能表示该同学实验结果的是▲（2）在上述实验中打点计时器使用的交流电频率为50Hz，某次实验中一段纸带的打点记录如图所示，则小车运动的加速度大小为 m/s2（保留3位有效数字）（3）实验时，小车由静止开始释放，已知释放时钩码底端离地高度为区现测出的物理量还有：小车由静止开始起发生的位移s（s<X）、小车发生位移s时的速度大小为v，钩码的质量为m，小车的总质量为M，设重力加速度为g，则mgs（选填“>”、“<”或“="）小车动能的变化；.如图所示，内壁光滑的半圆弧面竖直放置，其半径须，AB是光滑水平面，B在C的正下方，BC间距很小；EF为一足够长的挡板，可绕E点自由转动，E在D点的正下方。当挡板与竖直方向夹角为时，一个质量为m的物块（可看成质点）从水平面上A点以某一初速度v0向B处运动，恰好沿圆弧运动至D点水平抛出，且正好垂直撞向挡板（重力加速度g已知）。求：（1）初速度v0的大小（2）物块刚到达D点时对底面的压力的大小（3）DE的高度H

20.如图所示，粗糙水平桌面处有水平向右的匀强电场，场强大小E=2x104V/m,A、B是完全相同的两个小物体，质量均为m=0.1kg,电量均为q=2x10fC,且都带负电，原来都被按在桌面上的P点。现使A物体获得水平向右的初速vA0=12m/s,A开始运动时加速度大小为6m/s2,经A时间后，使B物体获得水平向右的初速vB0=6m/s(不计A、B两物体间的库仑力)，求：(1)小物体与桌面之间的摩擦力f为多大？(2)在A未与B相遇前，A电势能增量的最大值AE； ：Em(3)如果要使A尽快与B相遇，X为多大？21.如图1所示，宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示)，电场强度的大小为E0,E>0表示电场方向竖直向上。t=0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的飞点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的N2点。Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g。上述d、E0、m、v、g为已知量。(1)求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小；(2)求电场变化的周期T；N1图2(3)改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，N1图2图1答在密封线内无效答在密封线内无效22.如图所示，两平行光滑的金属导轨A。、CE相距L=1.0m,导轨平面与水平面的夹角a=30°,下端用导线连接R=0.40Q的电阻，导轨电阻不计。PQGH范围内存在方向垂直导轨平面的磁场，磁场的宽度d=0.40m，边界PQ、HG均与导轨垂直。质量m=0.10kg、电阻r=0.10Q的金属棒MN垂直放置在导轨上，且两端始终与导轨电接触良好，从与磁场上边界GH距离也为d的位置由静止释放。（1）若PQGH范围内存在着磁感应强度随高度变化的磁场（在同一水平线上各处磁感应强度相同），金属棒进入磁场后，以a=2.5m/s2的加速度做匀加速运动，求磁场上边缘（紧靠GH）的磁感应强度；（2）在（1）的情况下，金属棒在磁场区域运动的过程中，电阻R上产生的热量是多少？（3）若PQGH范围内存在着磁感应强度B=0.50T的匀强磁场，金属棒进入磁场起，对其施加一个F=（0.75v-0.5）N（v为金属棒运动速度）沿导轨向下的力作用，求金属棒离开磁场时的速度。宁波市高二物理竞赛试题答案及评分标准一，选择题（共1一，选择题（共1。题，每题5分，共5。分）123456789WAIADABDBCABCDACDADC2012J2二,填空题（共7题，每空4分，共56分，把答案填在指定的横线上JIL即日 12.T^2<?>v1G>V3p>v2pTa^a^ajsr13.工、不能确定 14.5,2M1T115.20,10 16.0.7距0.9⑦与普鼎,叱+3）%三.计算题（共5题,门中2。显》2»22分，共弘分,必须要有解答过程，只写出结果不能得分）】8.（总12分）解：0）A（2）7.50 0）>（每空4分）.〔总2口分）解：（】）考虑恰好能做圆周运动，即用g= 所以/=，熊【3分】在以点,根据FN-mg根据平抛知识口£的高度在以点,根据FN-mg根据平抛知识口£的高度H=%+阳其中e=(3)如图，tan0=3x= =5J?tan9□分】, 1.5 ,%=_" 口分】.（总20分）解:C）A释放后：qE^f=ma12分】得/=02N【1分】（2）因为Oo〉。。，且。相同，所以只能在A返回过程中与B相遇门分】2当A的速度减到零।经过的位移为：牙二巴也［1分】2a心=^=方门分】（可以放到下一问求解）"乂2X104X12J=4WJ门分】（3）返回时［=球=2m/P12分】因为B的速度较小，B减速到零时与A相遇。【2分】E的最大位移时=导=3m‘口分】经过的时间七二%=心，臼分】A返回走了/==y—通=9m11I分】用时/az=3s,〔I分】故&=以+5-fB=4s【3分】（D微粒做直线运动।则mg+qE,=