浙江宁波市2023年高二年级上册物理竞赛试题（含答案）

2023年宁波市物理竞赛试题

时间：120分钟满分：100分2023年10月

一、选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要

求的，不选、多选、错选均不得分）

1.戈瑞（符号：Gy）是用于衡量由电离辐射导致的“能量吸收剂量”的物理单位。1戈瑞（IGy）表示每千克

物质吸收了1焦耳的电离辐射能量。若用国际单位制基本单位的符号表示戈瑞，下列表示中正确的是

A.J/kgB.kg-m2-s-2C.m2-s-2D.m-s-2

2.质点作直线运动，其加速度的方向不变而大小逐渐减小到零，下列描述该物体的运动情况中不可能是

A.速度先不断减小，又反向加速，最后做匀速直线运动

B.速度不断减小，直至运动停止

C.速度先不断增大，而后不断减速至停止

D.速度先不断减小，而后做匀速直线运动v/（m-S-'）

3.一辆汽车进入高速公路出口处的人工收费站，自匀减速进入收费站至停车缴费161

的过程中，其平均速度工随时间r变化关系如图所示，下列说法中正确的是\

A.汽车的加速度为lm/s28卜一、［、

B.片8s时的速度为8m/s||

C.0〜8s内的位移是64m08

D.汽车在片16s时恰好停止第3题图

4.如图所示，半球壳内壁光滑，圆心。和最低点0,的连线竖直，可视为质点的两个小球1、2在其内壁上

沿不同高度的圆周轨道运动，小球1的轨道位置更高一些，下列说法正确的是（

A.小球1的速度大于小球2_____-

B.小球1的周期大于小球2Rj>

c.小球1的加速度小于小球2

D.小球1受到内壁的弹力小于小球2第7题图

5.如今，人们出行有时会随身携带多种电子设备，为满足充电的需求，双通道输出移动电源越来越普及。

如图所示，为某一品牌移动电源的铭牌，通道1输出电流为1A,通道2输出电流为2.1A,额定容量是

指移动电源在额定电压电流下的最少输出容量，下列说法正确的是

品名：飞利浦型号：DLP2103

额定输入：DC5V/2.1A工作温度：0℃〜45℃

额定输出：DC5V1A/2.1A电池类型：锂聚合物电芯

电池容量：10000mAh@3.7V产品尺寸：148x78x11.6mm

额定容量：6250mAh@DC5V/2.1A产品净重：216g

第5题图

A.该移动电源的最大储存电荷量为22500C

B.若该移动电源用通道2给平板电脑充电，一次性能提供的最大电能至少为112500J

C.若该移动电源分别用通道1和通道2给手机和平板电脑同时充电，移动电源的输出电压为10V

D.若该移动电源分别用通道1和通道2给手机和平板电脑同时充电，移动电源的输出功率为10.5W

6.硅光电池是一种太阳能电池，具有低碳环保的优点，图线〃是该电池在某光照强度下路端电压U和电流

/的关系图像（电池内阻不是常数），图线6是某电阻R的3/图像，虚线c为图线a、6交点处的切线。

当它们组成闭合回路时，下列说法正确的是

A.硅光电池的电动势是5

B.硅光电池的输出功率为SA

C.电路消耗的总功率是S/2

D.硅光电池的内阻为r=4~~Ui

7.如图所示，在一转速逐渐增大的圆盘上，有一个位于圆盘边缘的小物块儿

间内小物块与圆盘保持相对静止，则下列说法正确的是

A.小物块/受到重力、支持力和方向不指向圆心的静摩擦力

B.小物块力受到重力、支持力、静摩擦力和向心力

C.小物块/的加速度始终不变第7题图

D.一段时间后，小物块4将会飞离圆盘，飞离时相对圆盘的速度方向与过该点的半径方向垂直

8.某同学连接的实验电路如图所示，图中两块圆形金属板形状完全相同且正对放置。闭合开关后，理想电

压表的指针有一定的偏角。下列说法正确的是

A.若将滑动变阻器的滑片向右移动，指针的偏角减小

B.若将滑动变阻器的滑片向左移动，指针的偏角减小

