河南省河大附中09-10学年高二物理校内竞赛新人教版

1 河大附中河大附中 20102010 年高二物理竞赛试题年高二物理竞赛试题 1 某校物理兴趣小组决定举行遥控塞车比赛 比赛路径如图所示 赛车从起点 A 出发 沿 水平直线轨道运动 L 后 出 B 点进入半径为 R 的光滑竖直圆轨道 离开竖直圆轨道后继续在 光滑平直轨道上运动到 C 点 并能越过壕沟 已知赛车质量 m 0 1kg 通电后以额定功率 P 1 5W 工作 进入竖直圆轨道前受到的阻值为 0 3N 随后在运动中受到的阻力均可不计 图中 L 10 00m R 0 32m h 1 25m S 1 50m 问 要使赛车完成比赛 电动机至少工作 多长时间 取 g 10 m s2 2 曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机 图 1 为其结构示意图 图中 N S 是一对固定的磁极 abcd 为固定在转轴上的矩形线框 转轴过 bc 边中点 与 ab 边平 行 它的一端有一半径 r0 1 0cm 的摩擦小轮 小轮与自行车车轮的边缘相接触 如图 2 所 示 当车轮转动时 因摩擦而带动小轮转动 从而使线框在磁极间转动 设线框由 N 800 匝导线圈组成 每匝线圈的面积 S 20cm2 磁极间的磁场可视作匀强磁场 磁感强度 B 0 010T 自行车车轮的半径 R1 35cm 小齿轮的半径 R2 4 cm 大齿轮的半径 R3 10 0cm 见图 2 现从静止开始使大齿轮加速转动 问大齿轮的角速度为多大才能使发 电机输出电压的有效值 U 3 2V 假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动 座号座号 姓名 班级 考号 密 封 线 AB C S h L R 2 3 质量分别为 m1和 m2的两个小物块用轻绳连结 绳跨过位于倾角 30 的光滑斜面顶端 的轻滑轮 滑轮与转轴之间的摩擦不计 斜面固定在水平桌面上 如图所示 第一次 m1悬 空 m2放在斜面上 用 t 表示 m2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间 第二 次 将 m1和 m2位置互换 使 m2悬空 m1放在斜面上 发现 m1自斜面底端由静止开始运动 至斜面顶端所需的时间为 求 m1与 m2之比 3t 4 电动机通过一条绳子吊起质量为 8kg 的物体 绳的拉力不能超过 120N 电动机的功率不 能超过 1 200W 要将此物体由静止起 用最快的方式将物体吊高 90m 已知物体在被吊高 90m 以前已开始以最大速度匀速上升 所需时间为多少 g 取 10 m s2 m1 m2 3 5 在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量 如图所示 为电子秤的原理 图 托盘和弹簧的电阻与质量均不计 滑动变阻器的滑动端与弹簧上端连接 当托盘中没有放 物体时 电压表示数为零 设变阻器的总电阻为 R 总长度为 l 电源电动势为 E 内阻为 r 限流电阻的阻值为 R0 弹簧劲度系数为 k 不计一切摩擦和其他阻力 电压表为理想表 当 托盘上放上某物体时 电压表的示数为 U 求此时称量物体的质量 6 如图是用高电阻放电法测电容的实验电路图 其原理是测 出电容器在充电电压为 U 时所带的电荷量 Q 从而求出其电容 C 该实验的操作步骤如下 按电路图接好实验电路 接通开关 S 调节电阻箱 R 的阻值 使微安表的指针接近满刻 度 记下这时的电压表读数 U0 6 2 V 和微安表读数 I0 490 A 断开电键 S 并同时开始计 时 每隔 5 s 或 10 s 读一次微安表的读数 i 将读数记录在预先设计的表格中 根据表格中的 12 组数据 以 t 为横坐标 i 为纵坐标 在坐标纸上描点 图中用 表示 则 1 根据图示中的描点作出图线 4 2 试分析图示中 i t 图线下所围的 面积 所表示的物理意义 3 根据以上实验结果和图线 估算当电容器两端电压为 U0所带的电量 Q0 并计算电容 器的电容 7 要使一颗人造地球通讯卫星 同步卫星 能覆盖赤道上东经 75 0 到东经 135 0 之间的 区域 则卫星应定位在哪个经度范围内的上空 地球半径 R0 6 37 106m 地球表面处的重 力加速度 g 9 80m s2 8 如图甲 A B两板间距为 板间电势差为U C D两板间距离和板长均为L 两板间加 2 L 一如图乙所示的电压 在S处有一电量为q 质量为m的带电粒子 经A B间电场加速又经 C D间电场偏转后进入一个垂直纸面向里的匀强磁场区域 磁感强度为B 不计重力影响 欲使该带电粒子经过某路径后能返回S处 求 1 匀强磁场的宽度L 至少为多少 2 该带电粒子周期性运动的周期T 5 20102010 高二物理竞赛参考答案 高二物理竞赛参考答案 1 设赛车越过壕沟需要的最小速度为 v1 由平抛运动的规律 6 6 2 2 32 1