芜湖县第二中学2016届高二物理竞赛选拔试题.doc

芜湖县第二中学2016届高二物理竞赛选拔试题命题人：谢自成 满分150分，时间120分钟一、单项选择题（本题共10小题，每题4分，满分40分。每题所给的选项中有的只有一个是正确的。每题4分）ABF1.在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于平衡状态。现对B加一竖直向下的力F，F的作用线通过球心，设墙对B的作用力为F1，B对A的作用力为F2，地面对A的作用力为F3。若F缓慢增大而整个装置仍保持静止，截面如图所示，在此过程中（ ）A.F1保持不变，F3缓慢增大 B. F1缓慢增大，F3保持不变C.F2缓慢增大，F3缓慢增大 D. F2缓慢增大，F3保持不变2.如图, 一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑, A与B的接触面光滑. 已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍, 斜面倾角为. B与斜面之间的动摩擦因数是（ ）A. B. C. D. 3如图所示，弹簧秤外壳质量为m，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩上吊一重物。现用一竖直向上的外力拉弹簧秤，当弹簧秤向上做匀速直线运动时，示数为F1；若让弹簧秤以加速度a向上做匀加速直线运动，则弹簧秤的示数为（重力加速度为g，不计空气阻力） （ ）A BC D4、已知地球半径为R，地面处的重力加速度为g，一颗距离地面高度为2R的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的组合是（ ）卫星的加速度大小为卫星的角速度为卫星的线速度大小为卫星的周期为A. B. C. D.5、如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示。则 （ ）Aa一定带正电，b一定带负电Ba的速度将减小，b的速度将增加Ca的加速度将减小，b的加速度将增加D两个粒子的电势能一个增加一个减小6多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇,过去是用变压器来实现上述调节的,缺点是成本高、体积大、效率低且不能任意调节灯的亮度或风扇的转速.现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的.如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压,即在正弦式电流的每一个周期中,前面的被截去,从而改变了电灯上的电压.那么现在电灯上的电压为( )AB CUm D7人体受到下列哪种射线照射时，可以明显感觉到热（ ）A无线电波 B红外线 C射线 DX射线8.一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图（a）所示，曲线上A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成角的方向以速度v0抛出，如图（b）所示，则在其轨迹最高点P处的曲率半径是( )A B C D9引力做功与引力势能的变化同重力做功和重力势能的变化类似。物体在引力场中具有的能叫做引力势能（定义为），G为引力常量，M为地球的质量，m为物体的质量，r为物体到地球中心的距离，物理学中经常把无穷远处定义为引力势能的零势能点。若一颗质量为m的人造地球卫星沿圆形轨道环绕地球飞行，由于受空气阻力的作用，当卫星的轨道半径r1减小到r2，空气阻力做的功为Wf。在下面给出的Wf的表达式中，有一个是合理的。关于此过程中空气阻力做的功Wf你可能不会求解，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，Wf的合理表达式应为（ ）A BC D10、如图所示，一带负电Q的油滴，从A点以速度v0与水平方向成角射入沿水平方向的匀强电场中，如测得油滴在电场中达到最高点B时，它的速度大小恰为v0，则B点的位置：（ ） A、在A点的正上方 B、在A点的左上方 C、在A点的右上方 D、无法判断二、填空题（本题共6小题，每题4分，满分24分。将正确的、完整的答案填入相应的横线中,不要求写出解题过程）11风能是一种环保能源。风力发电是将风的动能转化为电能的过程，设空气的密度为r，水平风速为v，风力发电机有3个叶片，每个叶片迎风垂直面积为S。设风能转化为电能的效率为h，那么该风力发电机的电功率P 。12迄今为止，获得诺贝尔物理奖的华人共有 人，他们的姓名是 , 第一位获得诺贝尔奖的日本人是 13. 1998年6月3日，美国发射的航天飞机“发现者”号搭载了一台磁谱仪，其中一个关键部件是由中国科学院电工研究所设计制造的直径1200mm、高800mm、中心磁感强度为0.1340T的永久磁体用这个磁谱仪期望探测到宇宙中可能存在的_14.下图A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号.根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度。下图B中p1、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是p1、p2由汽车反射回来的信号.