邵东科达学校培优物理试题2014

邵东科达学校培优物理试卷2014-3-3一、选择题(本题共13小题。

1-9是单选题，10－13是多选题)1．在水平地面上匀速行驶的拖拉机，前轮直径为0.8m ，后轮直径为1.25m ，两轮的轴水平距离为2m ，如图所示，在行驶的过程中，从前轮边缘的最高点A 处水平飞出一小块石子，0.2s 后从后轮的边缘的最高点B 处也水平飞出一小块石子，这两块石子先后落到地面上同一处．则拖拉机行驶的速度的大小为 （ ） A ．2.5m/s B ．5 m/ C ．10 m/s D ．15 m/s 2. 用水平力F 拉着一物体在水平地面上做匀速运动，从某时刻起力F 随时间均匀减小，物体所受的摩擦力f 随时间t 的变化如图中实线所示，下列说法正确的是 ( )A ．F 是从t 1时刻开始减小的，t 2时刻物体的速度刚变为零B ．F 是从t 1时刻开始减小的，t 3时刻物体的速度刚变为零C ．F 是从t 2时刻开始减小的，t 2时刻物体的速度刚变为零D ．F 是从t 2时刻开始减小的，t 3时刻物体的速度刚变为零 3.当今的航空技术不但突破了一倍声速（即“声障”）的研究，还制造出10倍声速以上（v ＞3200m/s)的超音速飞机，这为21世纪的环球旅行提供了极大的便捷。

在某一天太阳西下的时候，王欢同学乘坐着一驾超音速飞机，在赤道上空由东向西做近地航行，他发现：虽然几个小时过去了，但太阳始终停留在西边的地平线上——“丝毫不动”！由此判断这驾飞机的航速大约是空气中声速的 （ ）A. 1.4倍B. 3.4倍C. 5.4倍D. 7.4倍4. 如图，小车静止在光滑的水平面上．车内三滑杆与水平面夹角分别为α、β、γ，α＞β＞γ。

用斜向下的力F 拉一小环沿B 杆向下滑动，小车正好能保持静止，A 、B 、C 三滑杆与滑环的动摩擦因素相同。

在保持环一直向下滑动的过程中，要使小车向右运动，可采用的方法是 （ ）A.将F 的方向变为竖直向下B. 将F 的方向变为沿杆向上C.将球套在A 杆上让其自由下落D. 将球套在C 杆上让其以一定的初速度下滑5.（2010丰台区）如图所示，有一匀强磁场分布在一个半径为尺的圆形区域内，并以变化率tB∆∆均匀变化。

长度为L 的圆弧形金属棒按图中形式放置，圆弧圆心与圆形磁场的中心重合。

下面给出了此圆弧形金属棒中产生的感应电动势的表达式，其中只有一个是合理的。

你可能不会求解此圆弧形金属棒中产生的感应电动势，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。

根据你的判断，此圆弧形金属棒中产生的感应电动势的合理表达式为（ ） A ．2LRt B E ∆∆=B ．LR t B E ∆∆=C ．L t BE ∆∆=D ．0=E 6．如图所示，物体以120J 的初动能从斜面底端向上滑行，当它沿斜面上滑至最高点后又沿原路返回，在返回过程中通过斜面上的M 点时，其动能减少112J ，机械能减少64J ，则物体返回底端出发点时的动能为 （ ） A ．16J B ．32J g C ．45J D ．49J7．如图4所示，有一用铝板制成的U 型框，将一质量为m 的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v 匀速运动，悬挂拉力为F T ，则 ( )A ．悬线竖直，F T ＝mgB ．悬线竖直，F T >mgC ．悬线竖直，F T <mgD ．无法确定F T 的大小和方向8. 如图所示，一个电动势为E ，内阻为零的电池，串联一个可变电阻R ，向电容量为C 的电容器充电，可变电阻为零时，测得电池做的功为W 1，第二次充电时，可变电阻调到R ，测得电池做的功为W 2，第三次充电时，可变电阻调到2R ，测得电池做的功为W 3，则 ( )ECA．W 2＞W1，W 3＞W1 B.W 3＞W 2＞W1 C．W 3=W 2＞W1 D.W1=CE29．如图十三所示，一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道做特技表演，若摩托车运动的速率恒为v=20m/s，人和车的总质量为m=200kg，摩托车受到的阻力是摩托车对轨道压力的k倍，且k=0.1。

