上海市第17届高二物理竞赛初赛试卷

上海市第十七届高二物理竞赛（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．物体沿直线由A运动到B再运动到C，AB段平均速度为v1，运动时间为t1，BC段平均速度为v2，运动时间为t2，则（）（A）若AB＝BC，AC段平均速度为v1＋v22（B）若AB＝BC，AC段平均速度为v12＋v222（C）若t1＝t2，AC段平均速度为v1v2v1＋v2（D）若t1＝t2，AC段平均速度为2v1v2v1＋v22．图为用频闪照相拍摄的一张沿x轴正方向传播的机械波的照片，如果频闪时间间隔为12s，且小于波的周期，分析照片可知，下列波的周期值符合条件的是（）（A）34s（B）1s（C）32s（D）23s3．如图所示，环形导线和直导线相互绝缘，且直导线又紧靠环的直径。如果直导线被固定，则两者通以图示方向的电流后，环形牟情况是（）（A）静止不动（B）以直导线为轴转动（C）向磁通量减小的方向运动（D）向磁通量增加的方向运动4．一根直导线通过50Hz的正弦交流电，在导线下有一断开的金属环，如图所示，那么相对于b来说，a的电势最高是在（）（A）电流方向向右，电流强度最大时（B）电流方向向左，电流强度最大时（C）电流方向向右，电流强度减小到零时（D）电流方向向左，电流强度减小到零时5．如图所示，物块从斜面的底端以确定的初速度开始沿粗糙斜面向上做匀减速运动，恰能滑行到斜面上的B点，如果在滑行过程中（）（A）在物块上施加一个竖直向下的恒力，则不能滑行到B点（B）在物块上施加一个竖直向下的恒力，仍能滑行到B点（C）在物块上施加一个水平向右的恒力，则一定能滑行到B点以上（D）在物块上施加一个水平向右的恒力，则一定不能滑行到B点6．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I’AIBI’xyOII’vB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＝n1D12D227．如图所示，PQS是固定于竖直平面内的光滑的14圆周轨道，圆心O在S的正上方，在O和P两点各有一质量为m的小物块a和b，从同一时刻开始，a自由下落，b沿圆弧下滑。以下说法中正确的是（）（A）a比b先到达S，它们在S点的动量不相同（B）a与b同时到达S，它们在S点的动量不相同（C）a比b先到达S，它们在S点的动量相同（D）b比a先到达S，它们在S点的动量不相同8．如图所示，a、b、c分别是一定质量的理想气体的三个状态点，设a、b、c状态的气体密度和内能分别为a、b、c及Ea、Eb、Ec，则下列关系中正确的是（）（A）a＞b＞c，Ea＞Eb＞Ec（B）a＜b＝c，Ea＝Eb＞Ec（C）a＝b＞c，Ea＞Eb＝Ec（D）a＝b＜c，Ea＞Eb＝Ec9．粒子甲的质量与电荷量分别为粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电，让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动。已知磁场方向垂直纸面向里。以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是（）10．如图甲所示，一电粒子发水平初速度v0（v0＜E/B）先后进入方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，已知电场方向竖直向下，两个区域宽度相同且紧邻在一起。在带电粒子穿越电场和磁场的过程中（其所受重力不计），电场和磁场对粒子所做的总功为W1，若把电场和磁场正交重叠，如图乙所示，粒子仍以相同的初速度穿过重叠场区，在带电粒子穿越电场和磁场的过程中，电场和磁场对粒子所做的总功为W2，则（）（A）一定是W1＞W2（B）一定是W1＝W2（C）一定是W1＜W2（D）可能是W1＜W2，也可能是W1＞W2二．多项选择题（每小题4分，共40分。甲乙甲乙乙甲乙甲（A）（B）（C）（D）v0v0EBBE甲乙pabc－273Ot主动轮从动轮OPQS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，1、2两个物体之间用轻弹簧相连结，放在光滑水平面上，物体1紧靠竖直墙，现在向左推物体2使弹簧压缩，然后由静止释放，则（）（A）弹簧第一次恢复为原长后，物体1开始加速（B）弹簧第一次伸长为最长时，两个物体速度一定相同（C）弹簧第二次恢复为原长后，两个物体速度一定反向（D）弹簧再次压缩到最短时，物体1的速度可能为零12．物体人地面以60J的初动能竖直向上抛出，当它上升到某一高度A点时，动能减少30J，机械能减少10J，若空气阻力大小不变，以地面为零势能面，则物体（）（A）在最高点处重力势能为40J（B）落地时动能为20J（C）上升过程中动能与重力势能相等时，动能小于30J（D）下落过程中动能与重力势能相等时，重力势能大于20J13．在图示电路中，灯L1、L2的电阻分别为R1、R2，变阻器的最大电阻为R0，若有电流通过，灯就发光，假设灯的电阻不变，当变阻器的滑片P由a端向b端移动时，灯L1、L2的亮度变化情况是（）（A）当R2＞R0时，L1变暗，L2变亮（B）当R2＞R0时，L1先变暗后变亮，L2先变后亮变暗（C）当R2＜R0时，L1先变暗后变亮，L2先变后亮变暗（D）当R2＜R0时，L1先变暗后变亮，L2不断变亮14．如图所示，绝热气缸中间用固定栓将可无摩擦移动的导热隔板固定，隔板质量不计，左右两室分别充有一定量的氢气和氧气（视为理想气体）。初始时，两室气体的温度相等，氢气的压强大于氧气的压强，松开固定栓直至系统重新达到平衡，下列说法中正确的是（）（A）初始时氢分子的平均动能大于氧分子的平均动能（B）系统重新达到平衡时，氢气的内能比初始时的小（C）松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中有热量从氧气传递到氢气（D）松开固定栓直至系统重新达到平衡的过程中，氧气的内能先增大后减小15．