上海市第十五届高二物理竞赛预赛试卷及解答

上海市第十五届高二物理竞赛（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．在核反应堆中，是靠熔化的钠来传递核燃烧产生的热量的。抽动液态钠的“泵”有传动部分不允许和钠接触，因此常使用一种称为“电磁泵”的机械。如图所示为这种泵的结构，N、S为磁铁的两极，C为在磁场中的耐热导管，熔融的钠从其中流过，v为钠的流动方向，要使钠液加速，加在导管中钠液的电流方向应为（）（A）由下流向上（B）由上流向下（C）逆着v的方向（D）顺着v的方向2．如图所示，一倾斜的金属框架上放着一根金属棒，由于摩擦力的作用，金属棒在没有磁场时处于静止状态，从t0时刻开始，给框架区域加一个垂直框架平面斜向上的逐渐增强的匀强磁场，到时刻t时，棒开始运动，在t0到t这段时间内，金属棒所受的摩擦力（）（A）不断增大（B）不断减小（C）先减小后增大（D）先增大后减小3．地球赤道上的重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，要使赤道上的物体“飘”起来，则地球的转速应为原来的（）（A）g/a倍（B）（g＋a）/a倍（C）（g－a）/a倍（D）g/a倍4．三个相同的电压表接入电路中，如图所示，已知V1表有示数为8V，V3表有示数为5V，那么，V2表有示数应为（）（A）5V（B）3V（C）8V（D）大于3V而小于5V5．一个实心球由两种不同的均匀物质构成，各占一半体积，其密度分别为1、2，如图所示。如果实心球完全浸没入密度为的静水中能保持加速度等于零，则下面哪种情况是正确的（）（A）1＝2（B）1＋2＝（C）1－2＝（D）1＋2＝26．甲、乙两容器形状不同，容积却相同，如图所示。现有两块完全相同的金属块用细线系着，分别浸没入同样深度，这时两容器水面平齐，如果将金属块匀速提出水面，则（）（A）从甲容器中把金属块提出水面时拉力做功多些（B）从乙容器中把金属块提出水面时拉力做功多些（C）从甲、乙容器中把金属块提出水面时拉力做功相同（D）做功多少无法比较vCNSBV1V2V312甲乙7．如图所示，是某一电场中一根弯曲的电场线，A、B是电场线上的两点，一个正点电荷原来静止在A点，释放后仅在电场力作用下运动，下列说法中正确的是（）（A）电荷可能沿电场线运动到B点（B）电荷可能沿其他路径运动到B点（C）电荷不可能通过B点（D）电荷是否通过B点无法判断8．用两根长度相等的绝缘细线系住两个质量相等的带电小球A和B，A带正电，B带负电，且|qA|＝3|qB|，悬挂在水平向右的匀强电场中，保持平衡状态，能正确表示系统平衡状态的图是（）9．有一弹簧座垫，宽为22.7cm，它的弹簧成对地如图所示排列，所有弹簧的劲度系数均为k＝10N/m，有一重为100N的物体放在座垫上，座垫的表面将下降10cm，假定当物体放上时，弹簧的长度都相同，则此座垫有多少个弹簧？（）（A）400（B）200（C）100（D）8010．粗细相同的同种电阻丝制成的两个半径之比为2:1的圆环置于同一匀强磁场之中，其环面与磁场方向垂直，现以相同速度将两环分别沿垂直于磁场方向匀速拉出磁场，如图所示，则此过程中大小两环中发热量之比是（）（A）8:1（B）4:1（C）2:1（D）1:1二．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）11．一个物体在若干个力的作用下处于平衡状态，若使其中一个力逐渐减小到零，再恢复到原值，而其他力均不变，则物体的运动可能是（）（A）一直加速（B）一直减速（C）先加速后减速（D）先减速后加速12．如图所示是医院给病人输液的部分装置示意图，在输液过程中（）（A）A瓶中的药液先用完（B）B瓶中的药液先用完（C）随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐增大（D）随着液面下降，A瓶内C处气体压强逐渐减小13．两电阻串联接在电压恒定的电源上，用两只精度都很高的不同的电压表分别去测量同一电阻两端的电压，甲表测得示数为10.1V，乙表测得示数为10.3V，则可知（）（A）乙表示数比甲表示数更接近该电阻两端原来的电压BAOOOOEEEEAAAABBBB（A）（B）（C）（D）vBv通C大气ABD（B）甲表内阻比乙表内阻大（C）该电阻两端原来的电压必大于10.3V（D）该电阻两端原来的电压必在10.1V和10.3V之间14．如图所示，一列横波在t＝0时刻波形如图，A、B两质点间距为8m，B、C两质点平衡位置的间距为3m，当t＝1s时，质点C恰好通过平衡位置，则波速有可能是（）（A）1.5m/s（B）3m/s（C）13m/s（B）37m/s15．如图所示，一个均匀的金属圆盘被固定在一根水平均匀的杠杆A端，在A点相切，中点O这固定转动轴，现在B点用竖直向下的力F使其绕O点顺时针慢慢转动，在此过程中力F的力矩的大小M和力F的大小变化情况为（）（A）M一直变大（B）M先变大后变小（C）F一直变大（D）F先变大后变小16．如图所示，粗细均匀的U形管竖直放置，左端封闭，右端开口。