1、智浪教育普惠英才文库高中物理竞赛试卷（考试时间：120 分钟；总分：120 分）一、单项选择题：（请将正确选项的序号填在括号内，每小题 5 分，共 10 分。 ）1、 如图所示，把一个架在绝缘支架上不带电的枕形导体放在带负电的导体 C 附近，达到静电平衡后，下列对导体 A 端和 B 端电势判断正确的是 ( )（取大地为零电势点）AU AU BOBU AU BOCU AU BODU AU BO2、一定质量的理想气体处于某一平衡状态，此时其压强为 P0，有人设计了四种途径，使气体经过每种途经后压强仍为 P0，这四种途径是先保持体积不变，降低压强，再保持温度不变，压缩体积先保持体积不变，使气体升温，
2、再保持温度不变，让体积膨胀先保持温度不变，使体积膨胀，再保持体积不变，使气体升温先保持温度不变，压缩气体，再保持体积不变，使气体降温可以断定( )A、不可能 B、不可能C、不可能 D、都可能二、填空题：（请将答案填在题中的横线上，每小题 5 分，共 10 分。 ）1、2003 年 2 月 1 日美国哥伦比亚号航天飞机在返回途中解体，造成人类航天史上又一悲剧。若哥伦比亚号航天飞机是在轨道半径为 r 的赤道上空飞行，且飞行方向与地球自转方向相同，已知地球自转角速度为 0，地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g, 在某时刻航天飞机通过赤道上某建筑物的上方，则到它下次通过该建筑物上方所需时间为_。智
3、浪教育普惠英才文库2、如图所示，在湖面上有一个半径为 45m 的圆周，AB 是它的直径，在圆心 O 和圆周上的 A 点分别装有同样的振动源，其波在湖面上传播的波长是 10m。若一只小船在 B 处恰好感觉不到振动，它沿圆周慢慢向 A 划行，在到达 A 之前的过程中，还有_次感觉不到振动。三、 （14 分）如图所示，斜面重合的两契块 ABC 和 ADC，质量均为M，DA、BC 两面成水平， E 是质量为 m 的小滑块，契块倾角为 ，各面均为光滑，系统放置在光滑的水平平台上自静止开始释放，问斜面未分离前小滑块的加速度为多少？四、 （15 分）某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者，他用天文望远
4、镜观察被太阳光照射的此卫星，试问，春分那天（太阳光直射赤道）在日落 12 小时内有多长时间该观察者看不见此卫星？已知地球半径为 R，地球表面处的重力加速度为g, 地球自转周期为 T，不考虑大气对光的折射。A BOACBDD1 23智浪教育普惠英才文库五、 （15 分）如图所示，许多工厂的流水线上安装有传送带用于传送工件，以提高工作效率。传送带以恒定的速率 v = 2 m/s 运送质量为 m = 0.5kg 的工件，工件从 A 位置放到传送带上，它的初速度忽略不计。工件与传送带之间的动摩擦因数 = /2，传送带与3水平方向夹角是 = 30o，传送带 A、B 间长度是 l = 16m；每当前一个工
5、件在传送带上停止相对滑动时，后一个工件立即放到传送带上，取 g = 10m/s2，求：（1）工件放到传送带后经多长时间停止相对滑动；（2）在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离；（3）在传送带上摩擦力对每个工件做的功；（4）每个工件与传送带之间由于摩擦产生的内能；（5）传送带满载工件比空载时增加多少功率？六、 （18 分）图 1 所示为一根竖直悬挂 的不可伸长的轻绳，下端拴一小物块 A，上端固定在 C 点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连。已知有一质量为 m0 的子弹 B沿水平方向以速度 v0 射入 A 内（未穿透） ，接着两者一起绕 C 点在竖直面内做圆周运动，在各种阻力都可忽略的条件下
6、测力传感器测得绳的拉力 F 随时间 的变化关t系如图 2 所示。已知子弹射入的时间极短，且图 2 中 =0 为 A、B 开始以相同速度t运动的时刻，根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量（例如 A 的质量）及 A、B 一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果？智浪教育普惠英才文库七、 （18 分）用轻弹簧相连的质量均为 2 kg 的 A、B 两物块都以 v6 ms 的速度在光滑的水平地面上运动，弹簧处于原长，质量 4 kg 的物块 C 静止在前方，如图所示，B 与 C 碰撞后二者粘在一起运动。求：在以后的运动中，(1) 当弹簧的弹性势能最大时，物体 A 的
7、速度多大?(2) 弹性势能的最大值是多大?(3) A 的速度有可能向左吗?为什么?八、 （20 分）如图（1）所示为某一质谱仪的原理示意图。左侧为水平放置的两块平行金属板 AB 和 CD，右侧为有界匀强磁场，边界 MN 与 PQ（均与中轴线 OO垂直）相距 d = 0.5m，磁场的磁感应强度 B = 510-3T，当两金属板间加上如图（ 2）所示电压 u 后，带电粒子连续地以速度 v0 = 5105m/s 沿轴线 OO方向射入电场，粒子重力可忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，AB 与 CD 两板间电压可看作恒定不变。 （本题最后计算结果取二位有效数字）（1） （2）（1）若入射粒子
