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高二物理竞赛试题之四


高二物理竞赛之四
一、单项选择题: (本题共 8 小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题 3 分,共 24 分) 1.以下是力学中的三个实验装置,由图可知这三个实验共同的物理思想方法是 ( )

显示桌面受力形变

显示玻璃瓶受力形变

测定引力常数

A.极限的思想方法 C.控制变量的方



B.放大的思想方法 D.猜想的思想方法

2.半圆柱体 P 放在粗糙的水平地面上,其右端有固定放置的竖直挡板 MN.在 P 和 MN 之间放 有一个光滑均匀的小圆柱体 Q, 整个装置处于静止. 如图 1-3 所示是这个装置的纵截面图. 若 用外力使 MN 保持竖直,缓慢地向右移动,在 Q 落到地面以前,发现 P 始终保持静止.在此 过程中,下列说法中正确的是 ( )

A.MN 对 Q 的弹力逐渐减小 B.地面对 P 的摩擦力逐渐增大 C.P、Q 间的弹力先减小后增大 D.Q 所受的合力逐渐增大 3.从地面以一定的速度竖直向上抛出一小球,小球从抛 出点上升到最高点的时刻为 t1,下落到抛出点的时刻为 t2。若空气阻力的大小恒定,则在下图中能正确表示被抛出物体的速率 v 随时间 t 的变化关系 的图线是 ( )

4.如图,在同一竖直面内,小球 a、b 从高度不同的两点,分别以初速度 va 和 vb 沿水平方向 抛出,经过时间 ta 和 tb 后落到与抛两出点水平距离相等的 P 点。若不计空气阻力,下列关系 式正确的是( A. ta>tb,va>vb ) B. ta<tb,va<vb

C. ta>tb,va<vb

D. ta>tb,va=vb

5.如图所示,两个内壁光滑、半径不同的半圆轨道固定于地面,一个小球先后在与球心在同 一水平高度的 A、B 两点由静止开始下滑,通过轨道最低点时 ( A.A 球对轨道的压力小于 B 球对轨道的压力 B.A 球对轨道的压力等于 B 球对轨道的压力 C.A 球的角速度小于 B 球的角速度 D.A 球的向心加速度小于 B 球的向心加速度 6.如图甲所示为起重机沿竖直方向提起的过程中重物运动的速度—时间图像,则该过程中起 重机的输出功率最接近乙图中的 v O A P P P P ( ) )

O 甲

t

t

O B

t 乙

O C

t

O D

t

7.匀强电场中的三点 A、B、C 是一个三角形的三个顶点,AB 的长度为 1 m,D 为 AB 的中 点,如图所示。已知电场线的方向平行于Δ ABC 所在平面,A、B、C 三点的电势分别为 14 V、 6 V 和 2 V。设场强大小为 E,一电量为 1×10 为 W,则 A.W=8×10 B.W=6×10 C.W=8×10
-6 -6

C 的正电荷从 D 点移到 C 点电场力所做的功 ( )
C

J,E>8 V/m。 J,E>6 V/m。 J,E≤8 V/m。 J,E≤6 V/m。
A D

-6 -6 -6

D.W=6×10

B

8.如图所示,木块 M 可以分别从固定斜面的顶端沿左边或右边由静止开始滑下,且滑到 A 点或 B 点停下。假定木块 M 和斜面及水平面间有相同的动摩擦因数,斜面与平面平缓连接, 图中 O 点位于斜面顶点正下方,则( A.距离 OA 等于 OB, B.距离 OA 大于 OB, C.距离 OA 小于 OB, D.无法做出明确的判断。 二、不定项选择题(本题共 6 小题。每小题至少有一个选项是符合题意,全部选对的得 4 分, 选对但不全的得 2 分,选错或不答的得 0 分,共 24 分) 9.一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用。此后,该质点的动能可能 A. 一直增大 B. 先逐渐减小至零,再逐渐增大 C. 先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小
A O B


M

D. 先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大 10.如图所示,将两相同的木块 a、b 至于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用 细绳固定于墙壁。开始时 a、b 均静止。弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a 所受摩擦力

F fa ? 0 ,b 所受摩擦力 F fb ? 0 ,现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间(
A. F fa 大小不变 C. F fb 仍然为零 B. F fa 方向改变 D. F fb 方向向右 a

