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14年上海高二物理竞赛初赛试卷


上海市第二十届高二物理竞赛(浦东新区“陆行中学杯” ) 初 赛 试 题
说明: 1.本卷满分 100 分,答卷时间 90 分钟。 2.本卷的解答结果写在答卷纸上。 3.本卷中重力加速度 g 取 10m/s2。 一、单项选择题(每小题 3 分,共 30 分。每小题给出的四个选项中只有一个是正确的) 1.关于爱因斯坦的相对论和牛顿的经典力学,下列说法正确的是( A.相对论证

明经典力学是错误的 B.相对论效应在研究枪弹、飞机的速度时非常明显 C.相对论与经典力学都认为:时间、空间和质量都是相对的 D.任何理论都不是绝对的,相对论与经典力学适用于不同的范围 2.用一根长 1m 的轻质细绳将一幅质量为 1kg 的画框对称悬挂在墙壁上,已知绳能承 受的最大张力为 10N, 为使绳不断裂, 画框上两个挂钉的间距最大为 ( g 取 10m/s2) ( A. ) 。 ) 。

1 m 2

B.

2 m 2 3 m 4

C.

3 m 2

D.

3.在一根细绳下串联着两个质量不同的小球,下面小球比上面小球质量大,当手提着 绳上端沿水平方向使两球一起向右作匀加速运动时(空气阻力不计) ,下图中能正确表示两 球状态的是( ) 。

4. 阴极射线管是一种能从其阴极 k 发射出高速电子流的装置。 如图所示的阴极射线管放在蹄形磁铁的 N、S 两极间,则此时电子 束运动的轨迹( ) 。 A.向上偏转 B.向下偏转 C.向 N 极偏转 D.向 S 极偏转

1

5.如图所示,在张紧的绳上挂了 a、b、c、d 四个单摆,四个 单摆的摆长关系为 lc>lb=ld>la, 先让 d 摆摆动起来 (摆角不超过 5° ) , 则下列说法中正确的是( ) 。 A.d 摆发生振动,其余摆均不动 B.所有摆均以相同频率振动 C.所有摆均以相同摆角振动 D.所有摆振动过程中机械能都相同 6.某直流电动机的额定功率为 P,额定电压为 U,转子线圈的电阻为 R,当其正常工 作时通过线圈的电流强度( ) 。 A.既等于 P/U,也等于 U/R B.等于 P/U,但大于 U/R C.等于 P/U,但小于 U/R D.既不等于 P/U,也不等于 U/R 7.已知电荷 q 均匀分布在半球面 AB 上,球面半径为 R,CD 为通过半球顶点与球心 O 的轴线,如图所示,M 位于 CD 轴线上球面的外侧,且 OM=ON=L=2R。已知 M 点的场强 为 E,则 N 点的场强为( ) 。 A.E C.

kq ?E L2

kq L2 kq ?E D. 2R2
B.

8.如图所示,半径为 R,圆心在 O 处的圆柱体被两块相 互平行的粗糙木板上下夹紧,现使上下两板分别以 v1 和 v2 的 水平速度(v1>v2)向右和向左运动,运动过程中圆柱体与木 板之间无相对,滑动,则圆柱体圆心 O 运动的速度 V 和圆柱 体转动的角速度 ω 分别为( ) 。 A. v1 ? v2 , (v1 ? v2 ) / R C. (v1 ? v2 ) / 2 , (v1 ? v2 ) / R B. (v1 ? v2 ) / 2 , (v1 ? v2 ) / R D. (v1 ? v2 ) / 2 , (v1 ? v2 ) / 2R

9.如图所示,有一个局限在半径为 R 的圆柱形范围内的匀强磁场,磁场以△B/△t=k 的变化率均匀增大。将一根金属棒 ab 垂直于磁场方向放入该磁场中, 金属棒的两端恰好在圆上,其两端与圆心 O 的连线相互垂直,则金属 棒上的感应电动势( ) 。

1 2 kR 2 2 C. 2kR
A.

B.

1 k? R 2 4

D.0

10.如图所示,一个质量不计的气球 B 放在某容器 A 中,当气球内 气体的压强为 P 时气球直径为 D。现将容器中的空气全部抽出后,气球 的直径增大了二分之一, 此时气球的橡皮膜单位长度上所受到的张力 (设 气球内气体的温度不变)为( ) 。 1 1 A. PD B. PD 2 4 1 C. PD D.上述答案都不正确 6

