苍南县求知杯高二物理竞赛试卷 (3)
苍南县“求知杯”高二物理竞赛试卷
说明：1本试卷满分为120分，答卷时间为150分钟。
2本试卷的解答写在答卷纸上，其中第一至第三大题只写结果，不写解答过程；第四大题要写解答过程。
一 单选题（本题共7小题；每小题3分，共21分．每题给出的四个选项中只有一个选项是正确的．）
1、质量为M 的人造地球卫星在距地球表面高度为R 的轨道上绕地球做匀速圆周运动，其中R 为地球半径，设地球表面的重力加速度为g ，以下说法正确的是 （ ）
A ．卫星的线速度为2
gR
v =
B ．一个质量m 的物体在该卫星内所受的重力为0
C ．如果该卫星经变轨到距地面高为2R 的新轨道上运动则其运动周期变小
D ．该卫星是地球的同步卫星
2、某人在距地面某一高处以初速度vo 水平抛出一物体，落地速度大小为2vo ，则它在空中的飞行时间及距地面抛出的高度为
（ ）
A ．g v 230，g v 492
0 B ．g v 230，g v 432
0 C ．g v 03，g v 232
0 D ．g v 0，g
v 22
3、根据热力学定律和分子动理论，可知下列说法中正确的是 ( )
A ．我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化
B ．气体的状态变化时,温度升高,气体分子的平均动能增加,气体的压强一定增大
C ．布朗运动是液体分子的运动，它说明分子永不停息地做无规则运动
D ．利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的 4、在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板B 与一灵敏的静电计相接，极板A 接地。若极板A 稍向上移动一点，由观察到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论的依据是 ( )
A ．两极板间的电压不变，极板上的电量变小
B ．两极板间的电压不变，极板上的电量变大
C ．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变小
D ．极板上的电量几乎不变，两极板间的电压变大 5、一列简谐横波沿x 轴负方向传播，图a 是1=t s 时的波形图，图b 是波中某振动质元位移随时间变化的振动图线（两图用同一时间起点），则图b 可能是图a 中哪个质元的振动图线（ ）
A ．x =0处的质元
B ．x =1m 处的质元
C ．x =2m 处的质元
D ．x =3m 处的质元
6、古有“守株待兔”的寓言.设兔子的头部受到的打击力大小等于自身的重力时即可致命,并设兔子与树桩作用时间为0.5s ，则被撞死的兔子其奔跑速度最小为（g=10m/s 2）
A ．2m/s
B ．5m/s
C ．10m/s
D ．20m/s 7、如图所示，重为G 的物体用两根绳子0A 、OB 悬挂，开始时绳OA 水平，现将两绳同时顺时针缓慢转过900，始终保持a 角大小不变，且物体始终静止，绳OA 的拉力为T 1，绳OB 的拉力为T 2，则在此旋转过程中不可能发生的是
A.T 1先减小后增大 B ．T 1先增大后减小 C.T 2逐渐减小 D ．T 2最终变为零
二、多项选择题（本题共10小题；每小题4分，共40分．每题给出的四个选项中至少有一个选项是正确的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分．）
8、一汽车在平直路面上以一定功率（小于额定功率）匀速行驶，速度为v 0，从t ＝0时刻开始，将汽车发动机的输出功率调整为某个值并保持不变，设汽车行驶过程所受阻力恒定不变，关于汽车从t ＝0时刻开始的v －t 图象,下图中可能正确的是 （ ）
B
D
t v v t
A
C
9、某电梯的额定功率为3.0×104W ，其中10％的功率消耗在克服摩擦上电梯自重为6.0×103N 设每位乘客平均体重为700N ，电梯以2m/s 的速度匀速上升，那么此电梯最多能载 （ ）
A ．6名乘客
B ．8名乘客
C ．10名乘客
D ．12名乘客
10、有两个物体a 和b ，其质量分别为m a 和m b ，且m a >m b ，它们的初动能相同.若a 和b 分别受到不变的阻力f a 和f b
的作用，经过相同的时间停下来，它们的位移分别为s a 和s b ，则
（ ）
A ． f a >f b 且 s a
B ． f a >f b 且 s a >s b
C ． f a
D ． f a 11、如图所示，A 、B 是金属球壳，C 是验电器，B 球带正电，用金属导线将B 的内部和A 、C 上的金属小球相接，那么金属球a 、内壳b 、金属箔片c 的带电情况为（ ） A 、a 带负电，b 带正电，c 带正电 B 、a 不带电，b 带负电，c 带正电 C 、a 带正电，b 不带电，c 带正电 D 、a 不带电，b 带正电，c 带负电 12、水平放置的光滑金属板中点的正上方有一带正电的点电荷，一表面绝缘、带正电的小球（可视为质点、不影响原电场），自左向右运动的过程中 （ ） A 、球先减速后加速运动 B 、小球做匀速直线运动 C 、小球受到电场力的冲量为零 D 、电场力对小球不做功 13、在水平地面上着一个物体，质量为m ，它与地面间的摩擦系数为μ，用一个水平冲力冲击它一下，它在地面上滑行s 后停下，则 （ ） （A ）水平力对物体做功为零， （B ）水平力对物体的冲量为m μgs ， （C ）水平力对物体做功为μmgs ， （D ）水平力对物体的冲量为m 2μgs 14 、如图甲所示，两块相同金属板A 和B 平行且正对放置，两板间接上周期性变化的交变电压，电压随时间变化的规律如图乙所示。一些带电微粒（重力不计）从两板中面沿平行极板的方向持续地射入，下列关于微粒在两板间运动的描述，正确的是（ ） （A ）微粒在垂直于极板方向的分运动可能是单向直线运动 （B ）微粒在垂直于极板方向的分运动可能是往复的直线运动 （C ）满足一定条件时，微粒有可能沿与板平行的方向飞出两板间 （D ）微粒不可能沿与板平行的方向飞出两板间 A v t B －U 15、如图所示，绝缘地面上固定着金属带电小球B ，在其正上方h 高处有大小相同的 金属小球A ，A 由静止释放，与B 相碰后，竖直向上反弹（不计碰撞时A 球的机械能损失），则A 上升的高度 （ ） （A ）可能大于h （B ）可能等于h A h A B C v 0v 11（C ）可能小于h （D ）一定等于h 16、如图所示，物块A 从弧形滑槽上的某一固定高度滑下后，以速 度v 1又滑上粗糙的水平传送带。若传送带不动，A 滑下后，从离开滑槽进入传送带左端开始计时，经过时间t 1滑至传送带右端某处便停止下来而不会掉下去。若传送带以恒定速率v 2做逆时针转动，A 滑下后，从离开滑槽进入传送带左端开始计时，直到又返回传送带左端所用时间为t 2，则以下判断正确的是 （ ） （A ）若v 1＞v 2，则t 2＜2 t 1 （B ）若v 1＜v 2，则t 2＝2 t 1 （C ）若v 1＞v 2，则t 2＞2 t 1 （D ）若v 1＝v 2，则t 2＝2 t 1 17、长木板A 放在光滑的水平面上，质量为m 的物块B 以水平初速度v 0从A 的一端滑上A 的水平上表面，它们 的v －t 图线如图所示，则从图中所给出的数据v 0、v 1、t 1及 物块质量m ，可以求出 （ ） A ．