2018年第31届北京市高中力学竞赛预赛试题
高中物理：第31届全国物理预赛
第31届全国中学生物理竞赛预赛试卷本卷共16题，满分200分一、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．（6分）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）α（B）α1/3（C）α3（D）3α2．（6分）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1cm3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．（6分）一列简谐横波在均匀的介质中沿x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24m/s，则该波的频率可能为（）（A）50Hz （B）60Hz （C）400Hz （D）410Hz（6分）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，先后置有分别用铜、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＞F3（B）F2＞F3＞F1（C）F3＞F2＞F1（D）F1＝F2＝F34．（6分）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。
2019年第32届北京市高中力学竞赛决赛试题(word版)含答案
第32届北京市高中力学竞赛竞赛试题一、填空题（6小题，每小题8分，共48分）1、按最近新闻报道，科学家观察到了水分子在月球正面的运动。
月球表面有水，稀疏的水会与月球表面的土壤或风化层结合，随着每天时间变化，你是否联想到月球表面空间是否存在稀薄的大气？答：_________________________________________________；理由：________________________________________________________________。
2、两个基本相同的生鸡蛋A 和B ，左手持A 静止，右手持B 以一定速度碰向A ，碰撞的部位相同，用你学的物理规律判断哪一个蛋破碎的可能性大？___________________；理由是：__________________________________________________________________________。
3、质点沿半径为R 的圆周运动，通过圆弧的长度s =bt -2c t 2，则质点的切向加速度与法向加速度相等的时间为_______________。
4、长为l 的轻杆，两端分别固定小球A 和B ，质量分别为m 和2m ，竖直立于光滑水平面上（如图1所示），由静止释放后，A 落到水平面瞬间速度的大小为_____________，方向为______________。
5、如图2所示，质量相同的两物块A和B，用细线连接起来，A位于光滑水平面上，开始时细线水平拉直，细线中点位于小滑轮上，释放B后，问A先碰到滑轮还是B先碰到竖直壁？答：___________________，理由是____________________________________________________。
6、一艘帆船静止于湖面上，此时无风，船尾安装一风扇，风扇向帆吹风，流行的说法认为船不会向前运动，你仔细想想这说法是否正确？答_______________________，理由是：________________________。
第31届全国中学生物理竞赛决赛试题与解答(word版)
第 31 届全国中学生物理竞赛决赛理论考试试题一、（12 分）一转速测量和控制装置的原理如图所示. 在 O 点有电量为 Q 的正电荷，内壁光滑的轻质绝缘细管可绕通过 O 点的竖直轴在水平面内转动， 在管内距离 O 为 L 处有一光电触发控制开关 A ，在 O 端固定有一自由长度为 L/4的轻质绝缘弹簧，弹簧另一端与一质量为 m 、带有正电荷 q 的小球相连 接.开始时，系统处于静态平衡. 细管在外力矩作用下，作定轴转动，小球可在细管内运动.当细管转速ω逐渐变大时，小球到达细管的 A 处刚好相对于细管径向平衡，并触发控制开关， 外力矩瞬时变为零，从而限制转速过大；同时 O 点的电荷变为等量负电荷－Q.通过测量此后小球相对于细管径向平衡点的位置 B ，可测定转速. 若测得 OB 的距离为 L/2，求（1）弹簧系数0k 及小球在 B 处时细管的转速；（2）试问小球在平衡点 B 附近是否存在相对于细管的径向微振动？如果存在，求出该微振 动的周期.二、（14 分）多弹头攻击系统是破解导弹防御体系的有效手段. 如图所示，假设沿某海岸有两个军事目标 W 和 N ， 两者相距 L ，一艘潜艇沿平行于该海岸线的航线游弋，并 监视这两个目标，其航线离海岸线的距离为 d . 潜艇接到攻击命令后浮出海面发射一颗可分裂成多弹头的母弹，发射 速度为0v （其大小远大于潜艇在海里游弋速度的大小），假设母弹到达最高点时分裂成三个分弹头，每个分弹头的质量相等，分裂时相对原母弹的速度大小均为 v ，且分布在同一水平面内，分弹头 1、2 为实弹，分弹头 3 迷惑对方雷达探测的假弹头. 如果两个实弹能够分别击中军事目标 W 和 N ，试求潜艇发射母弹时的位置与发射方向，并给出相应的实现条件.三、（14 分）如图所示，某绝热熔器被两块装有阀门 K 1 和 K 2 的固定绝热隔板分割成相等体积0V 的三室 A 、B 、C ，0A B C V V V V ===.容器左端用绝热活塞 H 封闭，左侧 A 室装有11ν=摩尔单原子分子气体，处在压强为 P 0、温度为 T 0 的平衡态；中段 B 室为真空；右侧 C 室装 有ν2 = 2 摩尔双原子分子气体，测得其平衡态温度为 Tc = 0.50 T 0.初始时刻K 1 和 K 2 都处在关闭状态.然后系统依次经历如下与外界无热量交换的热力学过程：（1）打开 K 1，让 V A 中的气体自由膨胀到中段真空 V B 中；等待气体达到平衡态时，缓慢推动活塞 H 压缩气体，使得 A 室体积减小了 30%（AV ' = 0.70 V 0）.