2010_(高二)竞赛试卷

2010年嘉兴市物理竞赛高二试题卷第1页共8页2010年嘉兴市物理竞赛高二试题卷2010/05/23考生须知：1．考试时间共120分钟，满分150分；2．可以使用计算器；答案写在答题卷上有效；3．本试卷数值计算时重力加速度g取10m/s2。一．单项选择题(本大题为所有考生必做．．．．．．，共10小题。A类考生每小题4分，共40分；B类考生每小题6分，共60分。)1、以下说法符合物理史实的是：A．法拉第发现了电流周围存在着磁场B．牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量C．亚里士多德发现了力是改变物体运动状态的原因D．开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础2、在如图甲所示的电路中，电源电动势E=3.0V，内阻不计，L1、L2、L3为3个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．则当开关闭合后：A．L1电流为L2电流的1.25倍B．L1的电阻为7.5ΩC．L1消耗的电功率为0.375WD．L2消耗的电功率为0.375W3、如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示.以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是：A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零B．线圈先后两次转速之比为3:2C．交流电a的有效值为10VD．交流电b的最大值为5V4、美国与俄罗斯的两颗通信卫星于2009年2月11日在西伯利亚上空相撞，这是人类有史以来的首次卫星碰撞事件.碰撞前两卫星均做匀速圆周运动，碰撞发生的地点位于西伯利亚上空490英里处（约790公里），恰好比国际空间站的轨道高270英里（约434公里）.以下相关说法正确的是：A.在碰撞轨道上运行卫星的周期比国际空间站的周期小B.发射一颗到碰撞轨道运行的卫星，发射速度要大于11.2m/sC.碰撞后的碎片若受到大气层的阻力作用，轨道半径将变小，则有可能与国际空间站相碰撞D.在同一轨道上，若后面的卫星一旦加速，将与前面的卫星相碰撞2010年嘉兴市物理竞赛高二试题卷第2页共8页5、研究表明，无限大的均匀带电平面在周围空间会形成与平面垂直的匀强电场.现有两块无限大的均匀绝缘带电平面，一块带正电，一块带负电，把它们正交放置如图甲所示，单位面积所带电荷量的数值相等．图甲中直线A1B1和A2B2分别为带正电的平面和带负电的平面与纸面正交的交线，O为两交线的交点．则图乙中能正确反映等势面分布情况的是：6、有两列简谐横波a、b在同一介质中沿x轴正方向传播。在t＝0时，两列波的波峰正好在x＝2.5m处重合，如图所示。已知a的周期Ta＝1.0s，则以下说法错误的是：A.t＝0时，x=1.5m处的质点正向y轴负向运动B.两列波的波速均为v＝2.5m/sC.t＝0时，至少存在一个两列波的波谷重合位置D.t＝0时，两列波的波峰重合处的所有位置为x＝（2.520k）m，k＝0，1，2，3，……7、如图所示，一根长为L的轻杆OA，O端用铰链固定，另一端固定着一个小球A，轻杆靠在一个质量为M、高为h的物块上．若物块与地面摩擦不计，则当物块以速度v向右运动至杆与水平方向夹角为θ时，小球A的线速度大小为：A．hvcosB．hvL2cosC．hvL2sinD．hvL2sin8、如图所示，线圈在外力作用下向右匀速穿过两个相邻的匀强磁场区域，线圈和两个磁场区域宽度均为L，磁感应强度大小分别为B、2B，方向分别为垂直纸面向里和垂直纸面向外。为维持线圈匀速运动所需的外力F的大小随位移x变化的图象为（线圈重力不计，令线圈刚进入磁场时为x=0，所对应外力为F0）：9、如图所示，固定在地面上的半圆形轨道直径ab水平，质点P从a点正上方高H处自2010年嘉兴市物理竞赛高二试题卷第3页共8页由下落，经过轨道后从b点冲出竖直上抛，上升的最大高度为32H，空气阻力不计。当质点下落再经过轨道由a点冲出后，能上升的最大高度h为：A．h=H32B．h=H31C．hH31D．