A 板获得的动能 B ．系统损失的机械能 C ．木板的最小长度 D ．A 、B 之间的动摩擦因数 三、填空题(每小题4分，共28分) 18、在水平路面上以速度为10m/s 匀速运动的汽车在第2s 末关闭发动机,以后做匀减速运动,第3s 内平均速度是9m/s ，则汽车的加速度是_____________m/s 2，汽车在10s 内的位移是 m ． 19、如图，在水平方向的匀强电场中，有一带电体P 自 O 点竖直向上射入，它的初动能为4J 。当它升到最高点M 时， 它的动能为5J ，则物体折回通过与O 在同一条水平线上的O ′ 点时，其动能为 。 20、一个小球恰能在一光滑竖直圆轨道内侧做圆周运动，若小球在轨道最高点的速度为v 1，加速度为a 1，对轨道的压力为N 1，而在轨道最低点的速度为v 2，加速度为a 2，对轨道的压力为N 2，那么，v 1：v 2= ，a 1：a 2= ，N 1：N 2= ． 21、一水平放置的平行板电容器置于真空中，开始时，两板间匀强电场的场强大小为E 1，这时一带电粒微在该电场中正好处于静止状态。现将两板间场强大小由E 1突然变大到E 2，但保持方向不变。持续一段时间后又突然将电场反向，而保持场强的大小仍为E 2，再持续一段同样长的时间后带电微粒恰好回到最初位置。已知整个过程中微粒并未与极板相碰，设E 1已知，则：场强E 2的大小为 。 22、一个质量为2.0g 的弹丸，其出口速度为300m/s 。弹丸在枪筒中前进时受到的合力是F=400－8000x/9,其中F 以牛顿为单位，x 以米为单位，开枪时子弹在x ＝0处。由此可计算出枪筒长度为 。 23、如图所示，已知各接触面间的动摩擦因数为0.3，人的质量为40kg ，木板质量为60kg ，绳、滑轮质量忽略不计，开始系统静止，今在滑轮轴上施加一水平拉力F ＝320N,则人与板间的摩擦力f AB 为 ， 板与地间的摩擦力f BC 为 （g ＝10m/s 2） 24、如图所示，两根劲度系数分别为K 轮悬挂在天花板上，通过滑轮挂一重物，不计一切摩擦，重物重量为 。 试卷 答题卷 一） 选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分．） 三、填空题(每小题4分，共28分) 18、 19、 20、 21、 22、 23、 24、 四、计算题（共31分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出 数值和单位，只有最终结果的不得分。） 25、(9分) 地球质量为M ,半径为R ,自转角速度为ω,万有引力常量为G ，如果规定物体在离地球无穷远处势能为零,则质量为m 的物体离地心距离为r 时,具有的万有引力势能可表示为r Mm G E P -=. 国际空间站是迄今世界上最大的航天工 程，它是在地球大气层上空绕地球飞行的一个巨大人造天体，可供宇航员在其上居住和进行科学实验. 设空间站离地面高度为h ，如果在该空间站上直接发射一颗质量为m 的小卫星，使其能到达地球同步卫星轨道并能在轨道上正常运行,求该卫星在离开空间站时相对于地球必须具有多大的初动能？ 26、（10分）光滑绝缘斜槽与水平面成θ＝370角，下端有一固定的电荷量为Q=+10-6C 的点电荷，斜槽上方1m 处 有一个电荷量为q=+5×10-8C 、质量为0.3g 的点电荷小球从静止开始下滑。若点电荷电场的电势计算公式是 ?=r kQ 。求：球在什么位置速度最大，最大是多少？ 27、（12分）在一具有绝热壁的刚性圆柱形密闭气缸内, 有一绝热活塞, 活塞可在气缸内无摩擦地滑动, 气缸左端装有电热器H , 可用于加热气体. 起初活塞在气 缸中央位置把气缸分成体 积相等的A 、B 两室, A 、B 内各充有n =2.0mol 的He 气, 温度都为T = 280K. 现用电热器加热气体, 加热完毕并经过一定时间后, 得知A 室内气体压强变为加热前的1.5倍, B 室的体积变为原来的0.75倍. 求电热器传给气体的热量. (本题要用到的相关知识: 一定质量的理想气体, 其状态发生变化时, 压强p 与体积V 的乘积与热力学温度T 成正比, 即: =T pV 恒量. 每摩尔He 气每升高1K 温度增加的内能为12.5J ) 苍南县“求知杯”高二物理竞赛试卷 参考答案 一 单选题（本题共7小题；每小题4分，共28分．每题给出的四个选项中只有一个选项是正确的．） 二、多项选择题（本题共10小题；每小题4分，共40分．每题给出的四个选项中至少有一个选项是正确的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分．） 三、填空题(每小题4分，共28分) 18、 －2 45 19、 24J 20、 1：√5 1：5 0 21、 2E 1 22、 0.45m 23、 120 280 24、 ?X += .42 12 1K K K K G 四、计算题（共31分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明 确写出数值和单位，只有最终结果的不得分。） 25、（9分）解：人造卫星作匀速圆周运动的向心力由地球对它的万有引力提供. 由r v m r Mm G 2 2 =得卫星在空间站上动能为 ) (2212h R GMm mv E K +== （2分） 卫星在空间站上的引力势能为) (h R GMm E P +-=，则机械能为 ) (2h R GMm E E E P K +-= += （2分） 同步卫星在轨道上正常运行时有 22 ωmr r GMm = 故其轨道半径 32 ω GM r = 由上式可得同步卫星的机械能 322222 1 2ωM G m r GMm E -=- = （2分） 卫星运动过程中机械能守恒，故离开空间站的卫星机械能2/1E E = 设离开空间站时卫星的初动能为E ko ，则 322202 1 )(ωM G m h R GMm E k -=+- + （3分） 26、 （10分）当小球所受合外力为零、加速度为零时，速度达到最大。设此处距离斜槽下端为x . 0sin 2 =-θmg x KQq 得：x ＝0.5m （4分） 小球从静止到最大速度v m 得这一段过程利用能量守恒 x KQq mv r KQq x r mg m + =+ -21sin )(00θ V m ＝3m/s (6分) 27、(12分)解: 在电热器加热前, A 、B 室中气体的压强和体积分别记为p 和V 0 , 则加热后A 室内气体压强为1.5p , 体积为1.25V 0, 温度设为T A . B 室内气体压强为1.5p , 体积为0.75V 0, 温度设为T B . 那么 对A 室中气体: A T V p T pV 0 025.15.1?= [2分] 即 815 =T T A 得 T T A 8 7=? [2分] 对B 室中气体: B T V p T pV 0 075.05.1?