1、 高二物理竞赛试题考试时间：2014年5月30日 20：30-22：00一、选择题（本题10小题。每小题6分）1.我国于2010年10月1日成功发射了月球探测卫星“嫦娥2号”（CE-2），（CE-2），椭圆轨道近月点Q完成近月拍摄任务后，到达椭圆轨道的远月点P变轨成圆轨道。如图，忽略地球对（CE-2）的影响则：（ ）A在由椭圆轨道变成圆轨道的过程中机械能不变B在椭圆轨道上由Q点运动到P点，机械能减少2.在光滑的水平面内有一沿轴的静电场，其电势随坐标值的变化图线如图所示，一质量为带电荷量为的带正民的小球（可视为质点）从O点以初速度沿轴正向移动。下列说法中准确的是：（ ）A若小能运动到处，则该过程
2、中小球所受到的电场力逐渐增大B若带电小球从处运动到的过程中，电势能先减少后增大C若该小球能运动到处，则初速至少为D若为，带电粒子在运动过程中的最大速度为3.如图所示，质量为M的斜面体静止在粗糙的水平面上，斜面体的两个斜面均是光滑的，顶角为直角，两个斜面的倾角分别为、，且.两个质量均为m的物体P、Q分别在沿斜面向上的力F1、F2的作用下处于静止状态则以下说法中准确的是( )A水平地面对斜面体的静摩擦力方向水平向左B水平地面对斜面体有摩擦力C地面对斜面体的支持力等于(M2m)gD地面对斜面体的支持力等于(Mm)g4.如图所示，质量均为m的两个木块P、Q叠放在水平地面上，P、Q接触面的倾角为，现在Q
3、上加一水平推力F，使P、Q保持相对静止一起向左做匀加速直线运动，则( )A物体Q对地面的压力一定为2mgB若P、Q之间光滑，则加速度agtanC若Q与地面间的动摩擦因数为，则D若运动中逐渐减小F，则地面与Q间的摩擦力也逐渐减小5.如图甲所示，倾角为的充足长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行t0时，将质量m1 kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上，物体相对地面的vt图象如图乙所示设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g10 m/s2.则( ) A传送带的速率v010 m/sB传送带的倾角30C物体与传送带之间的动摩擦因数0.5D02.0 s摩擦力对物体做功Wf24 J6.如图所示，圆弧形凹
4、槽固定在水平地面上，其中ABC是以O为圆心的一段圆弧，位于竖直平面内现有一小球从一水平桌面的边缘P点向右水平飞出，该小球恰好能从A点沿圆弧的切线方向进入轨道OA与竖直方向的夹角为1，PA与竖直方向的夹角为2.下列说法准确的是( )A. tan1tan22 Bcot1tan22 Ccot1cot22 Dtan1cot227.一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F的作用下开始向上运动，如图甲所示在物体运动过程中，空气阻力不计，其机械能E与位移x的关系图象如图乙所示，其中曲线上点A处的切线的斜率最大则( )A在x1处物体所受拉力最大B在x2处物体的速度最大C在x1x3过程中，物体的动能先增大后减
5、小D在0x2过程中，物体的加速度先增大后减小8.在如图所示的倾角为的光滑斜面上，存有着两个磁感应强度大小均为B的匀强磁场，区域的磁场方向垂直斜面向上，区域的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为L，一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t1时刻ab边刚越过GH进入磁场区，此时线框恰好以速度v1做匀速直线运动；t2时刻ab边下滑到JP与MN的中间位置，此时线框又恰好以速度v2做匀速直线运动重力加速度为g，下列说法中准确的是( )A线框两次匀速直线运动的速度之比v1v221B从t1到t2过程中，线框中通过的电流方向先是adcb，然后是abcdC从t1到t2过程中，线
6、框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量D从t1到t2过程中，有的机械能转化为电能9.如图所示，理想变压器初级线圈接一正弦式交变电流，交变电流的电压有效值恒定不变则下列说法中准确的是( )A只将S1从2拨向1时，电流表示数变小B只将S2从4拨向3时，电流表示数变小C只将S3从闭合变为断开，电阻R2两端电压增大D只将变阻器R3的滑动触头上移，变压器的输入功率减小10.下列说法准确的是（ ）A普朗克以前大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，这个不可再分的最小能量值叫做能量子B粒子散射实验中少数粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一C由玻尔理论可知