求压缩过程前后，该部分气体的平衡态温度及压强；（2）保持 K 1 开放，打开 K 2，让容器中的两种气体自由混合后共同达到平衡态. 求此时混合气体的温度和压强；（3）保持 K 1 和 K 2 同时处在开放状态，缓慢拉动活塞 H ，使得 A 室体积恢复到初始体积 AV ''=V 0. 求此时混合气体的温度和压强.提示：上述所有过程中，气体均可视为理想气体，计算结果可含数值的指数式或分式；根据热力学第二定律，当一种理想气体构成的热力学系统从初态（p i ，T i ，V i ）经过一个绝热可 逆过程（准静态绝热过程）到达终态（p f ，T f ，V f ）时，其状态参数满足方程：?111()ln()ln()0f f if V i i T T S C R T T νν∆=+= (Ⅰ)其中，ν1 为该气体的摩尔数，C V1 为它的定容摩尔热容量，R 为普适气体常量. 当热力学系统由两种理想气体组成，则方程（I ）需修改为12()()0if if S S ∆+∆= (Ⅱ)四、（20 分）光纤光栅是一种介质折射率周期性变化的光学器件. 设一光纤光栅的纤芯基体材料折射率为 n 1 =1.51；在光纤中周期性地改变纤芯材料的折射率，其改变了的部分的材料 折射率为 n 2 = 1.55；折射率分别为 n 2 和 n 1、厚度分别为 d 2 和 d 1 的介质层相间排布，总层数为 N ，其纵向剖面图如图 (a) 所示. 在该器件设计过程中，一般只考虑每层界面的单次反射，忽略光在介质传播过程中的吸收损耗. 假设入射光在真空中的波长为λ=1.06μm ，当反射光相干叠加加强时，则每层的厚度 d 1 和 d 2 最小应分别为多少？若要求器件反射率达到 8%，则总层数 N 至少为多少？提示：如图(b)所示，当光从折射率 n 1介质垂直入射到 n 2 介质时，界面上产生反射和透射，有：1212n n n n -=+反射光电场强度入射光电场强度,1122n n n =+透射光电场强度入射光电场强度,2=反射光电场强度反射率入射光电场强度, 五、（20 分）中性粒子分析器（Neutral-ParticleAnalyser ）是核聚变研究中测量快离子温度及其能量分布的重要设备.其基本原理如图所示，通过对高能量（200eV~30KeV ）中性原子（它们容易穿透探测区中的电磁区域）的能量和动量的测量，可诊断曾与这些中性原子充分 碰撞过的粒子的性质. 为了测量中性原子的 能量分布，首先让中性原子电离然后让离子束以 θ 角入射到间距为 d 、电压为 V 的平行板电极组成的区域，经电场偏转后离开电场区域，在保证所测量离子不碰到上极板的前提下，通过测量入射孔 A和 出射孔 B 间平行于极板方 向 的距 离 l 来 决定 离 子的能量.设 A 与下极板的距离为 h 1，B 与下极板的距离为 h 2，已知离子所带电荷为 q .（1）推导离子能量 E 与 l 的关系，并给出离子在极板内垂直于极板方向的最大飞行距离.（2）被测离子束一般具有发散角Δα（Δα<<θ）.为了提高测量的精度，要求具有相同能量 E ，但入射方向在Δα范围内变化的离子在同一小孔 B 处射出，求 h 2 的表达式；并给出此时能量E 与 l 的关系.（3）为了提高离子能量的分辨率，要求具有量程上限能量的离子刚好落在设备允许的 l 的最大值 l max 处，同时为了减小设备的体积，在满足测量要求的基础上，要求极板间距 d 尽可 能小，利用上述第（2）问的结果，求 d 的表达式；若θ = 30°，结果如何？（4）为了区分这些离子的质量，请设计后续装置，给出相应的原理图和离子质量表达式.六、（20 分）超导体的一个重要应用是绕制强磁场磁体，其使用的超导线材属于第二类超导体.如果将这类超导体置于磁感应强度为 a B 的外磁场中，其磁力线将以磁通量子（或称为磁通漩涡线）的形式穿透超导体，从而在超导体中形成正三角形的磁通格子，如图 1 所示. 所谓的磁通量子，如图 2 所示，其中心是半径为ξ的正常态（电阻不为零）区域，而其周围处于超导态（电阻为零），存在超导电流，所携带的磁通量为150 2.07102h Wb e φ-==⨯（磁通量的最小单位）（1）若2510T a B -=⨯，求此时磁通涡旋线之间距离 a .（2）随着 a B 的增大，磁通漩涡线密度不断增加，当 a B 达到某一临界值 B c2 时，整块超导体 都变为正常态, 假设磁通漩涡线芯的半径为ξ = 5×10-9 m ，求所对应的临界磁场 B c2；（3）对于理想的第二类超导体，当有电流 I 通过超导带材时，在安培力的驱动下，磁通漩涡线将会粘滞流动，在超导带内产生电阻（也称为磁通流阻），从而产生焦耳损耗，不利于超导磁体的运行. 磁通漩涡线稳定粘滞流动的速度 v 与单位体积磁通漩涡线所受到的驱动力f A 和a B 的关系为0aA B f v ηφ=, 其中η为比例系数. 外加磁场、电流方向，以及超导带材的尺寸如图 3 所示, 请指出磁通漩涡线流动的方向，并求出磁通漩涡线流动所产生的电阻率（用a B ，Φ0，η，超导体尺寸 b ，c ，d ）表示；（4）要使超导材料真正实用化，消除这种磁通流阻成了技术的关键，请给出你的解决方案.七、（20 分）如图，两个质量均为 m 的小球 A 和 B （均可视为质点）固定在中心位于C 、长为 2l 的刚性轻质细杆的两端，构成一质点系. 在竖直面内建立Oxy 坐标，Ox 方向沿水平向右，Oy 方向竖直向上. 初始时质点系中心 C 位于原点 O ，并以初速度 v 0 竖直上抛，上抛过程中，A 、C 、B 三点连线始终水平. 风速大小恒定为 u 、方向沿 x 轴正向，小球在运动中所受空气阻力 f 的大小与相对于空气运动速度v 的大小成正比，方向相反，即f kv =-, k 为正的常量.当C 点升至最高点时，恰好有一沿y 轴正向运动、质量为 m 1、速度大小为 u 1 的小石块（视为质点）与小球 A 发生竖直方向的碰撞，设碰撞是完全弹性的，时间极短. 此后 C 点回落到上抛开始时的同一水平高度，此时它在 Ox 方向上的位置记为 s ，将从上抛到落回的整个过程所用时间记为 T ，质点系旋转的圈数记为 n . 