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理科学科能力 高二物理 首届 答案


首届全国中学生数理化学科能力竞赛
高二物理学科能力解题技能初赛试题参考答案
1. AC 2. AB 3. C 4.C 5. BD 6. D7. CD 8. AD 9. AD 10. A

11.(1) s g / 2h

FfL (2) s

L (每空 2 分)

12. (1)

保护电源,防止短路 (3 分) (2)如图所示(有一处错就不给分) 分) (3 ( 3 )2.95 1.21 (每空 2 分) (4)多测几组 R、U,分别求出电动势 E、内阻 r,再求 E、r 的平均值,或利用图 象处理数据。(2 分)

V
– 3 15

R0

13. 设甲、乙两车的质量分别为 m1 和 m2 .紧急刹车时两车的制动力分别为 Fl 和 F2 , 刹车 时两车运动的加速度大小分别为 a1 和 a 2 ,根据牛顿第二定律分别可得 a1 ? 分)

F1 ? 5m / s 2 , (1 m1

a2 ?

F2 ? 4m / s 2 (1 分) m2
2 v0 =10 m。 分) (1 2a1

(1)设甲车停下来滑行的距离为 s,则 s ?

得 s =10 m < 15 m,所以甲车司机能避免闯红灯。 分) (2 (1) 因为 a1>a2,所以当乙车速度为零时恰不与甲车相撞,此时甲乙辆车车距最小。 分) (1
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则有甲车的位移 s1 ?

v2 (1 ? 10m , 分) 2a1

乙车的位移 s1 ? vt0 ?

v2 ? 17.5m (1 分) 2a 2

?s ? s2 ? s1 ? 7.5m (2 分)
14..(1)(3 分)根据轮子的实际直径 0.45m 和它在照片中的直径 1.0 cm, 由比例关系得:0.45m/1.0cm=h/1.3cm,实际上升的高度为 h=0.59 m。 (2)设杠铃在该过程中的最大速度为 ,有

得 vm ?

2h ? 1.5m / s t

(2 分)

(3)减速运动的时间应为

t2 ?

vm ? 0.15s g

(1 分)

加速运动的位移:

s1 ?

vm (t ? t 2 ) ? 0.49m 2

(1 分)

又 解得

a ? 2.3m / s 2

(1 分)

根据牛顿第二定律,有 解得

F ? 1842N ? 1.8 ? 103 N (2 分)

15. 解析:若要在 C 点正上方拦截到导弹,则反导弹 应竖直向上发射,即反导弹发射的速度方向竖直向上。 设导弹在 P 点发射的初速度为 v0,反导弹在 C 点发 射的初速度大小为 v, 导弹由 P 到 B 做平抛运动的时 间为 t,
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则: s2 ? v0 t

(1 分)

H ?

1 2 g gt (1 分) 解得: v0 ? s 2 (2 分) 2 2H h1 ? 1 2 gt 1 ,(1 分) 2

设反导弹经时间 t1 在 Q 点拦截到导弹,由图知

s1 ? v0 t1 (1 分)
h2 ? vt 1 ? 1 2 gt 1 2
(1 分) (1 分)

h1 ? h2 ? H
解得 v ?

s2 s1

gH (2 分) 2

16.(1)把人体两脚之间和两脚之间湿地分别看成一个电阻,则两电阻并联。 人体两脚间电阻为: R1 ? (300? 2? 1000) ? 1600 (1 分) ? ? 当两脚间距离为 0.5m 时两脚间湿地电阻为: R2 ? ? ? L1 解得: R2 ? 100? 0.5 ? 50 (1 分) ? ? 跨步电压为: U ? I1R1 , U ? 0.1?1600V ? 160V (1 分) 电路中总电阻为:

R总 ?

R1 R2 R1 ? R2

电路中的总电流: I ?

U1 160 ? ( R1 ? R2 ) ? ? (1600 ? 50) A ? 3.3 A (2 分) R1 ? R2 1600 ? 50

? ? (2)当两脚间距离为 1.0m 时两脚间湿地电阻为: R2 ? ? ? L1 ? 解得: R2 ? 100? 1.0 ? 100 (1 分) ? ?
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? 两脚间总电阻为: R总 ?

? R1 ? R2 ; ? R1 ? R2
1600? 100 V ? 310.6 (1 分) V 1600? 100

跨步电压为: U ? ? I总 R? ? 3.3? 总

通过人体的电流产生的电功率为: P ?

U ?2 310.62 ;P ? W ? 60.3W (1 分) R1 1600

通过人体的电流: I 2 ?

U ? 310.6 ? A ? 0.19A (1 分) R1 1600

题目中所述两种情况对人体都有极大的危险(1 分) 17.(1)小球由 A 运动到 B 根据动能定理, mgLcosθ -qEL(1+sinθ )=0 , (1 分)

解得 qE=

3 mg 3

(1 分)

设小球的平衡位置为 C, 悬线与竖直方向间的夹角为α , 小球受力如图, tanα = 则 (1 分) 解得α =30°(2 分)

qE 3 = mg 3

(2)由 A 到 C,根据动能定理,有 mgLsin60°-qEL(1-cos60°)=

1 2 mv C (2 分) 2

在 C 点,根据牛顿第二定律,有 T ? mg cos30? ? qE sin 30? ? m

2 vC (2 分) L

解得 T=

4 3 mg(1 分) 3
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18.(1)当最靠近上表面的烟尘颗粒被吸附到下板时,烟尘就被全部吸附.烟尘颗粒受到 的电场力为

F?

qU L

(1 分)

1 2 qUt2 L ? at ? 2 2m L

(1 分)

所以 t ?

2m L ? 0.02s qU

(1 分)

(2) 容器内的烟尘颗粒总数为 NAL, 一个颗粒从上极板到下极板时, 电场力的功为 qU,由 于板间烟尘颗粒均匀分布,可以认为烟尘的质心位于板间中点位置,因此,除尘过程中电 场力对烟尘所做总功为: W ?

1 NALqU =2.5×10-4J 2

(3 分)

(3)设烟尘颗粒下落距离为 x ,则板内烟尘总动能

Ek ?

1 qU mv 2 ? NA( L ? x) ? x ? NA( L ? x) . 分) (1 2 L L 时 EK 达最大, 分) (1 2 1 2 at1 2

当x ?

由 x?

,得 t1 ?

2x m (2 ? L ? 0.014s. 分) a qU

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