物理竞赛三轮冲刺测试卷

物理竞赛三轮冲刺测试卷考试时间：120分钟 总分：150分 年级/班级：高二物理竞赛班

试标题:物理竞赛三轮冲刺测试卷

一、选择题

1.一质量为m的小球以速度v水平抛出，不计空气阻力，小球在运动过程中，下列说法正确的是

A.小球的机械能守恒

B.小球的重力势能一直在增加

C.小球的速度方向始终不变

D.小球在任意时刻的动能等于其重力势能

2.一列横波沿x轴正方向传播，某时刻波形如图所示，波速为v，则以下说法正确的是

A.质点A的振动方向向上

B.质点B的速度为零

C.经过1/4周期，质点C的位置在x轴下方

D.该波的波长为4m

3.一物体静止在光滑水平面上，受到一个水平恒力F的作用开始运动，经过时间t1速度达到v，若要使物体在相同时间内速度达到2v，水平恒力应为

A.F

B.2F

C.3F

D.4F

4.一带电粒子以速度v垂直进入一匀强磁场，受到的洛伦兹力大小为F，若要使粒子受到的洛伦兹力变为2F，以下方法可行的是

A.速度变为2v

B.磁场强度变为2B

C.粒子电荷量变为2q

D.速度和磁场强度均变为2倍

5.一平行板电容器充电后断开电源，若要使其电容增大，以下方法可行的是

A.减小两极板间的距离

B.增大两极板间的正对面积

C.在两极板间插入介电常数为ε的介质

D.以上方法均可行

6.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过高度h时的速度大小为

A.√(2gh)

B.√(gh)

C.2gh

D.gh

7.一质点做简谐运动，周期为T，某时刻位移为正最大值，则经过1/4周期后，质点的位移为

A.正最大值

B.负最大值

C.零

D.无法确定

8.一根轻质弹簧原长为L0，劲度系数为k，将其一端固定，另一端悬挂一质量为m的物体，弹簧伸长量为ΔL，则弹簧的弹性势能为

A.1/2kΔL^2

B.kΔL^2

C.1/2mgΔL

D.mgΔL

9.一电路由电阻R1、R2串联后再与电阻R3并联，总电流为I，则通过R2的电流为

A.I

B.I/R1

C.I/(R1+R2)

D.IR2/(R1+R2)

10.一物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为r，周期为T，则其向心加速度大小为

A.4π^2r/T^2

B.2πr/T

C.πr/T^2

D.π^2r/T

二、填空题

11.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过2秒下落的高度为______米。

12.一质点做简谐运动，周期为T，振幅为A，某时刻位移为A/2，速度不为零，则质点经过______时间后速度再次为零。

13.一平行板电容器两极板间的电压为U，电容为C，则两极板间的电场强度大小为______。

14.一物体在水平面上做匀速圆周运动，线速度大小为v，半径为r，则其角速度大小为______。

15.一电路由电阻R1、R2串联后再与电阻R3并联，总电流为I，已知R1=10Ω，R2=20Ω，R3=30Ω，则通过R3的电流为______安。

16.一带电粒子以速度v进入一匀强磁场，受到的洛伦兹力大小为F，若要使粒子做匀速直线运动，应加一个______的磁场。

17.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，经过高度h时的速度大小为______。

18.一质点做简谐运动，周期为T，振幅为A，某时刻位移为A/2，速度方向向下，则质点经过______时间后位移再次为A/2。

19.一平行板电容器充电后断开电源，若要使其电容减小，以下方法可行的是______（填"增大"或"减小"两极板间的距离）。

20.一物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为r，周期为T，则其向心加速度大小为______。

