2005年嘉兴高二物理竞赛试卷

2005年嘉兴市物理竞赛高二5.29试题卷考生须知：1.时间共120分钟；g取10m/s2；可以使用计算器；答案写在答题卷上有效2.在答题卷上空白栏内打√，以确认自己是A类还是B类考生.一、单选题(每题6分.无论A类或B类考生15道单选题全部都要做)1.2005年是国际“世界物理年”.全世界以“灯光接力”的方式纪念伟大的科学家A.牛顿B.伽利略C.开普勒D.爱因斯坦2.斜面上放着的木盒刚好能沿斜面匀速滑下，若在盒中加入砝码，则木盒将A.匀速下滑B.加速下滑C.减速下滑D.静止在斜面上3．第一宇宙速度υ1是用人造地球卫星轨道半径r等于地球半径R计算出来的，实际上是rR的，那么轨道上的人造卫星的线速度V实际上是A．V=υ1B．Vυ1C．Vυ1D．以上三种情况都可能4.如图，一个原来静止的质量为m的物体。放在光滑的水平面上，在互成600角的大小相等的两个力的作用下，经过一段时间物体获得的速度为υ，在力的方向上获得的速度分别为υ1、υ2．那么在这段时间内其中一个力做的功为A.61mυ2B.31mυ2C.41mυ2D.21mυ25．下列各种运动中，在任何相等时间内，动量的变化不一定相等的是A．匀速直线运动B．自由落体运动C．竖直上抛运动D．变速直线运动6.如图斜面体P放在水平面上，物体Q放在斜面上，Q受到一个水平推力F，P、Q都保持静止，Q受到的静摩擦力大小为f1，P受到的水平面的摩擦力大小为f2，当力F变大而未破坏Q、P的静止状态时A．f1、f2都变大B．f1变大，f2不一定变大C．f2变大，f1不一定变大D．f2与f1都不一定变大7.一辆质量为m的汽车在平直的公路上做匀加速直线运动，其加速度大小为a.整个汽车的重心恰好在前后两轮的中心垂直线上、离地面的高度为h；前后两轮的轮心相距为L.则运动中前轮对地面的压力是A.2mg–LhmaB.2mg+LhmaC.2mg–Lh2maD.2mg+Lh2ma8.如图所示，重为G的物体用两根绳子0A、OB悬挂，开始时绳OA水平，现将两绳同时顺时针缓慢转过900，始终保持a角大小不变，且物体始终静止，绳OA的拉力为T1，绳OB的拉力为T2，则在此旋转过程中不可能发生的是A.T1先减小后增大B．T1先增大后减小C.T2逐渐减小D．T2最终变为零9.根据下列四个图，回答正确的是A．图甲是在显微镜下追踪而得到的几颗小炭粒在水中的运动位置的连线。这些连线就是水分子运动的真正的轨迹B．图乙是射击手拉弓，箭射出时弓的弹性势能转化成箭的最大初动能C．图丙中的右手推动活塞，压缩玻璃管内空气体积，能使管内空气压强减小D.图丁中是两只频率不同的音叉.敲响其中的一只A，然后用手按住A，这时可以听到没有被敲的那只音叉B也在发声．音叉B的发声现象就是声音的共鸣.甲乙甲乙丙丁10.如图，一简谐波向右以8.0m／s的速度传播，某时刻沿波的传播方向上有a、b两质点，位移大小相等，方向相同，以下说法正确的是A.无论再经过多长时间，a、b两质点位移不可能大小相等方向相反B.再经过0.25s，a、b两质点位移第一次大小相等,方向相反C．再经过1.0s，a、b两质点位移第一次大小相等，方向相反D．再经过1.5s，a、b两质点位移第一次大小相等，方向相反11.如图甲所示，长直导线与闭合金属线框位于同一平面内，长直导线中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示。在0－T/2时间内，直导线中电流向上，则在T/2－T时间内，线框中感应电流的方向与所受安培力情况是A．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向左B．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向右C．感应电流方向为顺时针，线框受安培力的合力方向向右D．感应电流方向为逆时针，线框受安培力的合力方向向左12.如图，用绝缘轻质细线悬吊质量为m、电量为q的小球，在空间施加一匀强电场，使小球保持静止时细线与竖直方向成θ角，则所加匀强电场的场强的最小值为A．qmgsinB．qmgcosC．qmgtanD．qmgcot13.