2011高二物理竞赛试卷.pdf

2011 年嘉兴市物理竞赛高年嘉兴市物理竞赛高二二试题卷试题卷 第第 1 1 页页 共共 7 7 页页 2011 年嘉兴市物理竞赛高二试题卷年嘉兴市物理竞赛高二试题卷 2011 05 22 考生须知 考生须知 1 考试时间共 考试时间共 120 分钟 满分分钟 满分 150 分 分 2 可以使用计算器 答案写在答题卷上有效 可以使用计算器 答案写在答题卷上有效 3 在答题卷上在答题卷上 A B 后的方框内打后的方框内打 以确认自己是 以确认自己是 A 类还是类还是 B 类考生类考生 一 单项选择题一 单项选择题 本大题为本大题为所有考生必做所有考生必做 共 共 10 小题 小题 A 类考生每小题类考生每小题 4 分 共分 共 40 分 分 B 类考生每小题类考生每小题 6 分 共分 共 60 分 分 1 甲乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动 若以该时刻作为计时甲乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动 若以该时刻作为计时 0 时刻 时刻 得到两车的位移得到两车的位移 时间 时间 x t 图像如图所示 则下列说法正确的是 图像如图所示 则下列说法正确的是 A t1时刻乙车从后面追上甲车时刻乙车从后面追上甲车 B t1时刻两车相距最远时刻两车相距最远 C t1时刻两车的速度刚好相等时刻两车的速度刚好相等 D 0 到到 t1时间内 乙车的平均速度小于甲车的平均速度时间内 乙车的平均速度小于甲车的平均速度 2 下列关于超重和失重现象的描述中正确的是下列关于超重和失重现象的描述中正确的是 A 电梯正在减速上升 在电梯中的乘客处于超重状态电梯正在减速上升 在电梯中的乘客处于超重状态 B 磁悬浮列车在水平轨道上加速行使时 列车上的乘客处于超重状态磁悬浮列车在水平轨道上加速行使时 列车上的乘客处于超重状态 C 荡秋千时秋千摆到最低位置时 人处于失重状态荡秋千时秋千摆到最低位置时 人处于失重状态 D 神舟神舟 六号飞船在绕地球做圆轨道运行时 飞船内的宇航员六号飞船在绕地球做圆轨道运行时 飞船内的宇航员 处于完全失重状态处于完全失重状态 3 图中轻图中轻质质细细绳绳 AO BO 和和 CO 的的结点为结点为 O A B 端是固定的端是固定的 C 端端连接连接质量为质量为 M 的铁块的铁块 平衡时 平衡时 AO 是水平的 是水平的 BO 与水平面的与水平面的 夹角夹角 现将一质量为 现将一质量为 m 的磁铁吸在铁块的侧面的磁铁吸在铁块的侧面后后 AO 的拉力的拉力 F1和和 BO 的拉力的拉力 F2的大小是的大小是 A F1 M m gcos B F1 M m gcot C F2 M m gsin D 因因原竖直原竖直线线 CO 将将倾斜 倾斜 故故以上选项都不对以上选项都不对 4 内阻不能忽略的电源给内阻不能忽略的电源给某某阻值阻值恒定的纯电阻用电器供电 恒定的纯电阻用电器供电 若直接串联则路端电压大于若直接串联则路端电压大于 该该用电器的额定电压用电器的额定电压 要使得用电器正常工作 有两位同学分别设计了方案要使得用电器正常工作 有两位同学分别设计了方案 同学甲同学甲 说只要再串联恰当阻值的电阻即可 同学乙说在用电器上并联恰当阻值的电说只要再串联恰当阻值的电阻即可 同学乙说在用电器上并联恰当阻值的电阻也可 阻也可 则则 A 甲的方案可行 乙的方案不可行 甲的方案可行 乙的方案不可行 B 