宁波市2008年高二物理竞赛试题

第1页共12页宁波市2008年高二物理竞赛试题考试时间3小时,满分200分2008年12月第1到第22题,所有考生都做.一．选择题(有些题有多个选项正确,每题5分,选不全得2分,有错选不得分,共50分)1.物理学研究表明,自然界存在四种基本相互作用,它们是引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用.那么我们学习过的弹力、摩擦力()A.都属于引力相互作用B.都属于电磁相互作用C.都属于强相互作用D.都属于弱相互作用E.弹力属于引力相互作用,摩擦力属于电磁相互作用F.弹力属于电磁相互作用,摩擦力属于强相互作用2.如图1所示,地面上放有一物体A,A上叠放一物体B,A与B之间有一处于压缩状态的弹簧,整个装置处于静止状态,则A、B受到的摩擦力的情况是()A.B受到向右的摩擦力B.A受到B对它的向右的摩擦力C.地面对A的摩擦力向右D.地面对A无摩擦力3.在倾角为的光滑绝缘斜面上,放一根通电的直导线,如图2所示,当加上如下所述的磁场后,有可能使导线静止的是()A.加竖直向上的匀强磁场B.加垂直斜面向上的匀强磁场C.加沿斜面向下的匀强磁场D.加水平向左的匀强磁场4.如果把地球绕太阳、月球绕地球的运动都看作是匀速圆周运动，则下列选项中的数据,能算出地球质量的选项是()A.地球绕太阳运行的周期T和地球绕太阳运行的轨道半径rB.月球绕地球运行的周期T和月球的半径RC.月球绕地球运行的角速度和月球绕地球运行的轨道半径rD.月球绕地球运行的周期T和月球绕地球运行的线速度v5.如图3所示,A、B、C三点都在匀强电场中，已知ACBC，ABC=60,BC=20cm，把一个电量q=10-5C的正电荷从A移到B，电场力做功为零，从B移到C，克服电场BA图1I图2第2页共12页力做功1.7310-3J,则该匀强电场的场强大小及方向是()A.865V/m,垂直AC向左B.865V/m,垂直AB斜向下C.1000V/m,垂直AB斜向下D.1000V/m,垂直AB斜向上6.甲、乙两物体相距为s,同时开始向同一方向运动.乙在前面做加速度为a1初速度为零的匀加速运动;甲在后面做加速度为a2初速度为v0的匀加速度运动，则()A.若a1a2,它们可能相遇两次B.若a1a2,它们不可能相遇C.若a1a2,它们一定能相遇两次D.若a1=a2,它们能相遇一次7.一个人将一个小球以与水平成60°的角度斜向上抛出,当小球达到最高点时,其重力势能增加12J,则此人对小球所做的功为()A.12JB.16JC.18JD.24J8.如图4所示电路,合上开关S后,电源对电容器C充电,对于充电过程,下列关于电容器的带电量Q与电充电流i关系的四个图像,正确的是()9.如图5所示电路,已知定值电阻R1=10,R2=8,当开关接位置1时,电流表的示数为0.20A,那么开关接位置2时,电流表的示数可能是()A.0.23AB.0.24AC.0.25AD.0.26ABCA60图3OiQAOiQBOiQCOiQDCRS图4AErR2R112图5R第3页共12页10.如图6所示电路,电阻R和线圈自感系数L的值都很大,线圈的直流电阻很小可忽略不计,A、B是两只相同的灯泡,且不会被烧毁,则下列判断正确的是()A.开关S闭合时,两灯同时亮,随后B灯熄灭B.开关S闭合时,两灯同时亮,以后都不会熄灭C.开关S断开时,两灯同时熄灭D.开关S断开时,A灯先熄灭,B灯稍后再熄灭二.填空题(每题6分,共60分)11.一质点由静止起以加速度a沿直线运动,经时间t后,加速度方向相反,但大小不变,则再经过时间,质点回到原来的出发点.12.在一点电荷的电场中,某一条电场线上有A、B、C三点,B是A、C的中点,如图7所示,已知A点的电场强度为E1,C点的电场强度为E2,则B点的电场强度EB=.13.