= [2分] 即 89 =T T B 得 T T B 8 1=? [2分] 电热器传给气体的热量Q 等于气缸内He 气增加的内能, 所以 Q =12.5n ?T A + 12.5n ?T B = 12.5nT =7000 J [4分] ) (22132220 h R GMm M G m E k ++ -=∴ω 2014 第 31 届全国中学生物理竞赛预赛试题及参考答案与评分标准 一、选择题．本题共 5 小题，每小题 6 分，在每小题给出的 4个选 项中，有的小题只有一项符合题意，有的小题有多项符合题意．把符合题意的选项前面的英 文字母写在每小题后面的方括号内，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不答的得 0分． 1．一线膨胀系数为α的正立方体物块，当膨胀量较小时，其体膨胀系数等于 A．α1/3 B．α 3 C．α D． 3α 2．按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤，称为密度秤，其外形和普通的杆秤差不 多，装秤钩的地方吊着一体积为 lcm 3的较重的合金块，杆上有表示液体密度数值的刻度．当秤砣放在 Q 点处时秤杆恰好平衡，如图所示，当合金块完全浸没在待测密度的液体中时， 移动秤砣的悬挂点，直至秤杆恰好重新平衡，便可直接在杆秤上读出液体的密度．下列说法中错误的是 A．密度秤的零点刻度在Q 点 B．秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边 C．密度秤的刻度都在Q 点的右侧 D．密度秤的刻度都在Q 点的左侧 3．一列简谐横波在均匀的介质中沿z 轴正向传播，两质点P1和 P2的平衡位置在 x 轴上，它们相距 60cm，当 P1质点在平衡位置处向上运动时，P2质点处在波谷位置，若波的传播速 度为 24 m/s，则该波的频率可能为 A． 50Hz B ． 60Hz C． 400Hz D ． 410Hz 4．电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动方式，电磁驱动 的原理如图所示，当直流电流突然加到一固定线圈上，可以将置于线圈上的环弹射出去． 现在同一个固定线圈上，先后置有分别用钢、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三 种环；当电流突然接通时，它们所受到的推力分别为F1、F2和 F3．若环的重力可忽略，下 列说法正确的是 A． F1>F 2>F3B． F2 >F3 >F1 C． F3 >F 2> F 1 D ． F1=F2=F3 5．质量为 m A的 A 球，以某一速度沿光滑水平面向静止的 B 球运动，并与 B 球发生弹性正碰．假设 B 球的质量m B可选取为不同的值，则 A．当 m B=m A时，碰后 B 球的速度最大 B．当 m B =m A时，碰后 B 球的动能最大 C．在保持m B>m A的条件下， m B越小，碰后 B 球的速度越大 高中物理竞赛辅导（2） 静力学力和运动 共点力的平衡 n个力同时作用在物体上，若各力的作用线相交于一点，则称为 共点力，如图1所示。 作用在刚体上的力可沿作用线前、后滑移而不改变其力 学效应。当刚体受共点力作用时，可把这些力沿各自的作用 线滑移，使都交于一点，于是刚体在共点力作用下处于平衡 状态的条件是：合力为零。 （1） 用分量式表示： （2） [例1]半径为R的刚性球固定在水 平桌面上，有一质量为M的圆环状均匀 弹性细绳圈，原长为，绳 圈的弹性系数为k。将圈从球的正上方 轻放到球上，并用手扶着绳圈使其保持 水平，最后停留在平衡位置。考虑重力， 不计摩擦。①设平衡时绳圈长 ，求k值。②若 ，求绳圈的平衡位置。 分析：设平衡时绳圈位于球面上相应于θ角的纬线上。在绳圈上任取一小元段， 长为，质量为，今将这元段作为隔离体，侧视图和俯视图分别由图示（a）和（b）表示。 元段受到三个力作用：重力方向竖直向下；球面的支力N方向沿半径R 指向球外；两端张力，张力的合力为 位于绳圈平面内，指向绳圈中心。这三个力都在经 线所在平面内，如图示（c）所示。将它们沿经线的切向和法向分 解，则切向力决定绳圈沿球面的运动。 解：（1）由力图（c）知：合张力沿经线切向分力为： 重力沿径线切向分力为： （2-2） 当绳圈在球面上平衡时，即切向合力为零。 （2-3） 由以上三式得 （2-4） 式中 由题设：。把这些数据代入（2-4）式得。于是。 （2）若时，C=2，而。此时（2-4）式变成 tgθ=2sinθ-1, 即 sinθ+cosθ=sin2θ, 平方后得。 在的范围内，上式无解，即此时在球面上不存在平衡位置。这时由于k值太小，绳圈在重力作用下，套过球体落在桌面上。 [例2]四个相同的球静止在光滑的球形碗内，它们的中心同在一水平面内，今以另一相同的球放以四球之上。若碗的半径大于球的半径k倍时，则四球将互相分离。试求k值。 分析：设每个球的质量为m，半径为r ，下面四个球的相互作用力为N，如图示（a）所示。 又设球形碗的半径为R，O' 为球形碗的球心，过下面四球的 球心联成的正方形的一条对角线 AB作铅直剖面。如图3（b）所示。 当系统平衡时，每个球所受的合 力为零。由于所有的接触都是光 滑的，所以作用在每一个球上的 力必通过该球球心。 上面的一个球在平衡时，其 重力与下面四个球对它的支力相平衡。由于分布是对称的，它们之间的相互作用力N， 大小相等以表示，方向均与铅垂线成角。 大学物理竞赛选拔试卷 1. （本题6分）一长度为l 的轻质细杆，两端各固结一个小球A 、B （见图），它们平放在光滑水平面上。另有一小球D ，以垂直于杆身的初速度v 0与杆端的Α球作弹性碰撞．设三球质量同为m ，求：碰后（球Α和Β）以及D 球的运动情况． 2. （本题6分）质量m =10 kg 、长l =40 cm 的链条，放在光滑的水平桌面上，其一端系一细绳，通过滑轮悬挂着质量为m 1 =10 kg 的物体，如图所示．t = 0时,系统从静止开始运动, 这时l 1 = l 2 =20 cm< l 3．设绳不伸长，轮、绳的质量和轮轴及桌沿的摩擦不计，求当链条刚刚全部滑到桌面上时，物体m 1速度和加速度的大小． 3. （本题6分） 长为l 的匀质细杆，可绕过杆的一端O 点的水平光滑固定轴转动，开始时静止于竖直位置．紧挨O 点悬一单摆，轻质摆线的长度也是l ，摆球质量为m ．若单摆从水平位置由静止开始自由摆下，且摆球与细杆作完全弹性碰撞，碰撞后摆球正好静止．求： (1) 细杆的质量． (2) 细杆摆起的最大角度θ． 4. （本题6分）质量和材料都相同的两个固态物体，其热容量为C ．开始时两物体的温度分别为T 1和T 2（T 1 > T 2）．今有一热机以这两个物体为高温和低温热源，经若干次循环后，两个物体达到相同的温度，求热机能输出的最大功A max ． 5. （本题6分）如图所示，123415641 为某种一定量的理想气体进行的一个循环过程，它是由一个卡诺正循环12341 和一个卡诺逆循环15641 组成．已知等温线温度比T 1 / T 2 = 4，卡诺正逆循环曲线所包围面积大小之比为S 1 / S 2 = 2．求循环123415641的效率η． 