上海市第十四届高二物理竞赛（初赛

上海市第十四届高二物理竞赛（初赛）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）1．如图所示，AB为一个斜面，ACD由两个斜面连接而成。物体从最高点A由静止开始下滑，第一次经AB滑到底端时间为t1；第二次经ACD滑到底端时间为t2，不计摩擦阻力。已知AC＋CD＝AB，在各斜面的等高处物体的速率相等，则（）（A）t1＞t2（B）t1＝t2（C）t1＜t2（D）不能比较t1和t2的大小2．台球以速度v0与球桌边框成角撞击O点，反弹后速度为v1，方向与球桌边框夹角仍为，如图所示。如果v1＜v0，OB垂直于桌边，则下列关于桌边对小球的作用力方向的判断中正确的是：（）（A）可能是OA方向（B）可能是OB方向（C）可能是OC方向（D）可能是OD方向3．无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的档位变速器。很多种高档汽车都应用了无级变速。如图所示是截锥式无级变速模型示意图，两个锥轮中间有一个滚轮，主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动。当位于主动轮与从动轮之间的滚轮从左向右移动时从动轮转速降低，滚轮从右向左移动时从动轮转速增加。当滚轮位于主动轮直径D1，从动轮直径D2的位置上时，则主动轮转速n1，从动轮转速n2之间的关系是（）（A）n2＝n1D2D1（B）n2＝n1D1D2（C）n2＝n1D1D2（D）n2＝n1D12D224．在一根软铁棒上绕有一组线圈（电阻不能忽略），a、c是线圈的两端，b为中心抽头，把a端和b抽头分别接到两条平行金属导轨上，导轨间有匀强磁场，方向垂直于导轨所在平面并指向纸内，如图所示，金属棒PQ在外力作用下以图示位置为平衡位置左右做简谐运动，运动过程中保持与导轨垂直，且两端与导轨始终接触良好，则在下面的过程中a、c点的电势都比b点的电势高的是（）（A）PQ从平衡位置向左边运动的过程中（B）PQ从左边向平衡位置运动的过程中（C）PQ从平衡位置向右边运动的过程中（D）PQ从右边向平衡位置运动的过程中5．在静止的电梯里放一桶水，把一个轻弹簧的一端连在桶底，另一端连接在浸没在水中的质量为m的软木塞，如图所示。当电梯由静止开ACDBv1COBv0DAaPBbQc主动轮从动轮始匀加速下降（g＞a）时，轻弹簧将发生的变化为（）（A）伸长量增加（B）伸长量减小（C）伸长量保持不变（D）由伸长变为压缩6．如图所示，虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三个电阻阻值之比R1:R2:R3＝1:2:3，连接电路的导线电阻不计。当S1、S2闭合，S3断开时，闭合的回路中感应电流为I，当S2、S3闭合，S1断开时，闭合的回路中感应电流为5I，当S1、S3闭合，S2断开时，闭合的回路中感应电流为（）（A）0（B）3I（C）6I（D）7I7．消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题，内燃机、通风机等在排放各种高速气体的过程中都发出噪声，干涉型消声器可以用来削弱高速气流产生的噪声。干涉型消声器的结构及气流运行如图所示，产生的波长为的声波沿水平管道自左向右传播。在声波到达a处时，分成两束相干波，它们分别通过r1和r2的路程，再在b处相遇，即可达到削弱噪声的目的。若r＝r2－r1，则r等于（）（A）波长的整数倍（B）波长的奇数倍（C）半波长2的奇数倍（D）波长2的偶数倍8．如图所示，甲、乙两物体用细线连接后悬挂在轻质弹簧下，将两物体拉离平衡位置，放手后甲物体振幅为A。若在最低点剪断细线，甲物体振幅为A1；若在到最高点剪断细线，甲物体振幅为A2，则（）（A）A1＝A＝A2（B）A1＞A＞A2（C）A1＞A2＞A（D）A1＜A2＜A9．为了估算雨水撞击地面产生的平均压强，某同学在雨天将一圆柱形水杯置于露天，测得1小时内杯中水上升了45mm。