上海市第十五屆高二物理競(jìng)賽（復(fù)賽）.doc

高考資源網(wǎng)（） 您身邊的高考專家上海市第十五屆高二物理競(jìng)賽復(fù)賽試題說明：1、本卷共四大題，24小題滿分150分答卷時(shí)間為120分鐘2、答案及解答過程均寫在答題紙上。其中第一、二大題只要寫出答案，不寫解答過程；第三、四大題要求寫出完整的解答過程3，本卷中重力加速度用g表示，需要求教數(shù)值時(shí)取10ms2。一，選擇題(以下每題中有一個(gè)或一個(gè)以上選項(xiàng)符合題意，每小題5分，共40分)l、發(fā)現(xiàn)靜止點(diǎn)電荷間相互作用規(guī)律的科學(xué)家是 (A)安培；(B)法拉第； (C)麥克斯韋；(D)庫侖。2、如圖所示，有一條形磁鐵在自由下落的過程中遇到一導(dǎo)體圓環(huán)，磁鐵沿著圓環(huán)的軸線運(yùn)，則磁鐵的加速度 (A)在環(huán)的上方時(shí)大于g；(B)在環(huán)的上方時(shí)小于g； (C)在環(huán)的下方時(shí)大于g；(D)在環(huán)的下方時(shí)小于g3、如圖所示，一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在半徑為R的半球形容器中，由靜止開始自邊緣上的一點(diǎn)滑下，到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)，它對(duì)容器的正壓力N。則質(zhì)點(diǎn)自A滑到B的過程中，摩擦力對(duì)其所做的功為（A）（B）（C）（D）4、如圖所示，在水平面上勻加速前進(jìn)的車廂內(nèi)，有一與車廂相對(duì)靜止的觀測(cè)者測(cè)得與水平面成角的光滑斜面上的物塊相對(duì)于斜面向下的加速度a= gsin，由此可以推斷車廂在水平面上的加速度為(A)a0=gtg；(B) a0=gctg (C) a0=gsin：(D) a0=gcos5、如圖所示，質(zhì)量為m的物塊放在光滑的水平面上，物塊兩側(cè)聯(lián)接勁度系數(shù)為k的相同彈簧。左側(cè)彈簧左端固定。力F作用在右側(cè)彈簧右端P，開始時(shí)彈簧均為自由長度。第一次緩慢地將P點(diǎn)向右拉l距離，所做功為As第二次迅速地將P點(diǎn)向右拉l距離，所做功為Af，則有(A)Af=4As；(B) Af=2As；(C) 4Af=As；(D)2 Af=As。6、如圖所示，彈簧下面掛著質(zhì)量分別為m10.5kg和m20.3kg的兩個(gè)物體，開始時(shí)它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)。突然把m1和m2的連線剪斷后，m2的最大速率是(設(shè)彈簧的勁度系數(shù)k=10Nm) (A)0.77ms； (B)0.98ms； (C)1.34ms： (D)1.94ms。7、如圖所示，有一導(dǎo)熱板把絕熱氣缸分成A和B兩部分，分別充滿兩種不同氣體。在平衡態(tài)下， A和B兩種氣體的溫度相同。當(dāng)活塞緩慢運(yùn)動(dòng)壓縮絕熱氣缸內(nèi)的氣體A時(shí)(A)A的內(nèi)能增加了；(B)B的溫度升高了；(C)A和B的總內(nèi)能增加了；(D)A的分子運(yùn)動(dòng)比B的分子運(yùn)動(dòng)更劇烈。8、如圖所示，兩導(dǎo)體板平行放置可構(gòu)成一平板電容器C，將其接到電源上充電，直到兩導(dǎo)體板的電壓與電源的電動(dòng)勢(shì)E相等。當(dāng)電容器被充滿電荷時(shí)兩導(dǎo)體板分別帶電Q、-Q，電容器存儲(chǔ)的電能為QC，同時(shí)電路中電流為零，在整個(gè)充電過程中(A)在電阻上產(chǎn)生的熱量與電源電動(dòng)勢(shì)E無關(guān)；(B)在電阻上產(chǎn)生的熱量與R成正比；(C)在電阻上產(chǎn)生的熱量與R成反比；(D)在電阻上產(chǎn)生的熱量與R無關(guān)。二、填空題(每小題5分，共50分)9、如圖所示，一甲蟲從一半球形碗底沿碗內(nèi)表面緩慢向上爬，已知球面半徑為R，甲蟲與碗的內(nèi)表面的靜摩擦因數(shù)為=0.25，它可以爬的最大高度為。10、如圖所示，長為l的木板A的質(zhì)量為M，板上右端有質(zhì)量為m的物塊B（不計(jì)大?。?，物塊與木板間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為，它們一起靜止在光滑的水平面上。則質(zhì)量為m的物塊C至少以_的速率與木板左端發(fā)生完全非彈性碰撞時(shí)，方可使B脫離A板。11、一根粗細(xì)均勻的玻璃管，形狀如圖所示，管兩端都是開口的，右邊的U形管內(nèi)盛有水銀，兩邊水銀液面是平齊的。