) b

11.物块从光滑曲面的 P 点由静止下滑,通过粗糙的静止水平 传送带后落到了地面上的 Q 点,现使传送带开始匀速转动, 再把物块由 P 点静止释放,则有关下列说法正确的是( A.若传送带逆时针转动,物块可能落到 Q 点左侧 B.若传送带顺时针转动,物块一定落到 Q 点右侧 C.若传送带顺时针转动,物块可能落到 Q 点 D.无论传送带转动方向如何,物块不可能落到 Q 点左侧 12. 一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离。 假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法正确的是( A. 运动员到达最低点前重力势能始终减小 B. 蹦极绳张紧后的下落过程中,弹性力做负功,弹性势能增加 C. 蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒 D. 蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关 13.如图,在光滑水平面上有一质量为 m1 的足够长的木板,其 上叠放一质量为 m2 的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦 力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间 t 增大的水平力 F=kt(k 是常数) ,木板和木块加速度的大小分别为 a1 和 a2,下列反映 a1 和 a2 变化的图线中正 确的是( ) ) )

14.如图,E 为内阻不能忽略的电池,R1、R2、R3 为定值电阻,S0、S 为开关,V 与 A 分别为 电压表与电流表。初始时 S0 与 S 均闭合,现将 S 断开,则( A.○的读数变大,○的读数变小 V A )

B.○的读数变大,○的读数变大 V A C.○的读数变小,○的读数变大 V A D.电源内阻消耗的电能比断开前少 三、实验题(本题共 2 小题,每空格 2 分。共 18 分) 15、某同学在实验室用如图所示的装置来探究加速度与力、质量的关系和有关功和能的问题。 (1)在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,在______条件下,可以认为绳对小车的 拉力近似等于沙和沙桶的总重力, 在控制_____不变的情况下, 可以探究加速度与合力的关系。 (2)在此实验中,此同学先接通打点计时器的电源,再放开纸带,如图是在 m=0.1kg,M=1kg 情况下打出的一条纸带,O 为起点,A、B、C 为过程中的三个相邻的计数点,相邻的计数点 之间有四个点没有标出,有关数据如图所示,其中 hA=42.05cm, hD=73.40cm 则小车的加速度为 a= (保留 2 位有效数字) hB=51.55cm, hC=62.00cm, m/s。

m/s2,打 B 点时小车的速度为 VB=_ _ _

(3)用如图所示的装置,要探究恒力 做功与动能改变的关系的实验数据应满足一个怎样的关系式 而得到动能定理。 (用上题的符号表示,不要求计数结果) 16、两位同学在实验室中利用如图(a)所示的电路测定定值电阻 R0、电源的电动势 E 和内电阻 r,调节滑动变阻器的滑动触头 P 向某一方向移动时,一个同学记录的是电流表 A 和电压表 V1 的测量数据,另一同学记录的是电流表 A 和电压表 V2 的测量数据.并根据数据描绘了如图 (b)所示的两条 U-I 图线.回答下列问题: ,从

(1)图象中两直线的交点表示的是

(

) B.电源的输出功率最大 D.电源的效率达到最大值 Ω,电源电动势 E= V,内电阻 r= Ω.

A.滑动变阻器的滑动触头 P 滑到了最右端 C.定值电阻 R0 上消耗的功率为 0.5 W (2) 根据图(b),可以求出定值电阻 R0=

2011 学年第一学期十校联合体高三物理答题卷
(考试时间:90 分钟,满分:100 分) 一、单项选择题: (本题共 8 小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题 3 分,共 24 分) 题目 答案 二、不定项选择题(本题共 6 小题。每小题至少有一个选项是符合题意,全部选对的得 4 分, 选对但不全的得 2 分,选错或不答的得 0 分,共 24 分) 题目 答案 三、实验题(本题共 2 小题,每空格 2 分。共 18 分) 15 、 (1) (2) 16、 (1) , (2) , (3) , , 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8

四、计算题(本题共 3 小题。第 17 题 10 分、第 18 题 12 分,第 19 题 12 分。要求写出必要 的文字说明、方程式和演算步骤) 17. (10 分)如图所示,底座 A 上装有长 0.5m 的直立杆,总质量为 0.2kg,杆上套有质量为 0.05kg 的小环 B,它与杆之间有摩擦。若环从底座上以 4m/s 的初速度飞起,则刚好能到达杆 顶。求: (1)小环在升起的过程中所需要的时间 (2) 小环在升起的过程中所受到的摩擦力大小 (3)小环在升起的过程中,底座对水平面的压力

18、如图所示,ABCDO 是处于竖直平面内的光滑轨道,AB 是半径为 R=15m 的

1 圆周轨道, 4

CDO 是直径为 15m 的半圆轨道。AB 轨道和 CDO 轨道通过极短的水平轨道(长度忽略不计) 平滑连接。半径 OA 处于水平位置,直径 OC 处于竖直位置。一个小球 P 从 A 点的正上方高 H 处自由落下,从 A 点进入竖直平面内的轨道运动(小球经过 A 点时无机械能损失) 。当小球通 过 CDO 轨道最低点 C 时对轨道的压力等于其重力的 (1)试求高度 H 的大小? (2)试讨论此球能否到达 CDO 轨道的最高点 O,并说明理由?
O A

