高二物理竞赛试题
考试时间3小时,满分200分一．选择题(有些题有多个选项正确,每题6分,选不全得3分,有错选不得分,共36分)1.朝鲜的“核危机”曾引起全球的瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(可由铀239(2399223994239这种94PuPu)，U)经过n次β衰变而产生，则n为B、2；C、145；(D、92.)()A、239；2在倾角为?的光滑绝缘斜面上,放一根通电的直导线,如图1所示,当加上如下所述的磁场后,有可能使导线静止的是A.加竖直向上的匀强磁场C.加沿斜面向下的匀强磁场I?图1B.加垂直斜面向上的匀强磁场D.加水平向左的匀强磁场3.如果把地球绕太阳、月球绕地球的运动都看作是匀速圆周运动，则下列选项中的数据,能算出地球质量的选项是()A.地球绕太阳运行的周期T和地球绕太阳运行的轨道半径rB.月球绕地球运行的周期T和月球的半径RC.月球绕地球运行的角速度?和月球绕地球运行的轨道半径rD.月球绕地球运行的周期T和月球绕地球运行的线速度v4.如图2所示,A、B、C三点都在匀强电场中，已知AC?BC，?ABC=60?,BC=20cm，-5
把一个电量q=10C的正电荷从A移到B，电场力做功为零，从B移到C，克服电场力做功1.73?10J,则该匀强电场的场强大小及方向是A.865V/m,垂直AC向左C.1000V/m,垂直AB斜向下-3
()CB.865V/m,垂直AB斜向下D.1000V/m,垂直AB斜向上60?B5.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图3中实线所示，Ay/mt=0.2s时刻的波形如图中的虚线所示，则（）PＡ、质点P的运动方向向左O6121824x/mＢ、波的周期可能为0.27sＣ、波的频率可能为1.25Hze/VＤ、波的传播速度可能为20m/s6.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图4所示．此线圈与一个R=9Ω的电阻构成闭合电路，线圈自身的电阻r=1Ω，下列说法正确的是A．交变电流的周期为0.2sB．交变电流的频率为2.5Hz高.考.资.源.网高.考.资.源.网图2图3200－200.20.4t/s高.考.资.源.网图4高.考.资.源.网C．发电机输出的电压有效值为102VD．发电机输出的电功率为18W二.填空题(每题8分,共56分)高.考.资.源.网ABR图5CD7.如图5所示,A、B之间电压恒定,将一灯泡接在A、B之间时,灯泡消耗的功率为9W;将这个灯泡接在C、D两点时,灯泡消耗的功率为4W(灯泡的电阻认为恒定),则此时图中电阻R上消耗的功率为.8.某人划船渡河,船划行速度大小和水流速一定,且船速大于水速.此人过河最短时间为t1,而此人以最小的位移渡河需时间t2,则船速与水速之比为.9.为测量某一金属块的密度，进行如下操作：(1)将待测金属块放在台式测力计上，此时测力计读数为G1.(2)拿掉金属块,将一盛水的容器放在台式测力计上,些时测力计读数为G2.(3)将金属块用细线悬挂起来,并使金属块完全浸没在容器的水中,如图6所示,此时测力计的读数为G3.为.已知水的密度为?,则待测金属块的密度图610.如图10所示电路,A、B间的电压为3.2V,三个电阻器的阻值CR1R1=R2=R3=4.0?,电容器的电容C=30?F,电流表的内阻不计.则电流表的示数为A,电容器所带的电荷量C.AAR2BR3
11.一个初动能为Ek的电子,以垂直于电场线的初速度射入平行板电容器的图7电场中,电子飞出电容器时的动能增为2Ek.如果电子垂直射入的初速度增至原来的2倍,那么当它飞出电容器时的动能增为.A??12.在一个边长为a的等边三角形区域内分布着磁感应强度为B的匀强磁强,一质量为?B???m、电荷量为q的带电粒子从BC边的中点垂直BC方向????C射入磁场中,如图8所示,为使该粒子能从AB边(或BC边)射出,带电粒Bv子的初速度至少多大.图813.一颗在赤道上空沿圆轨道运行的人造地球卫星,其轨道半径为r=2R(R为地球半径),卫星运行方向与地球自转方向相同.已知地球自转的角速度为?0,若某时刻卫星通过赤道地面上一建筑物的正上方,则它下一次通过该建筑物正上方所需的时间是已知地球表面重力加速度为g.三.计算题(解答应有详细的解题过程,只写出最后结果的不能得分.共108分)14.一架天平,两轻质臂(即:横梁的重力可忽略不计)不等长,两秤盘不等重,在空载时不平衡.已知质量为a的物体称得其质量为x,质量为b的物体,称得其质量为y,那么有一称得质量为z的物体,其准确的质量是多少?[10分].15.如图9所示,三个带等量同种电荷的点电荷,位于等边三角形的A顶点A、B、C上,P点为三角形的内心,Q点与三角形共面且与P相对C点对称,此时测得P、Q两点的电势分别为?P、?Q,现将位于BBPCQ图9点的点电荷取走,求这时P、Q两点的电势.[10分]16.如图10所示,小滑块A(可视为质点)叠放在长L=0.52m的平板B左端,B放在光滑水平桌面上,A、B两物体通过一个动滑轮和一个定滑轮与C物体相连,滑轮的质量及摩擦不计,A、B、C三个物体的质量都是1kg,A、B之间的动摩擦因数为0.25,现用一个水平向左的恒力FABF拉B,经0.2s后A滑离B,设该过程物体C或动滑轮都不会碰到定滑轮,求拉力F的大小(取g=10m/s)2