C.若将两个圆形金属板相互靠近，指针的偏角增大

D.若将两个圆形金属板相互远离，指针的偏角增大

9.如图甲所示，为电影《流浪地球2》中的太空电梯，其原理图如图乙所示。

固定在空间站和地球基站间的刚性绳索与空间站一起和地球保持相对静

止，已知空间站离地高度比同步卫星轨道更高。则

第8题图

空间站

“绳索”一空间站轨道

-----

电加巾同步卫星轨道

笫9题图甲第9题图乙

A.刚性绳索上的张力在接近空间站处最大

B.若空间站突然脱离电梯，将做离心运动

C.刚性绳索越长，与基站连接处的张力越大

D.太空电梯在地表绕地球运动时的线速度大小是第一宇宙速度

10.如图甲所示，电子枪连续发射初速度不计的电子，通过加速电极后形成高速运动的电子束。电子束由

小孔S沿两水平金属板间的中心线射入，两板间通入周期为7的交变电压，其UY如图乙所示。所有电

子均能从两极板间出射且通过电场区域的时间极短。两金属板的右侧有一匀速转动的圆筒，圆筒表面

贴有涂有荧光粉的记录纸，圆筒的转动的周期为［兀若，=0时刻，电子打到圆筒上的。点，一段时间

2

后取下记录纸，得到的图像是

第10题图甲

二、选择题(本题分A、B两组，每组共5小题，每题4分，共20分。每小题本每小题列出的四个备选项

中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选或有错选的得0分)

【A组题】

11.光滑水平面上放置有紧靠在一起但并不黏合的48两个物体，质量分别为，山=2kg,机尸3kg。从1=0

开始，推力已和拉力见分别作用于48上，J、FB随时间变化的规律B=(72)N,F『(3+2f)N。则

A.4、8两物体一直做匀加速直线运动

巳

B./=1.5s时，/、8两物体开始分离AB

C.片6s时，8物体的加速度为5m/s2

第11题图

D.当用=用时，A,8两物体之间的弹力为零

12.如图所示，一根足够长的细杆绕点。在水平面上作匀角速度旋转，杆上一小虫从。点出发，相对于杆

以恒定速率向外爬行，小虫的运动轨迹就是阿基米德螺旋线，下列说法正确的是

A.小虫的速率不变

B.小虫的加速度不变

第12题图

C.小虫的位移不断增大

D.相邻螺旋线之间的距离不变

13.一辆赛车在某次比赛中由静止出发，沿平直赛道以恒定功率加速,

其加速度。与速度的倒数1的关系如图所示，已知赛车质量为

v

500kg,行驶过程中所受阻力大小不变，则第13题图

A.赛车运动时发动机的输出功率为200kW

B.加速过程中，赛车速度随时间均匀增大

C.运动过程中，赛车所受阻力大小为4000N

D.若30s后赛车达到最大车速，则加速过程中行驶的距离为1750m

14.如图所示，空间存在水平向左的匀强电场，一带负电的小球从/点竖直向上抛出，一段时间后到达与工

点等高的8点（图中未画出），已知小球在Z点时的动能是12J,在8点时的动能是28J,下列说法正

确的是

A.小球从/点到B点的电势能的增加量是16J

B.小球在最高点时的动能是4J

C.小球所受重力与电场力的比值是3:1第14题图

D.小球动能的最小值是3J

15.一条质量为，〃的匀质绳悬挂状态如图所示，其左端点/系于直杆的顶点，C点穿过一光滑轻圆

环，8点为/8C段的最低点，右端点。自然垂下。已知8c段占整段绳长的六分之一，/点处绳切线

与竖直方向的夹角为30。，重力加速度为g,下列说法正确的是

A.C点左侧绳切线与竖直方向的夹角倾角为60。

B.8点处绳的弹力大小为;mg

c.连接圆环的轻绳上的弹力大小为#〃

D.AB、BC、CD段绳的质量之比为4:1:1

【B组题】

II.下列说法正确的是

A.电场线是人为假设的曲线，实际不存在，但电场是客观存在的

由公式尸=kqq］可知,若厂一0,则F一»8

B.

