高二物理竞赛试题及答案

12-3212-3212-3212-322016高平一中高二物理竞赛专题讲座命题人：李文锋一、选择题(每题4分，共28分)1.若质点做直线运动的速度v随时间t变化的图线如图1所示，则该质点的位移s(从t=0开始)随时间t变化的图线可能是图2中的哪一个？()TOC\o"1-5"\h\zv ss s， s• s■:0 T/2 ,Tt0 T/2Tt0 T/2Tt0 T/2TI0 T/2T%(A) (B) (C) (D)图1 图2.烧杯内盛有0毛的水，一块0P的冰浮在水面上，水面正好在杯口处。最后冰全部熔解成09的水，在这过程中( )(A)无水溢出杯口，但最后水面下降了(B)有水溢出杯口，但最后水面仍在杯口处(C)无水溢出杯口，水面始终在杯口处(D)有水溢出杯口，但最后水面低于杯口.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗，让漏斗左、右摆动，于是桌面上漏下许多砂子，经过一段时间形成一砂堆，砂堆的纵剖面最接近下图I -1中的哪一种形状0D0D.特技演员从高处跳下，要求落地时必须脚先着地，为尽量保证安全，他落地时最好是采用哪种方法A.让脚尖先着地，且着地瞬间同时下蹲B.让整个脚板着地，且着地瞬间同时下蹲C.让整个脚板着地，且着地瞬间不下蹲D.让脚跟先着地，且着地瞬间同时下蹲.如图I-4所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ube,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹， P、Q是这条 /哽轨迹上的两点，据此可知A.三个等势面中，a的电势最高B.带电质点通过P点时电势能较大C.带电质点通过P点时的动能较大D.带电质点通过P点时的加速度较大.如图所示，电容量分别为C和2c的两个电容器a和b用联接在电动势为E的电池两端充电，达到稳定后，如果用多用电表的直流电压挡V接到电容器a的两端(如图)，则电压表的指针稳定后的读数是( )日3 (B)2E/3 (C)E (D)0

.如图所示电路中，电源的内电阻为r,R2、R3R4均为定值电阻，电表均为理想电表。闭合电键S,当滑动变阻器R1的滑动触头P向右滑动时,.表和电压衰的示放变化曾的大小分别为I下列说法正确的是（ ）A.电压表示数变大 B.电流表示数变大DU DUC亩>「 口DI<r电流U,8.在国际单位制中，库仑定律写成式中静电力常量二、填空题（每题5分，共20电流U,8.在国际单位制中，库仑定律写成式中静电力常量11.如图甲所示的电路是由相同阻值R=100Q11.如图甲所示的电路是由相同阻值R=100Q的电阻组k=8.98m109Nm2C/,电荷量qi和q2的单位都是库仑，距离r的单位是米,q〔q2F二-2~作用力F的单位是牛顿.若把库仑定律写成更简洁的形式 r,式中距离r的单位是米，作用力F的单位是牛顿，由此式可定义一种电荷量q的新单位.当用米、千克、秒表示此新单位时，电荷新单位=;新单位与库仑的关系为1新单位=C..火车以速度v1向前行驶。司机忽然发现，在前方同一轨道上距车为s处有另一辆火车，它沿相同的方向以较小的速度v2作匀速运动，于是他立即使车作匀减速运动，加速度大小为 a,要使两车不致相撞，则a应满足的关系式为.如图所示电路由8个不同的电阻组成，已知R1=12C,其余电阻阻值未知，测得A、B之间的总电阻为4Q,今将Ri换成6Q的电阻，测AB的总电阻变为。成的网络式电路，求C、D间应接C的电阻才能使A、B两点间的总电阻与“格子”数目无关。若给该电路接上220V的电压，每小时耗电度？AR ER「—j .——iI__\i1i 1——ili【_r、计算题（11、计算题（11题10分，12题10分，13题12分，14题20分）（10分）一个质点从静止开始，先以加速度a1作匀加速运动，后以大小为a2的加速度作匀减速直线运动，直至静止，质点运动的总时间为 t,则运动的总位移是多少？（10分）A、B两点相距s,将s平分为n等份。今让一物体（可视为质点）从A点由静止开始向B做加速运动，但每过一个等分点，加速度都增加a/n。试求该物体到达B点的速度。（12分）两个完全相同的木板，长均为L,重力均为G彼此以光滑较链A相连，并通过光滑银链与竖直墙相连，如图11-245（甲）所示。为使两木板达水平状态保持平衡，问应在何处施加外力？所施加的最小外力为多大？ A传送带A 传送带B（20分）静电分选器的原理示意图。两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷，形成匀强电场。分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度，到两板距离相等。混合在一起的a、b两种颗粒从漏斗出口下落时，a种颗粒带上正电，b种颗粒带上负电。经分选电场后，a、b两种颗粒分别落到水平传送带A、B上。已知两板间距d=0.1m, A传送带A 传送带B5带电量大小与其质量之比均为「0父10C/kg。设颗粒进入电场时的初速度为零，分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计。要求两种颗粒离开电场区域时，不接触到极板但有最大偏转量。重力加速度 g取_ 210m/s（1）左右两板各带何种电荷？两极板间的电压多大？