6. （本题6分）将热机与热泵组合在一起的暖气设备称为动力暖气设备，其中 带动热泵的动力由热机燃烧燃料对外界做功来提供.热泵从天然蓄水池或从地下水取出热量，向温度较高的暖气系统的水供热.同时，暖气系统的水又作为热机的冷却水.若燃烧1kg 燃料，锅炉能获得的热量为H ，锅炉、地下水、暖气系统的水的温度分别为210℃，15℃，60℃.设热机及热泵均是可逆卡诺机.试问每燃烧1kg 燃料，暖气系统所获得热量的理想数值（不考虑各种实际损失）是多少？ 1 2 T 1 6 5 4 3 V p O T 2 2016高平一中高二物理竞赛专题讲座 命题人:李文锋 一、选择题（每题4分，共28分） 1．若质点做直线运动的速度v 随时间t 变化的图线如图1所示，则该质点的位移s （从t ＝0开始）随时间t 变化的图线可能是图2中的哪一个？（ ） 2．烧杯内盛有0?C 的水，一块0?C 的冰浮在水面上，水面正好在杯口处。最后冰全部熔解成0?C 的水，在这过程中（ ） （A ）无水溢出杯口，但最后水面下降了 （B ）有水溢出杯口，但最后水面仍在杯口处 （C ）无水溢出杯口，水面始终在杯口处 （D ）有水溢出杯口，但最后水面低于杯口 3.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗，让漏斗左、右摆动，于是桌面上漏下许多砂子，经过一段时间形成一砂堆，砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状 4.特技演员从高处跳下，要求落地时必须脚先着地，为尽量保证安全，他落地时最好是采用哪种方法 A.让脚尖先着地，且着地瞬间同时下蹲 B.让整个脚板着地，且着地瞬间同时下蹲 C.让整个脚板着地，且着地瞬间不下蹲 D.让脚跟先着地，且着地瞬间同时下蹲 5.如图Ⅰ-4所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab= Ubc ，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 A.三个等势面中，a 的电势最高 B.带电质点通过 P 点时电势能较大 C.带电质点通过 P 点时的动能较大 D.带电质点通过 P 点时的加速度较大 6．如图所示，电容量分别为C 和2C 的两个电容器a 和b 串联接在电动势为E 的电池两端充电，达到稳定后，如果用多用电表的直流电压挡V 接到电容器a 的两端（如图），则电压表的指针稳定后的读数是（ ） E/3 （B ）2E/3 （C ）E （D ）0 7. 如图所示电路中，电源的内电阻为r ，R2、R3、R4均为定值电 阻，电表均为理想电表。闭合电键S ，当滑动变阻器R1的滑动触头P 向右滑动时，电流表和电压表的示数变化量的大小分别为 I 、U ，下列说法正确的是（ ） A ．电压表示数变大 B ．电流表示数变大 C ．DU DI ＞r D ．DU DI ＜r 二、填空题（每题5分，共20分） 8.在国际单位制中，库仑定律写成 22 1r q q k F =，式中静电力常量 922 8.9810N m C k -=???，电荷量 q1和q2的单位都是库仑，距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿.若把库仑定律写成更简洁的形式 22 1r q q F = ，式中距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿，由此式可定义一种电荷量 q 高中物理竞赛模拟试卷（一） 说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共150 分，考试时间 120 分钟. 第Ⅰ卷（选择题 共 40 分） 一、本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分，在每小题给出的 4 个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有错选或不答的得 0 分. 1.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗，让漏斗左、右摆动，于是桌面上漏下许多砂子，经过一段时间形成一砂堆，砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状 2.如图Ⅰ-2所示，甲乙两物体在同一光滑水平轨道上相向运动，乙上连有一段轻弹簧，甲乙相互作用过程中无机械能损失，下列说法正确的有 A.若甲的初速度比乙大，则甲的速度后减到 0 B.若甲的初动量比乙大，则甲的速度后减到0 C.若甲的初动能比乙大，则甲的速度后减到0 D.若甲的质量比乙大，则甲的速度后减到0 3.特技演员从高处跳下，要求落地时必须脚先着地，为尽量保证安全，他落地时最好是采用哪种方法 A.让脚尖先着地，且着地瞬间同时下蹲 B.让整个脚板着地，且着地瞬间同时下蹲 C.让整个脚板着地，且着地瞬间不下蹲 D.让脚跟先着地，且着地瞬间同时下蹲 4.动物园的水平地面上放着一只质量为M 的笼子，笼内有一只质量为 m 的猴子.当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时，笼子对地面的压力为F 1；当猴以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时，笼子对地面的压力为 F 2（如图Ⅰ-3），关于 F 1 和 F 2 的大小，下列判断中正确的是 A.F 1 = F 2＞(M + m )g B.F 1＞(M + m )g ,F 2＜(M + m )g C.F 1＞F 2＞(M + m )g D.F 1＜(M + m )g ，F 2＞(M + m )g 5.下列说法中正确的是 A.布朗运动与分子的运动无关 B.分子力做正功时，分子间距离一定减小 C.在环绕地球运行的空间实验室里不能观察热传递的对流现象 D.通过热传递可以使热转变为功 6.如图Ⅰ-4所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之 图Ⅰ -3 图Ⅰ -4 图Ⅰ-2 高二物理竞赛试题 考试时间：2014年5月30日 20：30----22：00 一、选择题（本题10小题。每小题6分） 1.我国于2010年10月1日成功发射了月球探测卫星“嫦娥2号”（CE-2），（CE-2），椭圆轨道近月点Q 完成近月拍摄任务后，到达椭圆轨道的远月点P 变轨成圆轨道。如图，忽略地球对（CE-2）的影响则：（ ） A ．在由椭圆轨道变成圆轨道的过程中机械能不变 B ．在椭圆轨道上由Q 点运动到P 点，机械能减少 2.在光滑的水平面内有一沿x 轴的静电场，其电势?随x 坐标值的变化图线如图所示，一质量为m 带电荷量为q 的带正民的小球（可视为质点）从O 点以初速度0v 沿轴正向移动。下列说法中准确的是：（ ） A ．若小能运动到1x 处，则该过程中小球所受到的电场力逐渐增大 B ．若带电小球从1x 处运动到3x 的过程中，电势能先减少后增大 C ．若该小球能运动到4x 处，则初速0v 至少为m /20?? D ．