高二物理竞赛复赛试卷及解答
上传者:崔平远|上传时间:2015-04-15|密次下载
高二物理竞赛复赛试卷及解答
高二物理竞赛
说明:1、本卷共四大题,24小题,满分150分,答卷时间为120分钟。
2、答案及解答过程均写在答题纸上。其中第一、二大题只要写出答案,不写解答过程;第三、四大题要写出完整的解答过程。
3、本卷中重力加速度用g表示,需要求数值时取10 m/s2。
一.选择题(以下每题中有一个或一个以上选项符合题意,每小题5分,共40分) 1.发现静止点电荷间相互作用规律的科学家是( (A)安培
(B)法拉第
(C)麦克斯韦
)
)
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(D)库仑
2.如图所示,有一条形磁铁在自由下落过程中遇到一导体圆环,磁铁沿着圆环的轴线运动,则磁铁的加速度(
(A)在环的上方时大于g (C)在环的下方时大于g
(B)在环的上方时小于g (D)在环的下方时小于g
3.如图所示,一质量为m的质点在半径为R的半球形容器中,由静止开始自边缘上的A点滑下,到达最低点B时,它对容器的正压力为N,则质点自A滑到B的过程中,摩擦力对其所做的功为( )
11(A) R(N-3mg); (B) R(3mg-N);
22
11(C) R(N-mg); (D) R(N-2mg)。
224.如图所示,在水平面上匀加速前进的车厢内,有一与车厢相对静止的观察者测得与水平面成 角的光滑斜面上的物块相
1
对于斜面向下的加速度为a’gsin ,由此可以推断车厢在水平
3面上的加速度为( )
22
(A)a0= gtan ; (B)a0= gcot ;
33
2
(C)a0= gsin ;
3
2
(D)a0=gcos 。
3
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5.如图所示,质量为m的物块放在光滑的水平面上,物块两侧联接劲度系数为k的相同弹簧,左侧弹簧左端固定,力F作用在右侧弹簧右端P,开始时弹簧均为自由长度。第功为W2,则有(
)
一次缓慢地将P点向右拉l距离,所做功为W1,第二次迅速地将P点向右拉l距离,所做
(A)W2=4W1; (C)W2=W1/4;
(B)W2=2W1; (D)W2=W1/2。
6.如图所示,劲度系数为k=10N/m的弹簧下面挂着质量分别为m1=0.5kg和m2=0.3kg的两个物体,开始时它们都处于静止状态。突然把m1和的m2连线剪断后,m1运动过程中的最大速率是(
(A)0.77m/s; (C)1.34m/s;
(D)1.94m/s。
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)
(B)0.98m/s;
7.如图所示,有一导热板把绝热气缸分成A和B两部分,分别充满两种不同气体。在平衡态下,A和B两种气体的温度相同。当活塞缓慢运动压缩绝热气缸内的气体A时(
(A)A的内能增加了;
(C)A和B的总内能增加了;
)
(B)B的温度升高了;
(D)A的分子运动比B的分子运动更剧烈。
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8.如图所示,两导体板平行放置可构成一平板电容器C,将其接到电源上充电,电路中串有一阻值为R的电阻,直到两导体板的电压与电源电动势E相等,当电容器被充满电荷时两导体板分别带电Q、-Q,
1
电容器存储的电能为 QC,同时电路中电流为零,在整个充电过程中
2(
)
(A)在电阻上产生的热量与电源电动势E无关; (B)在电阻上产生的热量与R成正比; (C)在电阻上产生的热量与R成反比; (D)在电阻上产生的热量与R无关。 二.填空题(每小题5分,共50分)
9.如图所示,一甲虫从一半球形碗底沿碗内表面缓慢向上爬,已知球面半径为R,甲虫与碗的内表面的静摩擦因数为 =0.25,它可以爬的最大高度为_______。
10.如图所示,长为l的木板A的质量为M,板上右端有质量为m的物块B(大小不计),物块与木板间的动摩擦因数为板左端发生完全非弹性碰撞时,方能使B脱离A板。
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,它们一起静止在光滑水平面上。则质量为m的物块C至少以_____________的速率与木
11.一根粗细均匀的玻璃管,形状如图所示,管两端都是开口的,右边的U形管内盛有水银,两边水银液面是平齐的。设此时U形管左侧水银面到A端的空气柱总长为L0=40cm.若把左侧开口向下的玻璃管竖直向下托运入水银槽中,使管口A在水银面下8cm,这时进入左管中水银柱高为________(设大气压强为p0=76cmHg,空气温度保持不变)。
12.如图所示,两个大导体板相互平行,水平放置,相距为d,两板间电势差为U,板间存在与板平面相平行的磁场,磁感应强度为B。用喷雾器喷入带电油滴,若某一油滴正好做半径为r的圆周运动,则该油滴的速率为_____________。
13.如图所示,一半径为R的均匀带电球面,带电量为Q,在其正上方挖出一半径为a、的小圆盘(a R),将圆盘放到球心时所受的静电力的大小为_____________,方向_____________。
14.如图所示,质量分布均匀、边长为L的正三角形框架可以绕通过C点的水平转轴转动,转轴对框架轴承的最大摩擦力矩为M0。在三角形框架的下边框上有一质量为m的小电动玩具汽车从静止开始沿边框向左运动,其质心位于O点右方x处。已知玩具汽车停在任意位置时,框架底边始终保持水平,则汽车的加速度a与x