甲的方案不可行 乙的方案可行 甲的方案不可行 乙的方案可行 C 甲和乙的方案都可行 但甲方案更节能 甲和乙的方案都可行 但甲方案更节能 D 甲和乙的方案都可行 但乙方案更节能 甲和乙的方案都可行 但乙方案更节能 5 美国国家科学基金会美国国家科学基金会 2010 年年 9 月月 29 日宣布 在银河系新发现一颗太阳系外行星日宣布 在银河系新发现一颗太阳系外行星 gliese t x t1 甲 乙 0 第 3 题图 O M 第 1 题图 C 2011 年嘉兴市物理竞赛高年嘉兴市物理竞赛高二二试题卷试题卷 第第 2 2 页页 共共 7 7 页页 581g 这颗行星可能像地球一样具备生命存在所需 这颗行星可能像地球一样具备生命存在所需的的必要条件 必要条件 据观测据观测计算计算 gliese 581g 直径是地球的直径是地球的 1 4 倍 倍 表面表面重力加速度重力加速度是是地球的地球的 1 6 倍 它围绕其恒星运行倍 它围绕其恒星运行 的周期是的周期是 37 个地球日 个地球日 若把该行星的运动看成圆周运动 若把该行星的运动看成圆周运动 由上述条件能得出的由上述条件能得出的 正确结论是正确结论是 A 该行星该行星的公转速度比地球公转速度大的公转速度比地球公转速度大 B 该行星的质量是地球的 该行星的质量是地球的 3 136 倍倍 C 该行星上第一宇宙速度是地球的 该行星上第一宇宙速度是地球的 2 24 倍倍 D 从地球上发射飞船到达该星球 第二宇宙速度是 从地球上发射飞船到达该星球 第二宇宙速度是 最小的发射速度最小的发射速度 6 一个等腰直角三棱镜的截面如图所示 一个等腰直角三棱镜的截面如图所示 ACB 为直角 为直角 一细束一细束红红光从光从 AC 面的面的 P 点沿点沿 平行底面平行底面 AB 方向射入棱镜后 经方向射入棱镜后 经 AB 面反射 再从面反射 再从 BC 面的面的 Q 点射出 且有点射出 且有 PQ AB 图中未画光在棱镜内的光路 如果将一细束蓝光沿同样的路径从 图中未画光在棱镜内的光路 如果将一细束蓝光沿同样的路径从 P 点射入三棱镜 点射入三棱镜 则从则从 BC 面射出的光线是面射出的光线是 A 仍从 仍从 Q 点射出 出射光线平行于点射出 出射光线平行于 AB B 仍从 仍从 Q 点射出 出射光线不平行于点射出 出射光线不平行于 AB C 可能从可能从 Q 点点下方的下方的 Q 点射出 出射光线平行于点射出 出射光线平行于 AB D 可能从可能从 Q 点点上方的上方的 Q 点射出 出射光线平行于点射出 出射光线平行于 AB 7 如图所示虚线是等量如图所示虚线是等量异性异性点电荷产生的静电场中的一簇点电荷产生的静电场中的一簇 等势线 带点粒子仅在电场力的作用下 从等势线 带点粒子仅在电场力的作用下 从 P 点运动到点运动到 Q 点 轨迹如图中实线所示 则下列情况正确的是点 轨迹如图中实线所示 则下列情况正确的是 A 无论粒子带何电性 无论粒子带何电性 可判断可判断 P 点电势一定高于点电势一定高于 Q 点点 电势电势 B 若粒子带负电 则 若粒子带负电 则可判断可判断 P 点电势低于点电势低于 Q 点电势点电势 C 无论粒子带何电性 无论粒子带何电性 可判断可判断粒子从粒子从 P 点运动到点运动到 Q 点的点的 过程中电势能一定增加过程中电势能一定增加 D 若粒子带负电 则若粒子带负电 则可判断可判断粒子从粒子从 P 点运动到点运动到 Q 点的过程中电势能减小点的过程中电势能减小 8 弹簧一端弹簧一端连接连接小球构成小球构成弹簧振子弹簧振子 