若0v 为m /20??，带电粒子在运动过程中的最大速度为m /60?? 3.如图所示，质量为M 的斜面体静止在粗糙的水平面上，斜面体的两个斜面均是光滑的，顶角为直角，两个斜面的倾角分别为α、β，且α>β.两个质量均为m 的物体P 、Q 分别在沿斜面向上的力F 1、F 2的作用下处于静止状态．则以下说法中准确的是( ) A ．水平地面对斜面体的静摩擦力方向水平向左 B ．水平地面对斜面体有摩擦力 C ．地面对斜面体的支持力等于(M ＋2m )g D ．地面对斜面体的支持力等于(M ＋m )g 4.如图所示，质量均为m 的两个木块P 、Q 叠放在水平地面上，P 、Q 接 触面的倾角为θ，现在Q 上加一水平推力F ，使P 、Q 保持相对静止一起向左做匀加速直线运动，则( ) A ．物体Q 对地面的压力一定为2mg B ．若P 、Q 之间光滑，则加速度a ＝g tan θ C ．若Q 与地面间的动摩擦因数为μ，则μ＝F 2mg D ．若运动中逐渐减小F ，则地面与Q 间的摩擦力也逐渐减小 5.如图甲所示，倾角为θ的充足长的传送带以恒定的速率v 0沿逆时针 方向运行．t ＝0时，将质量m ＝1 kg 的物体(可视为质点)轻放在传送带上，物体相对地面的v －t 图象如图乙所示．设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g ＝10 m/s 2.则( ) A ．传送带的速率v 0＝10 m/s B ．传送带的倾角θ＝30° C ．物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5 D ．0～2.0 s 摩擦力对物体做功W f ＝－24 J 6.如图所示，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC 是 以O 为圆心的一段圆弧，位于竖直平面内．现有一小球从一水平桌面的边缘P 点向右水平飞出，该小球恰好能从A 点沿圆弧的切线方向进入轨道．OA 与竖直方向的夹角为θ1，PA 与竖直方向的夹角为θ2.下列说法准确的是( ) A. tan θ1tan θ2＝2 B ．cot θ1tan θ2＝2 C ．cot θ1cot θ2＝2 D ．tan θ1cot θ2＝2 7.一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F 的作用下开始向上运动，如图甲所示．在物体运动过程中，空气阻力不计，其机械能E 与位移x 的关系图象如图乙所示，其中曲线上点A 处的切线的斜率最大．则( ) A ．在x 1处物体所受拉力最大 B ．在x 2处物体的速度最大 C ．在x 1～x 3过程中，物体的动能先增大后减小 D ．在0～x 2过程中，物体的加速度先增大后减小 8.在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存有着两个磁感应强度大小均为B 的匀强磁场，区域Ⅰ的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为L ，一个质量为m 、电阻为R 、边长也为L 的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t 1时刻ab 边刚越过GH 进入磁场Ⅰ区，此时线框恰好以速度v 1做匀速直线运动；t 2时刻ab 边下滑到JP 与MN 的中间位置，此时线框又恰好以速度v 2做匀速直线运动．重力加速度为g ，下列说法中准确的是( ) A ．线框两次匀速直线运动的速度之比v 1∶v 2＝2∶1 B ．从t 1到t 2过程中，线框中通过的电流方向先是a →d →c →b ，然后是a →b →c →d C ．从t 1到t 2过程中，线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量 D ．从t 1到t 2过程中，有3mgL sin θ2＋m v 2 1－v 22 2 的机械能转化为电能 9.如图所示，理想变压器初级线圈接一正弦式交变电流，交变电流的电压有效值恒定不变．则下列说法中准确的是( ) A ．只将S 1从2拨向1时，电流表示数变小 B ．只将S 2从4拨向3时，电流表示数变小 C ．只将S 3从闭合变为断开，电阻R 2两端电压增大 D ．只将变阻器R 3的滑动触头上移，变压器的输入功率减小 10.下列说法准确的是（ ） A ．普朗克以前大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子 B ．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一 C ．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大 D ．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，所以，光子散射后波长变短 二、填空与实验题（本题2小题） 11.图中K 是密封在真空玻璃管内的金属电极，它受光照射后能释放出电子；W 是能够透光的窗口，光线通过它可照射到电极K 上；C 是密封在真空玻璃管内圆筒形的收集电极，它能收集K 所发出的光电子．R 是接在电池组E （电压充足高）两端的滑动变阻器，电极K 通过导线与串联电池组的中心端O 连接；G 是用于测量光电流的电流计．已知当某一特定频率的单色光通过窗口照射电极K 时，能产生光电子．当滑动变阻器的滑动接头处在某一点P 时，能够测到光电流，当滑动头向右移动时，G 的示数增大，使滑动头继续缓慢向右持续移动时，电流计G 的示数变化情况是： ．当滑动变阻器的滑动接头从P 点缓慢向左持续移动时，电流计G 的示数变化情况是： ． 高中物理竞赛流程详细解析 高中物理竞赛国内竞赛主要分为：物理竞赛预赛、物理竞赛复赛、物理竞赛决赛三个流程，国际性赛事分为国际物理奥林匹克竞赛和亚洲物理奥林匹克竞赛。 一、全国中学生物理竞赛预赛（CPhO） 1、高中物理竞赛入门级赛事，每年9月上旬举办（也就是秋学期开学），由全国竞赛委员会统一命题，各省市、学校自行组织，所有中学生均可报名； 2、考试形式：笔试，共3小时，5道选择题、每题6分，5道填空题、每题10分，6道大题、每题20分，共计200分； 3、考试主要考力学、热学、电磁学、光学、近代物理等相关内容（回台回复“物竞考纲”查看明细）； 4、比赛分别设置了一等奖、二等奖和三等奖，因为预赛主要是各省市为了选拔复赛选手而筹备的，所以一般一等奖可以参加复赛。 5、一般来说，考完试后2~3天即可在考点查询成绩。 二、全国中学生物理竞赛复赛（CPhO） 1、高中阶段最重要的赛事，其成绩对于自主招生及参加清北学科营等有直接影响，每年9月下旬举办（也就是预赛结束后）。 2、复赛分为笔试+实验： 笔试，共3小时，8道大题，每题40分，共计320分； 实验，共90分钟，2道实验，每道40分，共计80分； 总分400分。 3、笔试由全国竞赛委员会统一命题，各省市自行组织、规定考点，大多数省份只有预赛一等奖的同学可以参加； 实验由各省市自行命题，根据笔试成绩组织前几十名左右考生参加（也就是说实验不是所有人都考，只有角逐一等奖的同学才参加），最终根据实验和笔试的总成绩评定出一等奖、二等奖、三等。 