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上海市第十九届高二物理竞赛(浦东新区建平中学杯) 初 赛 试 题



上海市第十九届高二物理竞赛(浦东新区建平中学杯) 初 赛 试 题
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。每小题给出的四个答案中只有一个是正确的) 1.物理学的发展史是物理学的一个重要组成部分,通过学习科学大师们的研究方法和 探究

精神有助于提高同学们的科学素养, 本题所列举的科学家都是为物理学发展做出突出贡 献的杰出人物。下列表述正确的是( )B, (A)牛顿发现了万有引力定律,并测出了引力常数 (B)法拉第发现了电磁感应现象,使人类社会进入电的时代 (C)伽利略发现了行星运动三大定律 (D)麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在,并用实验方法给予证实 2.a、b 两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的速度图像 如图所示,下列说法正确的是( )C, (A)a、b 加速运动时,物体 a 的加速度大于物体 b 的加速度 (B)20s 时,a、b 两物体相距最远 (C)60s 时,物体 a 在物体 b 的前方 (D)40s 时,a、b 两物体速度相等,相距 200 m 3.以速度 v0 水平抛出一小球,如果从抛出到某时刻小球的竖 直分位移与水平分位移大小相等,以下判断正确的是( (A)此时小球的竖直分速度大小等于水平分速度大小 (B)此时小球的速度大小为 2v0 (C)此时小球速度的方向与位移的方向相同 (D)小球运动的时间为 2v0/g 4.大爆炸理论认为,我们的宇宙起源于 137 亿年前的一次大爆炸。除开始瞬间外,在 演化至今的大部分时间内,宇宙基本上是匀速膨胀的。上世纪末,某超新星的观测显示,宇 宙正在加速膨胀,面对这个出人意料的发现,宇宙学家探究其背后的原因,提出宇宙的大部 分可能由暗能量组成, 它们的排斥作用导致宇宙在近段天文时期内开始加速膨胀。 如果真是 这样,则标志宇宙大小的宇宙半径 R 和宇宙年龄 t 的关系,大致是下面哪个图( )C, )D,

5.使带电的金属球靠近不带电的验电器,验电器的箔片张开。下列各图表示验电器上 感应电荷的分布情况,正确的是( )B,

1

6.如图所示,厚壁容器的一端通过胶塞插进一支灵敏温度计和一根气针,另一端有个 用卡子卡住的可移动胶塞。 用打气筒慢慢向容器内打气, 使容 器内的压强增大到一定程度, 这时读出温度计示数。 打开卡子, 胶塞冲出容器后( 减少 (B)温度计示数变大,实验表明外界对气体做功,内能增加 (C)温度计示数变小,实验表明气体对外界做功,内能减少 (D)温度计示数变小,实验表明外界对气体做功,内能增加 7.如图所示,矩形线框 abcd 的 ad 和 bc 的中点 M、N 之间连 接一电压表,整个装置处于匀强磁场中,磁场的方向与线框平面 垂直,当线框向右匀速平动时,下列说法中正的是( )D, (A)穿过线框的磁通量不变化,MN 间无感应电动势 (B)穿过线框的磁通量有变化,MN 间有感应电动势 (C)MN 间有电势差,电压表有示数 (D)MN 间有电势差,电压表无示数 8.飞机在万米高空飞行的时候,舱外气温往往在-50℃以下,由于机上有空调设备, 舱内总是温暖如春。不过这时空调的作用不是使空气升温,而是降温。高空的大气压比舱内 气压低,要使舱内获得新鲜空气,必须使用空气压缩机把空气从舱外压进来。关于机舱内空 调降温,下列说法正确的是( )C, (A)由于飞机与空气摩擦,舱内温度升高,需空调降温 (B)由于万米高空空气稀薄,太阳对飞机的照射更强烈,舱内温度升高,需空调降温 (C)由于空气压缩机对气体做功,使气体的内能增加,温度升高,需空调降温 (D)由于空调机能把热量从低温物体传递到高温物体,所以违背了能量转化具有方向 性 的理论 9.如图所示,一质量为 M、倾角为 θ 的斜面体静止放在水平地面上,质量为 m 的小木 块(可视为质点)放在斜面上,现用一平行于斜面、大小恒定的拉力 F 作用于小木块,拉 力在斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中,斜面体和木 块始终保持静止状态。下列说法中正确的是(
2