其固有频率为 其固有频率为 f 现将弹簧剪去一半再与该小球连接 现将弹簧剪去一半再与该小球连接 构成一新的弹簧振子 则该振子的固有频率为构成一新的弹簧振子 则该振子的固有频率为 A f2 B 2 f C f2 D 2 f 9 一物体从一物体从 A 点竖直上抛又点竖直上抛又回到回到 A 点的过程中空气阻力大小恒定 则关于加速度大小点的过程中空气阻力大小恒定 则关于加速度大小 高度 高度 a h 机械能机械能 高度 高度 E h 动能动能 高度 高度 EK h 重力势能重力势能 高度 高度 EP h 的图像 的图像 中错误的是 中错误的是 C P A B Q Q Q 第 6 题图 P Q 第 7 题图 h h EP h EK a h E 2011 年嘉兴市物理竞赛高年嘉兴市物理竞赛高二二试题卷试题卷 第第 3 3 页页 共共 7 7 页页 10 宽度均为宽度均为 d 且足够长的两相邻条形区域内各存在磁且足够长的两相邻条形区域内各存在磁 感应强度大小均为感应强度大小均为 B 方向相反的匀强磁场 电阻为 方向相反的匀强磁场 电阻为 R 边长为边长为d 3 34 的等边三角形金属框的的等边三角形金属框的 AB 边与磁边与磁 场边界平行 金属框从图示位置以垂直于场边界平行 金属框从图示位置以垂直于 AB 边向右边向右 的方向做匀速直线运动 的方向做匀速直线运动 取逆时针取逆时针方向方向电流为正 电流为正 从从 金金属框属框 C 端端刚进入磁场开始刚进入磁场开始计时 计时 框中产生的感应框中产生的感应 电流随时间变化的图像电流随时间变化的图像是是 二 不定项选择题二 不定项选择题 本大题 本大题只供只供 A 类考生做类考生做 共共 5 小题 小题 每每小小题题 6 分 共分 共 30 分 分 在在每小每小 题给出的四个选项中 有的只有一个选项正确 有的有多个选项正确 全部选对的得题给出的四个选项中 有的只有一个选项正确 有的有多个选项正确 全部选对的得 6 分 选对但不选全的得分 选对但不选全的得 3 分 不选或选错的得分 不选或选错的得 0 分分 11 水平地面上固定某斜面体 小球甲从斜面顶端水平地面上固定某斜面体 小球甲从斜面顶端 A 以以 0 v向左向左水平抛出水平抛出 质量不同且质量不同且表表 面光滑的小球乙以相同大小的初速度面光滑的小球乙以相同大小的初速度 0 v沿斜面向沿斜面向下运动 空气阻力不计 则下列说法下运动 空气阻力不计 则下列说法 不正确的是不正确的是 A 乙球一定先到达地面 乙球一定先到达地面 B 两球可能同时到达地面 两球可能同时到达地面 C 两球到达地面时的动能一定相同 两球到达地面时的动能一定相同 D 两球到达地面时的速率一定相同 两球到达地面时的速率一定相同 12 如图所示 一只理想变压器的原 副线圈的匝数比是如图所示 一只理想变压器的原 副线圈的匝数比是 10 1 原线圈接入电压为 原线圈接入电压为 220V 的正弦交流电源 一只理想二极管和一个阻值为的正弦交流电源 一只理想二极管和一个阻值为 10 的电阻的电阻 R 串联接在副线圈上 则串联接在副线圈上 则 以下说法中正确的是以下说法中正确的是 A 交流交流电压表的读数为电压表的读数为 22V B 1min 内电阻内电阻 R 上产生的热量为上产生的热量为 726 J C 二极管两端的最大电压为 二极管两端的最大电压为 222V 第 11 题图 0 v 0 v A A B C D V A U R 第 12 题图 0 1 2 3 4 1 2 1 2 3 4 0 v d t 0 