湖南省永州十一中高二物理上学期竞赛试题新人教版【会员独享】

2011年上期永州十一中高二物理竞赛试题
一、选择题（48分）（每题4分，少选得2分，选错或不选得0分）
1.在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。

如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是（ ）
2.内阻不计的交流发电机产生电动势e=10sin 50πt (V )，接有负载电阻R =10Ω,现把发电机的转速提高一倍，则 (
)
A 、负载两端电压的有效值将变为28.2V
B 、交流电的频率将变为100Hz
C 、负载消耗的功率将变为20W
D 、负载消耗的功率将变为40W
3.如图所示为一交流电的电流随时间的变化图象，此交变电流的有效值为 (
) A 、52A B 、5A
C 、3.52A
D 、3.5A 4.度ａ
为( )
A.方向向上，大小为g/2
B.方向向上，大小为3g/4
C.方向向下，大小为g/4
D.方向向下，大小为3g/4
5.公路上匀速行驶的货车受一扰动，车上货物随车厢底板上下振动但不脱离底板。

一段时间内货物在坚直方向的振动可视为简谐运动，周期为T 。

取竖直向上为正方向，以某时刻作为计时起点，即t =0，其振动图象如图所示，则（ ）
A ．t ＝T /4时，货物对车厢底板的压力最大
B ．t ＝T /2时，货物对车厢底板的压力最小
C ．t ＝3T /4时，货物对车厢底板的压力最大
D ．t ＝3T /4时，货物对车厢底板的压力最小
6．有一列沿水平绳传播的简谐横波，频率为10Hz ，振动方向沿竖直方向。

当绳上的质点P 到达其平衡位置且向下运动时，在其右方相距0.6m 处的质点Q 刚好到达最高点。

由此可知波速和传播方向可能是（ ）
A ．8m/s ，向右传播
B ．8m/s ，向左传播
C ．24m/s ，向右传播
D ．24m/s ，向左传播 7．两束不同频率的单色光a 、b 从空气射入水中，发生了图2所示的折射现象（α>β）。

下列结论中正确的是 （ ）
A ．光束b 的频率比光束a 低
A. B. C. D.
B ．在水中的传播速度，光束a 比光束b 小
C ．水对光束a 的折射率比水对光束b 的折射率小
D ．若光束从水中射向空气，则光束b 的临界角比光束a 的临界角大
8．在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片，另一缝前放一绿色滤光片，这时 （ ）
A ．只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失
B ．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在
C ．任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮
D ．屏上无任何光亮
9．用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx 。

下列说法中正确的有 （ ）
A ．如果增大单缝到双缝间的距离，Δx 将增大
B ．如果增大双缝之间的距离，Δx 将增大
C ．如果用黄光做实验，其它条件不变，Δx 将增大
D ．如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δx 将增大 10．关于光的衍射现象，以下说法中正确的是（ ）
Ａ．缝的宽度d 越小，衍射图案越亮 Ｂ．缝的宽度d 越小，衍射现象越明显
Ｃ．缝的宽度d 越小，光的传播路线越接近直线 Ｄ．入射光的波长越短，衍射现象越明显
11．如图1中，波源
S 从平衡位置y =0开始振动，运动方向竖直向上(y 轴的正方向)，振动周期T =0.01s ，产生的简谐波向左、右两个方向传播，波速均为v =80m /s ．经过一段时间后，P 、Q 两点开始振动,已知距离SP =1.2m 、SQ =2.6m ．若以Q 点开始振动的时刻作为计时的零点，则在图2的振动图象中，能正确描述P 、Q 两点振动情况的是（ ）
A ．甲为Q 点振动图象
B ．乙为Q 点振动图象
C ．丙为P 点振动图象
D ．丁为P 点振动图象
12．如图，一玻璃柱体的横截面为半圆形，细的单色光束从空气射向
柱体的O 点（半圆的圆心），产生反射光束1和透射光束2，已知玻璃折射率为3，入射角为45°（相应的折射角为24°），现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O 点垂直于图面的轴线顺时针转过15°，如图中虚线所示，则（ ）
A ．光束1转过15°
B ．光束1转过30°
C ．光束2转过的角度小于15°
D ．光束2转过的角度等于15°
请将选择题答案填入下表
220V n 1
1、某人在山脚下（设与海平面等高）测得一单摆的周期为T 0,在山顶上测得此单摆的周期变化了ΔT,设山脚处地球的半径为R ，则此山高度为 。

2、一列简谐横波沿x 轴正方向传播，在t =0时刻的波形如图25所示，已知在t=1.1s 时刻，质点P 出现第三次波峰，那么质点Q 第一次出现波峰的时间是 _ 。

3、理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n 1=1760匝、n 2=288匝、n 3=800 0匝，电源电压为U 1=220V 。

n 2上连接的灯泡的实际功率为36W ，
测得初级线圈的电流为I 1=0.3A ，通过n
3的负载
R 的电流I 3=
4、如图所示，一条长度为L =5.0m 的光导纤维用折射率为n =2的材料制
成。