)C,

(A)温度计示数变大,实验表明气体对外界做功,内能

)C,

(A)小木块受到斜面的最大摩擦力为 F +m2g2sin2θ (B)小木块受到斜面的最大摩擦力为 F-mgsinθ (C)斜面体受到地面的最大摩擦力为 F (D)斜面体受到地面的最大摩擦力为 Fcosθ 10.汽车电动机启动时车灯会瞬时变暗,如图,在打开车灯的 情况下,电动机未启动时电流表读数为 10A,电动机启动时电流表 读数为 58A,若电源电动势为 12.5V,内阻为 0.05Ω,电流表内阻不 计,则因电动机启动,车灯的电功率降低了(
2

)B,

(A)35.8W (C)48.2W

(B)43.2W (D)76.8W

二、多项选择题(每小题 4 分,共 40 分。每小题给出的四个答案中有一个以上是正确 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,带正电的点电荷固定于 Q 点,电子在库仑力作用 下,做以 Q 为焦点的椭圆运动。M、P、N 为椭圆上的三点,P 点 是轨道上离 Q 最近的点。 电子在从 M 点到达 N 点的过程中 ( A、C, (A)速率先增大后减小 (C)电势能先减小后增大 (B)速率先减小后增大 (D)电势能先增大后减小 )B、D, )

12.如图所示,物块 A 放在倾斜的木板上,木板的倾角 α 为 30° 和 45° 时物块所受摩擦力的大小恰好相同,则( (A)物块和木板间的动摩擦因数为 0.5 (B)物块和木板间的动摩擦因数为 2/2 (C)木板的倾角 α 为 45° 时物块可能在斜面上做匀速运动 (D)木板的倾角 α 为 45° 时物块一定在斜面上做匀加速运动 13.如图,物体 B 经一轻质弹簧与下方地面上的物体 A 相连, A、B 都处于静止状态。用力把 B 往下压到某一位置,释放后,它恰 好能使 A 离开地面但不继续上升。如果仅改变 A 或 B 的质量,再用 力把 B 往下压到同一位置后释放,要使 A 能离开地面,下列做法可 行的是( )B、D, (B)仅减小 B 的质量 (D)仅减小 A 的质量 )A、D, (A)仅增加 B 的质量 (C)仅增加 A 的质量

14.空间某一静电场的电势?在 x 轴上分布如图所示,x 轴上两点 B、C 点电场强度在 x 方向上的分量分别是 EBx、ECx,下列说法中正确的有( (A)EBx 的大小大于 ECx 的大小 (B)EBx 的方向沿 x 轴正方向 (C)电荷在 O 点受到的电场力在 x 方向上的 分量最大 (D)负电荷沿 x 轴从 B 移到 C 的过程中,电 场力先做正功,后做负功 15.如图甲所示,O 为振源,OP=s,t=0 时 刻 O 点由平衡位置开始振动,产生向右沿直线传 播的简谐横波。图乙为从 t=0 时刻开始描绘的 P 点的振动图像。下列判断中正确的是( C, (A)该波的传播速度 v=s/(t2-t1) (B)这列波的波长?=s(t2-t1)/t1 (C) t=0 时刻, 振源 O 振动的方向沿 y 轴正
3

