高二物理竞赛试卷

v 0 题5图题4图 高二物理竞赛试卷班级 学号 姓名 成绩一、单项选择题。

本题共6小题，每小题4分、共24分。

在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。

选对的得4分，选错或不答的得0分。

1．关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（ ）A ．物体在恒力作用下不可能做曲线运动B ．物体在变力作用下一定做曲线运动C ．做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向不在同一条直线上D ．做曲线运动的物体，其受力方向与加速度方向不在同一条直线上2．万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律。

以下说法正确的是( )A ．物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的B ．人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大C ．人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供D ．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用 3．两个分别带有电荷量Q -和+3Q 的相同金属小球（均可视为点电荷），固定在相距为r 的两处，它们间库仑力的大小为F 。

两小球相互接触后将其固定距离变为2r ，则两球间库仑力的大小为 （ ） A ．112F B ．34F C ．43F D ．12F 4．如图所示，在匀强电场中有一平行四边形ABCD ，已知A 、B 、C 三点的电势分别为φA ＝10V 、φB ＝8V 、φC ＝2V ，则D 点的电势为（ ）A ．8VB ．6VC ．4VD ．1V5．如图所示，小球自高h 处以初速度v 0竖直下抛，正好落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起．弹簧质量不计，空气阻力不计，则小球( ) A ．落到弹簧上后立即做减速运动 B ．被弹起后，最高点仍是出发点C ．在碰到弹簧后的下落过程中，系统的重力势能与动能之和不变D ．在碰到弹簧后的下落过程中，系统的弹性势能与重力势能之和先变小后变大6．我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球。

假如宇航员在月球上测得物体做自由落体运动下落高度h 所用的时间是t ，将月球视为密度均匀、半径为r 的球体，万有引力常量为G ，则月球的密度为（球体的体积公式为343V r π=）( ) A ．232h Grt π B ．232h Gt π C ．283h Gt π D ． 283rhGt π题11图题10图题9图题8图题7图 题12图二、不定项选择题。

本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，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，有选错或不答的得0分。

7．如图所示，空间有一电场，电场中有两个点a 和b ，下列说法正确的是 （ ）A ．该电场是匀强电场B ．a 点的电场强度比b 点的大C ．a 点的电势比b 点的低D ．正电荷在a 点的电势能比在b 点时大 8．如图所示是一个由电池、电阻R 与平行板电容器组成的串联电路．在增大电容器两极板间距离的过程中（ ）A ．电阻R 中没有电流B ．电容器的电容变小C ．电阻R 中有从a 流向b 的电流D ．电阻R 中有从b 流向a 的电流9．如图所示，Q 1、Q 2为两个固定点电荷，其中Q 1带正电，它们连线的延长线上有a 、b 两点．一正试探电荷以一定的初速度沿直线从b 点开始经a 点向远处运动，其速度图象如图所示．则 ( )A ．Q 2带正电B ．Q 2带负电C ．该试探电荷从b 到a 的过程中电势能增大D ．该试探电荷从b 到a 的过程中电势能减小10．如图所示，M 为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块，abcd 为34圆周的光滑轨道，a 为轨道的最高点，de 面水平且有一定长度．今将质量为m 的小球在d 点的正上方高为h 处由静止释放，让其自由下落到d 处切入轨道内运动，不计空气阻力，则（ ）A ．在h 一定的条件下，释放后小球的运动情况与小球的质量有关B ．改变h 的大小，就能使小球通过a 点后，落回轨道内C ．无论怎样改变h 的大小，不可能使小球通过a 点后落回轨道内D ．调节h 的大小，使小球飞出de 面之外(即e 的右面)是可能的 11．如图所示，板长为L ，板的B 端静止放有质量为m 的小物体，物体与板的动摩擦因数为μ，开始时板水平，若缓慢．．转过一个小角度α的过程中，小物体保持与板相对静止，则在这个过程中( ) A ．摩擦力对小物体做功为)cos 1(cos ααμ-⋅L mg B ．摩擦力对小物体做功为零C ．弹力对小物体做功为ααsin cos L mg ⋅D ．弹力对小物体做功为αsin mgL 12．空中花样跳伞是一项流行于全世界的一种极限运动．如图甲所示是花样跳伞队员在空中摆出的莲花图案．假设某跳伞运动员从静止在空中的飞机上无初速度跳下，沿竖直方向下落，运动过程中，运动员受到的空气阻力随着速度的增大而增大，运动员的机械能与位移的关系图象如图乙所示，其中0～s 1过程中的图线为曲线，s 1～s 2过程的图线为直线．根据该图象，下列判断正确的是 ( )A ．0～s 1过程中运动员受到的空气阻力是变力，且不断增大B ．s 1～s 2过程中运动员做匀速直线运动题14图题15图 题16图C ．s 1～s 2过程中运动员做变加速直线运动D ．0～s 1过程中运动员的动能不断增大三、实验题。

