上海市第十三届高二物理竞赛（初赛） - 3

上海市第十三届高二物理竞赛（初赛）

说明：

1．本卷满分100分，答卷时间90分钟。 2．本卷的解答结果写在答卷纸上。 3．本卷中重力加速度g取10 m/s2。 一．单选题（每小题3分，共30分） 1．下列说法中正确的是（ ）

（A）伽利略发现了单摆的等时性，首先提出了单摆的周期公式 （B）牛顿发现了万有引力定律，用实验测出了引力恒量G

（C）库仑发现了真空中点电荷之间相互作用的规律，用实验测出了静电力恒量k （D）楞次发现了判断感应电流方向的规律之后，法拉第发现了电磁感应定律 2．如下图所示，光滑水平面上，一物体以速度v向右做匀速直线

点时，对它施一水平向左的恒力。过一段时间，物体反方向通过P点， v P 点时的速率（ ）

（A）等于v （B）大于v （C）小于v （D）无法确定

3．如图所示，有一高为l的平口玻璃杯内装有深度为h的水，上面盖有卡片。

仍能留在玻璃杯内。已知大气压强为p0，水的密度为?，假设玻璃杯倒转后卡片稍微

化量?h近似为（ ）

l ?gh（l－h）?gh（l＋h）

（A） （B） p0p0

h ?ghlp0l

（C） （D）

p0 ?gh

运动，当物体运动到P

则物体第二次通过P

现将玻璃杯翻转，水凸出，则水的深度变

4．一种供仪器使用的小型电池，标准电压为9 V，允许电池输出的电流为60 mA，为了测定这个电池的电动势和内电阻，实验室利用了如图所示的电路，图中电压表内阻 R0 很大，可以不考虑对电路的影响，R为电阻箱，阻值范围为0-9999?，R0是保护电阻。实验室备有 下列定值电阻，R0应该选用（ ） V R （A）5?，2.5W （B）800?，1W （C）150?，0.375W （D）200?，0.85W 5．如图所示，水平面上一个质量为m的物体向右运动，将弹簧压缩，随后又被弹回直到离开弹簧，则该物体从接触弹簧到离开弹簧的这个过程中，下列说法中正确 v 的是（ ）

（A）若接触面光滑，则物体加速度的大小是先减小后增大 （B）若接触面光滑，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大 （C）若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先减小后增大

（D）若接触面粗糙，则物体加速度的大小是先增大后减小再增大

6．如图所示电路中，电源电动势?＝8 V，内阻r＝2 ?，若定值电阻R0＝6 ?，滑动变阻器最大电阻为6 ?，若要求滑动变阻器上消耗的功率最大，这时滑动变阻器接入电 路的电阻和最大功率

R0 R 分别为（ ）

（A）1.5 ?，6W （B）1.5 ?，8W

（C）2 ?，8W （D）2 ?，6W

7．如图所示，物体A和B的质量均为m，且分别与轻绳连接跨过定滑轮，现用力拉物体B，使它沿水平面向右做匀速运动，物体B从C运动到D的过程中， 物体A克服重力做功为W1，从D运动到E的过程中，物体A克服重力做功为W2。如果CD 和DE的距离相等，在此过程中，绳子对物体A的拉力大小为T，则（ ） （A）W1＞W2，T＞mg （B）W1＞W2，T＜mg A B F （C）W1＜W2，T＞mg （D）W1＜W2，T＜mg C D E 8．如图所示，用不可伸长的细绳（长度为L）悬于O点的小球被刚性小锤打击，打击后迅速离开，

两次打击才能达到最高点，且球总在圆弧上运动。两次打击均在最低点A完成，打 击的时间极短。锤第

O 一次对球做功为W1，锤第二次对球做功为W2，则W1:W2的最大值为（ ）

（A）1:2 （B）1:3 （C）2:3 （D）3:2

A

9．如图所示，在光滑水平面上，有一竖直向下的匀强磁场分布在宽为

长为L（a＞L）的正方形闭合导线框，以初速度v1垂直磁场边界滑过磁场后， v1 ? ? ? B 入磁场中时线框的速度（ ）

v1＋v2

（A）大于

2v1＋v2（C）小于

2

v1＋v2

（B）等于

2（D）无法确定

a的区域内，现有一边速度变为v2，则完全进

L ? ? ? a

10．如图所示，长为L的细线一端系一小球，另一端悬于O点，把细线拉成水平后，从静止释放

? O 小球，球与光滑水平面接触时，线与水平面的夹角为?，若不计小球接触时的能量损失，触地后，小球上升的最大高度为（ ）

（A）L sin ? （B）L sin ? cos2?

