高二物理竞赛及答案

高二物理竞赛试卷一、选择题。

1．如图1所示，a 、b 、c 三个相同的小球，a 从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b 、c 从同一高度分别开始自由下落和平抛．下列说法正确的有： （ ） A ．它们同时到达同一水平面 B ．重力对它们的冲量相同 C ．它们的末动能相同 D ．它们动量变化的大小相同2．以力F 拉一物体，使其以加速度a 在水平面上做匀加速直线运动，力F 的水平分量为F 1，如图2所示，若以和F 1大小．方向都相同的力F '代替F 拉物体，使物体产生加速度a '，那么：（ ）A ．当水平面光滑时，a ' < aB ．当水平面光滑时，a ' = aC ．当水平面粗糙时，a ' < aD ．当水平面粗糙时，a ' = a 3.如图3所示，质量为m 的物体放在水平放置的钢板c 上，与钢板间的动摩因数为μ。

由于光滑导轨槽a 、b 控制，物体只能沿水平导轨槽运动。

现使钢板以速度v 1向右运动，同时用力F 沿导轨槽的方向拉动物体使物体以速度v 2沿槽运动，则F 的大小为：( )A ． F=mgB F>mgC F<mg μD 不能确定4．如图4所示为农村小水库大坝的俯视图，其中设计比较合理的是哪一个？（ ）5.如图5所示，在高空中有四个小球，在同一位置同时以速率v 向上、向下、向左、向右被射出，经过1 s 后四个小球在空中的位置构成的正确图形是( )6.如图6所示，传送带与地面倾角为︒=37θ，AB 的长度为16m ，图4图1 图 2图3图5传送带以10m ／s 的速度转动，在传送带上端A 无初速度地放一个质量为0．5 kg 的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0．5。

求物体从A 运动到B 所用的时间可能为．(sin37°=0．6，cos37°=0．8，g=10m ／s)．( )A ．2.1s B. 2.0s C.1.8s D.4.0S7. 如图7叠放的a 、b 、c 三个不同的粗糙物块，其相互接触处以及和水平桌面接触处均有摩擦，但摩擦系数不同．当b 物块受一水平力F 作用时，a 、c 随b 一起保持相对静止作加速运动．此时（ ）A ．a 对c 的摩擦力方向向右B ．b 对a 的摩擦力方向向右C ．a 、b 间的摩擦力和a 、c 间的摩擦力大小相等D ．只有桌面对b 的摩擦力小于a 、c 间的摩擦力的情况下，才能实现上述运动。

8．如图所示，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻两等势面间的电势差相等。

光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动，杆上套有一带正电的小滑块(可视为质点)，滑块通过绝缘轻弹簧与固定点O 相连，并以某一初速度从M 点运动到N 点，OM ＜ON 。

若滑块在M 、N 时弹簧的弹力大小相等，弹簧始终在弹性限度内，则（ ） A 、滑块从M 到N 的过程中，速度可能一直增大B 、滑块从位置1到2的过程中，电场力做的功比从位置3到4的小C 、在M 、N 之间的范围内，可能存在滑块速度相同的两个位置D 、在M 、N 之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的三个位置 9．如图9所示，平行板电容器的两极板A 、B 接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S ，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是（ ）A ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ增大 B ．保持S 闭合，将A 板向B 板靠近，则θ不变C ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ增大D ．断开S ，将A 板向B 板靠近，则θ不变 10．如图10所示，是一个电路的一部分，其中R 1=5Ω，R 2=1Ω，R 3=3Ω，I 1=0.2A ，I 2=0.1A ，那么电流表测得的电流为（ ） A ．0.2 A ，方向向右 B ．0.15A ，方向向左 C ．0.2 A ，方向向左 D ．0.3A ，方向向右图10图7 图9图8第Ⅱ卷二．填空题。

（2小题，共20分） 11．（10分）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k 。

做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好靠近刻度尺。

当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L 0，弹簧下端挂一个50g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作L 1;弹簧下端挂两个50g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作L 2，……，挂七个50g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作L 7。

①下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是 和.②实验中，L 3和L 7两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。

③为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：cm 90.6041=-=L L d ，cm 90.6152=-=L L d ，cm 00.7263=-=L L d 。

请你给出第四个差值：d 4= ＝ cm 。

④根据以上差值，可以求出每增加50g 砝码的弹簧平均伸长量L ∆。

L ∆用d 1、d 2、d 3、d 4表示的式子为：L ∆＝ ，代入数据解得L ∆＝ cm 。

⑤计算弹簧的劲度系数k ＝ N/m 。

（g 取9.8m/s 2） 12．（10分）物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。

实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端第11题图与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。

