高中物理競賽試卷及答案

1、高中物理競賽試卷一、單項選擇題：（請將正確選項的序號填在括號內(nèi)，每小題5分，共10分。）1、 如圖所示，把一個架在絕緣支架上不帶電的枕形導(dǎo)體放在帶負電的導(dǎo)體C附近，達到靜電平衡后，下列對導(dǎo)體A端和B端電勢判斷正確的是 ( )（取大地為零電勢點）AUAUBOBUAUBOCUAUBODUAUBO2、一定質(zhì)量的理想氣體處于某一平衡狀態(tài)，此時其壓強為P0，有人設(shè)計了四種途徑，使氣體經(jīng)過每種途經(jīng)后壓強仍為P0，這四種途徑是先保持體積不變，降低壓強，再保持溫度不變，壓縮體積先保持體積不變，使氣體升溫，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，使氣體升溫先保持溫度不變，壓縮氣體，

2、再保持體積不變，使氣體降溫可以斷定( )A、不可能B、不可能C、不可能D、都可能二、填空題：（請將答案填在題中的橫線上，3小題6分，4小題9分共15分。）x3、2003年2月1日美國哥倫比亞號航天飛機在返回途中解體，造成人類航天史上又一悲劇。若哥倫比亞號航天飛機是在軌道半徑為r的赤道上空飛行，且飛行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，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, 在某時刻航天飛機通過赤道上某建筑物的上方，則到它下次通過該建筑物上方所需時間為_。4.（10分）兩個定值電阻，把它們串聯(lián)起來，等效電阻為 4，把它們并聯(lián)起來，等效電阻是 1，求：（1）這兩個電阻的阻值各為_和_（

3、2）如果把這兩個電阻串聯(lián)后接入一個電動勢為E，內(nèi)電阻為 r 的電源兩極間，兩電阻消耗的總功率等于 P1；如果把這兩個電阻并聯(lián)后接入同一個電源的兩極間，兩電阻消耗的總功率等于 P2，若要求 P1 = 9 W，且P2P1，求滿足這一要求的 E和 r 的所有值._ACBDD123三計算題、5.（14分）如圖所示，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，各面均為光滑，系統(tǒng)放置在光滑的水平平臺上自靜止開始釋放，問斜面未分離前小滑塊的加速度為多少？6、（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，他用天文望遠鏡觀察被太陽光照射的此衛(wèi)星，

4、試問，春分那天（太陽光直射赤道）在日落12小時內(nèi)有多長時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。7、（15分）如圖所示，許多工廠的流水線上安裝有傳送帶用于傳送工件，以提高工作效率。傳送帶以恒定的速率v = 2 m/s運送質(zhì)量為m = 0.5kg的工件，工件從A位置放到傳送帶上，它的初速度忽略不計。工件與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)=/2，傳送帶與水平方向夾角是= 30o，傳送帶A、B間長度是l = 16m；每當前一個工件在傳送帶上停止相對滑動時，后一個工件立即放到傳送帶上，取g = 10m/s2，求：（1）工件放到傳送帶后經(jīng)多長

5、時間停止相對滑動；（2）在正常運行狀態(tài)下傳送帶上相鄰工件間的距離；（3）在傳送帶上摩擦力對每個工件做的功；（4）每個工件與傳送帶之間由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能；（5）傳送帶滿載工件比空載時增加多少功率？8.（18分）圖1所示為一根豎直懸掛 的不可伸長的輕繩，下端拴一小物塊A，上端固定在C點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點在豎直面內(nèi)做圓周運動，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隨時間的變化關(guān)系如圖2所示。已知子彈射入的時間極短，且圖2中=0為A、B開始以相同速度運動的時刻，根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中（包括圖

6、）提供的信息，對反映懸掛系統(tǒng)本身性質(zhì)的物理量（例如A的質(zhì)量）及A、B一起運動過程中的守恒量，你能求得哪些定量的結(jié)果？9、（18分）用輕彈簧相連的質(zhì)量均為2 kg的A、B兩物塊都以v6 ms的速度在光滑的水平地面上運動，彈簧處于原長，質(zhì)量4 kg的物塊C靜止在前方，如圖所示，B與C碰撞后二者粘在一起運動。求：在以后的運動中，(1) 當彈簧的彈性勢能最大時，物體A的速度多大?(2) 彈性勢能的最大值是多大?(3) A的速度有可能向左嗎?為什么?10、（20分）如圖（1）所示為某一質(zhì)譜儀的原理示意圖。左側(cè)為水平放置的兩塊平行金屬板AB和CD，右側(cè)為有界勻強磁場，邊界MN與PQ（均與中軸線OO垂直）相

