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宁波市2008年高二物理竞赛试题



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 C. 都属于强相互作用 ) B. 都属于电磁相互作用 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
密 封 线 内 不 要

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 C. 地面对 A 的摩擦力向右 D. 地面对 A 无摩擦力 )
B 图1

B. A 受到 B 对它的向右的摩擦力

A

姓名

答 题

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 C. 加沿斜面向下的匀强磁场 ( D. 加水平向左的匀强磁场 ) I
?
图2

B. 加垂直斜面向上的匀强磁场

答 在 密 封 线 内

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 r B. 月球绕地球运行的周期 T 和月球的半径 R C. 月球绕地球运行的角速度? 和月球绕地球运行的轨道半径 r D. 月球绕地球运行的周期 T 和月球绕地球运行的线速度 v 5. 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,克服电场力 做功 1.73?10-3J, 则该匀强电场的场强大小及方向是 ( A. 865 V/m, 垂直 AC 向左 )
A 图3 C 60? B

学校

无 效

B. 865 V/m, 垂直 AB 斜向下 D. 1000 V/m, 垂直 AB 斜向上

所在县(区)

C. 1000 V/m, 垂直 AB 斜向下

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 a1 >a2 , 它们可能相遇两次 C. 若 a1 < a2 , 它们一定能相遇两次 ) B. 若 a1 > a2 , 它们不可能相遇 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 12 J , 则此人对小球所做的功为 ( ) A. 12 J B. 16 J C. 18 J D. 24 J
1

8. 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 (
Q Q

)
Q Q C R S

O

A

i

O

B

i

O

C

i

O

D

i

图4 1 R1 R2

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. 0.23 A B. 0.24 A C. 0.25 A D. 0.26 A )

R E

2

r
图5

A

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 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 = .
A C A B 图7 C

)
A R S 图6 L B



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 .

R
B 图8 D

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 G 2. (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 .
C R1 图9

.

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 器所带的电荷量 C.
2

A, 电容

A
A

R2

R3

B 图 10

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 .
B A

. ? ? B? ? ? ? ? ? ? ?
v 图 11

C

19. 一物体以 v0 = 5 m/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 +2 m/s2 , 则该物体速度与时间的关系为 v = m/s

20. 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] A

P B 图 12

C

Q

?选做题, 非一级重点中学考生做 A 题, 一级重点中学考生做 B 题. 23A. 如图 13 所示, 小滑块 A (可视为质点)叠放在长 L= 0.52 m 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 =1.0 kg , B 的质量 mB = 3.0 kg , A、B 之间及 B 与水平面的动摩擦因数
F
A

? = 0.25, 现用一个水平向左的恒力 F 拉 B, 经 t = 2.0 s 后 A 滑离 B, 求拉
力 F 的大小. (取 g =10m/s2 ) [14 分]
3

B 图 13

23B. 如图 14 所示, 小滑块 A (可视为质点)叠放在长 L= 0.52 m 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 1 kg, 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 0.2 s 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]

F

A

B

C 图 14

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 1 .现将细线水平拉 3 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 1 .现将细线水平拉 3 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]

O O?

l

m

E

图 15

4

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. 5 m/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 =10 m/s2 ) [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 = k t, 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] ? a ? ? ? ? ? b
图 17-2 R N

M

v

图 16

? a ? ?

? ? ? b

? c? ?V ? a ? c?

图 17-1

? ? ?

c? ? a V c?

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

L0

?

? O ?18 图

?

L0

?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]
5

?
O ?19 图

? ?

密 封 线 内 不 要 答 题

答 在 密 封 线 内 无 效

6



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