23 倍,取 g 为 10m/s2。 3

P

H

(3)求小球沿轨道运动后经多长时间再次落回轨道上?
D C B

(第 18 题图)

19、如图甲所示,边长为 L 的正方形区域 ABCD 内有竖直向下的匀强电场,电场强度为 E, 与区域边界 BC 相距 L 处竖直放置足够大的荧光屏,荧光屏与 AB 延长线交于 O 点。现有一 质量为 m,电荷量为+q 的粒子从 A 点沿 AB 方向以一定的初速进入电场,恰好从 BC 边的中点 P 飞出,不计粒子重力。 (1)求粒子进入电场前的初速度的大小? (2)其他条件不变,增大电场强度使粒子恰好能从 CD 边的中点 Q 飞出,求粒子从 Q 点飞出 时的动能? (3)现将电场分成 AEFD 和 EBCF 相同的两部分,并将 EBCF 向右平移一段距离 x(x≤L) , 如图乙所示。设粒子打在荧光屏上位置与 O 点相距 y,请求出 y 与 x 的关系?

2011 学年第一学期十校联合体高三物理 评分标准
一、单项选择题: (本题共 8 小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题 3 分,共 24 分) 题目 答案 1 B 2 B 3 C 4 C 5 B 6 D 7 A 8 A

二、不定项选择题(本题共 6 小题。每小题至少有一个选项是符合题意,全部选对的得 4 分, 选对但不全的得 2 分,选错或不答的得 0 分,共 24 分) 题目 答案 9 ABD 10 AD 11 AC 12 ABC 13 A 14 BD

三、实验题(本题共 2 小题,每空格 2 分。共 18 分) 15(1) m《M (沙和沙桶的总质量远小于小车的质量) (2) 0.95 1.0
2 2

M(小车的质量)

(3)mg(hC - hB )=1/2MvC - 1/2MVB 16 (1) BC (2) 2.0

1.50

1.0

四、计算题(本题共 3 小题。第 17 题 10 分、第 18 题 12 分,第 19 题 12 分。要求写出必要 的文字说明、方程式和演算步骤) 17

(3 分) (3 分) (3 分)

由作用力和反作用力关系,底座对水平面的压力大小为 1.7N,方向竖直向下。 分) (1

18、解: (1)在 C 点对轨道的压力等于重力的 对小球的支持力大小为 设小球过 C 点速度 v1

23 倍,由牛顿第三定律得,在 C 点轨道 3

23 mg 3

23 mg ? mg ? m v1 --------2 分 3 R 2
P 到 C 过程,由机械能守恒: mg(H ? 解得: H ? 10m ---------------1 分

2

R 1 2 ) m v1 ---------1 分 ? 2 2

(2)设小球能到达 O 点,由 P 到 O,机械能守恒,到 O 点的速度 v2:

mgH ?

1 m v2 2 2

v
v0 ?

2

? 2 gH ? 20 g

--------2 分

设小球能到达轨道的 O 点时的速度大小为 v0,则

v0 2 mg = m R/2
v2 >v0

gR 15 g ? 2 2

--------1 分

所以小球能够到达 O 点。

--------1 分

(3)小球在 O 点的速度 v 2 ? 离开 O 点小球做平抛运动: 水平方向: x ? v2t -----1 分
2

2 gH ?

4 gR ? 10 2m / s 3

竖直方向: y ?

1 2 g t ----1 分 2

且有: x2 ? y ? R 2 --------1 分 解得: t ? 1s -----1 分

19、解:(1)粒子在电场内做类平抛运动,水平方向:L=v0t 得 v0 ?

竖直方向:

L 1 Eq 2 ? ? ?t 2 2 m

EqL m

( 3 分)

(2)其它条件不变,增大电场强度,从 CD 边 中点 Q 飞出与从 BC 边中点 P 飞出相比,水平 位移减半, 竖直位移加倍, 根据类平抛运动知识 2 y=1/2at x=v0t 则加速度为原来 8 倍,电场 强 度 为 原来 8 倍 ,电 场力 做 功 为 W1=8EqL (2 分) 粒 子 从 CD 边 中 点 Q 飞 出 时 的 动 能

E k1 ?

1 2 17 mv 0 ? W1 ? E q L 2 2

(2 分)

(3)将 EBCF 向右平移一段距离 x,粒子在电场中的类平抛运动分成两部分,在无电场区域 做匀速直线运动,轨迹如图所示, tan?1 ?

L/8 1 ? L/4 2

--------1 分

y1 ? x tan?1 ? tan? 2 ?

x 2

--------1 分

L/2 ? 1 --------1 分 L/2
--------1 分 --------1 分

y2 ? ( L ? x) tan? 2 ? L ? x

y ? y1 ? y 2 ? L / 2 ?

3 1 L? x 2 2


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