本题共2小题，每空2分，共14分。

13．在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的电源的频率为50Hz ，查得当地的重力加速度g=9.8m/s 2，测得所用的重物的质量m=1.0kg 。

实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O ，另选连续的4个点A 、B 、C 、D 作为测量的点。

如图所示，经测量知道A 、B 、C 、D 各点到O 点的距离分别为62.99cm 、70.18cm 、77.76cm 、85.73cm ，根据以上数据，可知重物由O 点运动到C 点，重力势能的减少量等于 ▲ J ，动能的增加量等于 ▲ J 。

（取三位有效数字）14．光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP 是可绕O 点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处；另有一小钢球（可看做质点）．现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能．（1）还需要的器材是 ▲ 、 ▲ 。

（2）以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对 ▲ 能 的测量，进而转化对 ▲ 和 ▲ 的直接测量．四、计算题。

本题共4小题，其中15题、16题各8分，17题10分，共38分。

解答应写出必要的文字说明、基本公式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

15．将质量m=2kg 的一块石头从离地面H=2m 高处由静止开始释放，落入泥潭并陷入泥中h=5cm 深处，不计空气阻力，求泥对石头的平均阻力。

（取g=10m/s 2）16．下图是简化后的跳台滑雪的雪道示意图，整个雪道由倾斜的滑雪道AB 和着陆雪道DE，以及水平的起跳平台CD 组成，AB 与CD 圆滑连接。

运动员由助滑雪道AB 上由静止开始，在重力作用下，滑到D 点水平飞出，不计飞行中的空气阻力，从D 点飞出经2s 在水平方向飞行了60m ，落在着陆雪道DE 上，已知从B 点到D 点运动员的速度大小不变，（取g=10m/s 2），求（1）运动员在AB 段下滑到B 点的速度大小；（2）若不计AB 上的摩擦力，运动员在AB 段下滑过程中下降的高度；（3）若运动员的质量为60kg ，在AB 段下降的实际高度是50m ， 此过程中他克服摩擦力所做的功。

题17图题18图 题19图 A17．如图所示，A 、B 是位于竖直平面内、半径R ＝0.5m 的14圆弧形的光滑绝缘轨道，其下端点B 与水平绝缘轨道平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，电场强度E ＝5×103N/C.今有一质量为m ＝0.1kg 、带电荷量＋q ＝8×10－5C 的小滑块(可视为质点)从A 点由静止释放．若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.05，取g ＝10m/s 2，求：(1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B 时对B 点的压力． (2)小滑块在水平轨道上通过的总路程．18．如图(甲)所示，水平放置的平行金属板A 、B ，两板的中央各有一小孔O 1、O 2，板间距离为d ，开关S 接1.当t ＝0时，在a 、b 两端加上如图(乙)所示的电压，同时在c 、d 两端加上如图(丙)所示的电压．此时，一质量为m 的带负电微粒P 恰好静止于两孔连线的中点处(P 、O 1、O 2在同一竖直线上)．重力加速度为g ，不计空气阻力．(1)若在t ＝T4时刻将开关S 从1扳到2，当u cd ＝2U 0时，求微粒P 的加速度大小和方向；(2)若要使微粒P 以最大的动能从A 板中的O 1小孔射出，问在t ＝T2到t ＝T 之间的哪个时刻，把开关S 从1扳到2，u cd 的周期T 至少为多少？五、附加题，本题10分。