3 32 Bdv R i 3 4 0 1 2 3 4 1 2 1 2 3 4 0 v d t 0 3 32 Bdv R i 3 4 0 1 3 4 1 2 1 2 3 4 0 v d t 0 3 32 Bdv R i 3 4 0 1 3 4 1 2 1 2 3 4 0 v d t 0 3 32 Bdv R i 3 4 A B C D A B C d d 0 v 第 10 题图 2011 年嘉兴市物理竞赛高年嘉兴市物理竞赛高二二试题卷试题卷 第第 4 4 页页 共共 7 7 页页 D 若将 若将 R 换成阻值大于换成阻值大于 10 的电阻 则的电阻 则交流交流电流表读数变小电流表读数变小 13 范围足够大的匀强磁场范围足够大的匀强磁场内内某时刻有两个同电性的粒子某时刻有两个同电性的粒子 M N 同时从同时从同一点同一点开始运动开始运动 运动方向垂直于磁场运动方向垂直于磁场 两粒子两粒子电量相同 电量相同 M 粒子质量是粒子粒子质量是粒子 N 的的两倍两倍 当 当 M 粒子转粒子转 过过 3 弧度时恰好与弧度时恰好与 N 粒子第一次相遇粒子第一次相遇 则 则 A N 粒子相遇前转过粒子相遇前转过 6 弧度弧度 B N 粒子相遇前转过粒子相遇前转过 3 2 弧度弧度 C 两粒子速率之比 两粒子速率之比 2 3 NM vv D 两粒 两粒子速率之比子速率之比3 NM vv 14 水平放置的水平放置的盘状仪器的俯视图如图甲所示 盘状仪器的俯视图如图甲所示 仪器内存在着如图仪器内存在着如图乙乙所示的变化磁场所示的变化磁场 磁磁 感应强度感应强度方向竖直向下取为方向竖直向下取为正方向正方向 某时刻某时刻 t 有一电子在该仪器中做逆时针方向的加有一电子在该仪器中做逆时针方向的加 速运动 则下列判断可能正确的是速运动 则下列判断可能正确的是 A 1 0tt B 21 ttt C 32 ttt D 43 ttt 15 在地面上以速率在地面上以速率 v1竖直向上抛出一个物体 物体落地时的速率为竖直向上抛出一个物体 物体落地时的速率为 v2 若物体所受空气 若物体所受空气 阻力的大小与其速率成正比 则 阻力的大小与其速率成正比 则 A 物体上升过程阻力物体上升过程阻力的的平均功率大于物体下落过程阻力的平均功率平均功率大于物体下落过程阻力的平均功率 B 物体上升过程阻力物体上升过程阻力的的平均功率小于物体下落过程阻力的平均功率平均功率小于物体下落过程阻力的平均功率 C 物体在空中的运动时间物体在空中的运动时间 12 vv t g D 物体在空中的运动时间物体在空中的运动时间 12 vv t g 三 填空题三 填空题 本大题 本大题共共 9 小题 小题 A 类考生全做类考生全做 每空 每空 5 分 共分 共 60 分 分 B 类考生做类考生做 第第 16 题题 至第至第 22 题题 每空 每空 7 分 共分 共 70 分 分 16 声音传播的速度是声音传播的速度是 340m s 空旷的操场上两只相距空旷的操场上两只相距 100m 的喇叭的喇叭从从某时刻某时刻一起一起发出波发出波 长为长为2m的的持续持续相同的相同的声波 某位同学站立在操场上 距离两只喇叭分别为声波 某位同学站立在操场上 距离两只喇叭分别为60m和和80m 那么当距离他较远的喇叭的声波传到他耳朵里之前 他耳朵内的鼓膜由于较近喇叭的那么当距离他较远的喇叭的声波传到他耳朵里之前 他耳朵内的鼓膜由于较近喇叭的 B B0 B0 乙 O t1 t2 t3 t4 t 甲 第 14 题图 2011 年嘉兴市物理竞赛高年嘉兴市物理竞赛高二二试题卷试题卷 