求质点系（1）转动的初始角速度ω0，以及回落到s 点时角速度ωs 与n 的关系；（2）从开始上抛到落回到s点为止的过程中，空气阻力做的功W f与n、s、T的关系. 八、（20 分）太阳是我们赖以生存的恒星. 它的主要成分是氢元素，在自身引力的作用下收缩而导致升温，当温度高到一定程度时，中性原子将电离成质子和电子组成的等离子体，并在其核心区域达到约1.05×107 K 的高温和 1.6×105kg/m3以上的高密度，产生热核聚变而放出巨大能量，从而抗衡自身的引力收缩达到平衡，而成为恒星.太阳内部主要核反应过程为1H+1H→D+e++ν（I）eD+1H→3He+x （II）3He+3He→4He+1H+1H （III）其中第一个反应的概率由弱相互作用主导，概率很低这恰好可以使得能量缓慢释放. 反应产物正电子e+会与电子e－湮灭为γ射线，即e++e－→γ+γ（IV）已知：质子（1H）、氘（D）、氦-3（3He）和电子的质量分别为938.27、1875.61、2808.38、3727.36 和0.51（MeV/c2)（误差为0.01 MeV/c2），c为真空中的光速，中微子νe的质量小于3eV/c2. 普朗克常量h = 6.626×10-34J·s，c =3.0×108 m/s，玻尔兹曼常量k=1.381×10-23J/K.电子电量e = 1.602×10-19 C.（1）试用理想气体模型估算处于热平衡状态的各种粒子的平均动能及太阳核心区的压强（请分别用eV 和atm 为单位）；（2）反应式（II）中的x 是什么粒子（α、β、γ、p和n之一）？请计算该粒子的动能和动量的大小，是否可以找到一个参照系，使得x 粒子的动能为零？（3）给出反应式（I）中各反应产物的动能的范围；第一题第二题仅供个人参考第三题第四题第五题第六题第七题第八题仅供个人参考仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。
2018届北京市名校联盟高三物理试题及答案解析
一、单选题1．下列一说法中正确的是（）A．物体做自由落体运动时不受任何外力作用B．高速公路旁限速牌上的数字是指平均速度C．物体做直线运动时，速度变化量大其加速度一定大D．研究人造地球卫星运行的轨道时，可将人造地球卫星视为质点2. “旋转秋千”是游乐园里常见的游乐项目，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边上，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。
若将人和座椅看质点，“旋转秋千”可简化为如图所示的模型。
其中，处于水平面内的圆形转盘，半径为r，可绕穿过其中心的竖直轴转动。
让转盘由静止开始逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起以角速度ω做匀速圆周运动，此时绳子与竖直方向的夹角为θ。
已知绳长为L且不可伸长，质点的质量为m，不计空气阻力及绳重。
则下列说法中正确的是（）A.质点的重力越大，绳子与竖直方向的夹角θ越小B.质点做匀速圆周运动的向心力是其所受悬线的拉力C. 转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系为ω=θθsin tan L r g +D.质点从静止到做匀速圆周运动的过程中，绳子对质点做的功为θθtan )sin (21L r mg +【答案】C3. 如图所示，一个顶角为90o 的斜面体M 置于水平地面上，它的底面粗糙，两斜面光滑，两个斜面与水平面的夹角分别为α、β，且α﹤β节。
将质量相等的A 、B 两个小滑块同时从斜面上同一高度处静止释放，在两滑块滑至斜面底端的过程中，M 始终保持静止。
则（ ）A.两滑块滑至斜面底端所用的时间相同B.两滑块滑至斜面底端时重力的瞬时功率相同C.两滑块均在斜面上下滑时地面对斜而体无摩擦力D.地面对斜面体的支持力等于三个物体的总重力 【答案】C 【解析】试题分析：滑块静止释放的高度设为h ，斜面倾角θ，则沿斜面下滑的位移s in h θ，沿斜面下滑的加速度4. 足够长的光滑绝缘槽，与水平方向的夹角分别为α和β(α<β)，如图所示，加垂直于纸面向里的磁场，分别将质量相等，带等量正、负电荷的小球a 和b ，依次从两斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上的运动，下列说法中不正确的是（）A．在槽上a．b两球都做匀加速直线运动，a a>a bB．在槽上a、b两球都做变加速直线运动，但总有a a>a bC.a、b两球沿槽运动的时间分别为t a、、t b则t a＜t bD.a,b两球沿斜面运动的最大竖直高度分别为h a、h b，则h a<h b【答案】B5. 如图甲所示的变压器为理想变压器，原线圈的匝数n1与副线圈的匝数年n2之比为10 ：1。
(完整word版)第31届全国中学生物理竞赛预赛试卷及问题详解
第31届全国中学生物理竞赛预赛试卷l — 5678总分910111213141516本卷共16题，满分200分,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. （ 6分）一线膨胀系数为a 的正立方体物块，当膨胀量较小时，其体膨胀系数等于2. （ 6分）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. （ 6分）一列简谐横波在均匀的介质中沿 z 轴正向传•匚 -■播，两质点P 和F 2的平衡位置在x 轴上，它们相距60cm,当P i 质点在平衡位置处向上 运动时，F 2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 . 50HzB . 60HzC . 400HzD . 410Hz 4 . （6分）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,得分阅卷复核1/3a C.a 3 D. 3 a 左 1右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F i 、F 2和E •若环的重力可忽略，下列说法正确的是 A • F i >F z >F 3 B. F 2>F 3 >F i C . F 3 > F 2> F iD. F i =F a =F 3[]5. （ 6分）质量为m 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 可选取为不同的值，则 A .