内容需要下载文档才能查看满足
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_____________关系时,三角形框架仍能处于平衡状态_____________。
15.实验表明:当物体中存在温度差时,热量会从温度高的地方向温度低的地方传递(即热传导现象)。比如对一长为L、横截面积为S的细棒,当两端的温度差维
T2
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12
持在 T时,在稳定状态下, t时间内从高温端向低温端的热量传递 Q满足关系式 Q=kS t T/L,式中为细棒材料的导热系数。如图所示,长度分别为L1、L2,导热系数分别为k1、k2的两个横截面积相等的细棒在O处对接。两细棒的两端分别与温度为T1、T2的两个恒温热源有良好接触。则在稳定状态下,两个细棒对接处O的温度T=_____________ _____________。
16.如图所示,由两种金属构成的一半径为r的导
1
体圆环,两部分的电阻均为R,但长度分别为周长的 和
4
A
3
,将其放入磁感应强度B随时间变化规律为B=kt(kP 4
>0
内容需要下载文档才能查看 内容需要下载文档才能查看B
内容需要下载文档才能查看差大小U=_____________。
17.如图所示,三角板的 A=30 , B=90 ,AC=l,P为AB边上的一点,且 ACP=30 。当三角板ABC在纸面内以恒定角速度 绕C点转动时,A点相对P点速度大小为_____________。
18.如图所示,一细杆可以绕通过C点的水平轴转动,半径为R的半圆环向右以速度v匀速运动,运动过程中细杆与半圆环相切。当细杆与水平线的交角为 时,其绕水平轴转动角速度的大小为___________。
三.实验题(共2题,20分)
19.(本小题10分)我们知道:如图所示悬挂着的弹簧振子周期公式为T=2
内容需要下载文档才能查看m/k ,式中k为弹簧的劲度系数,m为悬挂负载的质量。这是在不考虑弹簧质量的前提下的理论公式,但该理论公式和实验结果是有明显偏差的。实验表明,在周期公式中的质量除了包括负载质量m外还应包括弹簧自身质量m0的影响,
即T=2 (m+meff)
内容需要下载文档才能查看/k ,meff为弹簧质量m0对振子周期影响的有效质量。实验中,我们可以通过改变负载质量(往悬挂在弹簧下的托盘中添加不同质量的砝码)同时记录振子周期的办法获得弹簧的有效质量meff。下表为实验中添加的砝码质量和振子周期的几组(m,T)值,请用作图法求出弹簧的劲
度系数k和有效质量meff。(已知托盘质量为mt=1.82g)
(1)推导弹簧振子周期T和弹簧的有效质量mef
f之间的关系式。
(2)选择坐标轴,根据上表数据作出相应的图线。
(3)根据图线求出弹簧的劲度系数k和有效质量meff,需有相应简单的演算过程。
20.(本小题10分)现有如下器材:
标准镉汞电池1节,其电动势为已知标准值Es, 普通的干电池1节,其电动势为E, 电阻箱1个,用符号RP表示,
标有长度刻度、粗细均匀的长为11m的电阻丝一根,用符号RL表示, 检流计1只,用符号G表示,
待测电池1节,其电动势符号Ex表示, 开关、导线、接线器若干。
请用如上实验器材,设计一可以比较精确地测量待测电池电动势Ex大小的电路。要求: (1)在虚线框内画出实验原理图。 (2)写出主要的实验步骤。 四.计算题(共4题,40分)
21(.本小题8分)一条轻绳跨过一轻滑轮(滑轮与轴间摩擦可铁轨略),在绳的一端挂一质量为m1的物体,在另一侧套有质量为m2的环,求当环相对于绳以恒定加速度a’沿绳向下滑动时,物体和环相对地面的加速度各是多少?环与绳间的摩擦力多大?
22.(本小题8分)如图所示为法拉第盘发电机。半径为r的导体圆盘绕竖直轴以角速度 旋转,匀强磁场B竖直向上,电刷a与圆盘表面接触,接触点距圆心为r/2,电刷b与圆盘边缘接触,两电刷间接有阻值为R的电阻,忽略圆盘电阻与接触电阻,求通过电阻R的电流强度的大小和方向。
23.(本小题10分)质量为m,边长为l的两个正方体相距2 为d0=,放置在光滑水平面上,将一个完全相同的正方体轻
2轻地斜放在两个正方体上(如图所示)。设正方体间的接触处是光滑的,求放上后上方正方体和下方右侧正方体在相互脱离前的加速度大小。
24.(本小题14分)如图所示,质量为m,边长为l的正方形平板与弹簧上端相连,弹簧的劲度系数为k,下端固定于地面,平板处于平衡状态。质量为m的第一个小球从平台以一定速度垂直于平板的左边缘水平抛出,并与平板发生完全非弹性碰撞(设平台与板间高度差为h,抛出点在平板的左边缘正上方)。隔一段时间后,以相同速度抛出第二个小球。(假设在任何情况下平板始终保持水平,忽略平板在水平方向上的运动,且为方便起见,设h=3mg/k)
(1)求振子系统的周期和频率。
(2)为了使第二个小球与平板不发生碰撞,其抛出速度的最小值为多少? (3)在(2)的情况下,两小球抛出的时间差是多少?
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’
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参考答案:一.1、D,2、B、D,3、A,
4、A,5、B(提示:迅速拉
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