第第 5 5 页页 共共 7 7 页页 声波引起了声波引起了 次全振动 之后该同学听到的声音是次全振动 之后该同学听到的声音是 的 填的 填 加强加强 或或 减弱减弱 17 两辆外形完全相同的小车两辆外形完全相同的小车 A B 沿两条平行的光滑水平直路运动 开始时沿两条平行的光滑水平直路运动 开始时 A 在在 B 右侧右侧 相距相距 do 1 0m 如图所示 如图所示 已知已知 A B 的质量的质量 mA mB 10kg A B 的速度方向均向右 的速度方向均向右 vAO 4 0m s vBO 2 0m s 由此时开始 由此时开始 A 受到水平向左的恒力受到水平向左的恒力 FA 2 0N 作用 作用 B 受到水受到水 平向右的恒力平向右的恒力 FB 2 0N 作用 作用 在某一瞬间看到两车相距为在某一瞬间看到两车相距为 d 若若此时此时 d m 我我 们就可以判断这一瞬间 左侧的一定是们就可以判断这一瞬间 左侧的一定是 A 车 右侧的一定是车 右侧的一定是 B 车车 18 有一根劲度系数为有一根劲度系数为 k 质量为 质量为 m 的弹性细绳 把它放在水平面上的自由长度为的弹性细绳 把它放在水平面上的自由长度为 l 现把 现把 它悬挂在水平天花板 如图甲所示 此时细绳最低端它悬挂在水平天花板 如图甲所示 此时细绳最低端 P 点的张力为点的张力为 T 则细绳一头对 则细绳一头对 天花板的拉力大小为天花板的拉力大小为 将细绳两头粘连做成环套 套在顶角为 将细绳两头粘连做成环套 套在顶角为 2 的光滑圆锥的光滑圆锥 外表面外表面 圆锥轴线竖直 环套平面水平 则环套此时的周长为 圆锥轴线竖直 环套平面水平 则环套此时的周长为 重力加速度 重力加速度 用用 g 表示 表示 19 直升飞机甲悬停在空中 其发动机输出功率为直升飞机甲悬停在空中 其发动机输出功率为 P 另一直升飞机乙三维尺寸皆为甲的两 另一直升飞机乙三维尺寸皆为甲的两 倍 而倍 而各部各部密度和甲密度和甲完全完全相同 直升飞机乙同样悬停在空中 则它的发动机输出功率相同 直升飞机乙同样悬停在空中 则它的发动机输出功率 应是应是 20 如图所示 水平面内电阻不计的两平行金属导轨如图所示 水平面内电阻不计的两平行金属导轨 MN PQ 间距为间距为 1m 导轨处在竖直向 导轨处在竖直向 上的磁场上的磁场中 中 MP 之间接有之间接有 R 10 定值电阻定值电阻 将质量将质量 0 1kg 电阻可忽略的金属棒 电阻可忽略的金属棒 ab 放置在导轨上放置在导轨上且且接触良好接触良好 与与导轨导轨间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为 0 1 以 以 P 为坐标原点 为坐标原点 PQ 方向方向 为为 x 轴正方向建立坐标 金属棒轴正方向建立坐标 金属棒恰好恰好从从0 0 x处以处以 4m s 的初速度沿的初速度沿 x 轴正方向做匀减轴正方向做匀减 速直线运动 最终停止在速直线运动 最终停止在mx2 位置 位置 则金属棒则金属棒从从0 x位置到位置到mx1 位置的过程中 位置的过程中 电阻电阻R R产生的焦耳热为产生的焦耳热为 J J 磁感应强度磁感应强度 B 随随 x 位置的变化而变化 位置的变化而变化 B 与与 x 坐标的坐标的 关系式为关系式为 x R v0 M Q N P a b x 第 20 题图 甲 乙 P 第 18 题图 vAo vBo d0 第 17 题图 y x P O Q R 2 2011 