当m =m 时，碰后B 球的速度最大 B .当m =m 时，碰后B 球的动能最大C .在保持m >m 的条件下，m 越小，碰后B 球的速度越大D .在保持m <m 的条件下，m 越大，碰后B 球的动量越大[]、填空题.把答案填在题中的横线上，只要给出结果，不需写出求得结果的过程.6 . （iO 分）用国家标准一级螺旋测微器（直标度尺最小分度为0.5mm 丝杆螺距为0.5mm 套管上分为50格刻度）测量小球直 径.测微器的初读数如图（a ）所示，其值为 _____________ mm 测量时如图mm 测得小球直径 d= ___________ mm7 . （10分）为了缓解城市交通拥问题， 杭州交通部门在禁止行人 步行的十字路口增设“直行待区” （行人可从天桥或地下过道过 马路），得分阅卷 复核图2)得分阅卷 复核（b ）所示，其值为实用文档如图所示•当其他车道的车辆右拐时，直行道上的车辆可以提前进入"直行待行区"；当直行绿 灯亮起时，可从“直行待行区"直行通 过十字路口.假设某十字路口限速50km/h ,"直行待行区”的长度为 12m , [ - .-s |从提示进入“直行待行区”到直行绿灯 亮起的时间为4s.如果某汽车司机看到 上述提示时立即从停车线由静止开始匀 加速直线运动，运动到“直行待行区"I的前端虚线处正好直行绿灯亮起，汽车总质量为 1.5t ，汽车运动中受到的阻力恒为车重的0.1倍，则该汽车的行驶加速度为 ___________ ;在这4s 内汽车发动机所做的功为_____________ （重力加速度大小取 10m/s 2）8 . （10分）如图所示，两个薄透镜 L 和L共轴放置，已知L i 的焦距f i =f , L 2的焦距f 2=-f ,两透镜间的距离也P 上，物距U i =3f .（1）小物体经过这两个透镜成的像在 L 2的 _____ 边，到L 2的距离为 _________ ，是 _______像（填“实”或“虚” ）、 _______像（填“正”或“倒”），放大率为 _____________ （2）现把两个透镜位置调换沿光轴向 _____ 边移动距离 __________ •这个新的像是 _____ （填“实”或“虚”）、 __________________ 像（填“正”或“倒”）,放大率为9 • （10分）图中所示的气缸壁是绝热的.缸 内隔板A 是导热的，它固定在缸壁上.活塞 B 是绝热的，它与缸壁的接触是光滑的，但不漏气.B 的上方为大气.A 与E 之间以及A 与缸底之间都盛有n mol 的同种理想气体，系统在开始时处于平衡状态•现通过电炉丝E对气体缓慢加热，在加热过程中，A 、B 之间的气体经历 ____ 过程.A 以下气体经历 ___ 过程；气体温度每上升1 K , A 、B 之间的气体吸收的热量与 A 以下气体净吸收的热量之差等于 __________.已知普适气体常量为R .得分阅卷 复核得分阅卷 复核- 道十十车/ 「右/-::/』：」线- 车-自行待行区停左 尸是f ,小物体位于物面10. （10分）字宙空间某区域有一磁感应强度大小为B =1.0 X 10-9T的均匀磁场，现有一电子绕磁力线做螺旋运动•该电子绕磁力线旋转一圈所需的时间间隔为 ______ s ;若该电子沿磁场方向的运动速度为1.0 X 10-2c （c 为真空中光速的大小），则它在沿磁场方向前进1.0 X 10-3光年的过程中，绕磁力线转了 ______ 圈•已知电子电荷量为1.60 X 10 -19C,电子质量为9.11 X 10-31 kg •三、计算题，计算题的解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出 最后结果的不能得分•有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位.11. （15分）如图所示，一水平放 置的厚度为t 折射率为n的平行玻 璃砖，下表面镀银（成反射镜）.- 物点A 位于玻璃砖的上方距玻璃砖的上表面为h 处.观察者在A 点附近看到了 A 点的像.A 点的像到A 点的距离12. （ 20分）通常电容器两极板间有多层电介质，并有漏电现象.为了探究其规律性，采用如图所示的简单模型，电容器的两极板面 积均为A.其间充有两层电介质I 和2,第1层电介质的介电常数、电导率（即电阻率的倒数）和厚度分别为£1、（T 1和d 1,第2层电介质的则为£2、（T2和d 2.现在两极板加一直流电压 U,,电容器处于稳定状态. （1） 画出等效电路图；（2）计算两层电介质所损耗的功率;（3）计算两介质交界面处的净电荷量;提示：充满漏电电介质的电容器可视为一不漏电电介质的理想电容和一纯电阻的并联电 路.得分阅卷 复核得分阅卷 复核得分阅卷 复核等于多少？不考虑光经玻璃砖上表面的反射.液体两侧的压强差）•容器内装满密度为p 的 导电液体，容器上下两端装有铂电极 A 和C ,这样就构成了一个液体电阻， 该液体电阻置于一方向与容器的厚度方向平行的均匀恒定 的磁感应强度为 B 的磁场中，并通过开关K 接在一电动势为，'、内阻为r 的电池的两端， 闭合开关.若稳定时两侧玻璃管中液面的高度差为 h ,求导电液体的电导率 b .重力加速度大小为g .得分阅卷 复核和宽分别为a 和b ,厚度为d ,其两侧等高处 装有两根与大气相通的玻璃管（可用来测量 13. （20 分）如图所示，一绝缘容器内部 为立方体空胶，其长14. (20分)Imol 的理想气体经历一循环过程I — 2—3 — 1, 如p — T 图示所示.过程I — 2是等压过程，过程3— 1是通过p —T 图原点的直线上2 —c i p + C 2p =T式中c i 和C 2都是待定的常量，p 和T 分别是气体的压强和绝对温度. 已知，气体在状态 I 的压强、绝对温度分别为 p i 和T i .