（C）L sin2 ? cos? （D）L sin3 ?

二．多选题（每小题5分，共40分。每小题给出的答案中至少有一个是正确的，请把正确的答案全选出来。每一小题全选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）

11．一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的讨论中正确的是（ ） （A）车速越大，它的惯性也越大 （B）质量越大，它的惯性也越大

（C）车速越大，刹车后滑行的路程也越大 （D）质量越大，刹车后滑行的路程也越大

12．关于机械波和电磁波，下列说法中正确的是（ ） （A）机械波传播需要介质，电磁波传播可以不需要介质 （B）机械波能发生干涉和衍射，电磁波不能发生干涉和衍射 （C）机械波和电磁波从一种介质传向另一种介质时频率不变 （D）机械波和电磁波都存在横波和纵波

13．人造地球卫星在运载火箭的推力作用下获得发射速度v1，卫星绕地球做半径为r的匀速圆周运动轨道上的线速度为v2，则下列说法中正确的是（ ）

（A）v1越大，r也越大 （B）v1越大，r越小 （C）v1越大，v2 也越大 （D）v1越大，v2越小

14．带正电的小球从空中由静止开始下落，若空中有竖直向上的匀强电场，在不计空气阻力的情况下（ ） （A）小球增加的电势能等于它减少的重力势能

（B）重力和电场力的合力对小球做的功等于小球动能的增加量 （C）小球克服电场力做的功等于小球机械能的减少量 （B）下落过程中小球的电势能、重力势能和动能之和不变

15．一辆汽车在恒定功率牵引下，在平直公路上由静止出发，在4 min的时间内行驶了1440 m，则4 min末汽车的速度可能为（ ）

（A）6 m/s （B）8 m/s （C）10 m/s （D）12 m/s

O 16．一根轻绳上端固定，在绳的不同地方分别系着三个质量均为m的小球A、B、C，绳能承受的最大拉力为

A 4mg，现用力F拉绳的下端，如图所示。下列说法中正确的是（ ）

（A）若F从零缓慢地增大到3mg，能拉下1个小球

B （B）若F从零缓慢地增大到3mg，能拉下3个小球

（C）若F＝3mg，能拉下1个小球

C （D）若F＝3mg，能拉下3个小球

F 阻力大小不变时，用同17．在空气阻力不计时竖直向上抛出一物体上升时间为t1，下降时间为t2，如果空气

样的初速度竖直向上抛出一物体上升时间为t3，下降时间为t4，则下列说法中正确的是（ ）

（A）t1大于t3 （B）t2大于t4 （C）t1＋t2小于t3＋t4 （D）t1＋t2可能等于t3＋t4 18．如图所示，abcd是粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框，水平放置在竖a M d 场中，边长ad是边长ab的两倍，导体棒MN可在ad、bc上无摩擦滑动，且接触 ? ? ? ?B 的电阻与线框ab边的电阻相等，当MN由靠近ab边向cd边匀速滑动的过程中， 的是（

）

（A）MN两端电压先增大后减小 （C）ab中的电流先减再增大

（D）矩形线框中消耗的电功率先减小再增大

? ? ? ? b N c 直向下的匀强磁良好，导体棒MN以下说法中正确

（B）矩形线框中消耗的电功率先增大后减小，然后再增大后减小

三．填空题（第19题2分，20到26题每小题4分，共30分） 19．当你在商店里打工时，要把货箱搬上离地12 m高的楼上。现有30个同样的货箱，总

P/W 功率-质量 质量为150 kg，如果要求你尽可能快地将它们搬上去。你身体可以提供的功率（单位为W）与

30 你搬货箱的质量关系如图所示，则完成这一工作的最短时间为 ________________min（忽略下楼、搬起和放下货箱等时间）。 20

10

20．如图所示水平轨道BC，左端与半径为R的四A O分之一圆周AB光滑0 10 20 30 1 m/kg 连接，右端与四分之三圆周CDEF光滑连接，圆心分别 为O1和O2。质量为

