国际物理林匹克竞赛试题ipho_Problems of 2nd and 9th IPhO

Problems of the 2nd and 9th International Physics Olympiads

(Budapest, Hungary, 1968 and 1976)

Péter Vankó

Institute of Physics, Budapest University of Technical Engineering, Budapest, Hungary

Abstract

After a short introduction the problems of the 2nd and the 9th International Physics Olympiad, organized in Budapest, Hungary, 1968 and 1976, and their solutions are presented.

Introduction

Following the initiative of Dr. Waldemar Gorzkowski [1] I present the problems and solutions of the 2nd and the 9th International Physics Olympiad, organized by Hungary. I have used Prof. R ezs? Kunfalvi’s problem collection [2], its Hungarian version [3] and in the case of the 9th Olympiad the original Hungarian problem sheet given to the students (my own copy). Besides the digitalization of the text, the equations and the figures it has been made only small corrections where it was needed (type mistakes, small grammatical changes). I omitted old units, where both old and SI units were given, and converted them into SI units, where it was necessary.

If we compare the problem sheets of the early Olympiads with the last ones, we can realize at once the difference in length. It is not so easy to judge the difficulty of the problems, but the solutions are surely much shorter.

The problems of the 2nd Olympiad followed the more than hundred years tradition of physics competitions in Hungary. The tasks of the most important Hungarian theoretical physics competition (E?tv?s Competition), for example, are always very short. So metimes the solution is only a few lines, too, but to find the idea for this solution is rather difficult.

Of the 9th Olympiad I have personal memories; I was the youngest member of the Hungarian team. The problems of this Olympiad were collected and partly invented by Miklós Vermes, a legendary and famous Hungarian secondary school physics teacher. In the first problem only the detailed investigation of the stability was unusual, in the second problem one could forget to subtract the work of the atmospheric pressure, but the fully “open” third problem was really unexpected for us.

The experimental problem was difficult in the same way: in contrast to the Olympiads of today we got no instructions how to measure. (In the last years the only similarly open experimental problem was the investigation of “The magnetic puck” in Leicester, 2000, a really nice problem by Cyril Isenberg.) The challenge was not to perform many-many measurements in a short time, but to find out what to measure and how to do it.

Of course, the evaluating of such open problems is very difficult, especially for several hundred students. But in the 9th Olympiad, for example, only ten countries participated and the same person could read, compare, grade and mark all of the solutions.

2nd IPhO (Budapest, 1968)

Theoretical problems

Problem 1

On an inclined plane of 30° a block, mass m 2 = 4 kg, is joined by a light cord to a solid cylinder, mass m 1 = 8 kg, radius r = 5 cm (Fig. 1). Find the acceleration if the bodies are released. The coefficient of friction between the block and the inclined plane μ = 0.2. Friction at the bearing and rolling friction are negligible.

Solution

If the cord is stressed the cylinder and the block are moving with the same acceleration a . Let F be the tension in the cord, S the frictional force between the cylinder and the inclined plane (Fig. 2). The angular acceleration of the cylinder is a /r . The net force causing the acceleration of the block:

F g m g m a m +-=αμαcos sin 222,

and the net force causing the acceleration of the cylinder:

F S g m a m --=αsin 11.

The equation of motion for the rotation of the cylinder:

I

r

a r S ?=

.

(I is the moment of inertia of the cylinder, S ?r is the torque of the frictional force.) Solving the system of equations we get:

()2

21221cos sin r

I m m m m m g a +

+-+?

=αμα

, (1)

()2

212212

cos sin r

I m m m m m g r

I S +

+-+?

?=

αμα

, (2)

Figure 1

Figure 2

α

m 1g

2

212

212sin cos r

I

m m r

I r I m g m F ++-??? ?

?+

?

=ααμ. (3)

The moment of inertia of a solid cylinder is 2

2

1r m I =

. Using the given numerical values:

()2

s

m 3.25==+-+?=g m m m m m g a 3317.05.1cos sin 2

1221α

μα

,

()N

13.01=+-+?

=

2

122115.1cos sin 2

m m m m m g m S α

μα,

()N

0.192=+-?

=2

11

25.1sin 5.0cos 5.1m m m g m F αα

μ.

Discussion (See Fig. 3.)

The condition for the system to start moving is a > 0. Inserting a = 0 into (1) we obtain the limit for angle α1:

0667

.03

tan 2

121==

+?

=μ

μαm m m , ?=81.31α.

For the cylinder separately 01=α, and for the block separately ?==-31.11tan 11μα. If the cord is not stretched the bodies move separately. We obtain the limit by inserting F = 0 into (3):

6.031tan 2

12==???

?

?

?+?=μμαI

r

m , ?=96.302α.

The condition for the cylinder to slip is that the value of S (calculated from (2) taking the same coefficient of friction) exceeds the value of αμcos 1g m . This gives the same value for α3 as we had for α2. The acceleration of the centers of the cylinder and the block is the same: ()αμαcos sin -g , the frictional force at the bottom of the cylinder is αμcos 1g m , the peripheral acceleration of the cylinder is

αμcos 2

1g I

r m ??.

Problem 2

There are 300 cm 3 toluene of C 0? temperature in a glass and 110 cm 3 toluene of C 100? temperature in another glass. (The sum of the volumes is 410 cm 3.) Find the final volume after the two liquids are mixed. The coefficient of volume expansion of toluene

()1

C 001.0-?=β. Neglect the loss of heat. β r, a

g α

0?