一细束激光由其左端的中心点以α= 45°的入射角射入光导纤维内，经过一系列全反射后从右端射出。

已知该激光在光导纤维中的速度v 是2.12×108
m/s ,该激光在光导纤维中传输所经历的时间是 s 结果保留三位有效数字
三、计算题（要求写出解题过程及必要的文字说明，9+9+14=32分） 1．如图所示，ab=25cm,ad=20cm,匝数为50匝的矩形线圈。

线圈总电阻 r=1Ω 外电路电阻R =9Ω 。

磁感应强度B=0.4T 。

线圈绕垂直于磁感线的OO ’ 轴以角速度50rad/s 匀速转动。

求：⑴从此位置开始计时，它的感应电动势的瞬时值表达式。

⑵1min 内R 上消耗的电能。

⑶线圈由如图位置转过30°的过程中，R 的电量为多少？
2.在折射率为n 、厚度为d 的玻璃平板上方的空气中，有一点光源
S，从S发出的光线以角度i入射到玻璃板上表面，经过玻璃后从下表面射出，如图2所示。

若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃中的传播时间相等，点光源到玻璃板上表面的垂直距离l应为多少？
3.有两列简谐横波a、b在同一媒质中沿x轴正方向传播，波速均为v＝2.5m/s.在t＝0时，两列波的波峰正好在x＝2.5m处重合，如图所示．
(1)求两列波的周期T a和T b.
(2)求t＝0时，两列波的波峰重合处的所有位置．
(3)辨析题：分析并判断在t＝0时是否存在两列波的波谷重合处．
某同学分析如下：既然两列波的波峰存在重合处，那么波谷与波谷重合处也一定存在．只要找到这两列波半波长的最小公倍数，……，即可得到波谷与波谷重合处的所有位置．你认为该同学的分析正确吗？若正确，求出这些点的位置．若不正确，指出错误处并通过计算说明理由．
参考答案
二填空题20分（每题5分请将正确答案填在题中横线上） 1、（
R T T
∆） 2、（0.8s ） 3、（I 3=0.03A ） 4、(2.36×10
-8
s)
三、计算题 1、（本小题共9分） 解：（1）（3分）线圈在图示位置产生的感应电动势最大，其大小为E m =n BωS ＝n Bωa b ·bc
代入数据解得： E m =50V ………………………… （1分） ∴感应电动势的瞬时值表达式 e = 50cos50t V ………………………（2分）
（2）（3分）线圈中产生的为余弦交流电，通过R 的电流为：I =
1分）
1min 时间内R 产生的热量为： Rt I Q 2= …………………（1分） 代入数据得： Q =6.75×103
J …………………（1分）
(3)（3分）转动过程中平均感应电动势： t
BS n t n E ∆-=∆∆=0
30sin 0φ…（1分） r
R nBS t r R E t I q +=∆⨯+=∆⨯=0
30sin ………………（1分）
∴ 代入数据得： q = 0.05 c …………………（1分）
2、设光线在玻璃中的入射角为 i 折射角为r ，则光线从点光源到玻璃上表面的传播距离为SA ，传播所用时间为t
1，在玻璃中的传播距离为AB ，传播所用时间为t 2。

所以：
SA = l /cos i AB=d /cos r 得： t 1 = SA/c t 2=AB/υ 又： υ = c / n t 1= t 2 所以： nd / cos r = l / cos i 即： cos r= nd cos i / l 依折射定律得：n=sin i/sin r 解得：
3答案：(1)1 s ；1.6 s (2)x ＝(2.5±20k ) m ，k ＝0,1,2,3…… (3)不正确
解析：(1)从图中可以看出两列波的波长分别为λa ＝2.5 m ，λb ＝4.0 m ，因此它们的周期分
别为
T a ＝λa v ＝2.52.5 s ＝1 s T b ＝λb v ＝4.0
2.5
s ＝1.6s
(2)两列波的最小公倍数为S ＝20 m ，t ＝0时，两列波的波峰重合处的所有位置为 x ＝(2.5±20k ) m ，k ＝0,1,2,3，……
(3)该同学的分析不正确．要找两列波的波谷与波谷重合处，必须从波峰重合处出发，找到这两列波半波长的奇数倍恰好相等的位置．设距离x ＝2.5 m 的L 处两列波的波谷与波谷相遇，并设
L ＝(2m －1)λa 2 L ＝(2n －1)λb
2式中m 、n 均为正整数
只要找到相应的m 、n 即可
将λa ＝2.5 m ，λb ＝4.0 m 代入并整理，得 2n －12m －1＝λa λb ＝4.02.5＝85
由于上式中，m 、n 在整数范围内无解，所以不存在波谷与波谷重合处．。