4、各省市的实验时间稍有不同，具体可参考当地往年的考试时间。 5、考试内容在预赛的基础上稍有增加，具体考纲后台回复“物竞考纲”查看。 6、比赛设置了一等奖、二等奖、三等奖，也就是我们常说的省一、省二、省三，其中各省省一前几名入选该省省队，可参加决赛。 7、成绩有什么用？ 省一等奖可基本满足除清华、北大、复旦以外其他985/211高校的自主招生条件； 省二等奖可满足部分985/211高校的自主招生条件； 省三等奖可满足大部分211学校的自主招生条件。 8、各省省队成员可参加清北金秋营、冬令营，并根据成绩获得降分优惠。 A B D l 0 v 大学物理竞赛选拔试卷 1.（本题6分）一长度为l的轻质细杆，两端各固结一个小球A、B（见 图），它们平放在光滑水平面上。另有一小球D，以垂直于杆身的初速度 v0与杆端的Α球作弹性碰撞．设三球质量同为m，求：碰后（球Α和Β） 以及D球的运动情况． 2.（本题6分）质量m=10kg、长l=40cm的链条，放在光滑的水平桌面上，其一端系一细绳，通过滑轮悬挂着质量为m1=10kg的物体，如图所示．t=0时,系统从静止开始运动,这时l1=l2=20cm 2014第31届全国中学生物理竞赛预赛试题及参考答案与评分标准 一、选择题．本题共5小题，每小题6分，在每小题给出的4个选 项中，有的小题只有一项符合题意，有的小题有多项符合题意．把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分． 1．一线膨胀系数为α的正立方体物块，当膨胀量较小时，其体膨胀系数等于 A．αB．α1/3 C．α3D．3α 2．按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤，称为密度秤，其外形和普通的杆秤差不多，装秤钩的地方吊着一体积为lcm3的较重的合金块，杆上有表示液体密度数值的刻度．当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡，如图所示，当合金块完全浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣的悬挂点，直至秤杆恰好重新平衡，便可直接在杆秤上读出液体的密度．下列说法中错误的是 A．密度秤的零点刻度在Q点 B．秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边 C．密度秤的刻度都在Q点的右侧 D．密度秤的刻度都在Q点的左侧 3．一列简谐横波在均匀的介质中沿z轴正向传播，两质点P1和P2的平衡位置在x轴上，它们相距60cm，当P1质点在平衡位置处向上运动时，P2质点处在波谷位置，若波的传播速度为24 m/s，则该波的频率可能为 A．50Hz B．60Hz C．400Hz D．410Hz 4．电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动方式，电磁驱动的原理如图所示，当直流电流突然加到一固定线圈上，可以将置于线圈上的环弹射出去．现在同一个固定线圈上，先后置有分别用钢、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三种环；当电流突然接通时，它们所受到的推力分别为F1、F2和F3．若环的重力可忽略，下列说法正确的是 A．F1>F2>F3B．F2>F3 >F1 C．F3 >F2> F1D．F1=F2=F3 5．质量为m A的A球，以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动，并与B球发生弹性正碰．假设B球的质量m B可选取为不同的值，则 A．当m B=m A时，碰后B球的速度最大 B．当m B=m A时，碰后B球的动能最大 C．在保持m B>m A的条件下，m B越小，碰后B球的速度越大 高二物理竞赛（9）参考答案 一、1. 用作图法求得物AP，的像'' A P及所用各条光线的光路如图预解16-5所示。 说明：平凸薄透镜平面上镀银后构成一个由会聚透镜L和与它密接的平面镜M的组合LM，如图预解16-5所示．图中O为L的光心，' AOF为主轴，F和'F为L的两个焦点，AP 为物，作图时利用了下列三条特征光线： （1）由P射向O的入射光线，它通过O后方向不变，沿原方向射向平面镜M，然后被M反射，反射光线与主轴的夹角等于入射角，均为α。反射线射入透镜时通过光心O，故由透镜射出时方向与上述反射线相同，即图中的' OP． （2）由P发出已通过L左方焦点F的入射光线PFR，它经过L折射后的出射线与主轴平行，垂直射向平面镜M，然后被M反射，反射光线平行于L的主轴，并向左射入L，经L折射后的出射线通过焦点F，即为图中的RFP． （3）由P发出的平行于主轴的入射光线PQ，它经过L折射后的出射线将射向L的焦点'F，即沿图中的' QF方向射向平面镜，然后被M反射，反射线指向与'F对称的F点，即沿QF方向。此反射线经L折射后的出射线可用下法画出：通过O作平行于QF的辅助线'S OS，'S OS通过光心，其方向保持不变，与焦面相交于T点，由于入射平行光线经透镜后相交于焦面上的同一点，故QF经L折射后的出射线也通过T点，图中的QT即为QF经L 折射后的出射光线。 上列三条出射光线的交点'P即为LM组合所成的P点的像，对应的'A即A的像点．由图可判明，像'' A P是倒立实像，只要采取此三条光线中任意两条即可得'' A P，即为正确的解答。 2. 按陆续成像计算物AP经LM组合所成像的伙置、大小。 物AP经透镜L成的像为第一像，取12 u f =，由成像公式可得像距 1 2 v f =，即像在平向镜后距离2f处，像的大小' H与原物相同，' H H =。 第一像作为物经反射镜M成的像为第二像。第一像在反射镜M后2f处，对M来说是虚物，成实像于M前2f处。像的大小H''也与原物相同，H H H ''' ==。 第二像作为物，而经透镜L而成的像为第三像，这时因为光线由L右方入射，且物（第二像）位于L左方，故为虚物，取物32 u f =-，由透镜公式 33 111 u v f +=可得像距 3 3 2 3 fu v f u f ==> - 一、电磁感应现象 1、产生感应电流的条件 感应电流产生的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。 以上表述是充分必要条件。不论什么情况，只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件，就必然产生感应电流；反之，只要产生了感应电流，那么电路一定是闭合的，穿过该电路的磁通量也一定发生了变化。 2、感应电动势产生的条件。 感应电动势产生的条件是：穿过电路的磁通量发生变化。 这里不要求闭合。无论电路闭合与否，只要磁通量变化了，就一定有感应电动势产生。这好比一个电源：不论外电路是否闭合，电动势总是存在的。但只有当外电路闭合时，电路中才会有电流。 