PAGE19-湖南省炎德英才杯2024-2025學(xué)年高二物理下學(xué)期基礎(chǔ)學(xué)科學(xué)問競賽試題時量：90分鐘滿分：100分一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.一沿直線運(yùn)動的物體的a－x圖象如圖所示，則其v2－x圖象可能是2.如圖所示，輕桿的一端固定一光滑球體，桿以另一端O為自由轉(zhuǎn)動軸，而球又?jǐn)R置在光滑斜面上，若桿與豎直墻面的夾角為β，斜面傾角為α，起先時β<α，β＋a<90°，則為使斜面能在光滑水平面上緩慢向右運(yùn)動，在球體離開斜面之前，作用于斜面上的水平外力F的大小、輕桿受力T和地面對斜面的支持力N的大小變更狀況是A.F漸漸增大，T漸漸減小，N漸漸減小B.F漸漸減小，T漸漸減小，N漸漸增大C.F漸漸增大，T先減小后增大，N漸漸增大D.F漸漸減小，T先減小后增大，N漸漸減小3.如圖所示，是豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系，P、Q分別是y軸和工軸上的一點(diǎn)，這兩點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離均為L從P點(diǎn)沿I軸正向拋出一個小球，小球只在重力作用下運(yùn)動，恰好經(jīng)過Q點(diǎn)，現(xiàn)變更拋出點(diǎn)的位置(仍從第一象限拋出)，保持拋出速度的大小和方向不變，要使小球仍能經(jīng)過Q點(diǎn)，則新的拋出點(diǎn)坐標(biāo)(x，y)滿意的函數(shù)關(guān)系式為A.y＝B.y＝C.y＝D.y＝4.如圖(a)所示，用卡車運(yùn)輸每根質(zhì)量為m的勻質(zhì)圓柱形水泥管，底層水泥管固定在車廂內(nèi)，上層水泥管堆放在底層上，如圖(b)所示。已知水泥管之間的動摩擦因數(shù)為μ。重力加速度為g，下列說法正確的是A.當(dāng)卡車沿平直馬路勻速行駛時，水泥管A、B之間的彈力大小為mgB.當(dāng)卡車沿平直馬路勻速行駛時，水泥管A、C之間的彈力大小為mgC.當(dāng)卡車剎車時，水泥管A、B之間的摩擦力大小為μmgD.當(dāng)卡車剎車時，水泥管A.C之間的摩擦力大小為μmg5.將一段裸銅導(dǎo)線彎成如圖甲所示形態(tài)的線框，將它置于一節(jié)5號干電池的正極上(線框上端的彎折位置與正極良好接觸)，一塊圓柱形強(qiáng)磁鐵吸附在電池的負(fù)極，使銅導(dǎo)線框下面的兩端P、Q與磁鐵表面保持良好接觸，放手后線框就會發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而制成了一個“簡易電動機(jī)”，如圖乙所示。關(guān)于該“簡易電動機(jī)"，下列說法中正確的是A.假如導(dǎo)線框下面的兩端P、Q有一端與磁鐵表面不接觸，線框也會發(fā)生轉(zhuǎn)動B.假如磁鐵吸附在電池負(fù)極的磁極調(diào)換一下，線框轉(zhuǎn)動的方向不會變更C.電池的輸出功率肯定等于線圈轉(zhuǎn)動的機(jī)械功率D.線框由靜止起先轉(zhuǎn)動的過程中，通過線框中的電流大小始終不變6.如圖所示，矩形線圈abcd與志向變壓器原線圈組成閉合電路，線圈在有界勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動，磁場只分布在bc邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈面積為S，轉(zhuǎn)動角速度為ω，匝數(shù)為N，線圈電阻不計，下列說法正確的是A線圈abcd轉(zhuǎn)動過程中，線圈最大磁通量為NBSB.將原線圈抽頭P向上滑動時，燈泡變亮C.若線圈abcd轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?ω，則變壓器原線圖電壓的有效值為NBSωD.若線圈abcd轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?ω，則通過燈泡的電流的有效值為原來的2倍7.如圖所示，A為放在水平光滑桌面上的長方形物塊，在它上面放有物塊B和C，A、B、C的質(zhì)量分別為m、5m、m，B、C與A之間的動摩擦因數(shù)皆為0.1。K為輕滑輪，繞過輕滑輪連接B和C的輕細(xì)繩都處于水平方向?