設(shè)此時(shí)U形管左側(cè)水銀面到A端的空氣柱總長度為L0=40cm。若把左側(cè)開口向下的玻璃管豎直插入水銀槽中，使管口A在水銀面下8cm，這時(shí)進(jìn)入左管中水銀柱高為_。(設(shè)大氣壓為p0=76cmHg，空氣溫度保持不變)12、如圖所示，兩個(gè)大導(dǎo)體板相互平行，水平放置，相距為d， 兩板間電勢(shì)差為U，板間存在與板平面相平行的磁場(chǎng)，磁感 應(yīng)強(qiáng)度為B。用噴霧器噴入帶電油滴，若某一油滴正好做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)，則該油滴的速率為_。13、如圖所示，一半徑為R的均勻帶電球面，帶電量為Q，在其正上方挖出一半徑為a的小圓盤(a0）的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于環(huán)面，則兩種金屬接觸點(diǎn)a、b間的電勢(shì)差大小U=。17、如圖所示，三角板的A30，B=90，AC=l，P為AB邊上一點(diǎn)，且ACP=30。當(dāng)三角板ABC在紙面內(nèi)以恒定角速度國繞C點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A點(diǎn)相對(duì)P點(diǎn)速度大小為。18、如圖所示，一細(xì)桿可以繞通過C點(diǎn)的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，半徑為R的半圓環(huán)向右以勻速 v 運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)桿恒與半圓環(huán)相切。當(dāng)細(xì)桿與水平線的交角為時(shí)，其繞水平轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的大小為。三、實(shí)驗(yàn)題(共2題，20分)19、(本小題10分)我們知道：如圖所示懸掛著的彈簧振子周期公式為，式中k為彈簧的勁度系數(shù)，m為懸掛負(fù)載的質(zhì)量。這是在不考慮彈簧質(zhì)量前提下的理論公式，但該理論公式和實(shí)驗(yàn)結(jié)果是有明顯偏差的。實(shí)驗(yàn)表明，在周期公式中的質(zhì)量除了包括負(fù)載質(zhì)量m外還應(yīng)包括彈簧自身質(zhì)量m0的影響，即,式中為彈簧質(zhì)m0對(duì)振子周期影響的有效質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)中我們可以通過改變負(fù)載質(zhì)量(往懸掛在彈簧下的托盤中添加不同質(zhì)量的砝碼)同時(shí)記錄振子周期的辦法獲得彈簧的有效質(zhì)量meff。下表為實(shí)驗(yàn)中添加的砝碼質(zhì)量和振子周期的幾組(m，T)值，m(g)2.005.008.0014.0020.0029.00r(s)0.360.420.470.570.650.75 請(qǐng)用作圖法求彈簧的勁度系數(shù)k和有效質(zhì)量meff(已知托盤的質(zhì)量為mt=1.82g)。 (1)推導(dǎo)彈簧振子周期r和彈簧的有效質(zhì)量meff之間的關(guān)系式。 (2)選擇坐標(biāo)軸，根據(jù)上表數(shù)據(jù)作出相應(yīng)的圖線。 (3)根據(jù)圖線求出彈簧的勁度系數(shù)k和有效質(zhì)量所meff，需有相應(yīng)簡(jiǎn)單的演算過程。20、(本小題10分)現(xiàn)有如下實(shí)驗(yàn)器材：*標(biāo)準(zhǔn)鎘汞電池1節(jié)，其電動(dòng)勢(shì)為已知標(biāo)準(zhǔn)值Es；*普通的干電池1節(jié)，其電動(dòng)勢(shì)為Ex；*電阻箱1個(gè)，用符號(hào)Rp表示；*標(biāo)有長度刻度、粗細(xì)均勻的長為11米的電阻絲一根，用符號(hào)RL表示；*檢流計(jì)1只，用符號(hào)G表示；*待測(cè)電池1節(jié)，用符號(hào)Ex表示：*開關(guān)、導(dǎo)線、接線器若干。請(qǐng)應(yīng)用如上實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一可以比較精確地測(cè)量待測(cè)電池最大小的電路。要求：(1)在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)原理圖。(2)寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟。