高2物理竞赛2015

2014—2015高二物理竞赛试题时间：90分钟满分：100分一．单项选择题：（每小题2分，共16分）1．电学单位关系是较为复杂的，要通过其物理量的定义式或其它相关公式帮助确定。下列单位关系式不正确的是（）Ａ．1V／m＝1N／CＢ．1Wb＝1T·m2Ｃ．1T＝1N／(A•m)Ｄ．1V＝1Wb·s2．某静电除尘器工作时内部电场线分布的俯视图如图，带负电粉尘被吸附时由b点运动a点，以下说法正确的是A．该电场是匀强电场B．a点电势低于b点电势C．电场力对粉尘做正功D．粉尘的电势能增大3．平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部,闭合电键S，小球平衡后悬线偏离竖直方向的夹角为θ，如图所示，若A板不动，θ增大，这可能是由于（）A．S保持闭合，B板向右平移了一些B．S保持闭合，B板向上平移了一些（小球仍处于两极板之间）C．S断开，B板向左平移了一些D．S断开，B板向上平移了一些（小球仍处于两极板之间）4.在如图所示的电路中，电源的电动势E和内阻r恒定，闭合开关S后灯泡能够发光，经过一段时间后灯泡突然变亮，则出现这种现象的原因可能是A．电阻R1短路B．电阻R1断路C．电阻R2短路D．电容器C断路5.电脑、电视、手机、微波炉、电磁灶等工作时产生的微波辐射对人体健康有一定的影响，根据国家颁布的《作业场所微波辐射卫生标准》，人们在工作场所接收到的微波辐射功率密度（微波在单位面积上的辐射功率）不得超过0.5W/m2。若某一小型无线电通讯装置的微波辐射功率是4W，已知球面面积为24RS，则符合规定的安全区域距离该通讯装置至少多远？A．8mB．2mC．0.8mD．0.4m6．如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上匀速运动，下列说法正确的是（）A．微粒带正电B．微粒动能一定减小C．微粒的电势能一定增加D．微粒的机械能一定增加7．如图所示，P、Q是两个电量相等的异种电荷：其中P带正电，Q带负电，O是P、Q连线的中点，MN是线段PQ的中垂线，PQ与MN所在平面与纸面平行，有一磁场方向垂直于纸面，一电子以初速度vo一直沿直线MN运动，则（）A．磁场的方向垂直纸面向外B．电子速度先增大后减少C．电子做匀速直线运动D．电子速度减少后增大8．如图所示，将a、b两个带电粒子（不计重力）从小孔S1由静止释放，经M、N两板间电场加速后垂直进入匀强磁场中做匀速圆周运动，a粒子打在照相底片上的A点，b粒子打在B点，①若a和b电量相等，则a的质量大②若a和b质量相等，则a的电量大③a和b的比荷相同④M板的电势比N板高则正确的是：A.①②B.①②④C.③④D.①④二．双项选择题：（共9小题，每小题3分，共27分，全部选对的得3分，选不全的得1分，有选错或不答的得0分。）9.电子束焊接机中的电子枪如图所示，K为阴极、电势为K，A为阳极、电势为A，在电场作用abθASBMNABBS1S2S3下，电量为e的电子从K运动到A，则（）A．A、K间电势差为KAB．电子动能增加)(KAeC．电子电势能增加)(KAeD．电子克服电场力做功为)(KAe10．.如图有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ,如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转,进入区域Ⅱ后偏转半径又相同,则说明这些正离子具有相同的()A.速度B.质量C.电荷D.比荷11．用于加速粒子的回旋加速器其核心部分如图所示，两D形盒分别与电源相连．下列说法正确的是（）A．要使加速器能对质子加速，两盒应该与交变电源相连B．质子在电场中被加速，加速电压越高，射出的速率v越大C．D型盒的直径越大，射出的速率v越大D．质子在磁场中运动的周期随质子速度增大而增大12、质量为m的金属导体棒置于倾角为的导轨上，棒与导轨间的摩擦系数为，当导体棒通电时，恰能在导轨上静止，如图所示的四个图中标出了四种可能的匀强磁场的磁感应强度B的方向，其中棒与导轨间的摩擦力可能为零的是（）13．