打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz 。

开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。

（1）上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。

根据图中数据计算的加速度a = (保留三位有效数字)。

（2）回答下列两个问题：①为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有 。

（填所选物理量前的字母）A ．木板的长度lB ．木板的质量m 1C ．滑块的质量m 2D ．托盘和砝码的总质量m 3E ．滑块运动的时间t②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 。

（3）滑块与木板间的动摩擦因数μ＝ （用被测物理量的字母表示，重力加速度为g ）。

与真实值相比，测量的动摩擦因数 （填“偏大”或“偏小” ）。

三．计算题。

（5小题，共90分）13．（15分）当物体从高空下落时，空气阻力随速度的增大而增大，因此经过一段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的终极速度. 已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v ，且正比于球半径r ，即阻力k krv f ,=是比例系数. 对于常温下的空气，比例系为./104.324m Ns k -⨯=已知水的密度,/100.133m kg ⨯=ρ取重力加速度./102s m g =试求半径mm r 10.0=的球形雨滴在无风情况下的终极速度.r v （结果取两位数字）第12题图14．（15分）如图11所示，质量为Kg M 9=的小车放在光滑的水平面上，其中AB 部分为半径R=0.5m 的光滑41圆弧，BC 部分水平且不光滑，长为L=2m ，一小物块质量m=6Kg ，由A 点静止释放，刚好滑到C 点静止（取g=102s m ），求：①物块与BC 间的动摩擦因数②物块从A 滑到C 过程中，小车获得的最大速度15．（20分）如图12所示，在光滑水平面上放一质量为M 、边长为a 的正方体木块，木块上搁有一长为L 的轻质光滑棒，棒的一端用光滑铰链连接于地面上O 点，棒可绕O 点在竖直平面内自由转动，另一端固定一质量为m 的均质金属小球．开始时，棒与木块均静止，棒与水平面夹角为α角．当棒绕O 点向垂直于木块接触边方向转动到棒与水平面间夹角变为β的瞬时，求木块速度的大小．图12图1116．（20分）长为L 的细绳一端固定于O 点，如图所示，另一端拴一质量为m 的小球，把线拉至最高点A 以水平抛出，求当v 0为下列值时，小球运动到最低点C 时线中的张力大小。

（1）v 0=2gL （2）20gL v =17．（20分）如图14所示的电路中，各电源的内阻均为零，其中B 、C 两点与其右方由1.0Ω的电阻和2.0Ω的电阻构成的无穷组合电路相接。

求图中10μF 的电容器与E 点相接的极板上的电荷量。

图13图14高二物理竞赛试卷答案第Ⅱ卷11．（每问2分）共10分。

（10分）某同学和你一起探究弹力和弹簧伸长的关系，并测弹簧的劲度系数k 。

做法是先将待测弹簧的一端固定在铁架台上，然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧，并使弹簧另一端的指针恰好靠近刻度尺。

当弹簧自然下垂时，指针指示的刻度数值记作L 0，弹簧下端挂一个50g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作L 1;弹簧下端挂两个50g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作L 2，……，挂七个50g 的砝码时，指针指示的刻度数值记作L 7。

①下表记录的是该同学已测出的6个值，其中有两个数值在记录时有误，它们的代表符号分别是 L 5 和 L6.②实验中，L 3和L 7两个值还没有测定，请你根据上图将这两个测量值填入记录表中。

③为充分利用测量数据，该同学将所测得的数值按如下方法逐一求差，分别计算出了三个差值：cm 90.6041=-=L L d ，cm 90.6152=-=L L d ，cm 00.7263=-=L L d 。

请你给出第四个差值：d 4= L7－L3 ＝ 7.20 cm 。

④根据以上差值，可以求出每增加50g 砝码的弹簧平均伸长量L ∆。

L ∆用d 1、d 2、d 3、d 4表示的式子为：444321⨯+++=∆d d d d L ，代入数据解得cm 75.1=∆L 。

⑤计算弹簧的劲度系数k ＝ 28 N/m 。

（g 取9.8m/s 2）第11题图① L 5 ，L 6 ； （2分） ②L 3=6.85（6.84、6.86均给分），L 7=14.05（14.04、14.06均给分）；（2分） ③cm 20.7374=-=L L d ； （7.18~7.22均给分）（2分） ④444321⨯+++=∆d d d d L ， cm 75.1=∆L （1.73~1.77均给分）（2分）⑤k ＝ 28 N/m 。

（27.7~28.3均给分）（2分） 12．（10分）物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。

实验装置如图，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。