r

C.在电场中电势降低的方向就是电场方向

D.人们把一个电子所带电量的绝对值叫做元电荷

12.河水相对河岸的速度为2m/s。初始时，小船停靠在岸边。片0时刻，小船相对河岸以lm/s2的加速度开

始顺着水流加速前进。某时刻，船上一名同学相对小船竖直向上抛出一小球，不计空气阻力，则

A.A2s时抛出的小球,一定不能落回到同学手中

B.片2s时抛出的小球,相对河水做竖直上抛运动

C.Z=ls时抛出的小球,相对同学做竖直上抛运动

D.Qis时抛出的小球,相对河岸做竖直上抛运动

13.如图所示，某半圆弧形导体由两段横截面积相同的四分之一圆弧形导

体力、8焊接而成，焊接处的电阻不计，已知/的电阻率大于8的电

阻率。在48两端施加一个恒定电压，导体内有恒定电流通过，关于

导体内部的两个位置。、b,下列说法正确的是

A.a、6两个点的电场强度大小都是零

B.a.6两个点的电场强度方向不同

C.八b两个点的电场强度大小不为零且相等

D.a、6两个点的电场强度大小不为零且不相等

14.一块长木板8放在光滑的水平面上，再在5上放一物体现以恒定的外力尸拉8,/、8都向前运动

且48间发生相对滑动，在此过程中

A.”对8的摩擦力所做的功等于8对4的摩擦力所做的功

B.8对工的摩擦力所做的功等于系统因摩擦产生的热量

C.外力尸做的功等于力和8动能的增量与系统因摩擦产生的热量之和

D.外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和

15.如图所示，有一无穷大的带电平行板电容器，在两板上的/、8两点之间系

一轻绳，一个质量为机、带电量为+«的绝缘小球通过一光滑圆环C悬挂在

轻绳上。则

A.若B端缓慢上移,轻绳张力FT一定不变

B.若8端缓慢上移，轻绳张力产r一定变大

C.若平行板电容器的带电量缓慢增大，绳上张角a可能变小第15题图

D.若平行板电容器的带电量缓慢增大，绳上张角a一定不变

三、填空题（本题共2小题，共15分）

16.（10分）小明用如图甲所示的装置来测量滑块沿斜轨下滑的加速度，两个光电门1、2分别固定于斜轨

上的两个不同位置，将装有I型挡光片的滑块从斜轨顶端由静止下滑，光电门1、2先后记录细光束被

挡光片的遮挡时间△人和加2,也记录了滑块经过两个光电门的时间间隔

第16题图甲第16题图乙

（1）实验开始前，小明用游标卡尺测量挡光片的宽度，测量情况如图乙所示，其读数为六从!!™；

（2）滑块下滑时加速度的表达式为方上；（用题中测得物理量的符号表示）

（3）小明查阅资料发现，当挡光片开始遮挡第一个光电门时开始计时起，到挡光片开始遮挡第二个光

电门时停止计时，即为光电计时器显示的滑块经过两个光电门的时间间隔，由此推断加速度的测

量值▲;（填写“偏大”“不变”或"偏小”）

（4）小明另外设计了一套的实验方案：保持光电门1不动，逐次改变光电门2在斜轨的位置，用刻度

尺测量每一次光电门1、2之间的距离乙和滑块经过两个光电门的时间间隔f,从而计算出滑块在

-L—

两个光电门之间的平均速度丫=一，并在V—图像上描出了8个数据点，如图丙所示，请你处理

t

图像，得出滑块的加速度大小a=▲m/s2和滑块在光电门1附近的瞬时速度大小尸▲m/s。（均

保留三位有效数字）

第16题图丙

17.(5分)如图所示，边长为心的正方形488的顶点上固定有四个形状相同的带电金属小球力、B、C、

。(视为点电荷)，带电量分别为。，=+4夕，Qs=+2q,0c=-4q和Q>=-g。用另一个相同形状、同种材质

的不带电金属小球依次与/球、8球、C球和。球接触后移走，则

AD

第17题图

(1)此时此球所受静电力大小为▲;