2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝格尔，以表彰他们发现“巨磁电阻（GMR）效应”。基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的磁电技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用。下图是研究巨磁电阻特性的原理示意图，实验发现，当闭合S1、S2后使滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，指示灯明显变亮，下列说法中正确的是（）A．滑片P向左滑动的过程中，电磁铁的磁性减弱B．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显增大C．巨磁电阻的阻值随磁场的增强而明显减小D．巨磁电阻可用来制作磁电传感器14、下图中的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是：()A．甲表是电流表，R增大时量程增大B．甲表是电流表，R增大时量程减小C．乙表是电压表，R增大时量程增大D．乙表是电压表，R增大时量程减小15.如图所示，圆柱形区域的横截面在没有磁场的情况下，带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射时，穿过此区域的时间为t；若该区域加沿轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转了π/3，根据上述条件可求得的物理量为A．带电粒子的初速度B．带电粒子在磁场中运动的半径C．带电粒子在磁场中运动的周期D．带电粒子的比荷16．一不计重力的带电粒子以初速v0垂直电场向右射入匀强电场区域，后又进入匀强磁场区域．设电场和磁场区域有分界线，如图中的虚线所示．在图示的几种情况中可能出现的是AKe高压Bv加速电源电磁铁GMR指示灯S1S2P甲乙v0ABEv0BBv0BECDv0BE第16题图17．压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小，有同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，其工作原理如图（a）所示，将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表示数如图（b）所示，下列判断正确的是（）A．从0到t1时间内，小车可能做匀速直线运动B．从t1到t2时间内，小车做匀加速直线运动C．从t2到t3时间内，小车做匀速直线运动D．从t2到t3时间内，小车做匀加速直线运动三．实验题（每空1分，共13分）18．在“测定金属丝的电阻率”的实验中，某同学进行了如下操作：（1）用毫米刻度尺测量接入电路中的金属丝的长度L。再用螺旋测微器测量金属丝的直径D，某次测量结果如图1所示，则这次测量的读数D＝________mm。图1（2）为了合理选择实验方案和器材，首先使用欧姆表（×1挡）粗测拟接入电路的金属丝的阻值R。欧姆表调零后，将表笔分别与金属丝两端连接，某次测量结果如图2所示，则这次测量的读数R＝________Ω。(注意：图有错误，欧姆挡的0→5刻度中从右起第四条短刻度线要删掉)图2（3）使用电流表和电压表更精确地测量金属丝的阻值。为了安全、准确、方便地完成实验，除电源（电动势为4V，内阻很小）、待测电阻丝、导线、开关外，电压表应选用________，电流表应选用________，滑动变阻器应选用________（选填下表中器材前的字母）。A．电压表V1量程3V，内阻约B．电压表V2量程15V，内阻约C．电流表A1量程600mA，内阻约D．电流表A2量程3A，内阻约E．滑动变阻器R1总阻值10Ω，额定电流F．滑动变阻器R2总阻值100Ω，额定电流2A（4）若采用图3所示的电路测量金属丝的电阻，电压表的左端应与电路中的________点相连（选填“a”或“b”）。若某次测量中，电压表和电流表读数分别为U和I，请用上述直接测量的物理量（D、L、U、I）写出电阻率ρ的计算式：ρ＝________。