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高二物理竞赛试题


高二物理竞赛试题
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分 100 分,时间 90 分钟.

第Ⅰ卷(选择题
班级 姓名

共 40 分)
得分

一、选择题(共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分,1—6 小题只有一个选项符合题目要求,7—10 小 题有多个选项符合题目

要求,全部选对的得 4 分,选不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分) 1.如图所示,从地面上方某点将一小球以 20 m/s 的初速度沿水平方向抛 出.小球经过 2 s 落地.不计空气阻力,g=10 m/s2.则可求出( ) A.小球抛出时离地面的高度是 10 m B.小球从抛出点到落地点的位移大小是 20 m C.小球落地时的速度大小是 40m/s D.小球落地时的速度方向与水平地面成 45°角 2.如图所示,在一匀强电场区域中,有 A、B、C、D 四点恰好位于一平 行四边形的四个顶点上,已知 A、B、C 三点电势分别为 φA=1 V,φB=4 V, φC=0,则 D 点电势 φD 的大小为( ) A.-3 V B.0 C.2 V D.1 V 3.如图所示电路中,E 为电源,其电动势为 9.0 V,内阻可忽略不计;AB 为滑动变阻器,其电阻 R=30 Ω;L 为一小灯泡,其额定电压 U=6.0 V,额定 功率 P=1.8 W;S 为开关,开始时滑动变阻器的触头位于 B 端,现在闭合开 关 S.然后将触头缓慢地向 A 端滑动,当到达某一位置 C 处时,小灯泡刚好正 常发光,则 CB 之间的电阻应为( ) A.10 Ω B.20 Ω C.15 Ω D.5 Ω 4.某军事试验场正在平地上试射地对空导弹,若某次竖直向上发射 导弹时发生故障,造成导弹的 v-t 图象如图所示,则下述说法中正确的 是( ) A.0~1 s 内导弹匀速上升 B.1~2 s 内导弹静止不动 C.3 s 末导弹回到出发点 D.5 s 末导弹恰好回到出发点 5.如图,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速 度 v0 匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力( ) A.等于零 B.不为零,方向向右 C.不为零,方向向左 D.不为零,v0 较大时方向向左,v0 较小时方向向右 6.如图所示,用长为 L 的轻绳把一个小铁球悬挂在高为 2L 的 O 点处,小 铁球以 O 为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点 B 处,若运动中 轻绳断开,则小铁球落到地面时的速度大小为( ) A. gL B. 3gL C. 5gL D. 7gL 7.甲、乙为两颗地球卫星,其中甲为地球同步卫星,乙的运行高度低于甲的运行高度,两卫星

轨道均可视为圆轨道.以下判断正确的是( ) A.甲的周期大于乙的周期 B.乙的速度大于第一宇宙速度 C.甲的加速度小于乙的加速度 D.甲在运行时能经过北极的正上方 8.如图,木箱内有一竖直放置的弹簧,弹簧上方有一物块;木箱静止时弹簧处 于压缩状态且物块压在箱顶上.若在某一段时间内,物块对箱顶刚好无压力,则在 此段时间内,木箱的运动状态可能为( ) A.加速下降 B.加速上升 C.减速上升 D.减速下降 9.如图所示,两块平行金属板正对着水平放置,两板分别与电源正、负极相连.当开关闭合时, 一带电液滴恰好静止在两板间的 M 点.则( ) A.当开关闭合时,若减小两板间距,液滴仍静止 B.当开关闭合时,若增大两板间距,液滴将下降 C.开关再断开后,若减小两板间距,液滴仍静止 D.开关再断开后,若增大两板间距,液滴将下降 10.如图所示为一匀强电场,某带电粒子从 A 点运动到 B 点,在这一运动过程中克服重力做的 功为 2.0 J,电场力做的功为 1.5 J.则下列说法中正确的是 ( ) A.粒子带负电 B.粒子在 A 点的电势能比在 B 点少 1.5 J C.粒子在 A 点的动能比在 B 点多 0.5 J D.粒子在 A 点的机械能比在 B 点少 1.5 J

第Ⅱ卷(非选择题

共 60 分)

二、填空题(共 2 小题,共 20 分.把答案直接填在横线上) 11. (6 分)某同学研究小车 在斜面上的运动, 用打点计时器 记录了小车做匀变速直线运动 的位移,得到一段纸带如图所 示。 在纸带上选取几个相邻计数 点 A、B、C、D,相邻计数点间 的时间间隔均为 T, B 和 D 点 到 A 的距离分别为 s1 和 s3。由此可算出打点计时器在打 C 点时,小车的速度大小 νc= , 小车运动的加速度大小 a= 。 (用已知的物理量符号表示) 12. (14 分)某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.