在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一灵敏的静电计相接，极板A接地。若极板A稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是A．两极板间的电压不变，极板上的电量变小B．两极板间的电压不变，极板上的电量变大C．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小D．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大14.如图所示，导体棒AB、CD可以在足够长的两平行水平导轨上无摩擦地滑动，并关于O点对称地置于导轨上，初速度为零；两导轨在O处交叉，但不连通，匀强磁场垂直穿过导轨平面，则下列判断的结果正确的是A．将AB向左移动能使AB、CD作相互远离的运动B．将CD向右移动能使AB也向右移运动C．将磁场的磁感应强度均匀变大能使AB、CD作相互远离的运动D．将磁场的磁感应强度均匀变小能使AB、CD作相互接近的运动15．如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ电阻不计，固定在同一水平面上，两导轨相距l=0.4m，导轨的两端M与P处用导线连接一个R=0.4Ω的电阻.理想电压表并联在R两端，导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆，整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，现用一水平向右的恒定外力F=1.0N拉杆，使之由静止开始运动，则电压表读数U随时间t变化关系的图象可能的是二、填空题(每空10分.B类考生只做第16题----19题,A类考生只做18----21题)16.甲物体受5N的力，产生0.4m/s2的加速度.乙物体受10N的力，产生1.2m/s2的加速度.则惯性较大的是▲物体17．如图所示是在“研究平抛物体的运动”的实验中记录的一段轨迹。已知物体是从原点O水平抛出，经测量C点的坐标为(60，45)。则平抛物体的初速度v。=▲m/s，18.带电量为Q半径为R的均匀球壳内，离球心2R处放置一个电量为q的质点，均匀球壳和质点间静电作用力的大小是▲．19.物理学史上记载了科学家汤姆生测某阴极射线的荷质比(比荷)me的一种热磁测定法：考虑一束均匀的阴极射线，令m为每个粒子的质量，e为粒子所带电量，v为粒子的速度．设在一定时间内穿过某截面的一束阴极射线的粒子数为N，则这些粒子所带的总电量q=Ne.如果将这一束阴极射线注入与静电计相连的容器就能测出q的数值.因为射线撞击固体时，运动粒子的动能就转变为热，固体的温度会升高.假定运动粒子的动能全部转变为热，则测出固体的温升△t，又由已知固体的热容C(热容C等于固体质量与比热的乘积即C=Mc)就可以测出粒子的动能Ek，即Q=C△t=N·21mv2=NEk．再ABOCD使射线在埸强为B的匀强磁场中偏转，依靠洛仑兹力作为向心力，测得偏转半径为r.…….据此推下去所测得的荷质比(比荷)的表达式me=▲.(只允许用C、△t、q、B和r这5个物理量间的关系来表示)20.“神舟”五号飞船完成了预定空间科学和技术实验任务后，返回舱开始从太空向地球表面按预定轨道返回，返回舱开始时通过自身制动发动机进行调控减速下降，穿越大气层后，在一定的高度下打开阻力降落伞进一步减速下降，这一过程中若返回舱所受空气阻力与速度的平方成正比，比例系数为K（空气阻力系数），所受空气浮力恒定不变，且认为竖直降落，从某时刻开始记时，返回舱的运动v-t图象如图中的AD曲线所示，图中AB是曲线在A点的切线，切线交于横轴一点B的坐标为（8，0），CD是曲线AD的渐近线，假如返回舱总质量M=400Kg,g=10m/s2.则空气阻力系数K的值是▲N•s2/m2.(结果保留三位数字)21.一质量为M=1kg的小车上，固定有一质量为m=O．2kg、宽L=O．05m、总电阻R=100Ω的100匝矩形线圈．线圈随小车一起静止在光滑水平面上．