设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔t=1.0s，超声波在空气中传播的速度是v=340ms，若汽车是匀速运动的，则根据图可知， 汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是_ _m，汽车的速度是_ _ms. 图A图B yxoBvvaO/15一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a，0)点以速度v，沿与x正方向成60的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B= ，射出点的坐标（ ， ） 。16如果用1 N的力能拉长弹簧1 cm，那么为了将弹簧拉长6 cm需作功_J.三、计算题（本题共4小题，满分43分。解题时要求写出重要的物理规律、必要的文字说明，答题时要写出完整的数值和单位。过程不完整的不能得满分，只有结果而没有过程的不能得分）v17：（10分）如图所示，倾斜传送带与水平方向的夹角为=37，将一小物块轻轻放在正在以速度v=10m/s匀速逆时针传动的传送带的上端，物块和传送带之间的动摩擦因数为0.5（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小），传送带两皮带轮轴心间的距离为L29m，求将物块从顶部传到传送带底部所需的时间为多少（g=10m/s2） ？18、（10分）如图所示，一块很大很厚的接地金属板，右侧相距d处放一电量为q的正点电荷，则金属板右侧表面产生感应电荷，在金属板内距右侧表面d处有一P点，则感应电荷在P点产生的电场强度大小为多少，感应电荷对正点电荷q的作用力的大小为多少。19（10分）如图所示，滑块质量为m，与水平地面间的动摩擦因数为0.1，它以的初速度由A点开始向B点滑行，AB=5R，并滑上光滑的半径为R的圆弧BC，在C点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台，沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q，旋转时两孔均能达到C点的正上方。若滑块滑过C点后P孔，又恰能从Q孔落下，则平台转动的角速度应满足什么条件？20（12分）如图所示，有一个带电粒子q，初速度为0，进入加速电场，经电压U1加速后，进入两块间距为d、电压为U2的平行金属板间，若电荷从两板正中间垂直电场方向射入，且恰好能从下板边缘穿出电场。不计带电粒子重力，求：+ABU2U1+-d（1）金属板AB的长度L；（2）电子穿出电场时的动能。21：（6分）右图（甲）为无限的电阻网络，其中每个电阻均为r，求、两点间的总电阻。22. （12分）如图所示,厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.实验表明,当磁场不太强时,电势差U、电流I和B的关系为U=k.式中的比例系数k称为霍尔系数.霍尔效应可解释如下:外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧,在导体板的另一侧会出现多余的正电荷,从而形成横向电场.横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力.当静电力与洛伦兹力达到平衡时,导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差.设电流I是由电子的定向流动形成的,电子的平均定向速度为v,电荷量为e,回答下列问题:（1）达到稳定状态时,导体板上侧面A的电势 下侧面A的电势（填“高于”“低于”或“等于”）;（2）电子所受的洛伦兹力的大小为 ;（3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时,电子所受静电力的大小为 ;（4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件,证明霍尔系数为k=,其中n代表导体板单位体积中电子的个数.23（12分）S交流电源出口BU图9D1D2正电子发射计算机断层（PET）是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段。PET所用回旋加速器示意如图9，其中置于高真空中的两金属D形盒的半径为R，两盒间距很小，质子在两盒间加速时间可忽略不计。在左侧D1盒圆心处放有粒子源S不断产生质子，匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示。质子质量为m，电荷量为q。假设质子从粒子源S进入加速电场时的初速度不计，加速电压为U，保证质子每次经过电场都被加速。（1）求第1次被加速后质子的速度大小v1；（2）经多次加速后，质子最终从出口处射出D形盒，求质子射出时的动能Ekm和在回旋加速器中运动的总时间t总；（3）若质子束从回旋加速器射出时的平均功率为P，求射出时质子束的等效电流I。24. （14分）如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L1m，导轨平面与水平面夹角30，导轨电阻不计。磁感应强度为B12T的匀强磁场垂直导轨平面向上，质量为m12kg、电阻为R11的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好。两金属导轨的上端连接右侧电路，电路中通过导线接一对水平放置的平行金属板，两板间的距离和板长均为d0.5m，定值电阻为R23，现闭合开关S并将金属棒由静止释放，取g=1