三、多选题

21.一物体从高处自由下落，不计空气阻力，以下说法正确的是

A.小球的机械能守恒

B.小球的重力势能一直在增加

C.小球的速度方向始终不变

D.小球在任意时刻的动能等于其重力势能

22.一列横波沿x轴正方向传播，某时刻波形如图所示，波速为v，则以下说法正确的是

A.质点A的振动方向向上

B.质点B的速度为零

C.经过1/4周期，质点C的位置在x轴下方

D.该波的波长为4m

23.一物体静止在光滑水平面上，受到一个水平恒力F的作用开始运动，经过时间t1速度达到v，若要使物体在相同时间内速度达到2v，以下方法可行的是

A.恒力变为2F

B.恒力变为3F

C.时间缩短为t1/2

D.时间缩短为t1/4

24.一带电粒子以速度v垂直进入一匀强磁场，受到的洛伦兹力大小为F，以下方法可使粒子受到的洛伦兹力变为2F的是

A.速度变为2v

B.磁场强度变为2B

C.粒子电荷量变为2q

D.速度和磁场强度均变为2倍

25.一平行板电容器充电后断开电源，以下方法可使电容增大的是

A.减小两极板间的距离

B.增大两极板间的正对面积

C.在两极板间插入介电常数为ε的介质

D.以上方法均可行

四、判断题

26.一物体做匀速圆周运动，其加速度恒定。

27.机械能守恒的系统中，动能和势能可以相互转化，但总量保持不变。

28.在静电场中，电势越高的地方，电场强度一定越大。

29.洛伦兹力对带电粒子总是做负功。

30.简谐运动的回复力总是指向平衡位置。

31.在并联电路中，各支路两端的电压相等。

32.电阻丝的电阻与其长度成正比，与其横截面积成反比。

33.匀强磁场中，通电导线受到的安培力方向总是与磁场方向垂直。

34.分子动能与温度成正比，分子势能与体积有关。

35.在完全非弹性碰撞中，系统的动量守恒，但机械能不守恒。

五、问答题

36.简述描述质点做简谐运动的三个物理量（周期、振幅、相位）及其物理意义。

37.阐述平行板电容器电容的决定式，并说明如何通过改变相关物理量来增大其电容。

38.一个带电粒子先后通过两个匀强磁场区域，第一个磁场区域使粒子速度方向偏转，第二个磁场区域使粒子速度大小改变，请分析这两个磁场区域分别施加了何种力的作用，并说明其方向。

试卷答案

一、选择题

1.A

解析：小球在运动过程中只受重力，重力做功，动能和重力势能相互转化，但机械能守恒。

2.A

解析：波沿x轴正方向传播，某时刻波形如图，根据波传播方向可知，质点A正向波峰移动，其振动方向向上。

3.B

解析：根据牛顿第二定律F=ma，加速度a=F/m，根据v=at，要使速度达到2v，时间相同，则加速度变为2a，所需力为2F。

4.B

解析：洛伦兹力F=qvB，要使F变为2F，可保持qv不变，增大磁场强度B至2B。

5.D

解析：平行板电容器电容C=εS/(4πkd)，要使C增大，可增大正对面积S，减小距离d，或插入介电常数ε更大的介质，以上方法均可行。

6.A

解析：自由落体运动，v^2=2gh，速度大小为√(2gh)。

7.B

解析：质点做简谐运动，周期为T，某时刻位移为正最大值，经过1/4周期，质点从最大位移处向平衡位置运动，位移为负最大值。

8.A

解析：弹簧伸长量为ΔL时，弹力F=kΔL，弹性势能E_p=1/2FΔL=1/2kΔL^2。

9.C

解析：电路中R1、R2串联，等效电阻R12=R1+R2，再与R3并联，总电流为I，则通过R12的电流为I*(R3/(R12+R3))，通过R2的电流与通过R1的电流相等，也为I*(R3/(R1+R2))。

10.A

解析：匀速圆周运动，向心加速度a=v^2/r=(2πr/T)^2/r=4π^2r/T^2。

二、填空题

11.19.6

解析：自由落体运动，h=1/2gt^2=1/2*9.8*2^2=19.6米。

12.T/4

解析：质点做简谐运动，周期为T，振幅为A，某时刻位移为A/2，速度不为零，则质点从A/2位置运动到最大位移A处再返回A/2位置，经历1/4周期。

13.U/d

解析：平行板电容器两极板间的电场强度E=U/d。

14.v/r

解析：匀速圆周运动，线速度v与角速度ω的关系为v=ωr，则ω=v/r。

15.0.6

解析：电路中R1、R2串联等效电阻R12=10+20=30Ω，R12与R3并联，总电流I，通过R3的电流I3=I*(R12/(R12+R3))=I*(30/(30+30))=0.5I，若I=1.2A，则I3=0.6A。

16.与速度方向垂直且与磁场方向相同的

解析：带电粒子以速度v进入匀强磁场，受到洛伦兹力F=qvB，要使粒子做匀速直线运动，需加一个与洛伦兹力大小相等、方向相反的力，即电场力F_e=F，电场力方向与洛伦兹力相反，电场方向与速度方向垂直，且正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反，为使粒子做匀速直线运动，应加一个与磁场方向相同的电场。