气体在状态2的绝对温度以及在状态 3的压强和绝 对湿度分别为T 2以及p 3和T 3.气体常量R 也是已知的.⑴求常量C i 和C 2的值;⑵ 将过程I — 2— 3— 1在p —V 图示上表示出来;(3) 求该气体在一次循环过程中对外做的总功.得分阅卷 复核的一段，描述过程2—3的方程为15. （20分）一个 3介子飞行时衰变成 静止质量均为m 的 真空中的速度c ;衰变后的三个n 介子的动能分别为T i 、T 2和T 3,且第一、二个n 介子飞行方向之间的夹角为B i ,第二、三个n介子飞行方向之间的夹角为 9 2 （如图所示）；介子的动能等于介子的能量与其静止时的2能量（即其静止质量与 c 的乘积）之差.求3介子在衰变前的辨阀的飞行方向（用其 飞行方向与衰变后的第二个介子的飞行方向的夹角即图中的©角表示）及其静止质量.得分阅卷 复核三个n 介子，知：衰变前后介子运动的速度都远小于光在16. (25分)一圈盘沿顺时针方向绕过圆盘中心0并与盘面垂直的Array固定水平转轴以匀角速度«=4.43rad/s 转动.圆盘半径r=1.00m,圆盘正上方有一水平天花板•设圆盘边缘各处始终有水滴被甩出.现发现天花板上只有一点处有水.取重力加速度大小g=9. 80m/s 2.求⑴天花板相对于圆盘中心轴0点的高度;(2)天花板上有水的那一点的位置坐标。
力学竞赛-力学竞赛13~28届-第27届北京市高中预赛试卷
的滑块 B 放在 A 的斜面上，忽略一切摩擦，会看到滑块 B 沿斜面下滑的同时，斜面
体 A 沿水平面向左运动。有人求得滑块 B 相对于地面的加速度 a
(M M
m)g sin msin 2
。
这个问题中学生一般不会求解，但有的同学利用特殊条件下的结果对上述的解加以
分析，并与预期的结果、实验结论进行比较，从而对上述解的合理性或正确性做出
心始终位于 P 点。当 AB 轴线沿 OP 方向固定时（即 0 ），传感器 b 显示的压 力为 16N；当 AB 轴线与 OP 垂直固定时（即 90 ），传感器 b 显示的压力为 6N。
试通过画出物块的几个必要的受力图，分析计算说明 α 角在 0～2π 范围内变化时， a、b、c 三中各个部分到土星中心 O 的距离 r 及相应的速度 ʋ，并提
出了如下几种判断依据的说法，其中正确的是
A.若 ʋ 与 r 成正比，可知土星环与土星是一个整体
B.若 ʋ 与 r 成正比，可知土星环与土星是一个整体
rO
C.若 ʋ 与 r 成反比，可知土星环与土星不是一个整体
v
D.若 ʋ 与 r 成反比，可知土星环与土星不是一个整体
L=0.75m 时，箱子相对于车的速度以及在此过程中恒力 F 做的功。
F
m2 m1
图 12
7/8
得 分 23．（24 分）如图 13-1 所示，水平旋转平台可以绕过轴心 O 的竖直轴 以某一固定的角速度匀速转动。在平台的 P 处固定一个短小的长方体
的盒子，盒中放有一个光滑的均质物块，被压缩的轻弹簧卡在盒中，物块的三个侧 面装有三个压力传感器 a、b、c，可以测出它对长方体盒子的三个侧壁的压力（如 图 13-2 所示）。长方体盒子可以绕 P 点逆时针旋转，使其轴线 AB 与 OP 成任意角 度 α，并能固定在平台上。盒子随平台转动时，无论 α 角如何，都可认为物块的中
中学生物理奥林匹克竞赛第31届试卷及答案.名师优秀资料
第 31 届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题2014年 9月 20日说明：所有答案（包括填空）必须写在答题纸上，写在试题纸上无效。
一、（ 12分） 2013年 6月 20日，“神舟十号”女航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课. 授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应. 视频中可发现漂浮的液滴处于周期性的“脉动”振动的中（平时在地球表面附近，重力的存在会导致液滴下降太快，以至于液滴很难观察到液滴的这种“脉动”现象） . 假设液滴处于完全失重状态，液滴的上述“脉动”可视为液滴形状的周期性的微小变化（振动），如图所示 .（1）该液滴处于平衡状态时的形状是__________ ；（2）决定该液滴振动频率 f 的主要物理量是 ________________________________________ ；（3）按后面括号中提示的方法导出液滴振动频率与上述物理量的关系式.（提示：例如，若认为 a, b, c 是决定该液滴振动频率的相互独立的主要物理量，可将液滴振动频率 f 与a, b, c的关系式表示为 f a b c ，其中指数 , ,是相应的待定常数 .）二、(16 分)一种测量理想气体的摩尔热容比 C p / C V的方法（Clement-Desormes 方法）如图所示：大瓶G 内装满某种理想气体，瓶盖上通有一个灌气（放气）开关H，另接出一根U 形管作为压强计M ．瓶内外的压强差通过U 形管右、左两管液面的高度差来确定. 初始时，瓶内外的温度相等，瓶内气体的压强比外面的大气压强稍高，记录此时U 形管液面的高度差h i．然后打开H，放出少量气体，当瓶内外压强相等时，即刻关闭H.等待瓶内外温度又相等时，记录此时U形管液面的高度差h f．试由这两次记录的实验数据h i和h f，导出瓶内气体的摩尔热容比的表达式．（提示：放气过程时间很短，可视为无热量交换；且管很细，可忽略由高差变化引起的瓶内气体在状态变化前后的体积变化）三、（ 20 分）如图所示，一质量为m、底边 AB 长为zb、等腰边长为 a、质量均匀分布的等腰三角形平板，C可绕过光滑铰链支点 A 和 B 的水平轴 x 自由转动；Q图中原点 O 位于 AB 的中点，y 轴垂直于板面斜向上，Mz 轴在板面上从原点 O 指向三角形顶点 C.今在平板O 上任一给定点 M 0 (x0 ,0, z0 ) 加一垂直于板面的拉力Q.AxU形y B（ 1），求拉力 Q 以及铰链支点对三角形板的作用力若平衡时平板与竖直方向成的角度为N A和 N B；（2）若在三角形平板上缓慢改变拉力Q的作用点M的位置，使平衡时平板与竖直方向成的角度仍保持为，则改变的作用点对板作用力的垂直平板的分量在MM 形成的轨迹满足什么条件时，可使铰链支点变动中保持不变？