(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,利用现有器材如何判断导轨是否水平? ________________________________________________________________________ (2)如图所示(经放大后的),用游标卡尺测得遮光条的宽度 d=________cm;实验时将滑块从图

示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间 Δt=1.2×10 2 s,则滑块经过光电 门 时 的 瞬 时 速 度 为 ________m/s. 在 本 次 实 验 中 还 需 要 测 量 的 物 理 量 有 : 钩 码 的 质 量 m 、 ______________和________(文字说明并用相应的字母表示). (3)本实验通过比较________和________在实验误差允许的范围内是否相等(用测量的物理量符 号表示),从而验证系统的机械能守恒. 三、论述、计算题(本题共 3 小题,共 40 分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤, 只写出最后答案不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 13. (10 分)汽车由静止开始在平直的公路上行驶,0~60 s 内 汽车的加速度随时间变化的图线如图所示. (1)画出汽车在 0~60 s 内的 v—t 图线; (2)求在这 60 s 内汽车行驶的路程.


15. (18 分)如图所示,在 E=1×103V/m 的竖直向下匀强电场中, 有一光滑的半圆形绝缘轨道 QPN 与一水平绝缘轨道 MN 平滑连接,半 圆形轨道平面与电场线平行,P 为半圆 QN 的中点,其半径 R=40 cm, - 带正电为 q=1×10 4C 的小滑块的质量为 m=10 g, 与水平轨道间的动 摩擦因数 μ=0.15,位于 N 点右侧 1.5 m 处,取 g=10 m/s2.求: (1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点 Q,则滑块应以多大的 初速度 v0 向左运动; (2)若小滑块在 M 点以初速度 v0 运动,则滑块通过 P 点时对轨道 的压力是多大. (3)若小滑块在 M 点以初速度 v0 运动, 则滑块通过 Q 点后回到 MN 轨道上距 N 点的距离是多大.

14. (12 分)一质量 m=0.5 kg 的滑块以一定的初速度冲上一倾角 θ=37° 的足够长的斜面.某同 学利用传感器测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度, 并用计算机作出了滑块上滑过程的 v-t 图象,如图所示.(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37° =0.6,cos37° =0.8,g=10 m/s2) (1)求滑块与斜面间的动摩擦因数. (2)判断滑块最后能否返回斜面底端.若能返回,求出返回斜 面底端时的速度大小;若不能返回,求出滑块停在什么位置.

1.D,2A,3B,4D,5A,6D,7AC,8BD,9BC,10CD (1)接通气源,将滑块静置于气垫导轨上,若滑块基本保持静止,则说明导轨是水平的(或取下 钩码,轻推滑块,滑块上连接的纸带上打出的任意相邻两点之间距离相等). (2)0.52 0.43 滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离 s 滑块的质量 M 1 (3)mgs (m+M)v2 2 解析:(1)设 t=10 s,40 s,60 s 时刻的速度分别为 v1,v2,v3. 由题图知 0~10 s 内汽车以 2 m/s2 的加速度匀加速行驶,由运动学公式得 v1=2× 10 m/s=20 m/s①(2 分) 由题图知 10 s~40 s 内汽车匀速行驶,因此 v2=20 m/s②(2 分) 由题图知 40 s~60 s 内汽车以 1 m/s2 的加速度匀减速行驶, 由运动学公式得 v3=(20-1× 20)m/s =0③(2 分) 根据①②③式,可画出汽车在 0~60 s 内的 vt 图线,如图所示.(4 分)

滑块从开始运动至到达 Q 点的过程中,由动能定理有 1 1 -mg· 2R-qE· 2R-μ(mg+qE)x= mv2- mv2 2 2 0 联立解得 v0=7 m/s. (2)设滑块到达 P 点时速度为 v′,则从开始运动至运动到 P 点的过程:-μ(qE+mg)x-(mg+qE)R 1 1 = mv′2- mv2 2 2 0 v′2 又在 P 点时:FN=m R 代入数据解得 FN=0.6 N. 由牛顿第三定律知滑块通过 P 点时对轨道的压力是 0.6 N.

(2)由图可知,在这 60 s 内汽车行驶的路程为 30+60 s= ×20 m=900 m.(6 分) 2

解析:(1)由图象可知,滑块的加速度: Δv 10 a= = m/s2=10 m/s2 Δt 1.0 滑块冲上斜面过程中根据牛顿第二定律,有 mgsinθ+μmgcos θ=ma 代入数据解得 μ=0.5. (2)滑块速度减小到零时, 重力的下滑分力大于最大静摩擦力, 能再下滑. 由匀变速直线运动的规律, 滑块向上运动的位移 v2 x= =5 m 2a 滑块下滑过程中根据牛顿第二定律,有 mgsinθ-μmgcosθ=ma2,得 a2=2 m/s2 由匀变速直线运动的规律,滑块返回底端的速度 v′= 2a2x=2 5 m/s.

v2 解析:(1)设小球到达 Q 点时速度为 v,则 mg+qE=m R


高二物理竞赛试题

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