现有一子弹以υ0=110m／s的水平速度射入小车中，并随小车、线圈一起进入与线圈平面垂直、磁感应强度B=1．OT且沿水平方向的匀强磁场中，磁场左边界为MN且磁场范围足够大，如图(a)所示．假如小车运动过程的υ--s图象如图(b)所示．试结合图象b，当线圈完全进入磁场的过程中，通过每匝线圈截面的电量为▲C(结果保留叁位数字)三、计算题(要求写出必要的分析过程.B类考生只做第22题中的(1),A类考生全做)22..北京时间05年4月12日20时0分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”捆绑式运载火箭，成功地将“亚太六号”通信卫星(其质量用m表示)送入太空。这颗“亚太六号”通信卫星在围绕地球的椭圆轨道上运行。离地球表面最近的点A(近地点)高度L1=209km(209×103m)、离地球表面最远的点B(远地点)高度L2=49991km(49991×103m)。已知地球质量M=6.0×1024kg、引力常量G=151×10-9N·m2/kg2、地球半径R=6400km=6.4×106m.已知地球上空任一高度处h(h为到地球中心的距离)，卫星具有的引力势能表达式为-hGMm求：(1)此卫星在围绕地球的椭圆轨道上从近地点A运动到地点B的时间约为几天(设π2=10.保留两位数字)(2)证明：VA·(L1+R)=VB(L2+R)其中VA和VB分别是“亚太六号”通信卫星在近地点A和远地点B的速度；L1+R和L2+R分别是“亚太六号”通信卫星在近地点A和远地点B到地球球心的距离(提示：根据椭圆的对称性可知近地点A和远地点B所在轨道处的极小的弧形应是半径相等的圆弧的弧)(3)试计算“亚太六号”通信卫星的发射速度V0的大小是多少km/s(保留两位数字)2005年嘉兴市物理竞赛高二物理评分意见一、单项选择题(每题6分共90分.无论A类或B类考生15道单选题全部都要做)题号123456789101112131415答案DACCDCAABBCADAA二、(每空10分共40分.B类考生只做第16题----19题,A类考生只做第18----21题)16.甲17.218.019.222rqBtC20.0.31321.2.11三、计算题(20分.B类考生只做第22题中的(1),A类考生全做)解：22.(B类)(1)万有引力提供向心力2rGMm=mω2r=m(T2)2r(2分)整理得23tr==24GM(4分)由开普勒定律及上面推证知任一椭圆中上式也同样适用：k=23tr==24GM(2分)由图知半长轴r=(209+2×6400+49991)/2km(2分)=31500km(或315×105m)(2分)T=GMr324(2分)=249153100.61015110315104s=0.64天(4分)从近地点A运行到远地点B的时间t=T/2=0.32天(2分)22.(A类)解：(1)万有引力提供向心力2rGMm=mω2r=m(T2)2r(1分)整理得23tr==24GM(1分)由开普勒定律及上面推证知任一椭圆中上式同样适用：k=23tr==24GM(1分)由图知半长轴r=(209+2×6400+49991)/2km(1分)=31500km(或315×105m)(1分)T=GMr324(1分)=249153100.61015110315104s=0.64天(1分)从近地点A运行到远地点B的时间t=T/2=0.32天(1分)(2)设近地点A和远地点B所在轨道处的极小圆弧的半径为ρ依题意和万有引力提供向心力得：fA=21)(RLGMm=m2AV……………………………………………………………..(1分)fB=22)(RLGMm=m2BV……………………………………………………………..(1分)联立解得VA·(L1+R)=VB(L2+R)………………………………………………...(1分)(3)由机械能守恒及上面的证明得：21mV2A--RLGMm1=21mV2B--RLGMm2………………………………………….(1分)21mV2A--RLGMm1=21mV20--RGMm……………………………………………..(1分)VA·(L1+R)=VB(L2+R)联立解得V0=RRL