19．如图所示，相距为d 的平行金属板A 、B 竖直放置，在两板之间水平放置一绝缘平板。

有一质量m 、电荷量q （q >0）的小物块在与金属板A 相距l （d>2l ）处静止。

若某一时刻在金属板A 、B 间加一电压32AB mgdU qμ=-，小物块与金属板只发生了一次碰撞，碰撞后电荷量变为2q-，并以与碰前大小相等的速度反方向弹回。

已知小物块与绝缘平板间的动摩擦因素为μ，若不计小物块电荷量对电场的影响和碰撞时间。

则（1）小物块与金属板A 碰撞前瞬间的速度大小是多少？ （2）小物块碰撞后经过多长时间停止运动？停在何位置？高二物理竞赛试卷评分标准一、单项选择题。

本题共6小题，每小题4分、共24分。

在每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。

选对的得4分，选错或不答的得0分。

二、不定项选择题。

本题共6小题，每小题4分，共24分。

在每小题给出的四个选项中，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，有选错或不答的得0分。

三、实验题。

本题共2小题，每空2分，共14分。

13． 7.62 、 7.56 。

14．（1） 天平 、 刻度尺 。

（2） 重力势能 、 质量 、 高度 。

四、计算题。

本题共4小题，其中15题、16题各8分，17题10分，共38分。

解答应写出必要的文字说明、基本公式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

15．解：根据动能定理：21k k W E E =-,得mg(H+h)-Fh =0解得820h HF mg N h+== 16．解：（1）运动员起飞速度：v =tsx =30m/s∴ 助滑末速为30m/s （2）AB 下滑机械能守恒：mgh =221mv ∴ 下滑高度 h =gv 22=45m（3）根据能量守恒，A →B 下滑过程：mgh -W f =221mv∴ 运动员克服阻力做功 W f =3000J17．解： (1)设小滑块第一次到达B 点时的速度为v B ，对圆弧轨道最低点B 的压力为F ，则：mgR －qER ＝12m v 2B F －mg ＝m v 2B R 故F ＝3mg －2qE ＝2.2N(2)由题意知小滑块最终将停在B 点由动能定理得－F f ·S ＝0－12m v 2B结合F f ＝μmg 可得小滑块在水平轨道上通过的总路程S ＝6m.18．解：(1)当A 、B 间加电压U 0，微粒P 处于平衡状态，根据平衡条件，有qU 0d＝mg ① 当A 、B 间电压为2U 0时，根据牛顿第二定律，有 q 2U 0d－mg ＝ma ② 由①②得a ＝g ，加速度的方向竖直向上(2)依题意，为使微粒P 以最大的动能从小孔O 1射出，应让微粒P 能从O 2处无初速向上一直做匀加速运动．为此，微粒P 应先自由下落一段时间，然后加上电压2U 0，使微粒P 接着以大小为g 的加速度向下减速到O 2处再向上加速到O 1孔射出．设向下加速和向下减速的时间分别为t 1和t 2，则gt 1＝gt 2d 2＝12gt 21＋12gt 22，解得：t 1＝t 2＝d 2g故应在t ＝T －d2g时刻把开关S 从1扳到2.设电压u cd 的最小周期为T 0，向上加速过程，有 d ＝12g ⎝⎛⎭⎫T 02－t 22，解得：T 0＝6d2g .五、附加题，本题10分。