（2）若两带电平行板的下端距传送带A、B的高度H=0.3m）颗粒落至传送带时的速度大小是多少？（3）设颗粒每次与传送带碰撞反弹时，沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半。写出颗粒第N次碰撞反弹高度的表达式。并求出经过多少次碰撞，颗粒反弹的高度小于0.01m。一、选择题（每题4分，共28分）1、B2、C3、D4、A5、BD6、D7、AD二、填空题（每空5分，共20分）,12 ~32— 5 上8、kg2m2s 1.06M10（答1.05M10也给分）（Vl-V2）2a 2s3Q11r=（/§-1）R 0.28度三、计算题12、（10分）解：质点作匀加速直线运动的末速度为12、（10分）解：质点作匀加速直线运动的末速度为Vm=始1=a2t2t1:t2=a2:a1Vm,由题意可知（1）t1t1t2=t由（1）、（2）两式解得(2)图图11-245a2ta2ta1 a2vm=altl-a〔a2ta1 a2质点的总位移为2(0vm)tl(vm0)t2 vm(tlt2)vmt ae2tTOC\o"1-5"\h\zO- -i- — — —11―.2 2 2 2(a「a2)s2s3s4s,一, , ,s13、(10分)解：设质点从静止出发，经过距离nnnn 后的速度为VI、V2、V&-Vn,则有Vi2=2a-n ⑴V22=V12+2a+ailnjnV32=V+2a+a1-lnjn2 2 n—1 1sVn2=Vn2J2a+——aI-、nJn(n)将以上几个式相加可得2s as 2as n—1sVn=2a-2la--21a--|l|2laa一n nn nn nn=91+i'1+iKf1+2Kiii+l11+nz11,1n-ln八nJIn）\2as",. .1] 11- in+（n_1i—as3—jn! 2J<n；Vn=Jas3-1].■V<nJ14、（12分）解：如图11-245（乙）、（丙）所示。为使板1达水平平衡状态，其右端A应受到向上的F1作用，F1的施力物体是板2左-1TOC\o"1-5"\h\zF1L=G—L端。根据力矩平衡条件有 2F1」G 二—1 ■F1解之得 2 才6隔离木板2,其左端受到F1’（与F1为作用力的反作用力）及重力mgI”G作用，为使板2呈水平且平衡，外力F的作用点应在F1和G的作用 （乙）(丙)点之间。设F作用点距A为x,选F作用点B为转轴，根据力矩平衡条件有(丙)F1x=GL-x1 2

将F1=2将F1=2G代入上式得1G・x=G丁.x】<2 Jx」L33=x」L33=F13G=G2F板2所受合力应为0,有解析：(1)由a种颗粒带正电，偏向左极板；b种颗粒带负电，偏向右极板得,左板带负电荷，右板带正电荷。依题意，颗粒在平行板间的竖直方向做自由落体运动，满足t2d1Uq

s=—t2在水平方向做初速度为零的匀加速运动，满足TOC\o"1-5"\h\zgmd 4..U 1104V两式联立得 21q(2)根据动能定律，颗粒落到水平传送带上满足1 1 2-qUmg(1h)=-mv22dmqU22dmv=、iq-+2g(l+H)电4m/s.m(3)在竖直方向颗粒做自由落体运动，它第一次落到水平传送带上沿