年嘉兴市物理竞赛高年嘉兴市物理竞赛高二二试题卷试题卷 第第 6 6 页页 共共 7 7 页页 21 电流为电流为 I 的的一一长直导线产生的磁场中 距导线长直导线产生的磁场中 距导线 r 处的磁感应强度处的磁感应强度 B kI r 其中 其中 k 为常数为常数 两两之间距离相等的两两之间距离相等的电流强度均为电流强度均为 I 的的三根通电长直导线三根通电长直导线 P Q R 互相平行 垂直纸互相平行 垂直纸 面放置 面放置 电流电流方向垂直纸面向里方向垂直纸面向里 单位长度的导线单位长度的导线受受到到的安培力的安培力大小大小为为 F 取取 PQ 方方 向为向为 x 轴正轴正方向 方向 PQ 的中点为原点建立直角坐标系如图 的中点为原点建立直角坐标系如图 某时刻有一电子某时刻有一电子 电量为电量为 e 正好经过原点正好经过原点 O 速 速度大小为度大小为 v 方向沿 方向沿 y 轴正方向 则电子此时所受磁场力为轴正方向 则电子此时所受磁场力为 22 内壁光滑 半径为内壁光滑 半径为 1m 的绝缘圆弧轨道的绝缘圆弧轨道 PQ 竖直放置 竖直放置 Q 端在圆心端在圆心 O 的正下方 的正下方 P 端与端与 O 点的连线与水平点的连线与水平 方向夹角为方向夹角为30o 圆轨道下方有一光滑绝缘的水平面 圆轨道下方有一光滑绝缘的水平面 水平面上质量为水平面上质量为kg 3 101 带电量为带电量为 C 6 105 6 的小球以的小球以sm 3的速度向右做匀速直线运动 运动的速度向右做匀速直线运动 运动 至某位置时至某位置时整个空间整个空间突然施加竖直向上的场强为突然施加竖直向上的场强为 mV 102 3 匀强电场 小球恰好从匀强电场 小球恰好从 P 点沿切线方向点沿切线方向 进入圆弧轨道内侧继而做圆周运动 小球进入圆弧轨道内侧继而做圆周运动 小球运动到运动到 Q 点时对圆弧轨道的压力为点时对圆弧轨道的压力为 N g 取取 10m s2 23 大部分恒星构成双星系统 从地球上观测某大部分恒星构成双星系统 从地球上观测某遥远的遥远的双星系统 从两星相距最大位移到双星系统 从两星相距最大位移到 下一次出现最大位移需要的时间是为下一次出现最大位移需要的时间是为 T 如果某一时刻两星运转速度突然为零 则从 如果某一时刻两星运转速度突然为零 则从 此刻起到它们相遇需要经过的时间是此刻起到它们相遇需要经过的时间是 2424 如图所示的电路图如图所示的电路图 电源电动势为 电源电动势为E E 电源内阻为 电源内阻为R R 外电路的 外电路的 5 5 个纯电阻每个阻值也个纯电阻每个阻值也 均为均为R R 水平放置的平行板电容器 水平放置的平行板电容器上极板上极板 ACDE 和下极板和下极板 A C D E 构成构成长长方方体体 两平两平 行板间距为行板间距为d d 板间板间还还存在存在与电场同方向的与电场同方向的匀强磁场 磁感应强度匀强磁场 磁感应强度大小大小为为 B B 某带 某带负负电电 的的粒子粒子电荷量为电荷量为 q 质量为 质量为 m 以大小为以大小为 v 的初速度的初速度自自A A 点沿点沿A A C C 方向进入电容器方向进入电容器 内 恰好能打在上内 恰好能打在上极板的极板的D D点点 则则极极板板的的 ACAC 边边的的边长边长为为 带点粒子重力不 带点粒子重力不 计 计 四 四 计算题计算题 本题 本题共共 2020 分分 A A 类考生全做类考生全做 B B 类考生只做第类考生只做第 1 2 1 2 无论无论 A A 类或类或 B B 类考类考 生解答时都要求写出必要的文字说