如图8所示,A、B之间电压恒定,将一灯泡接在A、B之间时,灯泡消耗的功率为9W;将这个灯泡接在C、D两点时,灯泡消耗的功率为4W(灯泡的电阻认为恒定),则此时图中电阻R上消耗的功率为.14.某人划船渡河,船划行速度大小和水流速一定,且船速大于水速.此人过河最短时间为t1,而此人以最小的位移渡河需时间t2,则船速与水速之比为.15.为测量某一金属块的密度，进行如下操作：(1)将待测金属块放在台式测力计上，此时测力计读数为G1.(2)拿掉金属块,将一盛水的容器放在台式测力计上,些时测力计读数为G2.(3)将金属块用细线悬挂起来,并使金属块完全浸没在容器的水中,如图9所示,此时测力计的读数为G3.已知水的密度为,则待测金属块的密度为.16.如图10所示电路,A、B间的电压为3.2V,三个电阻器的阻值R1=R2=R3=4.0,电容器的电容C=30F,电流表的内阻不计.则电流表的示数为________A,电容器所带的电荷量C.17.一个初动能为Ek的电子,以垂直于电场线的初速度射入平行板电SRLAB图6图9AABR1R2R3C图10ABC图7ACBDR图8第4页共12页容器的电场中,电子飞出电容器时的动能增为2Ek.如果电子垂直射入的初速度增至原来的2倍,那么当它飞出电容器时的动能增为.18.在一个边长为a的等边三角形区域内分布着磁感应强度为B的匀强磁强,一质量为m、电荷量为q的带电粒子从BC边的中点垂直BC方向射入磁场中,如图11所示,为使该粒子能从AB边(或BC边)射出,带电粒子的初速度至少多大.19.一物体以v0=5m/s的速度做变加速直线做运动,加速度与时间t的关系为a=3t+2m/s2,则该物体速度与时间的关系为v=m/s20.一颗在赤道上空沿圆轨道运行的人造地球卫星,其轨道半径为r=2R(R为地球半径),卫星运行方向与地球自转方向相同.已知地球自转的角速度为0,若某时刻卫星通过赤道地面上一建筑物的正上方,则它下一次通过该建筑物正上方所需的时间是.已知地球表面重力加速度为g.三.计算题(解答应有详细的解题过程,只写出最后结果的不能得分.共90分)21.一架天平,两轻质臂(即:横梁的重力可忽略不计)不等长,两秤盘不等重,在空载时不平衡.已知质量为a的物体称得其质量为x,质量为b的物体,称得其质量为y,那么有一称得质量为z的物体,其准确的质量是多少?[10分]22.如图12所示,三个带等量同种电荷的点电荷,位于等边三角形的顶点A、B、C上,P点为三角形的内心,Q点与三角形共面且与P相对C点对称,此时测得P、Q两点的电势分别为P、Q,现将位于B点的点电荷取走,求这时P、Q两点的电势.[10分]选做题,非一级重点中学考生做A题,一级重点中学考生做B23A.如图13所示,小滑块A(可视为质点)叠放在长L=0.52m的平板B左端,B放在水平面上,A、B两物体通过一个动滑轮相连,动滑轮固定在墙上,滑轮的质量及摩擦不计,A的质量mA=1.0kg,B的质量mB=3.0kg,A、B之间及B与水平面的动摩擦因数=0.25,现用一个水平向左的恒力F拉B,vBABC图11FAB图13ABCPQ图12第5页共12页经t=2.0s后A滑离B,求拉力F的大小.(取g=10m/s2)[14分]23B.如图14所示,小滑块A(可视为质点)叠放在长L=0.52m的平板B左端,B放在光滑水平桌面上,A、B两物体通过一个动滑轮和一个定滑轮与C物体相连,滑轮的质量及摩擦不计,A、B、C三个物体的质量都是1kg,A、B之间的动摩擦因数为0.25,现用一个水平向左的恒力F拉B,经0.2s后A滑离B,设该过程物体C或动滑轮都不会碰到定滑轮,求拉力F的大小.(取g=10m/s2)[14分]24A.如图15所示长为l的绝缘细线,一端悬挂于O点,另一端连接一质量为m的带正电小球,置于水平向右的足够大的匀强电场区域中,在O点正下方钉一钉子O,已知小球受到的电场力是重力的31.现将细线水平拉直后从静止释放,细线碰到钉子后要使小球刚好绕钉子O在竖直平面内作圆周运动,求OO的距离.