高中物理競賽試卷

1、高中物理競賽試卷一、單項(xiàng)選擇題：（請將正確選項(xiàng)的序號填在括號內(nèi)，每題5分，共10分。）1、以下列圖，把一個(gè)架在絕緣支架上不帶電的枕形導(dǎo)體放在帶負(fù)電的導(dǎo)體C周邊，達(dá)到靜電平衡后，以下對導(dǎo)體A端和B端電勢判斷正確的選項(xiàng)是()（取大地為零電勢點(diǎn)）AUAUBOBUAUBOCUAUBODUAUBO2、必然質(zhì)量的理想氣體處于某一平衡狀態(tài)，此時(shí)其壓強(qiáng)為P0，有人設(shè)計(jì)了四種路子，賭氣體經(jīng)過每種經(jīng)事后壓強(qiáng)仍為P0，這四種路子是先保持體積不變，降低壓強(qiáng)，再保持溫度不變，壓縮體積先保持體積不變，賭氣體升溫，再保持溫度不變，讓體積膨脹先保持溫度不變，使體積膨脹，再保持體積不變，賭氣體升溫先保持溫度不變，壓縮氣體，再保

2、持體積不變，賭氣體降溫可以判斷()A、不可以能B、不可以能C、不可以能D、都可能二、填空題：（請將答案填在題中的橫線上，每題5分，共10分。）1、2003年2月1日美國哥倫比亞號航天飛機(jī)在返回途中解體，造成人類航天史上又一悲劇。若哥倫比亞號航天飛機(jī)是在軌道半徑為r的赤道上空翱翔，且翱翔方向與地球自轉(zhuǎn)方向同樣，已知地球自轉(zhuǎn)角速度為0，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g,在某時(shí)刻航天飛機(jī)經(jīng)過赤道上某建筑物的上方，則到它下次經(jīng)過該建筑物上方所需時(shí)間為_。2、以下列圖，在湖面上有一個(gè)半徑為45m的圓周，AB是它的直徑，在圓心O和圓周上的A點(diǎn)分別裝有同樣的振動源，其波在湖面上流傳的波長是10m。若一只

3、小船在BABO處恰好感覺不到振動，它沿圓周慢慢向A劃行，在到達(dá)A從前的過程中，還有_次感覺不到振動。三、（14分）以下列圖，斜面重合的兩契塊ABC和ADC，質(zhì)量均為M，DA、BC兩面成水平，E是質(zhì)量為m的小滑塊，契塊傾角為，各面均為圓滑，系統(tǒng)放置在圓滑的水平平臺上自靜止開始釋放，問斜面未分別前小滑塊的加速度為多少？3AD21BC四、（15分）某顆地球同步衛(wèi)星正下方的地球表面上有一觀察者，他用天文望遠(yuǎn)鏡觀察被太陽光照射的此衛(wèi)星，試問，春分那天（太陽光直射赤道）在日落12小時(shí)內(nèi)有多長時(shí)間該觀察者看不見此衛(wèi)星？已知地球半徑為R，地球表面處的重力加速度為g,地球自轉(zhuǎn)周期為T，不考慮大氣對光的折射。五、

4、（15分）以下列圖，好多工廠的流水線上安裝有傳達(dá)帶用于傳達(dá)工件，以提高工作效率。傳達(dá)帶以恒定的速率v=2m/s運(yùn)送質(zhì)量為m=0.5kg的工件，工件從A地址放到傳達(dá)帶上，它的初速度忽略不計(jì)。工件與傳達(dá)帶之間的動摩擦因數(shù)=3/2，傳達(dá)帶與水平方向夾角是=30o，傳達(dá)帶A、B間長度是l=16m；每當(dāng)前一個(gè)工件在傳達(dá)帶上停止相對滑動時(shí)，后一個(gè)工件馬上放到傳達(dá)帶上，取g=10m/s2，求：（1）工件放到傳達(dá)帶后經(jīng)多長時(shí)間停止相對滑動；2）在正常運(yùn)行狀態(tài)下傳達(dá)帶上相鄰工件間的距離；3）在傳達(dá)帶上摩擦力對每個(gè)工件做的功；4）每個(gè)工件與傳達(dá)帶之間由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能；5）傳達(dá)帶滿載工件比空載時(shí)增加多少功率？六、

