2009年湖州市第十届飞英杯高二物理竞赛

12009年湖州市第十届飞英杯高中物理竞赛高二卷(注:本卷共23题，总分为120分，考试时间90分钟，g=10m/s2，请做在答题卷上)一、选择题（每题4分，共60分，每题有一个或一个以上的选项是符合题目要求的，全部选对得4分，漏选得2分，不选或错选得0分）1．汽车在一条平直公路上行驶，其加速度方向与速度一致。若其加速度减小，则可能的情况是（）A.汽车的速度也减小；B.汽车的速度仍在增大；C.当加速度减小到零时，汽车静止；D.当加速度减小到零时，汽车的速度达到最大。2．物块M位于斜面上，受到平行于斜面的水平力F的作用处于静止状态，如图所示，如果将外力F撤去，则物块：（）A．会沿斜面下滑B．摩擦力的大小变小C．摩擦力的大小变大D．摩擦力方向一定变化3、如图所示，当A匀加速沿斜面下滑时，锲形木块B保持静止状态，则以下说法正确的是（）A．锲形木块B所受外力的个数为4个B．锲形木块B所受外力的个数为5个C．桌面与锲形木块B之间的动摩擦因数一定不为零D．地面对锲形木块B的支持力大小一定等于A、B重力大小之和4．如图甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示.根据图乙中所标出的数据可计算出（）A．物体的质量B．物体与水平面间的滑动摩擦力C．物体与水平面间的最大静摩擦力D．在F为14N时物体的速度5、如图所示，光滑半球的半径为R，球心为O，其上方有一个光滑曲面轨道AB，高度为R/2．轨道底端水平并与半球顶端相切．质量为m的小球由A点静止滑下．小球在水平面上的落点为C，则（）A．小球将沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点B．小球将从B点开始做平抛运动到达C点C．OC之间的距离为R2D．OC之间的距离为R6、如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，C2用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点起由静止开始上升．若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为1W、2W，滑块经B、C两点时的动能分别为KBE、KCE，图中AB=BC，则一定有:（）A.1W2WB.1W2WC.KBEKCED.KBEKCE7、在“嫦娥—号”奔月飞行过程中，在月球上空有一次变轨是由椭圆轨道a变为近月圆形轨道b，如图2所示在a、b两轨道的切点处，下列说法正确的是（）A．卫星运行的速度bavvB．卫星受月球的引力baFFC．卫星的加速度ba＞aaD．卫星的动能kbka＜EE8.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示.如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（）A.极板X应带正电B.极板X应带正电C.极板Y应带负电D.极板Y应带正电9.如图，两块平行正对的金属板MN分别与电源相连，N板接地.在两板中的P点固定一正检验电荷.现保持M板不动，将N板向下平行移动，则在N板下移过程中，正检验电荷在P点的电势能变化情况是A.不变B.变大C.变小D.无法确定10、一个用半导体材料制成的电阻器D，其电流I随它两端的电压U的关系图像如（a）所示，将它与两个标准电阻R1、R2并联后拉在电压恒为U的电源上，如图（b）所示，三个用电器消耗的电功率均为P.现将它们连接成如图（c）所示的电路，仍然接在该电源的两端，设电阻器D和电阻R1、R2消耗的电功率分别为PD、P1、P2，它们之间的大小关系有（）（A）P1=4P2（B）PD=P/9（C）P14P2（D）PD＞P2311、某同学设计了一路灯控制电路如图所示，光照射光敏电阻RG时，其阻值变小．设白天时继电器两端电压为U1，夜晚为U2，以下说法正确的有（）A．U1＞U2B．U1＜U2C．要使路灯比平时早一些亮起来，应增大R1D．要使路灯比平时早一些亮起来，应减小R112.如图所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向上.由于磁场的作用，则（）A.板左侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势B.板左侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势C.板右侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势D.板右侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势13.如图所示，宽h=2cm的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁感应强度的方向垂直纸面向内，现有一群正粒子从O点以相同的速率沿纸面不同方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r=5cm，则（）A.右边界:-4cmy4cm有粒子射出B.右边界:y4cm和y-4cm有粒子射出C.左边界:y8cm有粒子射出D.左边界:0y8cm有粒子射出14.如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内，左右两端点等高，分别处于沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中.两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放.M、N为轨道的最低点，则下列说法中正确的是（）A.两个小球到达轨道最低点的速度vMvNB.两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力FMFNC.小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间D.在磁场中小球能到达轨道的另一端最高处，在电场中小球不能到达轨道另一端最高处15.如图所示，一个边长为a、电阻为R的等边三角形线框，在外力作用下，以速度v匀速穿过宽均为a的两个匀强磁场.这两个磁场的磁感应强度大小均为B方向相反.