摩托车通过最高点A时发动机的功率为零，摩托车车身的长不计，取g=10 m/s2，则摩托车通过最低点B时发动机的功率为（）A．10kw B. 8kw C．6kw D. 4kw10. 如图所示，OA是水平放置的弹性薄钢片，左端固定于O点，右端固定有一个软铁圆柱体A，P为套在钢片上的重物。

调节P的位置可以改变OA上下振动的固有频率，使其在40Hz～120Hz之间变化。

在A的正下方固定一个带铁心B的线圈，线圈中通有f=50 Hz的交变电流，使OA在磁场力作用下振动。

关于OA稳定后的振动情况，下列说法中正确的是 ( )A．无论P位于何处，频率一定是50HzB．无论P位于何处，频率一定是100HzC．P所处位置的不同，频率可能取40Hz～120Hz间的任何值D．调节P使OA振动的固有频率为100Hz时，OA的振幅最大11．正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如图所示（俯视图），位于水平面内的粗实线所示的圆环形真空管道是正、负电子做圆运动的“容器”，经过加速器加速后，质量均为m的正、负电子被分别引入该管道时，具有相等的速率v，他们沿着管道向相反的方向运动。

在管道控制它们转变的是一系列圆形电磁铁，即图甲中的A1、A2、A3…A n共有n个，均匀分布在整个圆环上，每组电磁铁内的磁场都是磁感应强度相同的匀强磁场，并且方向竖直向下，磁场区域的直径为d（如图乙），改变电磁铁内电流的大小，就可改变磁场的磁感应强度从而改变电子偏转的角度。

经过精确的调整，首先实现电子在环形管道中沿图甲中虚线所示的轨迹运动，这时电子经过每个电磁场区域时射入点和射出点都是电磁场区域的同一直径的两端，如图乙所示。

若电子的重力可不计，则下列相关说法正确的是（）A．负电子在管道内沿顺时针方向运动B．电子经过每个电磁铁，偏转的角度是C．碰撞点为过入射点所对直径的另一端D．电子在电磁铁内做圆周运动的半径为12．一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5︰l，原线圈接入电压为220V的正弦交流电，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示．电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（）A．原、副线圈电流之比为1︰5B．电压表的读数为44VC．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 ，则1min内产生的热量为2904JD．若将滑动变阻器滑片向上滑动，两电表读数均减小13. 如图所示，等臂天平左端挂一质量不计的光滑定滑轮，跨过滑轮的轻绳，两端各拴一物体A和B.已知物体B的质量m B=3kg，欲使天平平衡，物体C的质量可能为（）A. 3 kg ；B. 9 kg；C. 12 kg ；D. 15 kg二.计算题（本题共4小题，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。

