上海市第十三届高二物理竞赛(初赛)

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/s 2。

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 向右做匀速直线运动，当物体运动到P 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，则物体第二次通过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。

现将玻璃杯翻转，水仍能留在玻璃杯内。

已知大气压强为p 0，水的密度为ρ，假设玻璃杯倒转后卡片稍微凸出，则水的深度变化量∆h 近似为（ ）（A ）ρgh （l －h ）p 0 （B ）ρgh （l ＋h ）p 0（C ）ρghl p 0 （D ）p 0lρgh4．一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，图中电压表内阻很大，可以不考虑对电路的影响，R 为电阻箱，阻值范围为0-9999Ω，R 0是保护电阻。

实验室备有下列定值电阻，R 0应该选用（ ）（A ）5Ω，2.5W （B ）800Ω，1W （C ）150Ω，0.375W （D ）200Ω，0.85W5．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ε＝8 V ，内阻r ＝2 Ω，若定值电阻R 0＝6 Ω，滑动变阻器最大电阻为6 Ω，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分别为（ ）（A ）1.5 Ω，6W （B ）1.5 Ω，8W （C ）2 Ω，8W （D ）2 Ω，6W7．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W 1，从D 运动到E 的过程中，物体A 克服重力做功为W 2。

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 ）W 1＞W 2，T ＞mg （B ）W 1＞W 2，T ＜mg （C ）W 1＜W 2，T ＞mg （D ）W 1＜W 2，T ＜mg8．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。

锤第一次对球做功为W 1，锤第二次对球做功为W 2，则W 1:W 2的最大值为（ ）（A ）1:2 （B ）1:3 （C ）2:3 （D ）3:29．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a 的区域内，现有一边长为L （a ＞L ）的正方形闭合导线框，以初速度v 1垂直磁场边界滑过磁场后，速度变为v 2，则完全进入磁场中时线框的速度（ ） （A ）大于v 1＋v 22 （B ）等于v 1＋v 22（C ）小于v 1＋v 22（D ）无法确定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，从静止释放小球，球与光滑水平面接触时，线与水平面的夹角为α，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 α （B ）L sin α cos 2α（C ）L sin 2 α cos α （D ）L sin 3 α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（ ）⨯ ⨯ ⨯ B ⨯ ⨯ ⨯a（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 Array 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）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（D）若F＝3mg，能拉下3个小球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，如果空气阻力大小不变时，用同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＋t418．如图所示，abcd 是粗细均匀的电阻丝制成的长方形线框，水平放置在竖直向下的匀强磁场中，边长ad 是边长ab 的两倍，导体棒MN 可在ad 、bc 上无摩擦滑动，且接触良好，导体棒MN 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，以下说法中正确的是（）（A ）MN 两端电压先增大后减小（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（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．如图所示水平轨道BC ，左端与半径为R 的四分之一圆周AB 光滑连接，右端与四分之三圆周CDEF 光滑连接，圆心分别为O 1和O 2。

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 点后的瞬间对环的压力大小为______________，在过环中总D 点时的加速度大小为______________。

21．在均匀介质中，各质点的平衡位置均在同一直线上，相邻两个质点之间的距离均为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______________m/s 。

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ad 边与水平方向垂直，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ad 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 。

该带电质点折回通过ad 边上的O ’点时，其动能为______________J 。

a M d⨯ ⨯ ⨯ ⨯B ⨯ ⨯ ⨯ ⨯ b N cP /W 功率-质量302010yO23．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U 0。

C 为宽为d 的挡板，其上、下两端点与A 、B 板水平对齐，且C 离金属板与屏S 的距离均为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_________________范围内的粒子都能打到屏S 上。

24．如图所示，连通器有三根竖直开口的细管A 、B 、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ω时，中间细管B 内的水面恰与横管内水面相齐。

则距离转轴x 处的压强为＿＿＿＿＿＿＿；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/s 2。

26．如图所示，足够长的光滑金属框与水平面成30︒角倾斜放置，金属框的宽度为L ＝0.50 m ，框上边的电阻为R 1＝0.30Ω，下边的电阻为R 2＝0.60Ω，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 ＝0.20Ω。