)B、

方向 (D)t1 时刻,P 点的振动方向沿 y 轴负方向 16.如图所示,质量分别为 m1、m2 的两个小球 A、B,带有等量异种电荷,通过绝缘轻 弹簧相连接,置于绝缘光滑的水平面上。突然加一水平向右的匀强电场后,两球 A、B 将由 静止开始运动,对两小球 A、B 和弹簧组成的系统,在以后的运动 过程中,以下说法正确的是(弹簧不超过弹性限度) ( D, (A)A、B 两小球处于平衡状态 (B)A、B 两小球将作简谐振动 (C)系统机械能不守恒 (D)系统机械能和电势能总量守恒 17.如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方 O 点处有一正点电荷,带负电的小物体 以初速度 v1 从 M 点沿斜面上滑,到达 N 点时速度为零,然 后下滑回到 M 点,此时速度为 v2(v2<v1) 。若小物体电荷 量保持不变,OM=ON,则( )A、D, (A)小物体上升的最大高度为(v12+v22)/4g (B)从 N 到 M 的过程中,小物体的电势能逐渐减小 (C) 从 M 到 N 的过程中, 电场力对小物体先做负功后 做正功 (D)从 N 到 M 的过程中,小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小 18.如图所示 A、B 两物体用跨过定滑轮的轻绳相连,A 放置 在水平面上,与水平面的动摩擦因数恒定,对 A 施加水平向右的 外力 F,使 A 沿水平面向右运动的过程中 B 保持匀速上升。设绳 的拉力为 T,地面对物体 A 的弹力为 N,地面对 A 的摩擦力为 f, 以下判断正确的是( (A)T 保持不变 (C)f 逐渐增大 )A、C、D, (B)N 逐渐减小 (D)F 逐渐增大 )C、

19.如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环。棒 和环的质量均为 m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,大小为 kmg(k>1) 。断开轻绳, 棒和环自由下落。假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无动能 损失。棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计。则( D, (A)棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,棒和环都做匀减速运动 (B)从断开轻绳到棒和环都静止的过程中,环相对于地面始终向下运动 (C)从断开轻绳到棒和环都静止的过程中,环相对于棒有往复运动,但总 位移向下


)A、B、



2kmgH (D)从断开轻绳到棒和环都静止,摩擦力做的总功为 ? k ?1
匀强磁场中;两根相同的导体棒 I、II 垂直于导轨放 置,它们的质量都为 m,电阻都为 R,导体棒与导
4