线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直.取逆时针方向的电流为正。若从图示位置开始，线框中产生的感应电流I与沿运动方向的位移x之间的函数图象，下面四个图中正确的是（）A．B．C．D．itOitOitOitOOx/cm2y/cBMEN+q+qIabaaavBB4二、填空题（每空4分，共28分）16、如图所示，质量相同的A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动．两球间是一个轻质弹簧，如果突然剪断悬线，则在剪断悬线瞬间A球加速度为_______。17、如图所示，暗室内，电风扇在频闪光源照射下运转，光源每秒闪光30次，如图电扇叶片有3个，相互夹角120°，已知该电扇的转速不超过500r/min，现在观察者感觉叶片有6个，则电风扇的转速是r/min．18.一个放在水平面上的物体质量为2.0kg，在沿水平方向的拉力作用下运动，其运动速度随时间变化的图象如图所示。已知地面与物体之间的动摩擦因数为0.2。则在0~4.0s的时间内，拉力对物体所做的功为____________J，在第4s末拉力对物体做功的瞬时功率为___________W。（g取10m/s2）19.如图所示，在边长均为l的三角形绝缘支架的三个点上各固定着质量均为m，电量分别为-q，+2q，+2q的A，B，C小球，球A用绝缘细线吊于天花板上，整个装置处于场强为E的竖直向下的匀强电场中，支架重不计，则悬线的张力大小为_______.20、如图所示的电路中，R1=4Ω，R2=10Ω，R3=6Ω，R4=3Ω，a、b为接线柱，电路两端所加电压为24V，当a、b间接入一理想电流表时，它的示数应是_______A(保留两位有效数字)21、图示abcd是正方形塑料盒截面，a处有一小孔，正离子束从a沿ad方向以一定速度入射。如加上沿a→b方向的匀强电场E（电场强度E已知），离子刚好击中C点；如撤去电场，换上垂直纸面向外的匀强磁场（磁感强度B已知），离子也刚好击中C点。则离子的入射速度为_____________。ABUR1R3R2R4abCBA+2q+2q-q5三、计算题：（共32分）在答题卷上2009年第十届飞英杯高中物理竞赛高二答题卷一、选择题（每题4分，共60分，漏选得2分，不选或错选得0分）123456789101112131415二、填空题（每空4分，共28分）16．17．r/min18．19．20．A21．三、计算题（共32分）22．（15分）质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。B、C为圆弧的两端点，其连线水平，斜面与圆弧轨道在C点相切连接（小物块经过C点时机械能损失不计）。已知圆弧半径R=1.0m圆弧对应圆心角106，轨道最低点为O，A点距水平面的高度h=0.8m。设小物块首次经过C点时为零时刻，在t=0.8s时刻小物块经过D点，小物块与斜面间的滑动摩擦因数为1=1/3。（g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8）试求：（1）小物块离开A点的水平初速度v1（2）小物块经过O点时对轨道的压力（3）斜面上CD间的距离得分得分得分623.（17分）如图所示，半径为R的圆柱形区域内有匀强磁场，磁场方向垂直纸面指向纸外，磁感应强度B随时间均匀变化，变化率/BtK(K为一正值常量),圆柱形区外空间没有磁场，沿图中AC弦的方向画一直线，并向外延长，弦AC与半径OA的夹角/4．直线上有一任意点，设该点与A点的距离为x，求从A沿直线到该点的电动势的大小．得分72009年第十届飞英杯高中物理竞赛高二卷·参考答案一、选择题（每题4分，共60分，漏选得2分，不选或错选得0分）123456789101112131415BDBDCABCBCABABCBDAADBDB二、填空题（每空4分，共28分）16、2g(或20m/s2)17、30018、48；2419、3mg+3qE20、6.721、E/2B三、计算题（共32分）22、解：（1）对小物块，由A到B有ghvy22…………1分在B点12tanvvy…………2分所以smv/31…………1分（2）对小物块，由B到O有2202121)37sin1(BmvmvmgR…………2分其中smsmvB/5/4322…………1分在O点RvmmgN20…………1分所以N=43N由牛顿第三定律知对轨道的压力为NN43…………1分（3）物块沿斜面上滑：1153cos53sinmamgmg…………1分所以21/10sma物块沿斜面上滑：2153cos53sinmamgmg…………1分由机械能守恒知smvvBc/5小物块由C上升到最高点历时savtc5.011…………1分8小物块由最高点回到D点历时ssst3.05.08.02…………1分故2221212tatvScCD…………1分即mSCD98.0…………1分23、由于圆柱形区域内存在变化磁场，在圆柱形区域内外空间中将产生涡旋电场，电场线为圆，圆心在圆柱轴线上，圆面与轴线垂直，如图中虚点线所示．在这样的电场中，沿任意半径方向移动电荷时，由于电场力与移动方向垂直，涡旋电场力做功为零，因此沿半径方向任意一段路径上的电动势均为零．1．任意点在磁场区域内：令P为任意点（见图1）2xR，在图中连直线OA与OP。取闭合回路APOA，可得回路电动势1APPOOAEEEE，式中APE，POE，OAE分别为从A到P、从P到O、从O到A的电动势。由前面的分析可知0POE，0OAE，故1APEE（1）令AOP的面积为1S，此面积上磁通量11BS，由电磁感应定律，回路的电动势大小为111BEStt根据题给的条件有11ESk（2）由图复解19-2-2可知11sin222xRSxR（3）由（1）、（2）、（3）式可得沿AP线段的电动势大小为22APkREx（4）ACCAOORRPxDQ图1图292．任意点在磁场区域外：令Q为任意点（见图2），2xR。在图中连OA、OQ。取闭合回路AQOA，设回路中电动势为2E，根据类似上面的讨论有2AQEE（5）对于回路AQOA，回路中磁通量等于回路所包围的磁场区的面积的磁通量，此面积为2S，通过它的磁通量22BS。根据电磁感应定律可知回路中电动势的大小22ESk（6）在图中连OC，令COQ，则OQC，于是2221(sin)2cos221(sin2)2SAOCOCDRRRR的面积扇形的面积当/4时，221(1)2SR，OCQ中