(2)若将一个半径为〃4、带电量为+2g的空心金属球壳〃放入该电场，并使其球心正好位于48CD的

中心处。静电平衡后，金属球壳上的电荷在球心。处的场强大小为▲,方向▲。

四、计算题（本题共3小题，共35分，其中18题分A、B两组不同试题，请选择相应的题目答题）

18.（A组题12分）行星食的原理同日食，是一种极其少见的天文现象。如图所示是“木星食''的轨道图，

此时地球E、木星的某颗卫星用、木星J恰好在同一条直线上，在地球上的某处天文站观测到木星被其

卫星遮挡，此刻地球E相对于太阳-木星连线的角位置Q41.0。，已知地球的公转半径以=1.5xlOXkm,

木星的公转半径处=7.8xlO'km,地球的公转周期『年=365天，卫星M绕木星公转周期小于1年。

假定地球和木星绕太阳的轨道、卫星绕木星的轨道均是圆形，公转的方向如图中箭头所示。

（1）求木星绕太阳公转的周期；

（2）求此刻卫星“相对于太阳一木星连线的角位置a；

（3）若地球上另一处天文站在Q17.0天后再一次观测到了“木星食”，求卫星/绕木星公转的周期。

18.（B组题12分）一人站在井下的吊台上，用如图所示的定滑轮装置以a=0.4m/s2的加速茶

度把吊台和自己拉上来。已知吊台的质量机=20kg,人的质量A/=60kg,其余质量不计。

图中跨过滑轮的两侧绳子和悬挂滑轮的绳索都是竖直的，不计摩擦，g取10m/s2。求：

（1）悬挂滑轮的绳索的张力大小；p一r

（2）人对吊台的压力大小：

（3）在片5s时，吊台仍在上升中，求此时人对绳子做功的功率。一

第18题图

19.（12分）如图甲所示，为一粒子发射器的模型图，加速装置中四块横截面积相同的金属板1、2、3、4

依次排列，每块金属板各开有一道竖直狭缝$、S2、S3、S4,各狭缝正对且狭缝宽度均为L板1和板

3与交变电源的一个极相连，板2和板4与该电源的另一个极相连，两极板间的电势差的变化规律如图

乙所示（电压的最大值为Uo,周期为7）,在片0时刻，板1相对于板2的电势差为正值。转向装置中

存在一半圆形幅向电场，圆心。恰处于各狭缝的对称轴上，与圆心。等距离的各点场强大小相等，方

向指向圆心。在片0时刻，一个质量为加，电荷量为可的带电粒子静止于N的最上端。若关闭转向装

置，粒子沿轨迹一在极板间一直恰好被加速，最后从S4的最上端射出；若打开转向装置，粒子沿轨迹

二偏转，最后回到S的最下端并被回收。加速装置和转向装置之间的区域无电场，不计金属板的宽度、

粒子重力和粒子间的相互作用力。求：

（1）相邻两极板间的距离比值4：dr.心应该是多少；

（2）圆弧轨迹处的电场强度E大小；

（3）为实现粒子回收，板4与转向装置的距离”应取多大。

加速装置

第19题图甲

第19题图乙

20.（11分）如图是组合玩具结构图，该玩具主要配件有物块、弹射器、两连环，以及轨道组合Z3C。等。

其中两连环由两个半径不同的圆轨道I、n组成，且轨道连接部分不重叠，其圆心分别为。、。2,半径

分别为Ri=20cm、&=10cm,轨道组合位于竖直平面内，水平轨道"8光滑，竖直轨道C。足够

长且与物块间的动摩擦因数为0.5,四分之一圆弧轨道8c光滑，圆弧的圆心为O,半径R=5cm,过B

点的竖直线的左侧空间存在一方向水平向左、大小Fo=2N的恒定力场，使得进入其中的物体均受到汽

的作用力。弹射器最大弹性势能场=20J。轨道各部分平滑连接，取重力加速度g=10m/s2。其他阻力均

不计。某次游戏中，弹射器将物块以一定初速度弹出后，物块先进入的是圆轨道H,后进入圆轨道I。

物块可视为质点，其质量加=0.2kg。

（1）若物块恰好能通过圆轨道II的最高点，求弹射器的弹性势能大小；

（2）若物块在整个过程中均不脱离轨道，求弹射器初始弹性势能弓的范围；

（3）弹射器初始弹性势能为2J,物块通过8点后立刻撤去圆轨道I、H,若恒定力场时大小可在。到

5N范围内调节，试讨论当后取不同值时，全过程中物块因摩擦产生的热量。

第20题图

A-A-

2023年宁波市物理竞赛试题

物理参考答案

一、选择题I（本大题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个选项中只有一个是符