A 或B四、（ 24 分）如图所示，半径为 R、质量为 m0的光滑均匀圆环，套在光滑竖直细轴 OO 上，可沿 OO 轴滑动或绕 OO 轴旋转．圆环上串着两个质量均为 m 的小球 . 开始时让圆环以某一角速度绕 OO 轴转动，两小球自圆环顶端同时从静止开始释放．（1）设开始时圆环绕OO 轴转动的角速度为0，在两小球从环顶下滑过程中，应满足什么条件，圆环才有可能沿OO 轴上滑？（2）若小球下滑至30 （是过小球的圆环半径与 OO轴的夹角）时，圆环就开始沿OO 轴上滑，求开始时圆环绕OO 轴转动的角速度0、在30时圆环绕 OO 轴转动的角速度和小球相对于圆环滑动的速率 v .五、（ 20 分）如图所示，现有一圆盘状发光体，其半径为 5cm，放置在一焦距为 10cm、半径为15cm 的凸透镜前，圆盘与凸透镜的距离为 20cm，透镜后放置一半径大小可调的圆形光阑和一个接收圆盘像的光屏．图中所有光学元件相对于光轴对称放置．请在几何光学近轴范围内考虑下列问题，并忽略像差和衍射效应．圆盘凸透镜光阑光屏（1）未放置圆形光阑时 , 给出圆盘像的位置、大小、形状；（2）若将圆形光阑放置于凸透镜后方6cm 处 . 当圆形光阑的半径逐渐减小时，圆盘的像会有什么变化？是否存在某一光阑半径r a，会使得此时圆盘像的半径变为（1）中圆盘像的半径的一半？若存在，请给出r a的数值.（3）若将圆形光阑移至凸透镜后方18cm 处，回答（2）中的问题；（4）圆形光阑放置在哪些位置时，圆盘像的大小将与圆形光阑的半径有关？（5）若将图中的圆形光阑移至凸透镜前方6cm 处，回答（ 2）中的问题 .六、（ 22 分）如图所示，一电容器由固定在共同导电底座上的 N+1 片对顶双扇形薄金属板和固 定在可旋转的导电对称轴上的 N片对顶双扇形薄金属板组成， 所有顶点共轴，轴线与所有板面垂直， 两组板面各自在垂直于轴线的平 面上的投影重合， 板面扇形半径均为 R ，圆心角均为（ 0）；2固定金属板和可旋转的金属板相间排列，两相邻金属板之间距离均为 s ． 此电容器的电容 C值与可旋转金属板的转角有关 ．已知静电力常量为 k ．（1）开始时两组金属板在垂直于轴线的平面上的投影重合，忽略边缘效应，求可旋转金属 板的转角为（0 ）时电容器的电容 C( )；（2）当电容器电容接近最大时，与电动势为E 的电源接通充电（充电过程中保持可旋转金属板的转角不变） ，稳定后断开电源，求此时电容器极板所带电荷量和驱动可旋转金属板的力矩 ；（3）假设，考虑边缘效应后，第（ 1）问中的 C ( ) 可视为在其最大值和最小值之间2光滑变化的函数C( )1( C maxC min )1(C max C min )cos222式中， C max 可由第（ 1）问的结果估算，而 C min 是因边缘效应计入的，它与 C max 的比值 是已知的 ．若转轴以角速度m匀速转动， 且m t，在极板间加一交流电压 VV 0 cos t ．试计算电容器在交流电压作用下能量在一个变化周期内的平均值，并给出该平均值取最大值时所对应的 m．七、（ 26分） Z- 箍缩作为惯性约束核聚变的一种可能方式，近年来受到特别重视，其原理如图所示．图中，长 20 mm 、直径为 5 m 的钨丝组成的两个共轴的圆柱面阵列，瞬间通以超强电流，钨丝阵列在安培力的作用下以极大的加速度向内运动, 即所谓自箍缩效应；钨丝 的巨大动量转移到处于阵列中心的直径为毫米量级的氘氚靶球上， 可以使靶球压缩后达到高温高密度状态，实现核聚变．设内圈有 N 根钨丝（可视为长直导线）均匀地分布在半径为 r的圆周上，通有总电流I 内 2 7R 的圆周上，10 A ；外圈有 M 根钨丝，均匀地分布在半径为 每根钨丝所通过的电流同内圈钨丝．已知通有电流i 的长直导线在距其 r 处产生的磁感应强度大小为 k m i，式中比例常量 k m 2 10 7 T m/A 2 107N /A 2．r（ 1）若不考虑外圈钨丝，计算内圈某一根通电钨丝中间长为L 的一小段钨丝所受到的安 培力； （ 2）若不考虑外圈钨丝，内圈钨丝阵列熔化后形成了圆柱面，且箍缩为半径r 0.25cm 的圆柱面时，求柱面上单位面积所受到的安培力，这相当于多少个大气压？（3）证明沿柱轴方向通有均匀电流的长圆柱面，圆柱面内磁场为零，即通有均匀电流外圈钨丝的存在不改变前述两小题的结果；（4）当 N 1 时 , 则通有均匀电流的内圈钨丝在外圈钨丝处的磁感应强度大小为k m I 内，若R要求外圈钨丝柱面每单位面积所受到的安培力大于内圈钨丝柱面每单位面积所受到的安培力，求外圈钨丝圆柱面的半径R 应满足的条件；（5）由安培环路定理可得沿柱轴方向通有均匀电流的长圆柱面外的磁场等于该圆柱面上所有电流移至圆柱轴后产生的磁场，请用其他方法证明此结论.（计算中可不考虑图中支架的影响）金属极板外圈钨丝金属极板靶球支架内圈钨丝八、（20 分）天文观测表明，远处的星系均离我们而去．著名的哈勃定律指出，星系离开我们的速度大小v HD，其中 D 为星系与我们之间的距离，该距离通常以百万秒差距（ Mpc ）为单位；H 为哈勃常数，最新的测量结果为H=67.80km/(s Mpc) ．当星系离开我们远去时，它发出的光谱线的波长会变长（称为红移）．红移量z 被定义为z，其中是我们观测到的星系中某恒星发出的谱线的波长，而是实验室中测得的同种原子发出的相应的谱线的波长，该红移可用多普勒效应解释．绝大部分星系的红移量z 远小于 1，即星系退行的速度远小于光速．在一次天文观测中发现从天鹰座的一个星系中射来的氢原子光谱中有两条谱线，它们的频率分别为 4.5491014Hz 和 6.1411014Hz ．由于这两条谱线处于可见光频率区间，可假设它们属于氢原子的巴尔末系，即为由n > 2 的能级向 k=2 的能级跃迁而产生的光谱．（已知氢原子的基态能量E013.60 eV ，真空中光速 c 2.998 108 m/s ，普朗克常量h 6.626 10 34 J s ，电子电荷量 e 1.602 10 19 C ）（1）该星系发出的光谱线对应于实验室中测出的氢原子的哪两条谱线？它们在实验室中的波长分别是多少？