17.√(2gh)

解析：自由落体运动，v^2=2gh，速度大小为√(2gh)。

18.T/2

解析：质点做简谐运动，周期为T，振幅为A，某时刻位移为A/2，速度方向向下，则质点从A/2位置运动到最大位移A处再返回A/2位置，经历1/4周期，然后从A位置返回A/2位置，又经历1/4周期，总共经过1/2周期。

19.增大

解析：平行板电容器电容C=εS/(4πkd)，要使C减小，可增大两极板间的距离d。

20.4π^2r/T^2

解析：匀速圆周运动，向心加速度a=v^2/r=(2πr/T)^2/r=4π^2r/T^2。

三、多选题

21.A,C

解析：自由落体运动，只受重力，机械能守恒；速度方向始终竖直向下，不变；动能和势能相互转化，但总量保持不变，动能不为重力势能。

22.A,C,D

解析：波沿x轴正方向传播，某时刻波形如图，质点A正向波峰移动，振动方向向上；质点B处于波谷，速度为零；经过1/4周期，质点C从波峰向平衡位置移动，位置在x轴下方；波形图中相邻波峰或波谷间的距离为波长，为4m。

23.A,B,C

解析：根据牛顿第二定律F=ma，加速度a=F/m，根据v=at，要使速度达到2v，时间相同，则加速度变为2a，所需力为2F或3F；若要使速度达到2v，时间缩短为t1/2或t1/4。

24.A,B,C,D

解析：洛伦兹力F=qvB，要使F变为2F，可保持qv不变，增大磁场强度B至2B；或保持B不变，速度变为2v；或保持v不变，粒子电荷量变为2q；或速度变为2v，磁场强度变为2B。

25.A,B,C,D

解析：平行板电容器电容C=εS/(4πkd)，要使C增大，可增大正对面积S，减小距离d，或插入介电常数ε更大的介质，以上方法均可行。

四、判断题

26.错误

解析：匀速圆周运动的速度大小不变，但方向时刻改变，存在向心加速度，加速度方向始终指向圆心，时刻改变，不是恒定矢量。

27.正确

解析：机械能守恒的系统中，只有重力或系统内弹力做功，动能和势能可以相互转化，但总机械能保持不变。

28.错误

解析：电势是标量，电场强度是矢量，两者无必然联系，电势越高的地方，电场强度不一定越大，甚至可能为零。

29.错误

解析：洛伦兹力F=qvB，总与速度方向垂直，不做功。

30.正确

解析：简谐运动的回复力F=-kx，总是指向平衡位置。

31.正确

解析：并联电路中，各支路两端直接连接到电源两端，电压相等。

32.正确

解析：电阻丝的电阻R=ρL/S，与其长度L成正比，与其横截面积S成反比。

33.正确

解析：匀强磁场中，通电导线受到的安培力F=BIL，方向由左手定则判断，总是与磁场方向垂直（或平行）。

34.正确

解析：分子动能与温度成正比，温度越高，分子平均动能越大；分子势能与体积有关，体积增大，分子间平均距离增大，分子势能可能增大或减小，取决于分子力的性质。

35.正确

解析：完全非弹性碰撞中，系统动能因存在非弹性形变而损失，但动量守恒。

五、问答题

36.简述描述质点做简谐运动的三个物理量（周期、振幅、相位）及其物理意义。

解析：描述质点做简谐运动的三个物理量为周期、振幅、相位。

周期T：质点完成一次全振动所需的时间，是描述振动快慢的物理量。

振幅A：质点偏离平衡位置的最大距离，是描述振动范围的物理量。

相位：描述质点在任意时刻振动状态的物理量，由振动方程中的ωt+φ_0决定，其中ω为角频率，t为时间，φ_0为初相位。

37.阐述平行板电容器电容的决定式，并说明如何通过改变相关物理量来增大其电容。

解析：平行板电容器电容的决定式为C=εS/(4πkd)，其中ε为介电常数，S为两极板正对面积，k为电磁学常数，d为两极板间距离。

通过改变相关物理量来增大其电容的方法：

1.增大介电常数ε：在两极板间插入介电常数更大的介质，电容增大。

2.增大正对面积S：增大两极板的正对面积，电容增大。

3.减小两极板间距离d：减小两极板间的距离，电容增大。

38.一个带电粒子先后通过两