2

二、多项选择题(每小题 4 分,共 40 分。每小题给出的四个选项中有两个或两个以上 是正确的,请把正确的选项全选出来。每一小题全选对的得 4 分;选对但不全的得 2 分;有 选错或不答的得 0 分) 11.如图所示是一个用门电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的简单防盗报 警器。这个报警器的功能是:当放在保险箱前地毯下的按钮开关 S 被脚踩下而闭合、同时 安装在保险箱里的光敏电阻 R0 被透入的光线照射时,蜂鸣器就会发出鸣叫声。则关于该电 路工作情况的下列判断中,正确的有( ) 。 A.虚线方框中使用的是门电路是“与”门 B.虚线方框中使用的是门电路是“或”门 C.可调电阻 R2 较大时,报警器灵敏 D.定值电阻 R1 阻值设置越大,报警器越灵敏 12. 氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压, 假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持 不变,忽略氧气分子之间的相互作用。在该漏气过程中瓶内氧气( A.分子总数减少,分子总动能不变 C.吸收热量,膨胀做功 ) 。 B.密度降低,分子平均动能不变 D.压强降低,不对外做功

13. 在离地 H=45m 高处的某点以 v0=15m/s 的初速度分别向上、 下、 左、 右、左上、左下、右上、右下等八个方向同时抛出八个小球,如图所示, 则( ) 。 A.抛出后,各小球在空中运动阶段它们之间的距离随时间均匀增加 B.抛出后,各小球在空中运动阶段它们之间的距离随时间非均匀增加 C.1 秒钟后,各小球形成一完整的圆形 D.2 秒钟后,各小球形成一完整的圆形 14.如图所示,在场强大小为 E 的匀强电场中,一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个 质量为 m 电荷量为 q 的带负电小球,另一端固定在 O 点。把小球拉到使细线水平的位置 A, 然后将小球由静止释放,小球沿弧线运动到细线与水平成 θ=60° 的位置 B 时速度为零。以下 说法正确的是( ) 。 O θ m,–q A A.小球重力与电场力的关系是 mg= 3 Eq B.小球重力与电场力的关系是 Eq= 3 mg C.球在 B 点时,细线拉力为 T= 3 mg D.球在 B 点时,细线拉力为 T=2Eq 15.如图所示,接地的金属板右侧有固定的点电荷+Q,a、b 是 金属板右侧表面上的两点,下列说法中正确的是( A.金属板右侧表面带负电,左侧表面带正电 B.金属板右侧表面带负电,左侧表面不带电 C.整个导体电势等于零 D.a、b 两点的电场强度都不为零,且方向相同 ) 。 E B

3

16. 两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以 1.0m/s 的速率沿同一直线相向传播, t=0 时刻的图形如图所示, 下图中小方格的边长为 0.1m,则以下不同时刻,波形 正确的是( ) 。

17.如图所示,两质量相等的物块 A、B 通过一轻质弹簧连接,B 足够长、放置在水平 面上,所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长,运动过程中始终处在弹性限度内。在物块 A 上施加一个水平恒力,A、B 从静止开始运动到第一次速度相等的过程中,下列说法中正 确的有( ) 。 A.当 A、B 加速度相等时,系统的机械能最大 B.当 A、B 加速度相等时,A、B 的速度差最大 C.当 A、B 的速度相等时,A 的速度达到最大 D.当 A、B 的速度相等时,弹簧的弹性势能最大 18.如图所示,一个质量为 m、带电量为 q 的粒子从两带电平行板的正中间沿与匀强电 场垂直的方向射入,不计粒子所受的重力。当粒子的入射速度为 v 时,它恰能穿过一电场区 域而不碰到金属板上。现欲使质量为 m、入射速度为 v/2 的粒子也能恰好穿过这一电场区域 而不碰到金属板,在以下的仅改变某一物理量的方案中,可行的是( A.使粒子的带电量减少为原来的四分之一 B.使两板间的电压减小到原来的一半 C.使两板间的距离增加到原来的两倍 D.使两极板的长度减小为原来的一半 19.A 球的质量是 mA,以某一速度 v0 沿光滑水平面向静止的 B 球运动,B 球的质量是 mB,A 与 B 发生正碰,碰撞过程中机械能不损失,当 mA 和 v0 不变,而球质量取不同值时, 下列说法中正确的是( ) 。 A.mB=mA 时,碰撞后 B 球的速度最大 B.mB=mA 时,碰撞后 B 球的动能最大 C.mB<mA 时,mB 越小,碰撞后 B 球速度越大 D.mB>mA 时,mB 越大,碰撞后 B 球动量越大 ) 。

4

20.万有引力作用下的物体具有引力势能,取无穷远处引力势能为零,物体距星球球心 距离为 r 时的引力势能为 E P ? ?G
Mm r

(G 为万有引力常量) ,设宇宙中有一半径为 R 的星

球,宇航员在该星球上以速度 v0 竖直向上抛出一质量为 m 的物体,不计空气阻力,经 t 秒 后落回手中,则( ) 。 A.在该星球表面上以 B.在该星球表面上以 2 C.在该星球表面上以 D.在该星球表面上以 2

