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高二物理竞赛试题1


合肥七中 2012~2013 学年度第二学期
高二物理竞赛试题
一、单项选择题(每题 6 分,共 36 分) 1.从同一高度将两个质量相同、速度大小相等的物体同时抛出,一个水平抛出,一个竖直上 抛。从抛出到落地的过程中,以下说法正确的是( ) A.重力对竖直上抛的物体的功较多 B.重力对两物体做功的平均功率相同 C.两物体落地前任意时刻的机械能相同 D.竖直上

抛的物体落地前的机械能较水平抛出的物体大 2.一块木板可绕过 O 点光滑水平轴在竖直平面内转动,木板上放有一 木块,木块有端受到竖直向上的作用力 F,从图中位置 A 缓慢转动到 位置 B,木块相对木板不发生滑动。则在此过程中( ) ? O ? A.木板对木块的支持力不做功 B.木板对木块的摩擦力做负功 C.木板对木块的摩擦力不做功 第2题 图 D.木板对木块所做的功等于木块重力势能的增加 3.如图所示,矩形线圈的匝数为 n,线圈面积为 S,线圈电阻为 r, 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度 ? 匀速转动,外电路电阻为 R。当线圈在外力的作用下从由图示位 置转过

B

F A

? 的过程中( 2



B B

A.通过 R 的电荷量 q 为 B.通过 R 的电荷量 q 为

BS R?r

?nBS
2 2 (R ? r)

a b V B 第3题 图 R B

2n 2?B 2S 2 C.外力做功 W 为 ? (R ? r)
D.外力做功 W 为

?? n 2 B 2 S 2
4( R ? r)

4.“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器于北京时间 2011 年 11 月 3 日凌晨实现刚性 对接,形成组合体,使中国载人航天首次空间交会对接试验获得成功。若已知地球的自转周 期 T、地球半径 R、地球表面的重力加速度 g、组合体运行的轨道距地面高度为 h,下列表 达式正确的是( ) A.组合体围绕地球做圆周运动的线速度大小 v ? B.组合体围绕地球做圆周运动的角速度大小 ? ?

2? ( R ? h) T
g R?h

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C.组合体围绕地球做圆周运动的运行周期 T ?
'

4? 2 ( R ? h) 3 gR 2
B

Rg D.组合体所在轨道的重力加速度 g ? R?h
'

5.如图所示,在直面内有一匀强电场,带正电荷的小球与竖直线 AB 夹 角为 ? 的力 F 作用下,由 A 匀速运动至 B,已知 AB 间距离为 d,小球 的质量为 m,带电量为 q,则下列结论正确的是( )

mg tan? A.若匀强电场的方向水平向右, 则电场强度为最小,E ? q
B.若匀强电场的方向水平向右,则里 F 的大小必有 mg cos? C. 若 匀 强 电 场 的 方 向 与 F 方 向 垂 直 , 则 电 场 强 度 为 最 小 ,

F

?
q 第5题 图

E?

mg sin ? q

D.若匀强电场的方向与 F 方向垂直,则电场强度为最小,则力 F 的大小必为 mg sin ? 6.如图所示,等腰三角形 OCD 由不同的材料 A、B 拼接而成,P 为 C 两材料在 CD 边上的交点,且 DP ? CP 。现 OD 边水平放置,让 小物块从 C 由静止滑到 D;然后将 OC 边水平放置,再让小物块从 A D 由静止滑到 C,小物块两次从开始滑动到 P 点的时间相同,且滑 P 动过程中三角体与地面均保持静止。下列说法正确的是( ) A.两次滑动中物块到达底端速率相等 B B.两次滑动中物块到达 P 点速率相等 C.A、B 两材料的动摩擦因数相同 O 第 6 题图 D.两次滑动中物块到达底端摩擦生热不相等 二、计算题(64 分) 7.(10 分)用同种材料制成倾角为 ? ? 37? 的倾斜和长水平面,斜面长 2.5m 且固定,斜面 与水平面之间有一段很小的弧形连接。一小物块从斜面顶端以初速度 v0 沿斜面向下滑动, 若初速度 v0 ? 2.0m / s ,小物块运动 2.0s 后停止在斜面上。减小初速度 v0 ,多次进行实验, 记 录 下 小 物 块 从 开 始 运 动 到 最 终 停 下 的 时 间 t , 作 出 相 应 的 t ? v0 图 像 如 图 所 示 。 ( g ? 10 m / s )求:
2