（ 2）求该星系发出的光谱线的红移量z 和该星系远离我们的速度大小v ；（ 3）求该星系与我们的距离 D ．第 31 届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题解答2014年 9月 20日一、（ 12分）（1）球形（2）液滴的半径r 、密度和表面张力系数（或液滴的质量m 和表面张力系数）（3）解法一假设液滴振动频率与上述物理量的关系式为f k r①式中，比例系数k 是一个待定常数.任一物理量a可写成在某一单位制中的单位[ a]和相应的数值{a} 的乘积a{ a}[ a] .按照这一约定，①式在同一单位制中可写成{ f }[ f ]{ k}{ r} {} {} [r ] [] []由于取同一单位制，上述等式可分解为相互独立的数值等式和单位等式，因而[ f ] [r ] [力学的基本物理量有三个：质量] []m 、长度l 和时间②t ，按照前述约定，在该单位制中有m { m}[ m] ，l{l }[ l ]， t{ t}[ t ]于是[ f ] [ r ][ t ][l ]1③④[ []][ m][ l ]2[ m][ t]3⑤⑥将③④⑤⑥式代入②式得[ t]1[l ] ([ m][ l ] 3 )([ m][ t] 2 )即[ t]1[ l ]3[ m][t ]2⑦由于在力学中[ m]、 [ l ] 和 [t ] 三者之间的相互独立性，有30 ，0 ，21⑧⑨⑩解为3 , 1 ,1?222。
2021年北京市高中力学竞赛预赛试卷及答案
北京市高中力学竞赛初赛试卷一、选取题（共44分，每小题4分）下列每小题均有四个备选答案，至少有一种答案是对的，请把所选答案前字母填在下面答案表内.每小题全选对得4分，选对但不全得2分，错选或不答均得0分.1、质点做匀变速直线运动，在这个运动过程中，如下说法对的是A.速度一定跟运动时间成正比B.位移一定跟运动时间平方成正比C.相等时间间隔内速度增量为定值D.相邻相等时间间隔内位移增量为定值2、从空中某高处将a球以v0初速度水平抛出，与此同步让另一球b开始自由落下，不计空气阻力。
如下说法中对的是A.以b球为参照系，a球做平抛运动B.以b球为参照系，a球做自由落体运动C.运动过程中，a球相对于b球速度为v0D.运动过程中，a球相对于b球加速度为03、在下列运动中，哪些物体处在失重状态A.汽车通过凸桥B.汽车通过凹桥C.处在减速下降电梯中物体D.处在人造地球卫星中物体4、小轿车在行驶过程中，乘客必要系安全带。
在下列哪些状况下安全带可以发挥安全保障作用A.小轿车高速行驶B.遇到紧急状况，小轿车急刹车C.遇到紧急状况，小轿车为躲闪其她车辆而拐弯D.小轿车迅速起动5、一均质球上A点与一细线连接，挂靠在竖直墙壁上，球处在平衡状态，如图1所示。
关于球对墙壁摩擦力下列论述，对的是A.球对墙壁摩擦力方向竖直向下B.球对墙壁摩擦力方向竖直向上C.球对墙壁无摩擦力D.无法拟定6、三角形滑块钉子O上悬挂一种单摆，如图2所示。
用O点正下方竖直线到单摆摆线所张角∠O l OP来拟定摆球位置，并规定逆时针旋转为正角，顺时针为负角。
当滑块沿倾角为α粗糙斜面滑下，达到稳定后，滑块沿斜面匀加速下滑，此时∠O l OP大小也许是A.∠O1OP≤0B.0<∠O1OP<αC.∠O l OP≥αD.无法拟定7、如图3所示，在一端固定轻弹簧下通过足够长细线吊一种小球处在静止。
然后将小球竖直拉下一段距离后由静止放手，讨论小球放手后始终向上运动至最高点过程中，小球上升速度和加速度变化状况是 A.加速度大小始终减小B.加速度大小先减小，再增大，最后也许恒定C.速度大小始终减小到零D.速度先增大，再减小到零8、（能量）在距地面高h处，将一种小球沿水平方向抛出，不计空气阻力，取地面为零重力势能面。
第31届(IMO)国际物理奥林匹克竞赛试题(收藏版)
第31届国际物理奥林匹克竞赛试题理论试题英国莱斯特2000年7月10日时间5小时题1A 某蹦迪运动员系在一根长弹性绳子的一端，绳的另一端固定在一座高桥上，他自静止高桥向下面的河流下落，末与水面相触，他的质量为m，绳子的自然长度为L，绳子的力常数（使绳子伸长lm所需的力）为k，重力场强度为g。
求出下面各量的表达式。
（a）运动员在第一次达到瞬时静止前所落下的距离y。
（b）他在下落过程中所达到的最大速率v。
（c）他在第一次达到瞬时静止前的下落过程所经历的时间t。
设运动员可以视为系于绳子一端的质点，与m相比绳子的质量可忽略不计，当绳子在伸长时服从胡克定律，在整个下落过程中空气的阻力可忽略不计。
B 一热机工作于两个相同材料的物体之间，两物体的温度分别为T A和T B（T A＞T B），每个物体的质量均为m，比热恒定，均为s。
设两个物体的压强保持不变，且不发生相变。
（a）假定热机能从系统获得理论上允许的最大机械能，求出两物体A和B最终达到的温度T?的表达式，给出解题全部过程。
（b）由此得出允许获得的最大功的表达式。
（c）假定热机工作于两箱水之间，每箱水的体积为2.50m3，一箱水的温度为350K，另一箱水的温度为300K。
计算可获得的最大机械能。
已知水的比热容= 4.19×103kg-1K-1，水的密度=1.00 x 103kgm.-3C 假定地球形成时同位素238U和235U已经存在，但不存在它们的衰变产物。
238U和235U的衰变被用来确定地球的年龄T。
（a）同位素238U以4.50×109年为半衰期衰变，衰变过程中其余放射性衰变产物的半衰期比这都短得多，作为一级近似，可忽略这些衰变产物的存在，衰变过程终止于铅的同位素206Ph。
用238U的半衰期、现在238U的数目238N表示出由放射衰变产生的206Pb原子的数目206n。
（运算中以109年为单位为宜）（b）类似地，235U在通过一系列较短半衰期产物后，以0.710×109年为半衰期衰变，终止于稳定的同位素207Pb。
2016年北京市高中力学竞赛预赛试题
2016年北京市高中力学竞赛预赛试题2016年北京市高中力学竞赛预赛试题是高中生们备战物理竞赛的重要一环，这不仅是对知识的考察，更是对学生解决实际问题的能力和逻辑思维能力的考验。
以下是该年份的预赛试题，内容包含了力学的各个知识点，需要解决的问题涉及到一维运动、二维运动和动量守恒等多个方面。