2 v0 R t v0 R t 2 v0 R t v0 R t

的初速度水平抛出一个物体,物体将不再落回星球表面 的初速度水平抛出一个物体,物体将不再落回星球表面 的初速度竖直抛出一个物体,物体将不再落回星球表面 的初速度竖直抛出一个物体,物体将不再落回星球表面

三、填空题(每小题 5 分,共 30 分) 21.如图 L 型轻杆通过铰链 O 与地面连接,OA=AB=6m,作用于 B 点的竖直向上拉力 F 能保证杆 AB 始终保持水平。 一质量为 m 的物 体以足够大的速度在杆上从离 A 点 2m 处向右运动, 物体与杆之间的 动摩擦因数与离开 A 点的距离成反比 μ=1/x。则物体运动到离开 A 点距离 x=________m 时拉力 F 达到最小。此时 F=________。

22.三个相同的金属小球 1、2、3 分别置于绝缘支架上,各球之间的距离远大于小球的 直径。球 1 的带电量为 q,球 2 的带电量为 nq,球 3 不带电且离球 1 和球 2 很远,此时球 1、 2 之间作用力的大小为 F。现使球 3 先与球 2 接触,再与球 1 接触,然后将球 3 移至远处, 此时 1、2 之间作用力的大小仍为 F,方向不变。则此时金属小球 1 的带电量为__________, 由此可知 n=________。

5

23.如图(甲)所示的电路中, R1=10Ω,R2=30Ω,它们都是不随 温度改变的定值电阻,两个相同的 白炽灯它们的伏安特性曲线如图 (乙)所示,电源电动势 E=8V, 内阻不计。当电键断开时通过灯泡 的电流为______A; 当电键闭合两个 灯泡消耗的总功率为________W。

24.一机车汽笛的频率为 650Hz。若机车静止,人以 v=6.8m/s 的速度向机车跑去时, 人听到鸣笛的频率为________Hz;若人静止,机车以 v′=15m/s 的速度向人驶来时,人听到 鸣笛的频率为________Hz(空气中的声速是 u=340m/s) 。

25.如图所示,宽度为 L、水平放置的足够长的金属框架 中接有电动势为 ε,内阻为 r 的电源和阻值为 R 的电阻,框架 上放置一根质量为 m、电阻也为 R 的金属棒,它可以在框架上 无摩擦地滑动。匀强磁场的磁感应强度为 B,方向垂直于框架 平面向上。当单刀双掷开关掷向 a 后金属棒开始滑动,其运动的最大速度为 vm=________; 当金属棒以最大速度运动时将单刀双掷开关掷向 b, 此后金属棒将滑行距离 s=________后停 止运动。

26.如图所示,质量为 m=0.2kg 的滑块可沿竖直轨道上下运动,滑块与 轨道之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力都为 f=0.5mg,轨道下方固定一劲度系 数为 k=100N/m 的弹簧,弹簧的质量可忽略不计。让滑块从离弹簧 h=0.4m 高 处由静止落下,滑块到达最低位置时弹簧被压缩的长度为________m; 滑块第 一次反弹后的最高点距最低位置的高度为________m。 (g=10m/s2)

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上海市第二十届高二物理竞赛(陆行中学杯) 初 赛 试 题 答 卷 纸
学校 姓名
(装 订 线)

准考证号

一、单项选择题(每小题 3 分,共 30 分) 题号 答案 二、多项选择题(每小题 4 分,共 40 分)
题号 答案 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

三、填空题(每小题 5 分,共 30 分) 21._________________;_________________。 22._________________;_________________。

23._________________;_________________。 24._________________;_________________。

25._________________;_________________。 26._________________;_________________。

7

上海市第二十届高二物理竞赛(浦东新区陆行中学杯) 初赛试题答案及评分标准
一、单项选择题(每小题 3 分,共 30 分) 题号 答案 1 D 2 C 3 A 4 B 5 B 6 C 7 D 8 D 9 A 10 D

二、多项选择题(每小题 4 分,共 40 分。选对但不全的得 2 分;有选错或不答的得 0 分)

题号 答案

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

AC

BC

AC

BC

BCD

ABD

BCD

ACD

BCD

ABD

三、填空题(每小题 5 分,共 30 分。前一空 2 分,后一空 3 分) 21.
6 6mg/3

22.

? n ? 2 ? q (写成 2q 也对)
4

n=6

23. 0.3

1.2

24. 663 25. 26.

680

? BL
0.1

2? mR B 3 L3
1/6

8


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