[18分]24B.如图15所示长为l的绝缘细线,一端悬挂于O点,另一端连接一质量为m的带负电小球,置于水平向右的足够大的匀强电场区域中,在O点正下方钉一钉子O,已知小球受到的电场力是重力的31.现将细线水平拉直后从静止释放,细线碰到钉子后要使小球刚好绕钉子O在竖直平面内作圆周运动,求OO的距离.[18分]25A.如图16所示,在水平面内有一对平行放置的金属导轨,其电阻不计,阻值为2.0的电阻器R连接在导轨左端,垂直放在导轨上的金属杆MN的电阻r=1.0,它与导轨的接触电阻可忽略,整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中.现给MN杆一个冲击,使杆获到v=2.5m/s的速度,此时杆的加速度大小为a=5.0m/s2.已知杆与导轨间的动摩擦因数=0.20,金属杆的质量m=0.10kg,求此时通过电阻R的电流大小.(取g=10m/s2)FACB图14OOElm图15第6页共12页[16分]25B.具有一定电阻的金属丝做成大小为ab的长方形,在长方形区域内有一随时间线性增加的匀强磁场,变化规律为B=kt,k为已知的常数,长方形区域外无磁场.在到边长为a的一边距离为c处,接上一个内阻无限大的电压表,如图17-1所示,则电压表的读数是多大?若将电压表接成如图17-2的位置,这时电压表的读数又是多大?[16分]26A.如图18所示,是两对接的轨道,两轨道与水平的夹角均为,=30左轨道光滑,右轨道粗糙.一质点自左轨道上距O点L0处从静止起滑下,当质点第二次返回到左轨道并达到最高点时,它离O点的距离为L0/3,两轨道对接处有一个很小的圆弧,质点与轨道不会发生碰撞,求质点与右轨道的动摩擦因数.[22分]26B.如图19所示,是两对接的轨道,左轨道与水平成角,右轨道与水平成角,一质点自左轨道上距O点L0处从静止起滑下,质点与左轨道的动摩擦因数为1,与右轨道的动摩擦因数为2,质点在两轨道间来回滑动(两轨道对接处有一个很小的圆弧,质点与轨道不会发生碰撞),最后静止于O点,求质点从开始直到停止的过程滑动的路程.[22分]L0O图19aVaccb图17-1Vccaab图17-2L0O图18MNRv图16第7页共12页宁波市2008年高二物理竞赛试题参考答案及评分标准2008.12一.选择题(共50分,每小题5分,选不全得2分,有错选不得分,共50分)12345678910BADDCDCADBBABAD二.填空题(每题6分,共60分,有两空格的题,分数平分)11.(1+2)t12.22121)(4EEEE13.2W14.21222ttt15.231GGG16.0.8A,9.610-5C17.4.25Ek18.mqBa2)332(19.52232ttv20.RgR22240三.计算题(解答应有详细的解题过程,只写出最后结果的不能得分.共90分)21题,10分解:设天平左、右两臂长为L1、L2,左、右两盘质量为m1、m2,所求物体的准确质量设为c,则(m1+a)gL1=(m2+x)gL2[2分](m1+b)gL1=(m2+y)gL2[2分](m1+c)gL1=(m2+z)gL2[2分]解得:c=yxzbaaybxyxyxabaxzabayxxz)()())(()([4分]22题，10分解:根据对称性,三点电荷各自在P点产生的电势相等,设为1,则C处点电荷在Q点产生的电势也为1,在A、B处的点电荷各自在Q点产生的电势也应相等,设为2,根据叠加原理有:第8页共12页31=p[2分]解得:31p[1分]1+22=Q[2分]622pQ[1分]取走B处点电荷后,P点的电势p=21=32p[2分]Q点的电势Q=1+2=26Qp[2分]23题,14分A解:设绳的拉力为F1,则滑块A:F1-mAg=mAaA[2分]平板B:F-F1-mAg-(mA+mB)g=mBaB[4分]LtataBA2