合题目要求的，不选、多选、错选均不得分）

12345678910

CCCABDADBB

二、选择题II（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题列出的4个选项中至少有一个是符合

题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选或有错选的得0分）

A组题：

1112131415

BCCDADBDAC

B组题：

1112131415

ADABBDCDBC

三、填空题（本题共2小题，共15分）

16.(1)10.0或10.1（2分）

dA/j-

(2)***（2分）

t△6△J

（3）偏小（2分）

(4)0.048—0.052m/s2均正确；0.171—0.l75m/s均正确（4分，各2分）

"⑴向沪

（2分）

6y/2kq

(2)（2分）

~1T~

水平向左（1分）

四、计算题（本题共3小题，共35分，其中18题分A、B两组不同试题，请选择相应的题目答题）

18.A组题（12分）

答案：(1)11.86年;(2)8.395°；(3)16.98天

解析：

R3R3

（1）开普勒第三定律：-T=-^（2分）

3

得北=11.86y（1分）

&：_________

（2）正弦定理:（2分）

sinasin(万一6-a)

sin。

tana=-----------

整理得&_cos8,代入数据得a=8-395。（1分）

RE

In

（3）地球的角速度%=方一=0.01721rad/day

27r_

木星的角速度叫/=-=000145rad/day

因地球、木星和卫星都在运动，为研究问题方便，取太阳-木星连线SJ为转动参考系

（2分）

再一次出现“木星食”时，地球的角位置夕=升。£，，卫星的角位置屋=。+。/2兀

nn/、sm(6+(yM

...,R_Rj_tan(a+<y/-2^)=----------------:~-——

正弦定理：「E七=「--------整理得''Rj,

sinasm(7一--cos[0(+acot)

段E

代入数据得co'=0.3714rad/day（2分）

在太阳参考系中，卫星M绕木星的角速度。=<«'—<oj=0.36996rad/day

27r

周期7=—=16.98day（2分）

co

说明：考虑到真实的周期和位置参数，表达式正确，数据结果近似标准答案算正确；表达式错误,

数据结果近似标准答案算错误！

18.B组题（12分）

答案：（1）832N；（2）208N；（3）1664W

对人作受力分析：

FT+FN-Mg-Ma（2分）

对吊台作受力分析：

FT-FN-nig=ma（2分）

（1）悬挂滑轮的绳索的张力月大小为

耳=2玛.=832N（2分）

由牛顿第三定律，滑轮对天花板的拉力也为832N（2分）

（2）FN=208N（2分）

（3）Z=5s时，v=2m/s

P=2FTV=1664W（2分）

19.（12分）

【答案】（1）1:（a+1）:（6+6；⑵专（3）葭座T—匹,〃N

2Vm4

2

（1）粒子在板1和板2之间加速=；阳匕-0得y1=SK（1分）

Vm

粒子在板2和板3之间加速244=；加匕2-0得彩=色”（1分）

Vm

2-o得v悭4（1分）

粒子在板3和板4之间加速切4加匕

Vm

或由通式〃叱2_。得匕=（%qU（）

m

代入加速次数后可得巧=、@为、彩=\"生、匕=）酬”

vmNVm

每次加速的时间均为二，距离比值为平均速度之比，相邻两极板间的距离比值

2

d,力4=3户：0=1：（0+1）：（百+衣

（2分）

222

（2）圆周轨迹的半径为二电场力提供向心力qE=m(

（2分）

2

得（1分）

7TL

（3）粒子在转向装置中的运动时间t=—（1分）

[2匕

2d

在板4与转向装置之间的运动时间t2=—（1分）

V3

为实现粒子回收，粒子第一次离开板4时板4恰为正极，第二次到达板4时板4恰为负极

需满足:+/2=（〃+；）丁

（1分）

代入”，解得叵务一红，其中“6N