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高二物理竞赛初赛试题+参考答案


上海市第十六届高二物理竞赛(浦东新区洋泾中学杯)
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/s
2

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.在高处以初速度 v。水平抛出一石子

,当它的速度方向由水平变化到与竖直方向成 θ 角的过程中,石子的水平位移大小是(
2 v o sin ? A. g 2 v o cos? B. g


2 v o tan? C. g 2 v o cot? D. g

2.如图所示,一轻绳通过一个光滑的定滑轮,两端分别各系一质量 为 mA 和 mB 的物体,物体 A 放在地面上。开始时静止。当 B 的质量发生变 化时,物体 A 的加速度大小与物体 B 质量的定性关系为下图中的( )

3.如图所示,轻杆 A 端用光滑水平铰链装在竖直墙面上,B 端吊一重物 P,并用水平绳 连接在墙 C 处。在水平向右的力 F 缓缓拉起重物 P 过程中,杆 AB 所受压力( A.一直变大 C.先变小再变大 B.一直变小 D.一直不变 )

4.如图所示,曲线表示一列横波的传播,其中 实线是 t1=1 s 时的波形,虚线是 t2=2.5 s 时的波 形,且(t2-t1)小于一个周期,由此可以判断: ①波长一定为 40 cm

y /cm 5 0 -5 10 20 30 40 50 60 x /cm

②此波一定向 x 轴正方向传播 ③振幅为 10 cm ④周期可能为 6 s,也可能为 2 s 其中正确的是( A.只有①和④ C.只有①和② ) B.只有②和③ D.只有①、②和③

5.20 世纪 50 年代,科学家提出了地磁场的“电磁感应学说” ,认为当太阳强烈活动影 响地球而引起磁暴时,磁暴在外地核中感应产生衰减时间较长的电流,此电流产生了地磁场。 连续的磁暴作用可维持地磁场,则外地核中的电流方向为(地磁场 N 极与 S 极在地球表面的 连线称为磁子午线) ( )

A.垂直磁子午线由西向东 B.垂直磁子午线由东向西 C.沿磁子午线由南向北 D.沿磁子午线由北向南

6.一矩形通电线框 abcd 可绕其中心轴 OO’转动,它处在与 OO’ 垂直的匀强磁场中,如图所示。在磁场作用下线框开始转动,最后静 止在平衡位置,则平衡后( )

A.线框四边都不受磁场的作用力 B.线框四边受到指向线框外部的磁场力,但合力为零 C.线框四边受到指向线框内部的磁场力,但合力为零 D.线框的一对边受到指向线框外部的磁场作用力,另一对边受到指向线框内部的磁场作 用力,但合力为零

7.由同种材料制成的物体 A 和 B 放在长木板上,随长 木板一起以速度 v 向右做匀速直线运动,如图所示。已 知 MA > MB,某时刻木板停止运动,下列说法正确的是( )

A.若木块光滑,由于 A 的惯性较大,A、B 间的距离将增大 B.若木板光滑,由于 B 的惯性较小,A、B 间的距离将减小

C.若木板粗糙,A、B 一定会相撞 D.不论木板是否光滑,A、B 间的相对距离保持不变

8.两个宽度相同但长度不同的台球框固定在水平面 上,从两个框的长边同时以相同的速度分别发出小球 A 和 B,如图所示。设球与框边碰撞时无机械能损失,不 计摩擦,则( ) A B

A.A 球先回到出发框边 B.B 球先回到出发框边 C.两球同时回到出发框边 D.因两框长度不明,故无法确定哪一个球先回到出发框边
Mλ /(1014W/m3)

9.热辐射是指所有物体在一定的温度下都要向外辐射电磁波 的现象。 辐射强度指垂直于电磁波方向的单位面积在单位时间 内所接收到的辐射能量。 在研究同一物体于不同温度下向外辐 射的电磁波的波长与其辐射强度的关系时, 得到如图所示的图 线: 图中横轴表示电磁波的波长λ , 纵轴表示在不同温度下物 体辐射电磁波的强度 Mλ 。则由 Mλ —λ 图线可知,同一物体在 不同温度下,将: ( )

70 60 50 2000k 40 30 20 1600k 10 0 1 .0 2 .0 3 λ /μ m .0 1800k 2200k

A.向外辐射相同波长的电磁波的辐射强度相同 B.向外辐射的电磁波的波长范围相同 C.向外辐射的最大辐射强度随温度升高而减小 D.向外辐射的最大辐射强度的电磁波的波长向短波方向偏移

10.图示为一个内、外半径分别为 R1 和 R2 的圆环状均匀带电平面,其单位面积带电量为 ? 。 取环面中心 O 为原点,以垂直于环面的轴线为 x 轴。设轴上任意点 P 到 O 点的距离为 x,P 点 电场强度的大小为 E。下面给出 E 的四个表达式(式中 k 为静电力常量) ,其中只有一个是合 理的。根据你的判断,E 的合理表达式应为 ( )

A. E ? 2? k? (

R1 x ?R
2 2 1

?