测得当时雨滴竖直下落速度约为12m/s，据此估算该压强约为（设雨滴撞击地面后无反弹，雨水的密度为1.0105kg/m3）（）（A）0.15Pa（B）0.54Pa（C）1.5Pa（D）5.4Pa10．如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg。现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉力为（）（A）3μmg5（B）3μmg4（C）3μmg2（D）3μmg二．多项选择题（每小题4分，共40分。每小题给出的答案中至少有一个是正确的，请把正确的答案全选出来。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．如图所示为一列向某方向传播的简谐横波在某时刻的波形图，在波的传播方向上有一质点P在该时刻的振动方向如图。由图可知（）R1S1R2S2R3S3ab甲乙mm2m2mFP（A）波向右传播（B）波向左传播（C）P点在该时刻前1/4周期时和后3/4周期时运动方向相同（D）P点在该时刻前1/4周期时和后3/4周期时运动方向相反12．由于万有引力定律和库仑定律都满足平方反比律，因此引力场与电场之间有许多相似的性质，在处理有关问题时可以将它们进行类比。例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度，其定义式为E＝Fq。在引力场中可以有一个类似的物理量用来反映各点引力场的强弱。设地球的质量为M，半径为R，地球表面处重力加速度为g，引力常量为G。如果一个质量为m的物体位于距地心2R处的某点，则下列表达式中能反映该点引力场强弱的物理量是（）（A）GM（2R）2（B）Gm（2R）2（C）GMm（2R）2（D）g413．某气体的摩尔质量为M，摩尔体积为V，密度为，每个分子的质量和体积分别为m和V0，则阿伏伽德罗常量NA可表示为（）（A）NA＝VV0（B）NA＝Vm（C）NA＝Mm（D）NA＝MV014．如图所示，虚线表示电场的一簇等势面，且相邻等势面间电势差相等。一个粒子以一定的初速度进入电场后，只在电场力作用下沿实线轨迹运动，粒子先后通过M点和N点。在这一过程中，电场力做负功，由此可判断出（）（A）N点的电势高于M点的电势（B）粒子在N点的电势能比在M点的电势能大（C）粒子在M点的速率小于在N点的速率（B）粒子在M点受到的电场力比在N点受到的电场力15．2007年北京时间11月7日早上8时34分，总重量达2300kg的探月卫星“嫦娥一号”成功实施第三次近月制动，进入周期为127分钟的圆形越极轨道。经过调整后的127分钟圆形越极轨道是嫦娥一号的最终工作轨道，这条轨道距离月面200km高度，经过月球的南北极上空。由于月球的自转作用，处于越极轨道的嫦娥一号可以完成包括月球南北极、月球背面的全月探测工作。已知月球半径为1738km，万有引力恒量G＝6.6710－11Nm2/kg2。由上述资料根据所学的物理知识可以估算出（）（A）月球的质量（B）月球的平均密度（C）月球自转的周期（D）月球表面的重力加速度16．如图所示，一根下端开口的细直玻璃管竖直插入水银槽中，管内外水银面的高度差为h。若使玻璃管倾斜一些偏离竖直方向，且保证管口不离开水银面（管内水银面不至触及管顶），则管内外水银面的高度差h（）（A）一定减小（B）可能减小abcdNMh（C）可能增大（D）可能不变17．如图所示的两物块，甲带正电，乙是不带电的绝缘体。甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场。现用一水平拉力F拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左做匀加速运动，在此运动过程中（）（A）甲、乙两物块间的摩擦力不断增大（B）甲、乙两物块间的摩擦力保持不变（C）水平拉力F保持不变（D）水平拉力F不断增大18．