m的过山车从距离环底高为R的A点处，由静止开始下 E 滑，且正好能够通过环顶E点，不计一切摩擦阻力。则过山车在通过C点后 R 的瞬间对环的压力大小为______________，在过环中总D点时的加速度大 F O2 D 小为

______________。

B C 线上，21．在均匀介质中，各质点的平衡位置均在同一直相邻两个质点

y 之间的距离均为1.5 cm。若振动从质点1开始向y轴负方向运动，经过0.24 s时间第一次形成如下图所示的波形，则此波的周期T为______________s，波速为 1 3 5 7 9 11 13 ______________m/s。

边与水平方向垂直，22．在足够大的长方形abcd区域内有水平向右的匀强电场，其中ada b 现有一带电的质点从O点沿电场方向射入该区域，它的动能为10 J，当它到达距adO v0 边最远的A点时，所具有的动能为25 J（如图所示），此过程中带电质点的电势能增加了______________J。 A 该带电质点折回通过

ad边上的O’点时，其动能为______________J。 E

O’ 23．如图所示，平行正对金属板A和B相距为d，板长为L，板间电压为U0。C为

S c A d C 属板与屏S的距离均宽为d的挡板，其上、下两端点与A、B板水平对齐，且C离金

为L/2，C能吸收射到它表面的所有粒子。现让电荷量为q的带 电粒子沿A、B两板中心线入射，带电粒子的质量、速率均不变，重力不计。带电粒子 到达屏S上的宽度为_________________，初动能在_________________范围内的粒子 B 都能打到屏S上。

(m/s) B C 24．如图所示，连通器有三根竖直开口的细管A、B、 A v C，两管之间的距离为L。现向连通 器中注入适量的水，并让它绕中间的细管B转动起来，当转 动角速度为?时，中间细管B内的 ? h 水面恰与横管内水面相齐。则距离转轴x处的压强为＿＿＿h 8 ＿＿＿＿；A管中水面的高度h为 ＿＿＿＿＿＿＿。

25．一质点沿直线运动，其速度随时间变化的关系图像即v-t图像，恰好是与两坐标轴 O x 0 10 20 t (s) 相切的四分之一圆弧，切点的坐标分别为8 m/s和20 s，如图所示，则该质点在这20 s内位移

为＿＿＿＿＿＿＿m，该质点在第10 s末时的加速度大小为＿＿＿＿＿＿＿m/s2。

26．如图所示，足够长的光滑金属框与水平面成30? B M 角倾斜放置，金属框的宽度为L＝0.50 m，框上边的电阻为R1＝0.30?，下边的电阻为R2＝ R1 0.60?，框左右两边的电阻不计，垂直于金属框的匀强磁场的磁感应强度为B＝1.0 T。金属棒 MN的质量为m＝0.10 kg，电阻为R＝0.20?。现让MN无初速释放并保持与框接触良好地滑 R2 N 下。则MN棒所受重力的最大功率为＿＿＿＿＿＿＿W；MN棒从释放到达最大速度的过程 中通过棒某截面的电量为q＝5.0

30? C，则电阻R1上产生的焦耳热为＿＿＿＿＿＿＿。

参考答案： 一、1、C， 2、A， 3、A， 4、D， 5、D， 6、A， 7、C， 8、C， 9、B， 10、B，

二、11、B、C， 12、A、C， 13、A、D， 14、B、C、D， 15、B、C， 16、B、C， 17、A、D， 18、A、B，

三、19、12， qUL2

， d2

20、6mg，10 g， 21．0.12，1，

22、10，110，

3dqUL2

23、 ， ＜Ek＜

42d21?2L222

24、 ??x＋p0，h＝ ，

22g

25、34.4，约0.23， 26、0.4 W，0.67 J，