D

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v0
2.0 1.0 0 第7题 图

t/s

1.0

2.0

v0 / m ? s ?1

(1)小物块在斜面上下滑的加速度; (2)小物块与该种材料间的动摩擦因数; (3)若小物块初速度 v0 ? 3m / s ,求小物块从开始运动到最后停下的时间。

8.(10 分)如图所示,某货场将质量为 m1 ? 100 kg 的货物(可视为质点)从高处运送至地 面,为避免货物与地面发生撞击,现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道,使货物中轨道 顶端无初速度滑下,轨道半径 R ? 1.8m 。地面上紧靠轨道排放两完全相同的木板 A、B,长 度均为 m2 ? 100 kg ,木板上表面与轨道末端相切。货物与木块间的动摩擦因数为 ?1 ,木板 与地面间的动摩擦因数 ? ? 0.2 。 (最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取 g ? 10 m / s )
2

A 第8题 图 (1)求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力;

B

(2)若货物滑上木板 A 时,木板不动,而滑上木板 B 时,木板 B 开始滑动,求 ?1 应满足 的条件; (3)若 ?1 ? 0.5 ,求货物滑到木板 A 末端时的速度和在木板 A 上运动的时间。

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9.(10 分)如图所示,轮子的半径均为 R=0.20m 且均由电动机驱动以角速度 ? ? 8.0rad / s 逆时针匀速转动, 轮子的转动轴在同一水平面上, 轴心相距 d=1.6m。 现将一块质量为 m=20kg 的均匀木板条轻轻平方在轮子上,开始时木板条的重心恰好在 O2 轮的正上方,已知木板条 的长度 L>2d,木板条与轮子间的动摩擦因数均为?=0.16,试求: | L |

?

O1 d

?

? O2 d

O3

第9题 图 (1)木板条做匀加速运动的位移; (2)木板条重心恰好运动到 O1 轮正上方所需的时间; (3)木板条在整个运动过程中因摩擦而产生的热量。

10.(10 分) 甲图为质谱仪的原理图, 带正电粒子从静止开始经过电势差为 U 的电场加速后, 从 G 点垂直于 MN 进入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直线 MN 为上边界、方向垂直于纸 面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度为 B1 ,带电粒子经偏转磁场后,最终达到照相底片上 的 H 点,测得 G、H 间的距离为 d,粒子的重力可忽略不计,试求:

第 4 页 共 4 页

M ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

G ? ? ? ? ? ? B1 ? ? ? ? ? ? ? ? 图甲 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

N

M

G ? ? ? ? ? ? B2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

N

第 10 题 图 (1)该粒子的比荷(

图乙

q ) ; m
3 d 圆形的区域,且与 MN 相切与 G 点,如图乙所示,其它条 3

(2)若偏转磁场为半径为

件不变。要保证上述粒子从 G 点垂直于 MN 进入偏转磁场,最终到达照相底片上的 H 点, 则磁感应强度比

B1 的比值是多少? B2

11.(10 分)如图所示,在磁感应强度为 B 的水平方向的匀强磁场中竖直放置两平行导轨, 磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨上端跨接一阻值为 2R 的电阻(导轨电阻不计) 。两金 属棒 a 和 b 的电阻均为 R,质量分别被 ma ? 2 ?10 kg和mb ? 1?10 kg ,它 们与导轨相连,并可沿导轨无摩擦运动。闭合开关 S,先固定 b,用一恒力 F 向上拉 a,稳定后 a 以 v1 ? 10 m / s 的速度匀速运动,此时在释放 b,b 恰好能 保持静止,设导轨足够长,试求: (1)求拉力 F 的大小; (2)若将金属棒 a 固定,让金属棒 b 自由下滑(开关仍闭合) ,求 b 滑行的最 大速度 v2 ; (3)若断开开关,将金属棒 a 和 b 都固定,使磁感应强度从 B 随时间匀速增 加, 0.1s 后磁感应强度增加到 2B 时, 棒受到的安培力正好等于 a 棒的重力, 经 a 求两金属棒间的距离 h。 × × a × × × × b × × × × × × ×
?2 ?2

S

2R × F × × × ×

× B × × × × ×

×

× × ×

×

× × ×

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