H31hH3210、质量为m，电荷量为q的带正电小球，在离地面高度为h处从静止开始下落，为使小球始终不会和地面相碰，可设想在它开始下落时就加上一个足够强的水平匀强磁场。则该磁场磁感应强度的最小可取值B为（重力加速度为g）：A．22mghqhB．2mghqhC．mghqhD．2mgh2qh二．不定项选择题（本大题只供．．A．类考生做．．．．！每题6分，共30分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不选全的得3分，不选或选错的得0分）11、在地面上某一高度处将A球以初速度v1水平抛出，同时在A球正下方地面处将B球以初速度v2斜向上抛出，结果两球在空中相遇，不计空气阻力，则两球从抛出到相遇过程中：A．A和B初速度的大小关系为v1＜v2B．A和B加速度的大小关系为aA＞aBC．A作匀变速运动，B作变加速运动D．A和B的速度变化相同12．如图所示，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体距传送带左端距离为L，稳定时绳与水平方向的夹角为，当传送带分别以v1、v2的速度作逆时针转动时(v1v2)，绳中的拉力分别为Fl、F2；若剪断细绳时，物体到达左端的时间分别为tl、t2，则下列说法正确的是：A．F1=F2B．FlF2C．tl可能等于t2D．tl一定大于t213、如图所示，在O点处放置一个正电荷．在过O点的竖直平面内的A点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q．小球落下的轨迹如图中虚线所示，它与以O为圆心、半径为R的圆（图中实线表示）相交于B、C两点，点O、C在同一水平线上，∠BOC=300,A点距离OC的竖直高度为h．小球通过B点的速度为v，下列说法正确的是：A．小球通过C点的速度大小是2gh2010年嘉兴市物理竞赛高二试题卷第4页共8页B．小球通过C点的速度大小是2vgRC．小球由A点到C点电场力做功是212mvmghD．小球由A点到C点损失的机械能是21()22Rmghmv14．如图所示，边长为L的等边三角形ABC为两有界匀强磁场的理想边界，三角形内的磁场方向垂直纸面向外，三角形外的磁场（足够大）方向垂直纸面向内，两磁场的磁感应强度大小均为B.把粒子源放在顶点A处，它将沿A的角平分线发射质量为m、电荷量为q、初速度为0v的带电粒子（粒子重力不计）。若从A射出的粒子①带负电荷，0qBLvm，则第一次到达C点所用时间为t1②带负电荷，0qBLv2m，则第一次到达C点所用时间为t2③带正电荷，0qBLvm，则第一次到达C点所用时间为t3④带正电荷，0qBLv2m，则第一次到达C点所用时间为t4则t1、t2、t3、t4之间的大小关系为：A．t1=t3t2=t4B．t1t2t3t4C．t1t2t4t3D．t1t3t2t415、如图所示，设想在地球表面的A、B两地之间开凿一直通隧道，在A处放置一个小球，小球在地球引力的作用下从静止开始在隧道内运动，忽略一切摩擦阻力。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，A和B之间的直线距离为L，地球内部质量密度设为均匀，不考虑地球自转。则：A．小球在隧道中的运动是简谐运动B．小球从A到B的时间为RgC．小球穿越隧道的时间与L有关D．小球的最大速度为Lg2R三．填空题（本大题A．类考生全做．．．．．，每空5分，共60分；B．类考生做．．．．第．16．．题至第．．．2．1．（．1．）．题．，每空7分，共70分）16、2010年将在广州举行亚运会，国家队自行车运动员正加紧训练，运动员A以12m/s2010年嘉兴市物理竞赛高二试题卷第5页共8页的速度向正南运动时，感觉到风是从正西方向吹来；运动员B以21m/s的速度也向正南运动时，他感觉到风是从西南方向(西偏南450)吹来，则风对地的速度大小是_▲__m/s17、如图所示，一个很薄（厚度不计）的玻璃三棱镜内封有空气，把三棱镜放在水中。现有一束很细的具有二种不同频率的复合光P从三棱镜的AB边射入，经过二次折射后，先后有a、b两束光从三棱镜的AC边上R、Q点射出.根据上述现象，可以判断:（1）a光的频率_▲__b光的频率;（2）在相同条件下用a、b两种光做双缝干涉实验，a光干涉条纹间距_▲__b光.