，F(xiàn)用沿水平方向的恒定外力F拉滑輪，若測得A的加速度大小為2m/s2，重力加速度取g＝10m/s2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則A.物塊B、C的加速度大小也等于2m/s2B.物塊B的加速度為1m/s2，C的加速度為2m/s2C.外力的大小F＝2.4mgD.物塊B、C給長方形物塊A的摩擦力的合力為0.2mg8.一勻強(qiáng)電場的方向平行于xOy平面，以原點(diǎn)O為圓心、半徑r＝10cm的圓周上隨意一點(diǎn)P的電勢φ＝40sin(θ－)＋20(V)，θ為x軸正方向與OP方向逆時針方向所成的角，A、B為圓周與x軸的兩個交點(diǎn)，如圖所示，下列說法正確的是A.電場強(qiáng)度的方向斜向右上，與x軸正方向成30°角B.電場強(qiáng)度的大小為200V/mC.從A點(diǎn)在xOy平面內(nèi)放射動能為200eV的α粒子，經(jīng)過圓周上的B點(diǎn)的動能最大D.從A點(diǎn)在xOy平面內(nèi)放射動能為200eV的α粒子，經(jīng)過圓周時的最大動能為320eV二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.傳感器擔(dān)負(fù)著信息的采集任務(wù)，在自動限制中發(fā)揮著重要的作用。傳感器能夠?qū)⒏惺艿降奈锢砹?如溫度、光、聲等)轉(zhuǎn)換成便于測量的量(通常是電學(xué)量)，例如熱敏傳感器主要是應(yīng)用了半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻。熱敏電阻阻值隨溫度變更的圖線如圖甲所示，圖乙是由熱敏電阻R，作為傳感器制作的簡潔自動報警器的電路圖。下列說法正確的是A為了使溫度過高時報警器響鈴，c應(yīng)接在a處B.為了使溫度過高時報警器響鈴，c應(yīng)接在b處C.若使啟動報警的溫度提高些，則應(yīng)將滑動變阻器滑片P向左移動D.假如在調(diào)試報警器達(dá)最低報警溫度時，無論如何調(diào)整滑片P都不能報警，且電路無故障，可能緣由是左邊電源電壓太低10.如圖所示，一輛質(zhì)量M＝3kg的小車A靜止在光滑的水平面上，A上有一質(zhì)量m＝1kg的光滑小球B，將一左端固定于A上的輕質(zhì)彈簧壓縮并鎖定，此時彈簧的彈性勢能Ep＝6J，B與A右壁距離為l。解除鎖定，B脫離彈簧后與A右壁的油灰阻擋層(忽視其厚度)碰撞并被粘住，下列說法正確的是A.遇到油灰阻擋層前A與B的動量相同B.B脫離彈簧時，A的速度為1m/sC.B和油灰阻擋層碰撞并被粘住，該過程B受到的沖量大小為3N·sD.整個過程B移動的距離為11.如圖是一種回旋式加速器的簡化模型圖，半徑為R的真空圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，圓心O正下方P點(diǎn)處有一極窄的平行金屬板，兩板間加有脈沖電壓(大小為U)用于加速某質(zhì)量為m，電荷量為q的正電荷，粒子由金屬板間右側(cè)小孔飄入(初速度視為零)，經(jīng)加速后，水平向左射入磁場，當(dāng)粒子加速到須要的速度時，通過磁屏蔽導(dǎo)流管MN將粒子沿導(dǎo)流管軸線引出導(dǎo)流管可沿PQ直線平移，其N端始終在PQ線上，PQ與水平線EF之間的夾角為θ。OP＝R，不計粒子重力、粒子加速時間及其做圓周運(yùn)動產(chǎn)生的電磁輻射，不考慮相對論效應(yīng)。則下列說法正確的是A.為使粒子在經(jīng)過平行金屬板間時總能被加速，板間電場方向應(yīng)隨時間發(fā)生周期性變更B.粒子能獲得的最大速度C.粒子加速完后導(dǎo)出時導(dǎo)流管MN與水平線EF之間的夾角為2θD.該加速器加速比荷相同的帶電粒子時，從起先加速直至以最大速度引出，在磁場中運(yùn)動的時間肯定相同12.在星球M上一輕彈簧豎直固定于水平桌面，物體P輕放在彈簧上由靜止釋放，其加速度a與彈簧壓縮量x的關(guān)系如圖P線所示。另一星球N上用完全相同的彈簧，改用物體Q完成同樣過程，其加速度a與彈簧壓縮量x的關(guān)系如Q線所示，下列說法正確的是A.若M星球與N星球半徑相同，則兩星球密度之比為3：1B.物體P.Q的質(zhì)量之比是6：1C.M星球表面上的物體R由靜止起先做自由落體運(yùn)動，通過位移x0時的速度為D.圖中P、Q下落的最大速度之比為三非選擇題：本題共6小題，共60分。