四、計(jì)算題(共4題，40分)21、(本小題8分)一條輕繩跨過一輕滑輪(滑輪與軸間摩擦可忽略)，在繩的一端掛一質(zhì)量為m1的物體，在另一側(cè)有一質(zhì)量為m2的環(huán)，求當(dāng)環(huán)相對(duì)于繩以恒定的加速度a2 沿繩向下滑動(dòng)時(shí)，物體和環(huán)相對(duì)地面的加速度各是多少?環(huán)與繩間的摩擦力多大?22、(本小題8分)如圖所示為法拉第圓盤發(fā)電機(jī)。半徑為 r 的導(dǎo)體圓盤繞豎直軸以角速度旋轉(zhuǎn)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B豎直向上，電刷a與圓盤表面接觸，接觸點(diǎn)距圓心為 r2，電刷b與圓盤邊緣接觸，忽略圓盤電阻和接觸電阻，求通過電阻R的電流強(qiáng)度的大小和方向。23、(本小題10分)質(zhì)量為m，邊長為l的兩個(gè)正方體相距為d0=l，放置在光滑水平面上； 將一個(gè)完全相同的正方體輕輕地斜放在兩個(gè)正方體上(如圖所示)。設(shè)正方體間的接觸處是光滑的，求放上后上方正方體和下方右側(cè)正方體在相互脫離前的加速度大小。24、(本小題14分)如圖所示，質(zhì)量為m，邊長為l的正方形平板與彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，另一端固定于地面，平板處于平衡狀態(tài)。質(zhì)量為m的第一個(gè)小球從平臺(tái)以一定速度垂直于平板的左邊緣水平拋出，并與平板發(fā)生完全非彈性碰撞(設(shè)平臺(tái)與板間高度差為h，拋出點(diǎn)在平板的左邊緣正上方)。隔一段時(shí)間后，以相同速度拋出第二個(gè)小球。(假定在任何情況下平板始終保持水平，忽略平板在水平方向上的運(yùn)動(dòng)，且為方便計(jì)算起見，設(shè)h=3)(1)求第一個(gè)小球落到平臺(tái)上形成的振子系統(tǒng)的周期和頻率；(2)為了使第二個(gè)小球與平板不發(fā)生碰撞，其拋出速度的最小值為多少?(3)在(2)的情況下，兩小球拋出的時(shí)間差是多少?參考答案一、選擇題題號(hào)12345678答案DBDAABCABCD二、填空題9、HR（1）10、vc11、4cm12、13、或14、0 a 15、16、17、l18、三、實(shí)驗(yàn)題19、（1）由得：（2）把表中數(shù)據(jù)在方格坐標(biāo)紙上作（mmt）T2圖，描出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)，畫出擬合直線（3）找出兩個(gè)數(shù)據(jù)在方格坐標(biāo)紙上的點(diǎn)（5.00，0.145），(25.00，0.475)（兩個(gè)“”，盡量取m為某一格上的點(diǎn)）斜率，所以勁度系數(shù)=2470g/s2=2.47kg/s2擬合直線，在T2軸上的截距為則有效質(zhì)量為4.00g20、（1）實(shí)驗(yàn)原理如圖所示（2）主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：先接通K1，調(diào)節(jié)電阻箱Rp，使電路中的電流I適中；再把K2接通Es，滑動(dòng)檢流計(jì)在RL上的位置，使流過檢流計(jì)的電流為零，記錄電阻絲左側(cè)的長度Ls，則 I c Ls Es（式中c為電阻絲單位長度的電阻）然后再把K2接通Ex，滑動(dòng)檢流計(jì)在 RL 上的位置，使流過檢流計(jì)電流再次為零，記錄電阻絲長度 Lx，則I c Lx Ex則待測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)為：Ex=fm2gfm1g21、物體受力如圖所示，分別對(duì)兩個(gè)物體列出動(dòng)力學(xué)方程加速度滿足關(guān)系式解方程得：22、Ob間的電動(dòng)勢(shì)為Oa間的電動(dòng)勢(shì)為則ab間的電動(dòng)勢(shì)方向由b到a通過R的電流為方向向下N1mgNN2mgN123、物體脫離前，受力分析如圖所示，其中N1N2N對(duì)于上方正方體，由對(duì)稱性分析得知，：其只有豎直方向上有運(yùn)動(dòng)其中45，右側(cè)正方體向右運(yùn)動(dòng)滿足加速度滿足關(guān)系解得24、（1）碰撞前后小球與平板（總質(zhì)量為2m一起在新的平衡位置上下做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，如圖中虛線所示攏子系統(tǒng)的周期為攏子系統(tǒng)的頻率為（式中為角頻率）（2）碰撞前，第一個(gè)小球在豎直方向的速度為OY發(fā)生完全彈性碰撞，豎直方向有近似動(dòng)量守恒則碰撞后平板運(yùn)動(dòng)的速度為振子振幅為旋轉(zhuǎn)參考矢量