[14分]图10C17.如图11所示长为l的绝缘细线,一端悬挂于O点,另一端连接O一质量为m的带负电小球,置于水平向右的足够大的匀强电场区域中,在O点正下方钉一钉子O?,已知小球受到的电场力是重O?1力的.现将细线水平拉直后从静止释放,细线碰到钉子后要使3小球刚好绕钉子O?在竖直平面内作圆周运动,求OO?的距离.[14分]lmE图1118．如图12所示，在倾角为θ的固定的足够长斜面上静置一质量为m的小物块A，A与斜面m之间的动摩擦因数为μ=tanθ。另有一底面光滑、质量为的小物块B在斜面上与A相距7为L处由静止释放，向A运动并与A相碰，碰撞时间极短，碰后A的速度为B碰前速度的，B4求：AL(1)在第1次碰撞后至第2次碰撞前，A、B之间的最大距离；(2)B从开始下滑至第2次与A碰撞的过程中重力对它做的功。[14分]θ图1219.设在地面上方的真空室内，存在着方向垂直于纸面向内的匀强磁场，如图13所示．一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内，其圆心为O点，半径R=1.8m，O、A连线在竖直方向上，AC弧对应的圆心角θ＝37o，且A点离地面高h=5m．今在OA右方存在着方向水平向右的匀强电场，在OA的左方存在着方向竖直向上场强大小E1=1V/m的匀强电场,有一质量1ma=3.6?10?4kg的不带电的金属小球a静止在A点，另有一个大小与a小球完全相同、质?4量mb=1.8?10kg、电荷量q=+1.8?10?3C的带电小球b，以初速度v0沿与水平方向成0
45角从D点斜射入电磁场中，一段时间后恰好在A点与小球a发生弹性碰撞，碰后瞬间撤去OA左方的电磁场，小球a将沿圆弧轨道运动，一段时间后从C点离开，此后小球a做匀速直线运动．而小球b经一段时间后落在离A点正下方2
的水平距离为2m的水平地面上。重力加速度g=10m/s，sin37o=0.6，cos37o=0.8．求：（1）水平匀强电场的场强E．（2）小球a进入圆弧轨道后的瞬间，小球a对轨道的压力．图13（3）D点到A点的竖直距离。[14分]20.具有一定电阻的金属丝做成大小为a?b的长方形,在长方形区域内有一随时间线性增加的匀强磁场,变化规律为B=kt,k为已知的常数,长方形区域外无磁场.在到边长为a的一边距离为c处,接上一个内阻无限大的电压表,如图14-1所示,则电压表的读数是多大?若将电压表接成如图14-2的位置,这时电压表的读数又是多大?[14分]a??????b?c?c???????b???c??ac?V?V?aa?图14-1图14-221.如图15所示,是两对接的轨道,左轨道与水平成?角,右轨道与水平成?角,一质点自左轨道上距O点L0处从静止起滑下,质点与左轨道的动摩擦因数为?1,与右轨道的动摩擦因数为?2,质点在两轨道间来回滑动(两轨道对接处有一个很小的圆弧,质点与轨道不会发生碰撞),最后静止于O点,求质点从开始直到停止的过程滑动的路程.[18分]L0?O图15?参考答案及评分标准
一.选择题(共36分,每小题6分,选不全得3分,有错选不得分,共36分)1B2AD3CD4C5C6BD二.填空题(每题8分,共56分,有两空格的题,分数平分)7.2W8.t22t2?t129.G1?G3?G210.0.8A,9.6?10-5
C11.4.25Ek12.(23?3)qBa2m13.4?2Rg?2?02R三.计算题(解答应有详细的解题过程,只写出最后结果的不能得分.共108分)14题,10分解:设天平左、右两臂长为L1、L2,左、右两盘质量为m1、m2,所求物体的准确质量设为c,则(m1+a)gL1=(m2+x)gL2(m1+b)gL1=(m2+y)gL2(m1+c)gL1=(m2+z)gL2
[2分][2分][2分][4分](z?x)(a?b)?a(x?y)bx?ay?(a?b)z?解得:c=z?x(a?b)?a?x?yx?yx?y15题，10分解:根据对称性,三点电荷各自在P点产生的电势相等,设为?1,则C处点电荷在Q点产生的电势也为?1,在A、B处的点电荷各自在Q点产生的电势也应相等,设为?2,根据叠加原理有:3?1=?p[2分][2分]解得:?1+2?2=?Q取走B处点电荷后,?p3?Q?p?2??26?1?[1分][1分]P点的电势?p?=2?1=2?p3[2分][2分]Q点的电势?Q?=?1+?2=?p?Q?6216题,14分解:设C向上运动,其加速度设为a,则动滑轮加速度也为a,方向向左.以动滑轮为参考系,在该参考系中,对A、B列动力学方程,需考虑惯性力.设绳的拉力为F1,m表示A、B、C的质量.
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