13.(6分)如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機(jī)，是英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德(G·Atwood，1746～1807)創(chuàng)制的一個聞名力學(xué)試驗(yàn)裝置，用來探討勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律。某同學(xué)對該裝置加以改進(jìn)后用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律和動量守恒定律，如圖乙所示。(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間)(1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度如圖丙所示，則d＝mm；然后將質(zhì)量均為m(A的含擋光片和掛鉤、B的含掛鉤)的重物用繩連接后，跨放在定滑輪上，A置于桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，測量出擋光片中心到固定光電門中心的豎直距離h。(2)為了驗(yàn)證動量守恒定律，該同學(xué)讓A在桌面上處于靜止?fàn)顟B(tài)，將B從靜止位置豎直提升s后由自由下落，光電門記錄下?lián)豕馄瑩豕獾臅r間為△t(B未接觸桌面)，則驗(yàn)證繩繃緊過程中系統(tǒng)沿繩方向動量守恒定律的表達(dá)式為；假如該同學(xué)遺忘將B下方的C取下(C的質(zhì)量也為m)，光電門記錄擋光片擋光的時間為△t'。完成測量后，驗(yàn)證動量守恒定律的表達(dá)式為。(用題中所給物理量符號表示)14.(8分)某同學(xué)利用直流恒流電源(含開關(guān))來測量已知量程電流表的內(nèi)阻和直流恒流電源的輸出電流I0。利用如下試驗(yàn)器材設(shè)計了如圖1所示的測量電路。待測電流表A(量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω)；直流恒流電源(電源輸出的直流電流I0保持不變，I0約為0.8A)；電阻箱R；導(dǎo)線若干?；卮鹣铝袉栴}：(1)電源開關(guān)閉合前，電阻箱的阻值應(yīng)當(dāng)調(diào)到(選填“最大”或“最小”)。(2)電源開關(guān)閉合后。調(diào)整電阻箱的讀數(shù)如圖2所示，其值為Ω。(3)電源開關(guān)閉合后，多次調(diào)整電阻箱，登記電阻箱的讀數(shù)R和電流表的示數(shù)I；在坐標(biāo)紙上以為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)描點(diǎn)，用直線擬合，作出－圖象，若獲得圖象斜率為k、縱軸截距為b，則恒流電源輸出電流的測量值表達(dá)式為I0＝，待測電流表的阻值測量值表達(dá)式為RA＝。15.(9分)現(xiàn)有－根長度為L＝15m、質(zhì)量分布勻稱的長方體木板，已知重力加速度為g＝10m/s2，完成下列問題：(1)若將該木板豎直懸掛，如圖甲所示，由靜止釋放后，不考慮空氣阻力，求木板通過其正下方處一標(biāo)記點(diǎn)的時間；(2)若將該木板置于水平面上，如圖乙所示，水平面上有長為的一段粗糙區(qū)域，其他區(qū)域光滑，已知木板與粗糙區(qū)域間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.25，木板與粗糙區(qū)域間正壓力與木板在該區(qū)域的長度成正比，現(xiàn)給木板一初速度，求使木板能通過該粗糙區(qū)域的最小初速度。16.(11分)如圖甲所示，足夠長的松軟導(dǎo)線跨過滑輪懸掛兩條水平金屬棒MN、PQ，棒長均為l＝0.50m，電阻值均為R＝1.0Ω。MN質(zhì)量m1＝0.10kg，PQ質(zhì)量m2＝0.20kg，整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向水平且垂直于MN和PQ。t＝0時刻，對金屬棒MN施加一個豎直向下的外力F，使之由靜止起先運(yùn)動，運(yùn)動過程中電路中的電流I隨時間t變更的關(guān)系如圖乙所示。