高中物理競賽試卷

1、高中物理競賽試卷（考試時間：120分鐘；總分：120分）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體放在帶負電的導體C附近，達到靜電平衡后，下列對導體 A端和B端電勢判斷正確的是 （）（取大地為零電勢點）A. UaUbOB. UaVUbvOC. Ua = UbvOD. Ua = UbO2、定質(zhì)量的理想氣體處于某一平衡狀態(tài)，此時其壓強為P。，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Po,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

2、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，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、填空題：（請將答案填在題中的橫線上，每小題 5分，共10分。）1、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3 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2、如圖所示，在湖面上有一個半徑為45m的圓周，AB是它的直徑

3、，在圓心 。和圓周上的A點分別裝有同樣的振動源，其波在湖面上傳播的波長是10m。若一只小船在 B處恰好感覺不到振動，它沿圓周慢慢/ . ）向A劃行，在到達 A之前的過程中，還有 次感覺 k O J不到振動。三、（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？-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小時內(nèi)有多長時間該觀察者

4、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、（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= J3/2,傳送帶與水率。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) 平方向夾角是0 = 30。，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)(2)(3)(4)(5)工件放到傳送帶后經(jīng)多長時間停止相對滑動； 在正常

5、運行狀態(tài)下傳送帶上相鄰工件間的距離; 在傳送帶上摩擦力對每個工件做的功；每個工件與傳送帶之間由于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能； 傳送帶滿載工件比空載時增加多少功率？六、（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mo的子彈B沿水平方向以速度 Vo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t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t=0為A、B開始以相同速度運動的時刻，根據(jù)力學規(guī)律和題中（包括圖）提供的信息，對反映懸掛系統(tǒng)本身性

6、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)七、（18分）用輕彈簧相連的質(zhì)量均為 2 kg的A、B兩物塊都以v= 6 m/s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 ？UA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 距d = 0.5m

7、 ,磁場的磁感應(yīng)強度 B = 5 X 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vo = 5M05m/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vo = 5 X05m/s速度入射，經(jīng)磁場后仍從邊界 MN出射，測得邊界MN上的入射點與出射點間距離為S =0.1m,則該

8、帶電粒子的荷質(zhì)比為多少？高中物理競賽試卷答案、單項選擇題：1、C ; 2、D 二、填空題:1、2 /(停0) ； 2、 8 次三、解：設(shè)兩斜面間的彈力為 Ni,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；由于受桌面制約所以aE豎直向下。楔形 ADC的加速度設(shè)為,aB水平向左，小滑塊由于水平方向不受力, 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:因滑塊E緊貼ADC故有：對楔塊ABC根據(jù)牛頓第二定律知 對小Vt塊E,根據(jù)牛頓第二定律知 對楔塊ABC根據(jù)牛頓第二定律知,在水平方向,在豎直方向,在豎直方向aB = aocos 0aE

9、= aDsin 0Nsin 佐 MaBmg N2 = maEN2 + Mg Nicos0= MaDsin 0聯(lián)立以上各式解得：aE(M m) g 2 m M cot四、解：設(shè)所求的時間為t,距離。有：GmM mr（2 r2 T用m、)2。M分別表示衛(wèi)星和地球的質(zhì)量，r表示衛(wèi)星到地心的春分時，太陽光直射地球赤道，如圖所示，圖中圓E表布赤道，S表小衛(wèi)星，A表小觀察者，。表本地心；由圖可看出當衛(wèi)星S繞地心。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:r sin R； t由以上各式可解得:Tarcsin(空)3gT2五、解：（1） mg cosm

10、g sin ma； ag( cossin ) 11 41222即：a 2.5 m/s2；又 v at ; - t = 2/2.5 = 0.8 s停止滑動前,1i(2)1at 2lvt工件相對地移動的距離為:122.5 0.82 0.8 m22 0.8 1.6m(3)f2(l1i)mg cos11 mg sin (l1i)0.80.5 10 (160.8) = 41 Jf s =mg cos,1、(vt vt)215(1.6 0.8) 3J 4l -151（5） n 一 10個；f總fi 9f2 9 0.5 10 26.25N；l42Pf總 v= 26.25 2= 52.5W六、解：由圖2可直接

11、看出，A、B一起做周期性運動，運動的周期T 2t0 （式1）;令m表示A的質(zhì)量，l表示繩長，V1表示B陷入A內(nèi)時（即t 0時）A、B的速度（即圓周運動最低點的速度），v2表示運動到最高點時的速度，F(xiàn)1表示運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：m0v0 （m0 m）v1 （式2）；在最低點和最高點處運用牛頓定律可得:2F1 （m m）g （m m0）：（式 3）；根據(jù)機械能守恒定律可得：2F2 (m m)g (m m)/(式 4)；而電場中又有:cosm0 )v2 (式 5)；1 ,、21 ,2l(m mb )g - (m m)v1- (m由圖2可知：F2

12、 0 （式6）; F1 Fm （式7）；由以上各式可解得，反映系統(tǒng)性質(zhì)的物理量是:m m0 (式 8) ；l6g八八 2236m0v05F；g (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:E -（m m0）v12（式 10）；由式 2、式2 28、式10聯(lián)立解得：E 3m0 V0 a gFm七、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/s2 2 4（2）B、C碰撞時B、C組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)碰后瞬間 B、C兩者速度為

13、v;2 6 _ .則：mBV = （mB+mC）V ; 得：V = 2 m/s2 4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：121212Ep= (mB+mc)v+mAV2 (mA+mB+mc) vA222=1 X (2+4) X22+lx 2X62-1 X (2+2+4) X 32= 12 JA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：Ez = mAVA2+ (mB+mc)VB2 (mB+mc)VB2= 48 J222實際上系統(tǒng)的機械能為：1 ，.、E = Ep+ (mA+mB+mc)根據(jù)能量守恒定律，E2- VA= 12+36 = 48 J ;E是不可能的。八、解：(1)在t = 0時刻射入的粒子，在電場中作勻速直線運動，進入磁場時速度仍為Vo,從MN入射、PQ出射的粒子中，由分析可知:mV。5 105qB1083- m = 1