在光滑绝缘水平面上，AB两点分别固定一个带等量正电荷的小球，O为AB连线之中点。在AO之间，C点由静止释放一个也带正电的小球，以后该球做往复运动，且在运动中，运动小球的电量逐渐减小，下述说法中正确的是（）（A）小球第一次经过O点时的速度最大（B）小球每次经过O点时的速度一样大（C）小球往复运动的振幅不断增大（D）小球往复运动的振幅不断减小16．两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一个平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电（）（A）保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小KRC＋Q＋q＋QACOB固定栓绝热气缸导热隔板12L2baPL1（B）保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电量增大（C）断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小（D）断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的电势差17．三个一定质量的带电小球放在光滑绝缘水平面上，其中A、B小球固定，C小球在AB正中间处保持静止，则（）（A）若A球带正电，C球带负电，将A球沿AB连线缓慢远离B球，则C球也将缓慢离开B球（B）若A球带正电，C球带正电，将A球沿AB连线缓慢靠近B球，则C球也将缓慢靠近B球（C）若三球带同种电荷，将A球带电量突然减小为某一值，C球将做加速度越来越小的运动（D）若三球带同种电荷，将C球从平衡位置略微向正上方拉起后静止释放，C球可能仍静止18．两端封闭的U型管竖直放置，管内的左右两段空气柱A、B被一段水银柱隔开，设原来的温度分别为TA和TB，当温度各自升高TA和TB时，水银柱高度差h的变化情况是（）（A）若TA＝TB且TA＝TB，则h不变（B）若TA＝TB且TA＝TB，则h增大（C）若TA＝TB且TA＜TB，则h减小（D）若TA＞TB且TA＝TB，则h增大19．如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平足够长直杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ。现给环一个向右的初速度v0，同时对环施加一个竖直向上的作用力F，并使F的大小随v的大小变化，两者关系F＝kv，其中k为常数，则环在运动过程中克服摩擦所做的功大小可能为：（）（A）12mv02（B）0（C）12mv02＋m3g22k2（D）12mv02－m3g22k220．如图所示，光滑平行金属导轨水平放置在均匀磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，质量为m、电阻为R的导体棒静止在导轨上。导轨的一端经电键与带有等量异号电荷（电量均为Q）的平行导体板连接。开始时电键S处于打开状态，当闭合电键时，发现导体棒开始运动。已知两导体板之间的电势差与导体板所带电量成正比。下列说法中正确的是（）（A）导体板上的电荷逐渐减少，最后变为零（B）导体棒中的电流逐渐减少，最后变为零（C）导体棒的速度先增大，后减小，最后变为零（D）导体棒的速度达到最大时，导体板上的电荷不为零三．填空题（每小题5分，共30分）21．如图所示，做简谐运动的单摆摆球a向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b发生碰撞，并粘在一起，且摆动平面不变。已知碰撞前a球摆动的最高点与最低点的高度差为h，摆动的周期为T，a球质量是b球质量的5倍，碰撞前a球在最低点的速度是bABhv0FS＋QB—QOhab球速度的一半。则碰撞后所形成的单摆的摆动的周期为___________，摆球最高点与最低点的高度差为___________。22．一只新买的篮球原来里面没有气体，现给它充气到了p0（p0为当时的大气压），此时篮球半径为R，若篮球壁的厚度不计，则这部分气体原来在大气中的体积为___________，此时这只篮球单位长度上的张力为______________。（球体积公式为V＝4R3/3，表面积公式为S＝4R2，设温度不变）23．如图，带电量均为＋q的一对点电荷，被分别固定在空间相距2h的A、B两点。在正电荷的电场区域内，有一个电子（电量为e，质量为m，重力可不计）正在做匀速圆周运动。设此时电子到正电荷的距离为x，则该电子受到的电场力为＿＿＿＿＿，电子的动能Ek与距离x的函数关系为Ek＝_____________。24．一物体沿x轴在x1＝－A和x2＝A的区间内做简谐运动。则该物体在四分之一周期内通过的路程L的所有可能值的范围是__________，某人对此物体作随机观察，则该物体出现的微小间隔0≤x≤a中的概率是__________。25．如图所示，一凸字形容器由A、B两部分组成，容器A的高度为h，顶部装有抽气筒。容器B的横截面积为S，是容器A横截面积的2倍，B中有一活塞，活塞重为G，距离AB结合处也为h，设大气压强为p0，此时容器里的空气质量为m。现对容器进行抽气（设每次抽出气体的体积相同，温度保持不变，以下同）抽气10次后活塞正好上升到AB结合处，此时容器内气体的压强为__________，此后再抽2次，则容器A中剩余气体的质量约为__________。26．光滑平行轨道abcd如图所示，轨道的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中，bc段轨道宽度为cd段轨道宽度的2倍，轨道足够长。将质量相同的金属棒P和Q分别置于轨道上的ab段和cd段，P棒置于距水平轨道高h的地方，放开P棒，使其自由下滑，则最终达到稳定状态时P棒的速度为＿＿＿＿＿＿＿，Q棒的速度为＿＿＿＿＿＿＿。参考答案：一、1、C，2、D，3、D，4、D，5、A，6、B，7、A，8、C，9、A，10、A，二、11、A、B，12、A、B、C，13、A、D，14、C、D，15、A、C，16、B、C，17