）14.如图所示，原长L0为100厘米的轻质弹簧放置在一光滑的直槽内，弹簧的一端固定在槽的O端，另一端连接一小球。

这一装置可以从水平位置开始绕O点缓缓地转到竖直位置。

设弹簧的形变总是在其弹性限度内。

试在下述（a）、（b）两种情况下，分别求出这种装置从原来的水平位置开始缓缓地绕O点转到竖直位置时小球离开原水平面的高度h0。

（a）、在转动过程中，发现小球距原水平面的高度变化出现极大值，且极大值h m为40厘米。

（b）、在转动的过程中，发现小球离原水平面的高度不断增大。

15.如图所示，水平传送带的皮带以恒定的速度v运动，一个质量为m小物块以一定的水平初速度v垂直皮带边缘滑上皮带，假设皮带足够大，物块与皮带间的动摩擦因数为μ。

（1）分析说明物块在皮带上做什么运动？（2）物块在皮带上运动的整个过程中，摩擦力对物块做的功及生的热。

（3）物块在皮带上运动的速度最小值。

16．如图所示，xoy 平面内，在y 轴左侧0≤≤-x l 区域内有一个水平宽度为2103-⨯=l m 的方向竖直向下的匀强电场，电场强度为E =1.0×104N/C ，在y 轴右侧有一个圆心位于x 轴上，半径为r =0.01m 的圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B =0.01T ，坐标为x 0=0.04m 处有一垂直于x 轴的面积足够大的荧光屏PQ 。

今有一束带正电的粒子从电场左侧沿+x 方向射入电场，穿过电场时恰好通过坐标原点，速度大小为v =2×106m/s ，方向与x 轴成30°角斜向下，若粒子的质量为m =1.0×10-20kg ，电量为q =1.0×10-10C ，不计粒子的重力，试求：（1）粒子射入电场时的位置坐标和初速度；（2）若圆形磁场可沿x 轴移动，圆心O ′在x 轴上的移动范围为),01.0[+∞，由于磁场位置的不同，导致该粒子打在荧光屏上的位置也不同，试求粒子打在荧光屏上的范围。

（3）若要使粒子打不到荧光屏PQ 上，可以将这个匀强磁场区域移到恰当的位置且可以调整圆形磁场区域的大小，求这个圆形磁场区域的最小面积(圆形磁场区域只限在y 轴的右侧)。

17．如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于竖直平面内，两导轨间的距离为d ，导轨上面横放着两根导体棒L 1和L 2，与导轨构成回路，两根导体棒的质量都为m ，电阻都为R ，回路中其余部分的电阻可不计。

在整个导轨平面内都有与导轨所在面垂直的匀强磁场，磁感应强度为B 。

两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，保持L 1向上作速度为υ的匀速运动，在t =0时刻将靠近L 1处的L 2由静止释放(刚释放时两棒的距离可忽略)， 经过一段时间后L 2也作匀速运动。

已知d =0.5m ， m =0.5kg ，R =0.1Ω，B =1T ， g 取10m/s 2。

(1)为使导体棒L 2向下运动，L 1的速度υ最大不能超过多少？(2)若L 1的速度υ为3m/s,在坐标中画出L 2的加速度a 2与速率υ2 的关系图像； (3)若L 1的速度υ为3m/s ，在L 2刚作匀速运动的某时刻，两棒的间距4m ，求在此时刻前L 2运动的距离。

邵东科达学校培优物理试题参考答案2014-3-314.解：设小球质量为m ，弹簧劲度系数为k ，当槽转至倾角θ时，球的高度为 h ，由胡克定律有，k （L 0－h/sin θ）＝mgsin θ ① 转到竖直时有，k （L 0－h 0）＝mg ② 解得h ＝－（L 0－h 0）sin 2θ+L 0 sin θ改写为h ＝－（L 0－h 0）［sin θ－L 0/2（L 0－h 0）］2+L 02/4（L 0－h 0） ③ a 、由③式可知，当sin θ＝L 0/2（L 0－h 0）时，h 有极大值h m ， 由此得h m ＝L 02/4（L 0－h 0），h 0＝L 0－L 02/4h m 代入数据，得h 0＝37.5cmb 、由③式可知，当L 0/2（L 0－h 0）≥sin90°时，则在转动过程中，小球离原水平面的高度就一直不断地增大，由此得L 0/2（L 0－h 0）≥1 解得，h 0≥L 0/2 代入数据，可知50cm ≤h 0＜100cm 15.解：以传送带的运动方向为x 轴、以物块运动方向为y 轴，建立平面直角坐标系。