7、，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大D在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，所以，光子散射后波长变短二、填空与实验题（本题2小题）11.图中K是密封在真空玻璃管内的金属电极，它受光照射后能释放出电子；W是能够透光的窗口，光线通过它可照射到电极K上；C是密封在真空玻璃管内圆筒形的收集电极，它能收集K所发出的光电子R是接在电池组E（电压充足高）两端的滑动变阻器，电极K通过导线与串联电池组的中心端O连接；G是用于测量光电流的电流计已知当某一特定频率的单色光通过窗口照射电极K时，能产生光电子当滑动变阻器的滑
8、动接头处在某一点P时，能够测到光电流，当滑动头向右移动时，G的示数增大，使滑动头继续缓慢向右持续移动时，电流计G的示数变化情况是： 当滑动变阻器的滑动接头从P点缓慢向左持续移动时，电流计G的示数变化情况是： 若测得用频率为1的单色光照射电极K时的遏止电压为V1，频率为2的单色光照射电极时的遏止电压为V2，已知电子的电荷量为e，则普朗克常量h ，金属电极K的逸出功W0 12.某同学通过实验测定一个阻值约为5 的电阻Rx的阻值(1)现有电源(4V，内阻可不计)、滑动变阻器(050 ，额定电流2 A)、开关和导线若干，以及下列电表：A电流表(03 A，内阻约0.025 ) B电流表(00.6 A，内
9、阻约0.125 )C电压表(03 V，内阻约3 k) D电压表(015 V，内阻约15 k)为减小测量误差，在实验中，电流表应选用_，电压表应选用_(选填器材前的字母)；实验电路应采用图中的_(选填“甲”或“乙”)(2)图是测量Rx的实验器材实物图，图中已连接了部分导线请根据在(1)问中所选的电路图，补充完成图中实物间的连线(3)接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图所示，可得该电阻的测量值Rx_(保留两位有效数字)(4)若在(1)问中选用甲电路，产生误差的主要原因是_；若在(1)问中选用乙电路，产生误差的主要原因是_(选填选项前的字母)
10、A电流表测量值小于流经Rx的电流值 B电流表测量值大于流经Rx的电流值C电压表测量值小于Rx两端的电压值 D电压表测量值大于Rx两端的电压值(5)在不损坏电表的前提下，将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端，随滑片P移动距离x的增加，被测电阻Rx两端的电压U也随之增加，下列反映U-x关系的示意图中准确的是_三、计算题.计算题的解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分.有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位.13.如图，Q为一个原来静止在光滑水平面上的物体，其DB段为一半径为R的光滑圆弧轨道，AD段为一长度LR的粗糙水平轨道，二者相切于D点，D在圆心O的正下方，
11、整个轨道位于同一竖直平面内，物块P的质量为m(可视为质点)，P与AD间的动摩擦因数0.1，Q的质量为M2m，重力加速度为g.(1)若Q固定，P以速度v0从A点滑上水平轨道，冲至C点后返回A点时恰好静止，求v0的大小和P向右刚越过D点时对Q的压力大小；(2)若Q不固定，P仍以速度v0从A点滑上水平轨道，求P在光滑圆弧轨道上所能达到的最大高度h.14在水平地面某处，以相同的速率v0用不同的抛射角分别抛射两个小球A和B，它们的射程相同.已知小球A在空中运行的时间为TA，求小球B在空中运行的时间TB.重力加速度大小为g，不考虑空气阻力.15.在如图所示的竖直平面内，物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的
12、绝缘轻绳连接，分别静止于倾角37的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上，轻绳与对应平面平行劲度系数k5 N/m的轻弹簧一端固定在O点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连弹簧处于原长，轻绳恰好拉直，DM垂直于斜面水平面处于场强E5104 N/C、方向水平向右的匀强电场中已知A、B的质量分别为mA0.1 kg和mB0.2 kg，B所带电荷量q4106C.设两物体均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终处在弹性限度内，B电荷量不变取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.(1)求B所受静摩擦力的大小；(2)现对A施加沿斜面向下的拉力F，使A以加速度a0.6 m/s