5、（18分）圖1所示為一根豎直懸掛的不可以伸長的輕繩，下端拴一小物塊A，上端固定在C點(diǎn)且與一能測量繩的拉力的測力傳感器相連。已知有一質(zhì)量為m0的子彈B沿水平方向以速度v0射入A內(nèi)（未穿透），接著兩者一起繞C點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動，在各種阻力都可忽略的條件下測力傳感器測得繩的拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖2所示。已知子彈射入的時(shí)間極短，且圖2中t=0為A、開始以同樣速度運(yùn)動的時(shí)刻，依照力學(xué)規(guī)律和題中（包括圖）供應(yīng)的信息，對反響懸掛系統(tǒng)自己性質(zhì)的物理量（比方A的質(zhì)量）及A、B一起運(yùn)動過程中的守恒量，你能求得哪些定量的結(jié)果？七、（18分）用輕彈簧相連的質(zhì)量均為2kg的A、B兩物塊都以v6ms的速度在圓滑

6、的水平川面上運(yùn)動，彈簧處于原長，質(zhì)量4kg的物塊C靜止在前面，以下列圖，B與C碰撞后兩者粘在一起運(yùn)動。求：在今后的運(yùn)動中，(1)當(dāng)彈簧的彈性勢能最大時(shí)，物體A的速度多大?彈性勢能的最大值是多大?A的速度有可能向左嗎?為什么?八、（20分）如圖（1）所示為某一質(zhì)譜儀的原理表示圖。左側(cè)為水平放置的兩塊平行金屬板AB和CD，右側(cè)為有界勻強(qiáng)磁場，界線MN與PQ（均與中軸線OO垂直）相距d=0.5m，磁場的磁感覺強(qiáng)度B=510-3T，當(dāng)兩金屬板間加上如圖（2）所示電壓u后，帶電粒子連續(xù)地以速度v0=5105m/s沿軸線OO方向射入電場，粒子重力可忽略不計(jì)，在每個(gè)粒子經(jīng)過電場所區(qū)的極短時(shí)間內(nèi)，CD兩板間電

7、壓可看作恒定不變。（本題最后計(jì)算結(jié)果取二位有效數(shù)字）AB與（1）（2）1）若入射粒子的荷質(zhì)比為q/m=108C/kg，在t=0時(shí)刻開始入射的粒子沿直線射入磁場，則此帶電粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間是多少？（2）若有一束荷質(zhì)比未知的帶電粒子以v0=5105m/s速度入射，經(jīng)磁場后仍從界線MN出射，測得邊界MN上的入射點(diǎn)與出射點(diǎn)間距離為S=0.1m，則該帶電粒子的荷質(zhì)比為多少？高中物理競賽試卷答案一、單項(xiàng)選擇題：1、C；2、D二、填空題：1、2/(gR20)；2、8次r3三、解：設(shè)兩斜面間的彈力為別為aB、aE；由于受桌面限制N1，滑塊與楔塊ADC間的彈力為N2；設(shè)楔塊,aB水平向左，小滑塊由于水平方向

8、不受力，ABC、滑塊E的加速度分因此aE豎直向下。楔形ADC的加速度設(shè)為aD，方向應(yīng)沿AC向下。將三者視為一個(gè)整體,它在水平方向不受外力,因此：aB=aDcos因滑塊E緊貼,故有：aE=aDsinADC對楔塊,依照牛頓第二定律知,在水平方向:N1sin=MaBABC對小滑塊,依照牛頓第二定律知,在豎直方向:mgN2=maEE對楔塊,依照牛頓第二定律知,在豎直方向:N2+MgN1cos=MaDsinABC聯(lián)立以上各式解得：aE(Mm)gMmMcot2四、解：設(shè)所求的時(shí)間為t，用m、M分別表示衛(wèi)星和地球的質(zhì)量，r表示衛(wèi)星到地心的距離。有：GmMmr(2)2。春分時(shí)，太陽光直射地球赤道，以下列圖，圖