R2 x ? R22
2

)x

B. E ? 2? k? (

1 x 2 ? R 21 R1 x ?R
2 2 1

?

1 x2 ? R22 R2 x ? R22
2

)x

C. E ? 2? k? (

?

)x

D. E ? 2? k? (

1 x ?R
2 2 1

?

1 x ? R22
2

)x

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) 11.二十世纪初有一批物理学家在微观领域的研究中取得了突出的成就,他们也因此获得了 崇高的荣誉。下列物理学家中,曾荣获诺贝尔物理奖的是( A.汤姆孙 C.贝克勒尔 B.卢瑟福 D.查得威克 )

12.类比是一种有效的学习方法,通过归类和比较,有助于掌握新知识,提高学习效率。在 类比过程中,既要找出共同之处,又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比, 总结出下列内容,其中正确的是 ( )

A.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系对电磁波也适用 B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 C.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播 D.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波

13.用图示电路观察 3 个小灯泡的亮度变化和两个电压表 的示数变化情况。如果滑动变阻器的滑片 P 由 a 端滑至 b 端,电压表 V1 示数变化的绝对值为△U1,电压表 V2 示数变 化的绝对值为△U2,则以下说法中正确的是( A.L1、L3 变亮,L2 变暗 )

B.L1、L2 变亮,L3 变暗

C.△U1<△U2

D.△U1>△U2

14.下列叙述正确的是 (



A.温度升高,物体内每个分子的热运动速率都增大 B.气体压强越大,气体分子的平均动能就越大 C.在绝热过程中外界对气体做功,气体的内能必然增加 D.自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性

15.如图所示,水平面上两物体 m1、m2 经一细绳相连,在水 平力 F 的作用下处于静止状态, 则联接两物体绳中的张力可 能为( A.零 ) B.F/2 C.F D.大于 F

16.如图所示,把 A、B 两球由图示位置同时由静止释放(绳开始时拉直、 不计空气阻力) ,则在两球向左下摆动时,下列说法正确的是( A.绳 OA 对 A 球不做功 B.绳 AB 对 B 球不做功 C.绳 AB 对 A 球做负功 D.绳 AB 对 B 球做正功 )

17.设地球的质量为 M,平均半径为 R ,自转角速度为 ω ,万有引力恒量为 G ,则有关同步 卫星的说法正确的是:( )

A.同步卫星的轨道与地球的赤道在同一平面内 B.同步卫星离地的高度为 h ?

3

GM

?2

C.同步卫星的向心加速度为 a ? D.同步卫星的线速度大小为 v ?

?
3

2

R

GM?

18.如图所示,竖直面内的虚线上方是一匀强磁场 B,从虚线下方竖直上抛一正方形线圈,线

圈越过虚线进入磁场,最后又落回原处,运动过程线圈平面保持在竖直面内,不计空气阻力, 则 ( )

A.上升过程克服磁场力做的功大于下降过程克服磁场力做的功 B.上升过程克服磁场力做的功等于下降过程克服磁场力做的功 C.上升过程克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率 D.上升过程克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率

19.将四个相同的灯泡分别组成如图所示的甲、乙两种电路 并接在相同的端压两端。调节变阻器,使每个灯泡都正常发 光。若两个变阻器 R1、R2 上消耗的功率分别为 P1、P2,则 P1、

P2 的大小关系可能为 (
A.P2=2P1 C.P2=8P1

) B.P2=4P1 D.P2=64P1

20.两个正、负点电荷周围电场线的分布如图所示。P、Q 为电场中的两点,以无穷远处为零 电势,则下列说法中正确的是( A.P 点的场强大于 Q 点的场强 B.Q 点的电势为负 C.负电荷右侧某处有一场强为零的点 D.两电荷连线中点处的电势为零 )

三.填空题(每小题 5 分,共 30 分) 21.两个质量均为 m=1.0kg 的质点 A 和 B,在光滑 的水平面上的同一起始线同时开始运动。A、B 的初 速度分别为 vA0=2.0m/s,vB0=1.2m/s,方向都向 右,如图所示。在运动的同时,A、B 都受到大小为

F=2.0×10-1N 力的作用,A 受力方向向左,B 受力方向向右。在以后的运动过程中,若用 L
表示两质点在任意时刻沿运动方向的距离, L 的数值为 1.2m 时, 当 可判断质点 B 在_________ 方(选填“左”或“右”;当 L 的数值范围为_____________时不可判断 A、B 质点谁在左谁 )

