宁波市高二物理竞赛试题.docx
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宁波市高二物理竞赛试题
高二物理竞赛试题
题号
一
二
18
19
20
21
22
总分
得分
评卷人
本试卷中数值计算时，g取10m/s2。
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
2
3
4
5
6
7
8
9
10
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μ，物体所受摩擦力大小为
A．GB．μ（F＋G）C．μ（F－G）D．μG
2．一质量为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
A、物体运动的过程中重力势能随时间的变化关系为
B、物体运动的过程中动能随时间的变化关系为
C、物体运动的过程中机械能守恒，且机械能
D、物体运动过程中机械能随时间的变化关系为
3．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θ，不计空气阻力，下列说法正确的是
A．小球的加速度为gtanθ
B．小球对圆弧面的压力为mgcosθ
C．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abcd，如图所示，且Aa、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a、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r。
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ΔU1和ΔU2，下列说法中正确的是
A．小灯泡L1、L3变暗，L2变亮B．小灯泡L3变暗，L1、L2变亮
C．ΔU1>ΔU2D．ΔU1<ΔU2
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/sB．6m/sC．4.45m/sD．40.45m/s
7．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μ=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EP=1.0J。
则撤去外力F后
A、物体回到平衡位置O点时速度最大
B、物体向右滑动的距离可以达到12.5cm
C、物体向右滑动的距离一定小于12.5cm
D、物体到达最右端时动能为0，系统机械能不为0
8．如图所示，直线OP把坐标系Oxy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（4L，3L）。
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740
C．该粒子在磁场中运动的最短时间
D．该粒子运动的可能速度为
9．如右图所示，在坐标系xOy中，有边长为a的正方形金属线框abcd，其一条对角线ac和y轴重合、顶点a位于坐标原点O处。
在y轴的右侧的Ⅰ、Ⅳ象限内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的上边界与线框的ab边刚好完全重合，左边界与y轴重合，右边界与y轴平行。
t＝0时刻，线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场上边界的方向穿过磁场区域。
取沿a→b→c→d→a的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流i、ab间的电势差Uab随时间t变化的图线是下图中的
10．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）
11．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，A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，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μ，则绳的拉力FT＝________，水平拉力F＝________。
12．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a1Q，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，请比较它们的大小：
速度_____________________________，加速度___________________________。
13．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v1________v2，F1________F2（填“>”，“<”，“不能确定”）。
14．正四面体ABCD，每条边的电阻均为R=10Ω，把欧姆表红黑表笔分别接到AB两点，电阻为____________Ω。
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100μF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。
15．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t1=________s，整个火车通过全桥的时间t2=__________s。
16．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、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。
17．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θ=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θ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）
18．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a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H，现测出的物理量还有：
小车由静止开始起发生的位移s（s＜H）、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；
19．如图所示，内壁光滑的半圆弧面竖直放置，其半径为
，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＝2104V/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＝210－5C，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t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Em；
（3）如果要使A尽快与B相遇，t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N1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；
（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，求T的最小值。
22．如图所示，两平行光滑的金属导轨AD、CE相距L=1.0m，导轨平面与水平面的夹角α=30°，下端用导线连接R=0.40Ω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=0.10Ω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。
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