9、中圓E表示赤道，S表示衛(wèi)r2T星，A表示觀察者，O表示地心；由圖可看出當(dāng)衛(wèi)星S繞地心O轉(zhuǎn)到圖示地址今后（設(shè)地球自轉(zhuǎn)是沿圖中逆時(shí)針方向），其正下方的觀察者將看不見它，據(jù)此再考慮到對稱性，有：rsinR；t2GmMmg；T；R22由以上各式可解得：tTarcsin(422R)31gT五、解：（1）mgcosmgsinma；ag(cossin)10(331)222即：a2.5m/s2；又vat；t=2/2.5=0.8s；停止滑動前，工件相對地搬動的距離為：l11at212.50.820.8m22（2）lvt20.81.6m（3）Wf1l1f2(ll1)mgcosl1mgsin(ll1)35110(1

10、60.8)=41J40.80.52115（4）Qf1s=mgcos(vtvt)(1.60.8)3Jl21541（5）n10個(gè)；f總f19f290.51026.25N；l42Pf總v=26.252=52.5W六、解:由圖2可直接看出，A、B一起做周期性運(yùn)動，運(yùn)動的周期T2t0（式1）；令m表示A的質(zhì)量，l表示繩長，v1表示B墜入A內(nèi)時(shí)（即t0時(shí)）A、B的速度（即圓周運(yùn)動最低點(diǎn)的速度），v2表示運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)的速度，F(xiàn)1表示運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力，F(xiàn)2表示運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力；依照動量守恒定律，有：m0v0(m0m)v1（式2）；在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)處運(yùn)用牛頓定律可得：F1v12（式3）；F2(mm

11、0)g(mm0)v22(mm0)g(mm0)（式4）；ll依照機(jī)械能守恒定律可得：2l(mm0)g1(mm0)v121(mm0)v22（式5）；22由圖2可知：F20（式6）；F1Fm（式7）；由以上各式可解得，反響系統(tǒng)性質(zhì)的物理量是：mFmm0（式8）；l36m02v02g（式9）；6g5Fm2A、B一起運(yùn)動過程中的守恒量是機(jī)械能E，若以最低點(diǎn)為勢能的零點(diǎn)，則：E1(mm0)v12（式10）；由式2、式8、式10聯(lián)立解得：E3m02v02g2Fm七、解:(1)當(dāng)A、B、C三者的速度相等時(shí)彈簧的彈性勢能最大；由于A、B、C三者組成的系統(tǒng)動量守恒：(mA+mB)v(mA+mB+mC)vA解得vA

12、=(22)6m/s=3m/s224(2)B、C碰撞時(shí)B、C組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)碰后剎時(shí)B、C兩者速度為v；則：mBv=(mB+mC)v；26=2m/s得：v=42設(shè)物A速度為vA時(shí)彈簧的彈性勢能最大為Ep，依照能量守恒，有：Ep=1(mB+mC)v22+1mAv21(mA+mB+mC)vA222=1(2+4)22+12621(2+2+4)32=12J222A不可以能向左運(yùn)動。系統(tǒng)動量守恒：mAv+mBv=mAvA+(mB+mC)vB設(shè)A向左，即vA0，則vB4m/s；那么作用后A、B、C動能之和為：E=1mAvA2+1(mB+mC)vB21222(mB+mC)vB2=48J；實(shí)質(zhì)上系統(tǒng)的機(jī)械能為：12E=Ep+(mA+mB+mC)vA=12+36=48J；2EE是不可以能的。依照能量守恒定律，八、解：（1）在t=0時(shí)刻射入的粒子，在電場中作勻速直線運(yùn)動，進(jìn)入磁場時(shí)速度仍為V0，從MN入射、PQ出射的粒子中，由解析可知：RmV05105m=1m；qB1085103又d