7、距d = 0.5m，磁場的磁感應(yīng)強度B = 5×10-3T，當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 = 5×105m/s沿軸線OO方向射入電場，粒子重力可忽略不計，在每個粒子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi)，AB與CD兩板間電壓可看作恒定不變。（本題最后計算結(jié)果取二位有效數(shù)字） （1） （2）（1）若入射粒子的荷質(zhì)比為q/m = 108C/kg，在t = 0時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動的時間是多少？（2）若有一束荷質(zhì)比未知的帶電粒子以v0 = 5×105m/s速度入射，經(jīng)磁場后仍從邊界MN出射，測得邊界MN上的入射點

8、與出射點間距離為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、單項選擇題：1、C ；2、D 二、填空題：3、；4.（10分）（1）串聯(lián)電阻：R1 + R2 = 4（）R1 = 2 R2 = 2 (2分)串聯(lián)電阻：= 1 （2）由題意有 P1= 9 W（2分）將前式代入解得：E = 6+1.5r（2分）由題中的條件 P2P1得 （2分）6 VE9 Vr=E - 4或0r2 E= 6 +1.5r（2分）三、5.解：設(shè)兩斜面間的彈力為N1，滑塊與楔塊ADC間的彈力為N2；設(shè)楔塊ABC、滑塊E的加速度分別為aB、aE；由于受桌面制約, aB水平向左，小滑塊由于水平方向不受力，所以

9、aE豎直向下。楔形ADC的加速度設(shè)為aD，方向應(yīng)沿AC向下。將三者視為一個整體,它在水平方向不受外力,因此：aB = aDcos 因滑塊E緊貼ADC, 故有： aE = aDsin 對楔塊ABC,根據(jù)牛頓第二定律知,在水平方向: N1sin= MaB 對小滑塊E,根據(jù)牛頓第二定律知,在豎直方向: mg N2 = maE 對楔塊ABC,根據(jù)牛頓第二定律知,在豎直方向: N2 + Mg N1cos = MaDsin 聯(lián)立以上各式解得： 6.解：設(shè)所求的時間為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：。 春分時，太陽光直射地球赤道，如圖所示，圖中圓E表示赤道，S表示衛(wèi)星，A表

10、示觀察者，O表示地心；由圖可看出當衛(wèi)星S繞地心O轉(zhuǎn)到圖示位置以后（設(shè)地球自轉(zhuǎn)是沿圖中逆時針方向），其正下方的觀察者將看不見它，據(jù)此再考慮到對稱性，有：； ； ； 由以上各式可解得： 7.解：（1）； 即：2.5 m/s2； 又 ； t = 2/2.5 = 0.8 s ；停止滑動前，工件相對地移動的距離為：m（2）m（3） = 41 J（4）=J（5）；N；= 26.25×2 = 52.5W8.解:由圖2可直接看出，A、B一起做周期性運動，運動的周期（式1）； 令表示A的質(zhì)量，表示繩長，表示B陷入A內(nèi)時（即時）A、B的速度（即圓周運動最低點的速度），表示運動到最高點時的速度，F(xiàn)1表示運

11、動到最低點時繩的拉力，F(xiàn)2表示運動到最高點時繩的拉力；根據(jù)動量守恒定律，有：（式2）； 在最低點和最高點處運用牛頓定律可得：（式3）； （式4）；根據(jù)機械能守恒定律可得：（式5）；由圖2可知： （式6）；（式7）；由以上各式可解得，反映系統(tǒng)性質(zhì)的物理量是： （式8）； （式9）；A、B一起運動過程中的守恒量是機械能E，若以最低點為勢能的零點，則： （式10）； 由式2、式8、式10聯(lián)立解得：9.解: (1)當A、B、C三者的速度相等時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= m/s = 3 m/s(2)B、C碰撞時B、C組

12、成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)碰后瞬間B、C兩者速度為v；則：mBv = (mB+mC)v； 得：v= 2 m/s設(shè)物A速度為vA時彈簧的彈性勢能最大為Ep，根據(jù)能量守恒，有：Ep=(mB+mC) +mAv2(mA+mB+mC) =×(2+4)×22+×2×62×(2+2+4)×32 = 12 J(3) A不可能向左運動。系統(tǒng)動量守恒：mAv+mBv = mAvA+(mB+mC)vB設(shè) A向左，即vA0， 則vB4 m/s；那么作用后A、B、C動能之和為：E=mAvA2+(mB+mC)vB2(mB+mC)vB2 = 48 J ；實際上系統(tǒng)的機械能為：E = Ep+ (mA+mB+mC)· = 12+36 = 48 J；根據(jù)能量守恒定律，E是不可能的。10.解：（1）