H

20.如图所示,两平行导轨 M 、N 水平固定在一个磁感应强度为 B、方向竖直向上的

轨接触良好,导轨电阻不计,导体棒与导轨间的动摩擦因数均为 μ。开始时两导体棒处于静 止状态,现对 I 棒施加一平行于导轨的恒力 F(方向如图所示) ,使 I 棒运动起来。关于两棒 的最终运动状态,下列说法可能正确的是( (A)I 棒最终做匀速运动而Ⅱ 棒静止 (B)I、II 两棒最终都以相同的速度做匀速运动 (C)两棒最终都匀速运动,但Ⅰ 棒的速度较大 (D)两棒最终都以相同的加速度运动 三、填空题(每小题 5 分,共 30 分) 21.如图所示,水平放置的旋转平台上有一质量 m=2kg 的 小物块, 物块与转轴间系有一劲度系数 k=100N/m 的轻质弹簧。 当旋转平台转动的角速度 ω 在 2rad/s 至 4rad/s 之间时物块可与 平台一起转动而无相对滑动,此时物块到转轴间的距离 R = 50cm。 据此可判断平台表面__________, (选填“一定光滑”、 “一 定不光滑”或“光滑和不光滑均可能”) 。 轻质弹簧的原长为____________ cm。一定不光滑, 40, 22.如图所示,水平地面上固定着一个开口竖直向上的较长的直筒形 气缸,气缸内有一个质量 M=4kg、横截面积 S=1.0× 10-3m2 的厚度可忽略 的活塞。活塞上质量 m=2kg 的小物体处于静止状态。开始时活塞被销子 拴住,此时活塞至气缸底部的距离 L=0.10m,气缸内封闭气体的压强 p =2.0× 105Pa。 拔去销子后活塞向上运动至某一位置时物体脱离活塞向上抛 出,此时气缸内的气体压强为________ Pa。物体上抛运动的最高点距离 其最初静止位置的高度 h=0.30m,则从拔出销子到物体脱离活塞的过程 中气体对活塞做的功为_____________ J(大气压强 p0=1.0× 105Pa。活塞与气缸壁的摩擦不 计,气缸内气体的温度不变) 。1.0× 105Pa,28 23.图示为一简单欧姆表原理示意图,其中电流表的满偏电流 Ig=300μA,内阻 Rg=100Ω,可变电阻 R 的最大阻值为 10kΩ,电池 的电动势 E=1.5V,内阻 r=0.5Ω,按正确使用方法测量电阻 Rx 的 阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则 Rx=____ kΩ。若该欧姆表 使用较长时间后,电池电动势减小到 1.25V,内阻增大到 15Ω,但 此表仍能准确调零,按正确使用方法再测上述 Rx,则测量结果 Rx =_____ kΩ。5,6, 24.2008 年 12 月,天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座 A*” 的质量与太阳质量的倍数关系。研究发现,有一星体 S2 绕人马座 A*做椭圆运动,其轨道半 长轴为 9.50 ? 102 天文单位(地球公转轨道的半径为一个天文单位) ,人马座 A*就处在该椭 圆的一个焦点上。观测得到 S2 星的运行周期为 15.2 年。 (1)若将 S2 星的运行轨道视为半径 r=9.50 ? 102 天文单位的圆轨道,试估算人马座 A*的质量 MA 是太阳质量 Ms 的________倍(计算结果保留一位有效数字) ; (2)黑洞的第二宇宙速度极大,处于黑洞表面的粒子即使以光速运动,其具有的动能 也不足以克服黑洞对它的引力束缚。由于引力的作用,黑洞表面处质量为 m 的粒子具有势 能为 Ep=—GMm/R (设粒子在离黑洞无限远处的势能为零) ,式中 M、R 分别表示黑洞的 质量和半径。已知引力常量 G=6.7 ? 10—11N· m2/kg2,光速 c=3.0 ? 108m/s,太阳质量 Ms=
5 Rx E A r R B

)A、C、D,

2.0 ? 1030kg,太阳半径 Rs=7.0 ? 108m,不考虑相对论效应,利用上问结果,在经典力学范 围内求得人马座 A*的半径 RA 与太阳半径 Rs 之比应小于_________(计算结果按四舍五入 保留整数) 。4?106,17, 25.如图所示,横截面为矩形的管道中,充满了水银,管 道的上下两壁为绝缘板,左右两壁为导体板(图中斜线部分) , 两导体板被一无电阻的导线短接。管道的高度为 a,宽度为 b, 长度为 c。加在管道两端截面上的压强差恒为 p,水银以速度 v 沿管道方向流动时,水银受到管道的阻力 f 与速度成正比,即 f =kv( k 为已知量) 。水银的稳定速度 v1 为____________;如果 将管道置于一匀强磁场中,磁场与绝缘壁垂直,磁感应强度的 大小为 B,方向向上,此时水银的稳定流速 v2 为_______(已知水银的电阻率为?,磁场只 存在于管道所在的区域,不考虑管道两端之外的水银对电路的影响) 。pab/k,pab?g/(k?+ B2abc) 26.一物体以初速 v0 竖直向上抛出,返回抛出点时的速度大小为 vt,运动过程中物体 所受的空气阻力与其运动的速度大小成正比,则其运动的总时间为_____________;若物体 上升过程的时间为 t1,且设其下降过程的最后阶段速度已达稳定不再变化,则其运动的总路 程为____________________。 (v0+vt)/g,2vt(v0-gt1)/g,

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上海市第十九届高二物理竞赛(浦东新区建平中学杯) 初 赛 试 题 答 卷 纸
学校 姓名
(装 订 线)

准考证号

一、单项选择题(每小题 3 分,共 30 分)

题号 答案

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

二、多项选择题(每小题 4 分,共 40 分)

题号 答案

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

三、填空题(每小题 5 分,共 30 分) 21. ; 22. ; 23. ; 24. ; 25. ; 26. ;

。 。 。 。 。 。

7



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