（选填“”、“=”或“”）18、如图是法拉第做成的世界上第一台发电机模型的原理图。将铜盘放在磁场中，让磁感线垂直穿过铜盘；图中a、b导线与铜盘的中轴线处在同一竖直平面内；转动铜盘，就可以使闭合回路获得电流；若图中铜盘半径为L,匀强磁场的磁感应强度大小为B，回路总电阻为R，从上往下看逆时针匀速转动铜盘的角速度为.则回路中电流方向为从▲__（选填“a”或“b”）导线流进灯泡；大小为▲__19、山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动.一滑雪坡由AB和BC组成，AB是倾角为37°的斜坡，BC是半径为R=5m的圆弧面，圆弧面和斜面相切于B，与水平面相切于C，如图所示，AB竖直高度差hl=8.8m，竖直台阶CD高度差为h2=5m，台阶底端与倾角为37°斜坡DE相连．运动员连同滑雪装备总质量为80kg，从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8)．则：（1）运动员经过C点时，轨道受到的压力大小为_▲__N（2）运动员在空中飞行的时间为_▲__s20、如图所示，竖直光滑绝缘半圆轨道AB与粗糙绝缘水平面相切于B点，半圆轨道的最高点为A、半径为R.理想边界AC右侧存在平行于CA方向的匀强电场（C为AC与水平面的交点）.现有一可视为质点的带正电物体P从水平面上距C为x处由静止释放后将水平向左运动；若P能沿圆轨道运动到A点，则它将沿直线运动到A/（图中未画出）点后又回到A点，且P在A处对轨道的压力随x的变化2010年嘉兴市物理竞赛高二试题卷第6页共8页图像如图所示.已知物体质量为m、带电量为q，重力加速度为g.则（1）匀强电场的场强大小E=_▲__；（2）物体与水平面间的动摩擦因数=_▲__21、如图所示，V形细杆AOB能绕其对称轴OO’转动，OO’沿竖直方向，V形杆的两臂与转轴间的夹角均为α=45°．两质量均为m=0.1kg的小环，分别套在V形杆的两臂上，并用长为Ｌ=1.2m、能承受最大拉力Fmax=4.5N的轻质细线连结，环与臂间的最大静摩擦力等于两者间弹力的0.2倍．当杆以角速度ω转动时，细线始终处于水平状态（1）杆转动角速度ω的最小值_▲__rad/s（2）将杆的角速度从（1）问中求得的最小值开始缓慢增大，直到细线断裂，写出此过程中细线拉力随角速度变化的函数关系式_▲__（此题．．第（．．2．）问与第．．．．22．．题只需．．．A．类考生．．．完成．．）22、如图，正方形ABCD内适当区域中存在磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m、电荷量为e的电子以大小为0v的初速度沿纸面垂直于BC边射入正方形区域，电子从BC边上的任意点入射，都只能从A点射出磁场，则匀强磁场区域的最小面积为_▲___（不计重力）四．计算题（本题为B．类考生只做第．．．．．．(1)(2)．．．．．．；．A．类考生全做．．．．．，共20分,无论B类或A类考生解答时都要求写出必要的文字说明、公式和计算过程）23、如图所示，x轴上方有一匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于纸面向里，大小为B，x轴下方有一匀强电场，电场强度的大小为E，方向与y轴的夹角θ为450且斜向上方.现有一质量为m、电荷量为q的正离子，以速度v0由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场，该离子在磁场中运动一段时间后从x轴上的C点第一次进入电场区域，该离子经C点时的速度方向与x轴夹角为450.不计离子的重力，设磁场区域和电场区域足够大。求：（1）C点的坐标.（2）离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间.（3）离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角.2010年嘉兴市物理竞赛高二试题卷第7页共8页2010年嘉兴市物理竞赛高二答题卷2010/05/23考生须知：A．类考生．．．指:嘉兴一中、秀州中学、嘉兴高级