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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)


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。 2 3.本卷中重力加速度 g 取 10m/s 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( )

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,它们的速度图象如图所 示,下列说法正确的是( )

? 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.20 秒时,a、b 两物体相距最远 ? C.60 秒时,物体 a 在物体 b 的前方 ? D.40 秒时, 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 2 v0 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 2 v0/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(
1

)

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( )

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( )

A.温度计示数变大,实验表明气体对外界做功,内能减少 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( )

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( )
2

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 2 A.小木块受到斜面的最大摩擦力为 F ? (mg sin ? )



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( A.35.8 W C.48.2 W ) B.43.2 W D.76.8 W A M
电动机

×

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 到达 N 点的过程中( A.速率先增大后减小 B.速率先减小后增大 C. 电势能先减小后增大 D.电势能先增大后减小 12.如图所示,物块 A 放在倾斜的木板上,木板的倾角 α 为 )

3

30° 45° 和 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( A.仅增加 B 的质量 C.仅增加 A 的质量 )

B.仅减小 B 的质量 D.仅减小 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( )

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 轴正方向 D. t1 时刻,P 点的振动方向沿 y 轴负方向

4

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)( )

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.小物体上升的最大高度为 )

v12 ? v2 2 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 B.N 逐渐减小 D.F 逐渐增大




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( 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 )



H

5

D.从断开轻绳到棒和环都静止,摩擦力做的总功为 ?

2kmgH k ?1

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(不为零)运动,但Ⅰ棒的速度较大 D.两棒最终都以相同的加速度(不为零)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” “光滑和不光滑均可能”。 轻 、 或 ) 质弹簧的原长为____________ cm。 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) 。 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=300μ A,内阻 Rg=100Ω ,可变电阻 R 的最大阻值为 10kΩ ,电池的
Rx 6 E A r R B



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 ,但此表仍能调零,按正确使用方法再测上述 Rx,则测量结果 Rx=_____ kΩ 。 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(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=—G

Mm (设粒子在离黑洞无限远处的势能为零), 式中 M、 分别表示黑洞的质量 R R
—11

和半径。 已知引力常量 G=6.7 ? 10

N· 2/kg2, m 光速 c=3.0 ? 108m/s, 太阳质量 Ms=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人马座 A*的半径 RA 与太阳半径 Rs 之比应小于_________(结果按四舍五入保留整数) 。 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 v 2 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) 。 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____________________。

7

上海市第十九届高二物理竞赛(浦东新区建平中学杯) 初赛试题答案
一、单项选择题(每小题 3 分,共 30 分)

题号 答案

1 B

2 C

3 D

4 C

5 B

6 C

7 D

8 C

9 C

10 B

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

AC

BD

BD

AD

BC

CD

AD

ACD

ABD

ACD

三、填空题(每小题 5 分,共 30 分) 21. 一定不光滑;40cm。

22. 1.0×105Pa ;28。

23.5;6。
6 24.(1) 4 ? 10 ; (2)17 。

25.

p ?ab ? pab ; 。 k k ? ? B 2 abc

26.

v0 ? vt 2v (v ? gt1 ) ; t 0 。 g g

8


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