3、关于磁通量变化 在匀强磁场中，磁通量Φ=B?S?sinα（α是B与S的夹角），磁通量的变化ΔΦ=Φ2-Φ1有多种形式，主要有： ①S、α不变，B改变，这时ΔΦ=ΔB S sinα ②B、α不变，S改变，这时ΔΦ=ΔS B sinα ③B、S不变，α改变，这时ΔΦ=BS(sinα2-sinα1) 二、楞次定律 1、内容：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化． 在应用楞次定律时一定要注意：“阻碍”不等于“反向”；“阻碍”不是“阻止”。 A、从“阻碍磁通量变化”的角度来看，无论什么原因，只要使穿过电路的磁通量发生了变化，就一定有感应电动势产生。 B、从“阻碍相对运动”的角度来看，楞次定律的这个结论可以用能量守恒来解释：既然有感应电流产生，就有其它能转化为电能。又由于感应电流是由相对运动引起的，所以只能是机械能转化为电能，因此机械能减少。磁场力对物体做负功，是阻力，表现出的现象就是“阻碍”相对运动。 C、从“阻碍自身电流变化”的角度来看，就是自感现象。自感现象中产生的自感电动势总是阻碍自身电流的变化。 2、实质：能量的转化与守恒． 3、应用：对阻碍的理解：（1）顺口溜“你增我反，你减我同”（2）顺口溜“你退我进，你进我退”即阻碍相对运动的意思。“你增我反”的意思是如果磁通量增加，则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相反。“你减我同”的意思是如果磁通量减小，则感应电流的磁场方向与原来的磁场方向相同。 用以判断感应电流的方向，其步骤如下： 1）确定穿过闭合电路的原磁场方向； 2）确定穿过闭合电路的磁通量是如何变化的（增大还是减小）； 3）根据楞次定律，确定闭合回路中感应电流的磁场方向； 4）应用安培定则，确定感应电流的方向． 三、法拉第电磁感应定律 1、定律内容：感应电动势大小决定于磁通量的变化率的大小，与穿过这一电路 1.宇宙飞船进入预定轨道并关闭发动机后，在太空运行，在这飞船中用天平测物体的质量，结果是（） A.和在地球上测得的质量一样大B比在地球上测得的大C比在地球上测得的小D测不出物体的质量 2.秋高气爽的夜里，当我仰望天空时会觉得星光闪烁不定，这主要是因为：（） A.星星在运动B地球在绕太阳公转C地球在自转D大气的密度分布不稳定，星光经过大气层后，折射光的方向随大气密度的变化而变化 3.1999年以美国为首的北约军队用飞机野蛮地对南联盟发电厂进行轰炸时，使用了一种石墨炸弹，这种炸弹爆炸后释放出大量的纤维状的石墨覆盖在发电厂的设备上，赞成电厂停电。这种炸弹的破坏方式主要是：（） A.炸塌厂房B炸毁发电机C使设备短路D切断输电线 4.小刚家中的几盏电灯突然全部熄灭了，检查保险丝发现并未烧断，用测电笔测试各处电路时，氖管都发光。他对故障作了下列四种判断，其中正确的是：（） A.灯泡全部都烧坏B进户零线断路C室内线路发生短路D进户火线断路 5.下列物体都能导热，其中导热本领的是：（） A.铁管B铝管C铜管D热管 6.室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图可确定：（） A桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆B桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆C桶中有两个杠杆在起作用，用都是省力杠杆D桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆 7.小明拿着一个直径比较大的放大镜伸直执行手臂观看远处的物体，可以看到物体的像，下面说法中正确的是：（） A.射入眼中的光一定是由像发出的B像一定是虚像C像一定是倒立的D像一定是放大的 8.生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子，用来增加进入镜筒的光强。如果小镜子的镜面可以选择，在生物课上使用时，效果的是：（） A.凹型镜面B凸型镜面C平面镜面D乳白平面 9.小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住磁体的位置应在：（） A.磁体的重心处B磁体的某一磁极处C磁体重心的北侧D磁体重心的南侧 10.小红家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器，上面写着下表中的一些数据，在以下几种说法中，正确的是：（） A.漏电电流大于30mA，保护器会在0.1秒之内切断电源 B.漏电持续时间超过0.1秒时保护器才能动作 C.当漏电电流达到15mA时就能起到可靠的保护作用 D.只有当进户电压大于220V或用电电流大于20A 时，才能起保护作用 高二物理竞赛试题 一、选择题I(单选每小题3分，共30分) 1．甲车速度v 1=10米／秒，乙车速度v 2=4米／秒，两车在一条公路的不同车道上作同方向的匀速直线运动，随后在甲车追上乙车相遇时，甲车立即刹车作加速度为a=2米／秒2 的匀减速运动。于是两车将再次相遇，设两车先后两次相遇的时间间隔为t ，两次相遇处的距离为s ，则( ) (A)t=6秒，s=24米 (B)t=5秒，s=20米 (C)t=5秒，s=25米 (D)t=6.25秒，s=25米 2．点光源s 位于凸透镜左侧2倍焦距(即2f)之外，由s 发出的一条光线a 如图1所示，则光线经过透镜折射后的出射光线将与主光轴0102相交于( ) (A)一倍焦距与两倍焦距之间 (B)两倍焦距之外 (C)无穷远处 (D)两倍焦距处 3．图2是某电路中的一部分，已知R 1=5欧，R 2=1欧，R 3=3欧，电流I 1=O.2安，I 2=O.1安，则通过电流表A 中的电流强度是( ) (A)0.2安，方向为b →a (B)0.1安，方向b →a (C)O.1安，方向为a →b (D)0.3安，方向a →b 4．质量为优的重物放在地面上，该地重力加速度为g ，现用一根细绳向上提重物，使绳子拉力从零开始逐渐增大，得到加速度a 与拉力T 的图线如图3所示中的OAB 。换一个地点做同样的实验，又得到OCD 的图线，关于OCD 图线所描述的物体质量m ′与新地点重力加速度g ′，下列说法中正确的是( ) (A) m ′> m ，g ′≠g (B) m ′< m ，g ′≠g (C) m ′> m ，g ′= g (D) m ′< m ，g ′= g 5．如图4所示，在通电密绕长螺线管靠近左端处，吊一金属环a 处于静止状态，在其内部也吊一金属环b 处于静止状态，两环环面均与螺线管的轴线垂直且环中心恰在螺线管中轴上，当滑动变阻器R 的滑片P 向左端移动时，a 、b 两环的运动情况将是( ) (A)a 右摆，b 左摆 (B)a 左摆，b 右摆 (C)a 右摆，b 不动 (D)a 左摆，b 不动 图1 图2 图2 图4 【基本概念与基本规律】 5．比较感生电动势与动生电动势 感生电动势 动生电动势 含 义 由于磁场发生变化而在回路 中产生的感应电动势 表示长为l 的导体（无论闭合与否）做切割磁感线运动时产生的感应电动势 大 小 t n E ??Φ= BLv E = 非静电力 感应电场力 洛仑兹力 方 向 只能用楞次定律判别 可以用右手定则，也可用楞次定律判别 6．