8、的荷质比为 q/m = 108C/kg，在 t = 0 时刻开始入射的粒子沿直线射入磁场，则此带电粒子在磁场中运动的时间是多少？（2）若有一束荷质比未知的带电粒子以 v0 = 5105m/s 速度入射，经磁场后仍从边界MN 出射，测得边界 MN 上的入射点与出射点间距离为 S =0.1m，则该带电粒子的荷质比为多少？智浪教育普惠英才文库高中物理竞赛试卷答案一、单项选择题：1、C ；2、D 二、填空题：1、 ；2、8 次)/(203rgR三、解：设两斜面间的弹力为 N1，滑块与楔块 ADC 间的弹力为 N2；设楔块 ABC、滑块E 的加速度分别为 aB、a E；由于受桌面制约 , aB 水平向左
9、，小滑块由于水平方向不受力，所以 aE 竖直向下。楔形 ADC 的加速度设为 aD，方向应沿 AC 向下。将三者视为一个整体,它在水平方向不受外力,因此：a B = aDcos 因滑块 E 紧贴 ADC, 故有： a E = aDsin 对楔块 ABC,根据牛顿第二定律知,在水平方向: N 1sin= MaB 对小滑块 E,根据牛顿第二定律知,在竖直方向: mg N2 = maE 对楔块 ABC,根据牛顿第二定律知,在竖直方向: N 2 + Mg N1cos = MaDsin 联立以上各式解得： 2cot)(MmgaE四、解：设所求的时间为 t，用 m、M 分别表示卫星和地球的质量，r 表示卫
10、星到地心的距离。有： 。 春分时，太阳光直射地球赤道，如图所示，图中圆22)(TrGE 表示赤道，S 表示卫星，A 表示观察者，O 表示地心；由图可看出当卫星 S 绕地心 O转到图示位置以后（设地球自转是沿图中逆时针方向） ，其正下方的观察者将看不见它，据此再考虑到对称性，有：； ； ； RrsinTt2mgR2由以上各式可解得： 312)4arcsin(t五、解：（1） ；mgoai)213(10)sinc(ga即： 2.5 m/s2； 又 ； t = 2/2.5 = 0.8 s ；av停止滑动前，工件相对地移动的距离为：智浪教育普惠英才文库m8.05.2121 atl（2） m6v（3）
11、)(121lflW)(sincos11lglg= 41 J)8.0(5.08.54（4） = JsfQ12cvt3).6(45（5） ； N；个ln19ff总 215.6 = 26.252 = 52.5WvfP总六、解:由图 2 可直接看出，A 、 B 一起做周期性运动，运动的周期 （式 1） ；0tT令 表示 A 的质量， 表示绳长， 表示 B 陷入 A 内时（即 时）A 、 B 的速度ml1v（即圆周运动最低点的速度） ， 表示运动到最高点时的速度，F 1 表示运动到最低2点时绳的拉力，F 2 表示运动到最高点时绳的拉力；根据动量守恒定律，有： （式 2） ； 100)(vmv在最低点和最
12、高点处运用牛顿定律可得：（式 3） ； （式 4） ；lmg21001)()( lvgF2002)()(根据机械能守恒定律可得：（式 5） ；202100 )()()(2vvl 由图 2 可知： （式 6） ； （式 7） ；2Fm由以上各式可解得，反映系统性质的物理量是：（式 8） ； （式 9） ；06mggFvlm2053A、 B 一起运动过程中的守恒量是机械能 E，若以最低点为势能的零点，则：（式 10） ； 由式 2、式 8、式 10 联立解得：210)(vE gFvmE203智浪教育普惠英才文库七、解: (1)当 A、 B、 C 三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大；由于 A、 B、
13、 C 三者组成的系统动量守恒：( mA+mB)v (m A+mB+mC)vA解得 vA= m/s = 3 m/s426)(2)B、 C 碰撞时 B、 C 组成的系统动量守恒，设碰后瞬间 B、 C 两者速度为 v；则：m Bv = (mB+mC)v； 得：v= = 2 m/s46设物 A 速度为 vA时弹簧的弹性势能最大为 Ep，根据能量守恒，有：Ep= (mB+mC) + mAv2 (mA+mB+mC) 2121Av= (2+4)22+ 262 (2+2+4)32 = 12 J(3) A 不可能向左运动。系统动量守恒：m Av+mBv = mAvA+(mB+mC)vB设 A 向左，即 vA0，
14、 则 vB4 m/s；那么作用后 A、B、C 动能之和为：E= mAvA2+ (mB+mC)vB2 (mB+mC)vB2 = 48 J ；11实际上系统的机械能为：E = Ep+ (mA+mB+mC) = 12+36 = 48 J ；2A根据能量守恒定律， E 是不可能的。八、解：（1）在 t = 0 时刻射入的粒子，在电场中作匀速直线运动，进入磁场时速度仍为 V0，从 MN 入射、PQ 出射的粒子中，由分析可知：m = 1m ；38501qBR又 m；由图可知 ；5.d6在磁场中运动的时间 BqTt2可知： s6638 10.10526st （2）设粒子以速度 V0 射入电场，而此时电压为 u；射出电场时的速度大小为 Vt，射入磁场时与边界 MN 的夹角为 ；智浪教育普惠英才文库由图可知，粒子在磁场中运动半径为： sin2SR又： qBmVRt而电场中又有： 为粒子(sincos0t离开电场时速度与 间夹角）O联立以上三式得： BSVmqt02si