开始时，左管内水银面高于右管内水银面，现要使两管内水银面等高，可采用的办法是（）（A）从右管口灌入水银（B）对左管气体加热（C）在左管顶部开一个小孔（D）让U形管自由下落17．如图所示，质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧拉力为5N，物体处于静止状态，若小车以加速度a＝1m/s2向右开始运动后（）（A）物体A相对于小车仍静止（B）物体A受到的摩擦力减小（C）物体A受到的摩擦力大小不变（D）物体A受到的弹簧拉力增大18．如图所示，A、B两个异种电荷的小球，分别被两根绝缘细绳系在木盒内的一竖直线上。静止时，木盒对地面的压力为N，细绳对B的拉力为F，若将系B的细绳断开，下列说法中正确的是（）（A）细绳刚断开时，木盒对地面的压力仍为N（B）细绳刚断开时，木盒对地面的压力为N＋F（C）细绳刚断开时，木盒对地面的压力为N－F（D）在B向上运动的过程中，木盒对地面的压力逐渐变大19．在电场强度大小为E的匀强电场中，将一个质量为m、电量为q的带电小球由静止开始释放，带电小球沿与竖直方向成角做直线运动。关于带电小球的电势能和机械能W的判断，正确的是（）（A）若＜90且sin＝qE/mg，则、W一定不变（B）若45＜＜90且tan＝qE/mg，则一定减小、W一定增加（C）若0＜＜45且tan＝qE/mg，则一定减小、W一定增加（D）若0＜＜45且tan＝qE/mg，则可能减小、W可能增加20．如图所示，在光滑水平面上有一质量为m的小球向右运动，右面有一静止的表面ABCAOBFaAABB100muA光滑的质量也为m的凸形木块，设小球在凸形木块上滚动时始终不脱离接触表面，则下列说法中正确的是（）（A）小球若不能翻越木块，则将从凸面上回落并向左运动（B）小球若不能翻越木块，则最后将停止运动（C）小球若能翻越木块，则将维持原速前进，木块将静止不动（D）小球若能翻越木块，则小球和木块将一起向右运动三．填空题（每小题5分，共30分）21．如图所示，小球位于竖直墙壁OA和水平地面OB等距离处P点，且P到OA和OB的垂直距离均为L，紧靠小球（小球视为质点）左侧有一固定点光源S，当小球以某一初速水平抛出，恰好落在墙角O处，则小球经时间______________落在墙角O处，小球在空中运动过程中其影子沿墙面运动时任意点的瞬时速度为______________。22．如图所示，河道宽L＝100m，河水越到河中央流速越大，假定流速大小u＝0.2xm/s（x是离河岸的垂直距离）一汽船相对水的航速是10m/s，它自A处出发，船头垂直河岸方向渡河到达对岸B处，则过河时间为＿＿＿＿＿s，AB直线距离为＿＿＿＿＿＿m。23．如图所示，A、B、C、D为带电金属极板，长度均为L，其中A、B两板水平放置，间距为d，电压为U1，C、D两板竖直放置，间距也为d，电压为U2，今有一电量为e的电子经电压U0加速后，平行于金属板进入电场，则电子经过时间＿＿＿＿＿离开电场，这时它的动能为_____________。（假设电场只存在于极板间，并设电子未与极板相遇，且不计电子的重力）24．如图所示，间距为1m的平行导轨，水平固定放置在磁感应强度为1T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨所在平面，导轨一端跨接一个阻值为R＝0.4的定值电阻（导轨电阻不计），质量为0.2kg、电阻为0.6的金属棒NN’可沿导轨滑动，导轨与棒间的动摩擦因数为0.5，用电动机D牵引NN’，从静止开始运动，当NN’向右移动s＝3.8m时获得稳定速度，此过程中定值电阻R上产生的焦耳热为0.72J，电动机牵引棒时电压表和电流表示数分别为7V和1A，电动机内阻为1，则导体棒获得的稳定速度为__________m/s，导体棒从静止到获得稳定速度所需时间为__________s。25．如图所示，一根长为l的轻绳一端固定在O点，另一端拴一质量为m的小球，拉起小球使轻绳水平伸直，然后无初速释放小球，小球运动至轻绳达到竖直位置的过程中，当轻绳和水平方向的夹角为____________时小球重力做功的瞬时功率的值最大，最大值为____________。SPABOAdDvCdBlNRDOV电源N’AO26．如图所示，两带电平行长金属板相距4r，对称x轴水平放置，板间中心处有一只金属丝网制成的直径为2r的空心圆筒，筒内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一个质量为m、带电量为q的带电粒子由静止从正极板飞出，沿y轴负方向进入圆筒，在磁场中飞行后，又沿水平方向飞出圆筒，最终抵达负极板，则粒子在金属筒内运动的时间为＿＿＿＿＿＿＿，两极间电压为＿＿＿＿＿＿＿。（不计带电粒子的重力）参考答案：一、1、A，2、C，3、B，4、B，5、D，6、A，7、C，8、C，9、A，10、B，二、11、A、B、D，12、A、C，13、A、C，14、B、C、D，15、B、C，16、A、B、C，17、A、C，18、B、D，19、A、B、C，20、B、C，三、21．2L/g，gL/222、10，50523、lm2eU0，eU0＋el24d2U0（U12＋U22）24、2m/s，1s，25、arccot2，2mggl/33，26、m/2qB，r2qB2/m，＋＋＋yx－－－