電路中其他部分電阻忽視不計，g取10m/s2，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字。(1)求2.0s末金屬棒MN瞬時速度的大小；(2)求4.0s末力F的瞬時功率；(3)已知0～3.0s時間內(nèi)MN，上產(chǎn)生的熱量為0.36J，試計算F對金屬棒MN所做的功。17.(11分)太陽噴發(fā)大量高能帶電粒子，這些粒子形成的“太陽風(fēng)”接近地球時，假如沒有地球磁場，“太陽風(fēng)”就不會受到地磁場的作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)而直射地球。在這種高能粒子的轟擊下，地球的大氣成分可能不是現(xiàn)在的樣子，生命將無法存在。地磁場的作用使得帶電粒子不能徑直到達(dá)地面，而是被“運(yùn)到”地球的南北兩極，南極光和北極光就是帶電粒子進(jìn)入大氣層的蹤跡。假設(shè)“太陽風(fēng)”主要成分為質(zhì)子，速度約為0.1c(c＝3×108m/s)。近似認(rèn)為地磁場在赤道上空為勻強(qiáng)環(huán)形磁場，平均強(qiáng)度為B＝5×10－5T，示意圖如圖甲所示。已知地球半徑為r＝6400km，質(zhì)子電荷量q＝1.6×10－19C，質(zhì)量m＝1.67×10－27kg。假如“太陽風(fēng)”在赤道平面內(nèi)射向地球，太陽噴發(fā)高能帶電粒子，這些粒子形成的太陽風(fēng)接近地球時，假如：(1)太陽風(fēng)中質(zhì)子的速度的方向隨意，則地磁場厚度d為多少時才能保證全部粒子都不能到達(dá)地表?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)太陽風(fēng)中質(zhì)子垂直地表指向地心方向入射，地磁場的厚度至少為多少才能使粒子不能到達(dá)地表?(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，需用到近似：a<<1時，1＋a)(3)太陽風(fēng)中粒子的入射方向和入射點(diǎn)與地心連線的夾角為α，如圖乙所示，0<α<90°，磁場厚度滿意第(1)向中的要求為定值d。電子質(zhì)量為me，電荷量為－e。求電子不能到達(dá)地表的最大速度vm和角度α的關(guān)系，關(guān)系式中的已知量用字母表示。(圖中磁場方向垂直紙面對里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B)18.選考題：共15分請考生從給出的2道物理題中任選一題作答。假如多答，則按所答的第一題計分。[選修3－3](15分)(1)(5分)下列說法正確的是(填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分)A懸浮在水中的花粉的布朗運(yùn)動反映了花粉分子的熱運(yùn)動B.空中的小雨滴呈球形是水的表面張力作用的結(jié)果C.彩色液晶顯示器利用了液晶的光學(xué)性質(zhì)具有各向異性的特點(diǎn)D.高原地區(qū)水的沸點(diǎn)較低，這是高原地區(qū)溫度較低的原因E.干濕泡濕度計的濕泡顯示的溫度低于干泡顯示的溫度，這是濕泡外紗布中的水蒸發(fā)吸熱的結(jié)果(2)(10分)如圖所示，U形玻璃細(xì)管豎直放置，水平細(xì)管與U形玻璃細(xì)管底部相連通，各部分細(xì)管內(nèi)徑相同。U形管左管上端封有長20cm的志向氣體B，右管上端開口并與大氣相通，此時U形玻璃管左、右兩側(cè)水銀面恰好相平，水銀面距U形玻璃管底部為25cm。水平細(xì)管內(nèi)用小活塞封有長度10cm的志向氣體A。已知外界大氣壓強(qiáng)為75cmHg，忽視環(huán)境溫度的變更，現(xiàn)將活塞慢向左拉，使氣體B的氣柱長度為25m，求：①左右管中水銀面的高度差是多大?②志向氣體A的氣柱長度為多少?[選修3－4](15分)(1)(5分)圖1為沿x軸正方向傳播的簡諧橫波在t＝0時刻的波形圖，質(zhì)點(diǎn)a、b、c的平衡位置的坐標(biāo)分別為0.11m，15m；圖2為該波傳播方向上某質(zhì)點(diǎn)的振動圖象，下列推斷正確的是。(填正確答案標(biāo)號。選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分。每選錯1個扣3分，最低得分為0分)A.該簡諧波傳播的速度大小為0