13、2开始做匀加速直线运动A从M到N的过程中，B的电势能增加了Ep0.06 J已知DN沿竖直方向，B与水平面间的动摩擦因数0.4.求A到达N点时拉力F的瞬时功率16.如图所示，在xOy平面内存有均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场，变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、沿y轴正方向电场强度为正)在t0时刻由原点O发射初速度大小为v0，方向沿 y轴正方向的带负电粒子已知v0、t0、B0，粒子的比荷，不计粒子的重力 (1)t时，求粒子的位置坐标；(2)若t5t0时粒子回到原点，求05t0时间内粒子距x轴的最大距离；(3)若粒子能够回到原点，求满足条件的所有E0值 高二物理
14、竞赛答题卷一、选择题（本题10小题。每小题6分）题号12345678910答案二、填空与实验题（本题2小题）11. 12. （1） （2） （3） （4） （5） 三、计算题.计算题的解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分.有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。13.14.15.16. 高二物理竞赛答案一、选择题（本题10小题。每小题6分）题号12345678910答案CCDBACDAACBDBDAB二、填空与实验题（本题2小题）11.12(1)B C 甲 (2) (3)5.2 (4)B D(5)A三、计算题.13（1） P从A到C又返回A的过程中，由
15、动能定理有 = 将L=R代入解得 若P在D点的速度为vD，Q对P的支持力为FD ，由动能定理和牛顿定律有 = 联立解得 由牛顿第三定律知，P对Q的压力大小也为1.2mg .1. 当PQ具有共同速度v时，P达到的最大高度h，由动量守恒定律有v 由功能关系有 （3分） 联立解得 （2分）1415.(1)F作用之前，A、B均处于静止状态设B所受静摩擦力大小为f0，A、B间绳中张力为T0，有对A：T0mAgsin 对B：T0qEf0联立式，代入数据解得：f00.4 N(2)物体A从M点到N点的过程中，A、B两物体的位移均为s，A、B间绳子张力为T，有qEsEp TmBgqEmBa设A在N点时速度为v，
16、受弹簧拉力为F弹，弹簧的伸长量为x，有v22asF弹kx(1分) FmAgsin F弹sin TmAa由几何关系知x设拉力F在N点的瞬时功率为P，有PFv联立式，代入数据解得P0.528 W答案 (1)0.4 N (2)0.528 W16.解析 (1)由粒子的比荷得粒子做圆周运动的周期T2t0则在0内转过的圆心角由牛顿第二定律qv0B0得r1则其位置坐标(，)(2)t5t0时粒子回到原点，轨迹如图所示r22r1r1，r2 得v22v0又，r2粒子在t02t0时间内做匀加速直线运动，2t03t0时间内做匀速圆周运动，由图知，在5t0时间内粒子距x轴的最大距离：hmaxt0r2()v0t0(3)如
17、图所示，设带电粒子在x轴上方做圆周运动的轨道半径为r1，在x轴下方做圆周运动的轨道半径为r2，由几何关系可知，要使粒子经过原点，则必须满足n(2r22r1)2r1(n1,2,3，)r1，r2 联立以上各式解得vv0(n1,2,3，)又因为vv0 得E0(n1,2,3，)17.(1)正方形线框匀速通过匀强磁场区域的过程中，设cd边上的感应电动势为E，线框中的电流强度为I，c、d间的电压为Ucd，则EBLv I UcdIR解得Ucd0.45 V(2)正方形线框匀速通过磁场区域的过程中，设受到的安培力为F安，细线上的张力为FT，则F安BILFTm2gsin m1gFTF安正方形线框在进入磁场之前的运动过程中，根据能量守恒有m1ghm2ghsin (m1m2)v2解得m10.032 kg，m20.016 kg(3)因为线框在磁场中运动的加速度与进入磁场前的加速度相同，所以在通过磁场区域的过程中，线框和物体P的总机械能保持不变，故力F做功W等于整个线框中产生的焦耳热Q，即WQ设线框cd边产生的焦耳热为Qcd，根据QI2Rt有QcdQ解得Qcd0.057 5 J