图3（5）下面方框中所列的是一些材料在20℃时的电阻率。实验中使用的金属丝是方框中列出的某一种材料。某次实验中，测得金属丝的长度为52.80cm，直径为0.495mm，阻值为2.9Ω。则金属丝的材料为________。（选填金属名称）铜1.7×10－8Ω·m钨5.3×10－8Ω·m康铜5.0×10－7Ω·m锰铜4.4×10－7Ω·m镍铬合金1.1×10－6Ω·m19.某同学要测量一节干电池的电动势和内电阻。他根据老师提供的以下器材，画出了如图所示的原理图。①电压表V(量程3v,内阻Rv=10kΩ)②电流表G(量程3mA,内阻Rg=100Ω)③电流表A(量程3A,内阻约为0.5Ω)④滑动变阻器R1（O〜20Ω,2A)⑤滑动变阻器R2（O〜100Ω,1A)⑥定值电阻R3=0.5Ω⑦开关S和导线若干AεR压敏电阻vt1t2t3It（a）（b）第17题图(1)该同学没有选用电流表A的原因是_______________(2)该同学将电流表G与定值电阻R3并联，实际上是进行了电表的改装，则他改装后的电流表对应的量程是_______A。(3)为了能准确地进行测量，同时为了操作方便，实验中应选用的滑动变阻器是_______(填写器材编号）(4)该同学利用上述实验原理图测得数据，以电流表G读数为横坐标，以电压表V读数为纵坐标绘出了如图所示的图线，根据图线可求出电源的电动势E=_______V(保留三位有效数字；),电源的内阻r=_______Ω(保留两位有效数字）四．计算题（4小题，共44分）20．（10分）如图所示，光滑斜面底端B平滑连接着半径为r=0.40m的竖直光滑圆轨道。质量为m=0.50kg的小物块，从距地面h=1.8m高处沿斜面由静止开始下滑，（取g=10m/s2）求：①物块滑到斜面底端B时的速度大小②物块运动到圆轨道的最高点A时，受到圆轨道的压力大小21．（10分）如图10—15所示，电源的电动势为50V，电源内阻为1.0Ω，定值电阻R=14Ω，M为直流电动机，电枢电阻R′=2.0Ω，电动机正常运转时，电压表读数为35V，求在100s时间内电源做的功和电动机上转化为机械能的部分是多少？22．（12分）如图所示，长为L的两平行金属板A、B相距d水平放置，板间充满图示的匀强磁场。质量为m、电量为q的粒子（不考虑重力）以速度V0从两平行板中央O点入射，刚好从B板右端飞出。求：（1）磁感应强度的大小；（2）要使粒子沿虚线通过平行板电容器，则A、B板间要加多大的电压；（3）撤去磁场，保持（2）问中两板间电压和粒子入射速度不变，粒子在两板间运动的时间及侧移的距离为多少？23．（12分）如图所示，内径为r、外径为2r的圆环内有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场．圆环左侧的平行板电容器两板间电压为U，靠近M板处静止释放质量为m、电量为q的正离子，经过电场加速后从N板小孔射出，并沿圆环直径方向射入磁场，求：(1)离子从N板小孔射出时的速率；(2)离子在磁场中做圆周运动的半径；(3)要使离子不进入小圆区域，磁感应强度的取值范围．ABOhMVRrE10—15MNOmq,UBr2r2014—2015化州一中高二物理元旦智科竞赛答题卷姓名编号成绩一、二．选择题:题号12345678答案DCDACDCD题号91011121314151617答案ABADACACCDBCCDADAD三、实验题：18．（1）（2）（3）.（4）（5）19．（1）（2）（3）（4）四．计算题20．21．22．23．18【答案】（1）0.516（2）3（3）ACE（4）bπUD24Il（5）镍铬合金解析：（1）根据螺旋测微器读数规则，金属丝的直径D＝0.516mm。（2）接入电路的金属丝的阻值R＝3Ω。（3）电压表应选用量程3V的A；电流表应选用量程600mA的C；滑动变阻器应选用总阻值10Ω的E。（4）由于待测电阻小，采用电流表外接，电压表的左端应与电路中的b点相连。由R＝U/I，R＝ρl/S，S＝π2D/4联立解得ρ＝πUD24Il。19【答案】（1）量程与被测电流值相比较太大（2分）（2）0.603（2分）（填0.6或0.60均给分）（3）R1（2分）（4）1.48（3分），0.84（3