注意区别：磁通量Φ、磁通量的变化?Φ、磁通量的变化率t ??Φ。 ⑴Φ是状态量，是闭合回路在某时刻（某位置）穿过回路的磁感线的条数，当磁场与回路平面垂直时，BS =Φ。 ⑵?Φ是过程量，是表示回路从某一时刻变化到另一时刻磁通量的增量，即12Φ-Φ=?Φ。 ⑶ t ??Φ表示磁通量的变化快慢，即单位时间内磁通量的变化，称磁通量的变化率。 ⑷上述三个物理量的大小没有直接关系，这一点与运动学中v 、v ?， t v ??三者相似。 【例1】（2006天津）在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图 1所示，当磁场的磁感应强度 B 随时间 t 图 图 如图 2变化时，图 3中正确表示线圈中感应电动势 E 变化的是（ ） 【例2】如图所示，一边长为L 的正方形金属框，质量为m ，电阻为R ，用细线把它悬挂在一个有界的磁场边缘，金属框的上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间均匀变化且满足B ＝kt 规律．已知细线所能承受的最大拉力T ＝2mg ，求从t ＝0时刻起，经多长时间细线会被拉断． 二、导体切割磁感线产生感应电动势计算 1．导体切割磁感线产生感应电动势的大小：θsin Blv E = ⑴上式适用导体平动，l 垂直v 、B 。 ⑵公式中L 是导体切割磁感线的有效长度。θ是v 与B 的方向夹角，若θ=90°(v ⊥B )时，则E=BLv ；若θ=0°(v ∥B )时，则E=0。 2．切割运动的若干图景： ① 部分导体在匀强磁场中的相对平动切割 ②部分导体在匀强磁场中的匀速转动切割 图 最新高中物理竞赛讲义 （完整版） 目录 最新高中物理竞赛讲义（完整版） (1) 第0 部分绪言 (5) 一、高中物理奥赛概况 (5) 二、知识体系 (6) 第一部分力＆物体的平衡 (7) 第一讲力的处理 (7) 第二讲物体的平衡 ............................. 1...0.. 第三讲习题课 ................................. 1..1... 第四讲摩擦角及其它........................... 1...7..第二部分牛顿运动定律 ............................ 2..2.. 第一讲牛顿三定律 ............................. 2...2.. 第二讲牛顿定律的应用 ......................... 2..3.. 第二讲配套例题选讲........................... 3...7..第三部分运动学 ................................. 3...7... 第一讲基本知识介绍 .......................... 3..7.. 第二讲运动的合成与分解、相对运动 ............. 4..0 第四部分曲线运动万有引力 ....................... 4...4. 第一讲基本知识介绍........................... 4...4.. 第二讲重要模型与专题 ......................... 4..7.. 第三讲典型例题解析............................. 5...9..第五部分动量和能量 ............................... 5...9.. 第一讲基本知识介绍............................. 5...9.. 第二讲重要模型与专题.......................... 6..3.. 第三讲典型例题解析............................. 8...3..第六部分振动和波 ................................. 8..3... 湖南省第4届大学生物理竞赛试卷 2011年5月14日 时间：150分钟 满分120分 一、 选择题 (每题3分，共18分) 1.设某种气体的分子速率分布函数为)(v f ，则速率在1v ～2v 内的分子的平均速率为（ ）。 (A) ?21 )(v v v d v vf ； (B) ?2 1 )(v v v d v f v ； (C) ? ?2 1 2 1 )()(v v v v v d v f v d v vf ； (D) ? ?∞ )()(2 1 v d v f v d v f v v 。 2. 如图所示带负电的粒子束垂直地射入两磁铁之间的水平磁场，则( )。 (A) 粒子向N 极移动； (B) 粒子向S 极移动； (C) 粒子向下偏转； (D) 粒子向上偏转。 3.如图所示，一个带电量为 q 的点电荷位于立方体的 A 角上，则通过侧面 abcd 的电场强度通量等于（ ）。 A 、 06εq ； B 、012εq ； C 、 024εq ； D 、0 48εq 。 4. 如图a 所示, 一光学平板玻璃 A 与待测元件 B 之间形成空气劈尖，用波长 nm 500=λ 的单色光垂直照射，看到的反射光的干涉条纹如图b 所示，有些条纹弯曲部分的顶点恰好于其右边条纹的直线部分的切线相切，则工件的上表面缺陷是 ( ) 。 （A ） 不平处为凸起纹，最大高度为nm 500； （B ） 不平处为凸起纹，最大高度为nm 250； A q c b d a （C ） 不平处为凹槽，最大高度为nm 500； （D ） 不平处为凹槽，最大高度为nm 250。 5. 在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，在反射光中看到干涉条纹，则在接触点P 处形成的圆斑为( ) 。 (A) 全明； (B) 全暗； (C) 右半部明，左半部暗； (D) 右半部暗，左半部明。 6. 已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为： a x a x 23cos 1)(πψ?= )(a x a ≤≤- 那么粒子在6/5a x =处出现的几率密度为（ ）。 (A) )2/(1a ； (B) a /1 ； (C) a 2/1 ； (D) a /1 。 二、填空题(每题3分，共21分) 1. 一匀质细杆长为l ，质量为m ，杆两端用线吊起，保持水平，现有一条线突然断开，则断开瞬间另一条线的张力为 。 2. 图示两条曲线分别表示氦、氧两种气体在相同温度T 时分子按速率的分布，其中曲线 1 表示 _ _气分子的速率分布曲线，曲线 2 表示 __ _ 气分子的速率分布曲线。 3. 一氧气瓶的容积为V ，充入氧气的压强为1P ，用了一段时间后压强降为2P ，则瓶中剩下的氧气的内能与未用前氧气的内能之比为 。 4. 长直导线中通有电流 I ，长L 的金属棒AB 以速度V 平行于 v f(v) 1 2 I a l V A B2014全国高中物理竞赛初赛试题与标准答案(全Word版)
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