一、选择题1.在相同的时间内，进入河中的石头与离开河中的石头有哪个质量较大？A.进入河中的石头B.离开河中的石头C.质量相同D.无法确定2.某旅游胜地规定游客需从一座高18米的塔上下降到一个低于地面10米的钢索平台上，假设游客的体重为60kg，下降过程中，钢索的弹性和空气阻力可以忽略不计。
游客下降到平台时的动能大约是多少？A. 1000 JB. 1500 JC. 1800 JD. 2000 J3.下列哪项不属于牛顿第二定律的正确表述？A.物体受到的合外力等于物体的质量与加速度的乘积。
B.物体受到的合外力等于质量和加速度的比值。
C.物体的加速度与作用在它上面的合外力成正比，与物体的质量成反比。
D.物体的加速度与作用在它上面的合外力成正比，与物体的质量无关。
4.假设初始时刻小球位于原点，以初速度V沿直线运动，经过时间T后小球位于位置x。
则小球在这段时间内的加速度大小是多少？A. V/TB. x/ T^2C. 2x/ T^2D. 2V/ T二、解答题1.小明从一个楼顶上水平抛出一个小球，小球以初速度v0竖直下落，落地时速度为v，求小球与楼顶的高度差。
解析：小球竖直下落，所以竖直方向上质量不变。
根据重力定律，小球落地时速度为v，即v = v0 + gt。
由此可得，从初速度v0到速度v，小球下落的时间t为t = (v - v0)/g。
而小球在竖直方向上做匀加速直线运动，根据运动学公式S = v0t + 1/2gt^2，代入已知条件可得，小球与楼顶的高度差为S = v0((v - v0)/ g) + 1/2g((v -v0)/g)^2 = v0(v - v0)/ g + (v - v0)^2/ (2g)。
2018-2019学年北京第三十一中学高二物理上学期期末试题含解析
2018-2019学年北京第三十一中学高二物理上学期期末试题含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1. 关于静电场，下列说法正确的是（）A．电势等于零的物体一定不带电B．电场强度为零的点，电势不一定为零C．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加D．同一电场线上的各点，电势一定相等参考答案：BC2. 如图所示是某导体的伏安特性曲线，由图可知下列结论正确的是A．导体的电阻是0.02 ΩB．导体的电阻是5 ΩC．当导体两端的电压为10 V时，导体中的电流为0.2 AD．当导体中的电流为0.2 A时，导体两端电压为15 V参考答案：C3. （多选题）如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个大小相等、方向相反的匀强磁场，磁场方向与斜面垂直，两磁场的宽度MJ和JG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，当ab边刚越过GH进入磁场时，线框恰好以速度v0做匀速直线运动；当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度v做匀速直线运动．则下列说法正确的是（）A．v=v0B．线框离开MN的过程中电流方向为adcbaC．当ab边刚越过JP时，线框加速度的大小为3 gsinθD．从ab边刚越过GH到ab边刚越过MN过程中，线框产生的热量为2mgLsin参考答案：BCD【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．【分析】当ab边刚越过GH进入磁场时，线框恰好以速度v0做匀速直线运动，加速度为零．当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度v做匀速直线运动，则知两次匀速运动时，重力沿斜面向下的分力与安培力平衡，安培力的表达式分别为F1=和F2=2BLI2=2BL×2=，由平衡条件即可求出速度之比．从ab边刚越过GH到ab边刚越过MN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与动能减小量之和，根据能量守恒定律求出产生的电能．【解答】解：A、由题意当ab边刚越过GH进入磁场时，线框恰好以速度v0做匀速直线运动，加速度为零．当ab边下滑到JP与MN的中间位置时，线框又恰好以速度v做匀速直线运动，则知两次匀速运动时，重力沿斜面向下的分力与安培力平衡，安培力的表达式分别为F1=和F2=2BLI2=2BL×2=，由平衡条件即可求出速度关系：4v=v0．故A错误．B、线框离开MN的过程中，穿过线圈磁通量减小，由楞次定律可行，线圈产生的感应电流方向为adcba．故B正确．C、当ab边未越过JP时，线框做匀速直线运动，处于受力平衡，即mgsinθ=；当ab边刚越过JP时，线框两边切割磁感线，导致线框做匀减速运动，受力分析，即mgsinθ﹣4=ma，从而可求出线框加速度的大小为3 gsinθ，故C正确；D、从ab边刚越过GH到ab边刚越过MN过程中，线框的重力势能和动能均减小，根据功能关系得知，线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量与动能减小量之和．则线框产生的热量为mg×2Lsinθ+=．故D正确故选：BCD4. 如图所示的匀强电场，实线表示电场线，一个带正电的粒子（不计重力）在电场中运动的轨迹如图中虚线所示，a、b是轨迹上的两点，则：A．场强方向向右，电势B．场强方向向右，电势C．场强方向向左，电势D．场强方向向左，电势参考答案：A5. 如图所示，竖直面内固定一半径为R的光滑四分之一圆弧轨道，光滑地面上放置一长为L的长木板，L = R ,长木板的上表面与圆弧轨道的最低点B等高，且二者接触但不粘连，长木板质量为M, —个质量为 m的铁块以一定初速度滑上长木板的左端，m=M,铁块恰好能滑到圆弧轨道的最高点C,重力加速度为g,则下列说法正确的是A. 铁块运动到B点时对圆弧轨道的压力为2mgB. 最终铁块能滑到长木板的左端C. 铁块与长木板间的动摩擦因数μ= 0.1D. 最终铁块的速度为v0参考答案：B【详解】C.铁块恰好能滑到圆弧轨道的最高点C，根据动能定理有，则铁块与长木板间的动摩擦因数，故C错误。