在右。

22.如图甲所示,一正方形金属线框位于 有界匀强磁场区域内, 线框的右边紧贴着磁场边 界,t=O 时刻对线框施加一水平向右的外力 F , 让线框从静止开始做匀加速直线运动,在 t0 时刻 穿出磁场。 图乙为外力 F 随时间变化的图象, 若 线框质量为 m ,电阻为 R ,图象中的 F。 t0 也为已知量,则线圈在穿出磁场时的速度 V 、 =___________,匀强磁场的磁感强度 B =____________。

23.如图所示,质量为 M 的木板,静止放在光滑的水平 面上,木板左侧固定着一根劲度系数为 K 的轻质弹簧,弹簧 的自由端到木板右端的距离为 L。一个质量为木板质量四分 之一的小木块从板的右端以初速度 v0 开始沿木块向左滑行,最终刚好回到木板右端与木板保 持相对静止。设木板与木块间的动摩擦因数为 ? ,木板加速度最大时的运动速度为________; 在木块压缩弹簧过程中(弹簧一直在弹性限度内)弹簧所具有的最大弹性势能为_________。

24. 如图所示, 竖直放置的气缸由两个粗细不同的圆柱形筒组成。 气缸中有 A、 两个用长为 L 的细绳连接的活塞, B 它们的截面积分别为

SA=20cm2,SB=10cm2,活塞 A 的质量 MA=1kg,外界大气压 P0=1.0×105Pa。
当气缸内气体的压强 P=1.2×10 Pa,温度 T=600K 时, 两活塞处于静止, 此 时 两 活 塞 到 气 缸 连 接 处 的 高 度 都 为 L/2 , 则 活 塞 B 的 质 量
5

MB=_________kg。当气缸内气体的温度降到 270K 时,活塞 B 距离两气
缸连接处的高度为________L(活塞与缸壁间的摩擦不计,气体始终无泄漏) 。

25.物理学家在微观领域中发现了“电子偶数”这一现象。所谓“电子偶数”就是由一个 负电子和一个正电子绕它们的质量中心旋转形成的相对稳定的系统。已知正、负电子的质量 均为 me,电量大小均为 e,普朗克恒量为 h,静电力常量为 k。假设“电子偶数”中正、负电 子绕它们质量中心做匀速圆周运动的轨道半径 r、运动速度 v 及电子的质量满足量子化理论:

2mevnrn= nh/2π ,n =1,2,3??,当 n =1 时电子旋转的速率大小为_______________。“电子
偶数”的能量为正负电子运动的动能和系统的电势能之和,已知两正负电子相距为 L 时的电 势能为 Ep=-k

e2 ,则 n =1 时“电子偶数”的能量为______________。 L

26.学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣,老师建议他 们先研究用厚度和质量分布均匀的方木块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆) ,如 图所示。让其在竖直平面内做小角度摆动,C 点为重心,板长为 L,周期用

T 表示。
甲同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离 L/2。 乙同学猜想:复摆的摆长应该大于 L/2。 为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探究: 用 T0 表示板长为 L 的复摆看成摆长为 L/2 单摆的周期计算值(T0=2 ? L / 2 ) ,用 T 表示板长为
g

L 复摆的实际周期测量值。计算与测量的数据如下表:
板长 L/cm 周期计算值 T0/s 周期测量值 T/s 25 0.70 0.81 50 1.00 1.16 80 1.27 1.47 100 1.41 1.64 120 1.55 1.80 150 1.73 2.01

由上表可知,复摆的等效摆长

L/2(选填“大于”“小于”或“等于”。 、 )

同学们对数据进行处理,进一步定量研究可得复摆的等效摆长 L 等=______________L(结 果保留二位有效数字) 。

上海市第十六届高二物理竞赛(浦东新区洋泾中学杯)

初 赛 试 题 答 卷 学校 姓名 考证号

(装

订 线)

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. ; ; ; ; ; ; 。 。 。 。 。 。

上海市第十六届高二物理竞赛(浦东新区洋径中学杯) 初 赛 试 题 参 考 答 案

一、单项选择题(每小题 3 分,共 30 分)

题号 答案

1 D

2 D

3 D

4 A

5 B

6 B

7 D

8 C

9 D

10 B

二、多项选择题(每小题 4 分,共 40 分)

题号 答案

11 ACD

12 ABC

13 BD

14 CD

15 ABC

16 ACD

17 AD

18 AC

19 BCD

20 AC

三、填空题(每小题 5 分,共 30 分。每小题均为前一空 2 分,后一空 3 分) 21. 22. 23. 24. 25. 26. 右 ; ; ; ;
2

0—0.8

。 。 。 。
2

Fo t 0 m
0.2V0 1Kg л Ke /h 大于

8m 3 R 5 F02 t 0
0.05MV0 0.9
2 2 4
2

; - meл K e /h ; 0.67

。 。


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