如图所示，在光滑的水平面上放着两块长度相同，质量分别为M1和M2的木板，在两木板的左端分别放一个大小、形状、质量完全相同的物体，开始时都处于静止状态，现分别对两物体施加水平恒力F1、F2，当物体与板分离时，两木板的速度分别为v1和v2，若已知v1＞v2，且物体与木板之间的动摩擦因数相同，需要同时满足的条件是（）（A）F1＝F2，且M1＞M2（B）F1＝F2，且M1＜M2（C）F1＞F2，且M1＝M2（D）F1＜F2，且M1＝M219．如图所示的电路中，V1和V2是两个内阻都为R的电压表，三个电阻的阻值如图中所标。在电路的ab两端加一电压后，两表的示数U1和U2可能是下列的哪几组值（）（A）U1＝12V，U2＝14V（B）U1＝14V，U2＝12V（C）U1＝15V，U2＝11V（D）U1＝17V，U2＝9V20．如图所示，相距为d的两条水平虚线L1、L2之间是方向水平向里的匀强磁场，磁感应强度为B，正方形线圈abcd边长为L（L＜d），质量为m，电阻为R，将线圈在磁场上方高h处静止释放，cd边刚进入磁场时速度为v0，cd边刚离开磁场时速度也为v0，则线圈穿越磁场的过程中（从cd边刚进入磁场起一直到ab边离开磁场为止）（）（A）感应电流所做的功为mgd（B）感应电流所做的功为2mgd（C）线圈的最小速度可能为mgRB2L2（D）线圈的最小速度一定为2g（h＋L－d）三．填空题（每小题5分，共30分）21．两个所受重力大小分别为GA和GB的小球A和B，用轻杆连接，放置在光滑的半球形碗内。小球A、B与碗的球心O在同一竖直平面内，如图所示，若碗的半径为R，细杆的长度为2R，GA＞GB，由关于连接两小球的细杆AB静止时与竖直方向的夹角为______________。22．离子推进器是新一代航天动力装置，可用于卫星姿态控制和轨道修正。推进剂从图中P处注入，在A处电离出正离子，BC间加有恒定电压，正离子进入B时速度忽略不计，经加速后形成电流为I的离子甲BF乙F1M1F2M24RRR0V1V2abORBAABCDP束后喷出。已知推进器获得的推力为F，单位时间内喷出的离子质量为J。为研究问题方便，假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力，忽略推进器运动速度，则加在BC间的电压U＝______________。23．一根质量为m且质量均匀分布的弹簧，放在光滑水平面上，在其一端作用一水平力F使其平动时，长度为L。将此弹簧一端悬挂在天花板上平衡时，弹簧长度小于L。此时若在弹簧下端应挂质量m’＝_____________的重物，平衡后可使弹簧的长度等于L。24．如图（a）所示，一滑块在光滑曲面轨道上由静止开始下滑h高度后进入水平传送带，传送带的运行速度大小为v＝4m/s，方向如图。滑块离开传送带后在离地H高处水平抛出，空气阻力不计，落地点与抛出点的水平位移为s。改变h的值测出对应的s值，得到如图（b）所示h≥0.8m范围内的s2随h的变化图线，由图线可知，抛出点离地高度为H＝__________m，图中hx＝__________m。25．如图所示，两个可导热的气缸竖直放置，它们的底部是由细管连通（忽略细管的容积）。两气缸各有一个活塞，质量分别为m1和m2，（已知m1＝3m，m2＝2m）。活塞与气缸无摩擦。活塞的下方为理想气体，上方为真空。当气体处于平衡状态时，两活塞位于同一高度h，在两活塞上面各放一个质量为m的物块，气体再次达到平衡后两活塞的高度差为（环境温度保持不变）____________。在达到上一问的终态后，环境温度由T0缓慢升高到T，在这个过程中，气体对活塞做功为____________（假定在气体状态变化过程中，两物块均不会碰到气缸顶部）。26．如图所示，三个质量均为m的弹性小球用两根长均为L的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上。现给中间的小球B一个水平初速度v0，方向与绳垂直。小球相互碰撞时无机械能损失，轻绳不可伸长，当小球A、C第一次相碰时，小球B的速度为＿＿＿＿＿＿＿，运动过程中小球A的动能最大时两根绳的夹角为＿＿＿＿＿＿＿。参考答案：一、1、A，2、D，3、B，4、C，5、B，6、D，7、C，8、B，9、A，10、B，二、11、B、C、D，12、A、D，13、B、C，14、A、B，15、A