30?

60? 90?

F, S (N)

α1

α2=α3

10

20

F

S

β r

a

Figure 3

Solution

If the volume at temperature t 1 is V 1, then the volume at temperature C 0? is ()11101t V V β+=. In the same way if the volume at t 2 temperature is V 2, at C 0? we have )22201t V V β+=. Furthermore if the density of the liquid at C 0? is d , then the masses are

d

V m 101= and d V m 202=, respectively. After mixing the liquids the temperature is

2

12211m m t m t m t ++=

.

The volumes at this temperature are ()t V β+110 and ()t V β+120. The sum of the volumes after mixing:

()()()()()2

12201102202011010221120102

12

2112120102010201020101111V V t V t V t V V t V V d t m d t

m V V m m t m t m d m m V V t V V V V t V t V +=+++==

+++=??? ??+++==++?+?

++==+++=+ ++βββββββββ

The sum of the volumes is constant. In our case it is 410 cm 3. The result is valid for any

number of quantities of toluene, as the mixing can be done successively adding always one more glass of liquid to the mixture.

Problem 3

Parallel light rays are falling on the plane surface of a semi-cylinder made of glass, at an angle of 45?, in such a plane which is perpendicular to the axis of the semi-cylinder (Fig. 4). (Index of refraction is 2.) Where are the rays emerging out of the cylindrical surface?

Solution

Let us use angle ? to describe the position of the rays in the glass (Fig. 5). According to the law of refraction 2sin 45sin =?β, 5.0sin =β, ?=30β. The refracted angle is 30? for all of the incoming rays. We have to investigate what happens if ? changes from 0? to 180?

.

Figure 4

Figure 5

It is easy to see that ? can not be less than 60? (?=∠60AOB ). The critical angle is given by 221sin ==n crit β; hence ?=45crit β. In the case of total internal reflection ?=∠45ACO , hence ?=?-?-?=754560180?. If ? is more than 75? the rays can emerge the cylinder. Increasing the angle we reach the critical angle again if ?=∠45OED . Thus the rays are leaving the glass cylinder if: ?<

CE, arc of the emerging rays, subtends a central angle of 90?.

Experimental problem

Three closed boxes (black boxes) with two plug sockets on each are present for investigation. The participants have to find out, without opening the boxes, what kind of elements are in them and measure their characteristic properties. AC and DC meters (their internal resistance and accuracy are given) and AC (5O Hz) and DC sources are put at the participants’ disposal .

Solution

No voltage is observed at any of the plug sockets therefore none of the boxes contains a source. Measuring the resistances using first AC then DC, one of the boxes gives the same result. Conclusion: the box contains a simple resistor. Its resistance is determined by measurement. One of the boxes has a very great resistance for DC but conducts AC well. It contains a capacitor, the value can be computed as C

X C ω1

=

.

The third box conducts both AC and DC, its resistance for AC is greater. It contains a resistor and an inductor connected in series. The values of the resistance and the inductance can be computed from the measurements.

9th IPhO (Budapest, 1976)

Theoretical problems

Problem 1

A hollow sphere of radius R = 0.5 m rotates about a vertical axis through its centre with an angular velocity of ω = 5 s -1. Inside the sphere a small block is moving together with the sphere at the height of R /2 (Fig. 6). (g = 10 m/s 2.)

a) What should be at least the coefficient of friction to fulfill this condition? b) Find the minimal coefficient of friction also for the case of ω = 8 s -1. c) Investigate the problem of stability in both cases,

α) for a small change of the position of the block,

β) for a small change of the angular velocity of the sphere.

Solution

a) The block moves along a horizontal circle of radius αsin R . The net force acting o n the block is pointed to the centre of this circle (Fig. 7). The vector sum of the normal force exerted by the wall N , the frictional force S and the weight mg is equal to the resultant:

αωsin 2

R m .

The connections between the horizontal and vertical components:

αααωcos sin sin 2

S N R m -=,

α

αsin cos S N mg +=.

The solution of the system of equations:

???

?

?

?-=g R mg S α

ωαcos 1sin 2

,

???

?

??+=g R mg N αωα2

2sin cos .

Figure 6

Figure 7

The block does not slip down if

0.2259==

+

-

?

=≥

23

33sin cos cos 1sin 2

22

g

R g

R N

S a α

ωαα

ωαμ.

In this case there must be at least this friction to prevent slipping, i.e. sliding down.

b) If on the other hand

1cos 2

>g

R α

ω some

friction is necessary to prevent the block to slip upwards. αωsin 2R m must be equal to the resultant of forces S , N and mg . Condition for the minimal coefficient of friction is (Fig. 8):

=+

-?

=≥

g

R g

R N

S b α

ωαα

ωαμ2

2

2

sin cos 1

cos sin

0.1792

==

29

33.

c) We have to investigate μa and μb as functions of α and ω in the cases a) and b) (see Fig. 9/a and 9/b ):

In case a): if the block slips upwards, it comes back; if it slips down it does not return. If ω increases, the block remains in equilibrium, if ω decreases it slips downwards.

In case b): if the block slips upwards it stays there; if the block slips downwards it returns. If ω increases the block climbs upwards -, if ω decreases the block remains in equilibrium.

Problem 2

The walls of a cylinder of base 1 dm 2, the piston and the inner dividing wall are perfect heat insulators (Fig. 10). The valve in the dividing wall opens if the pressure on the right side is greater than on the left side. Initially there is 12 g helium in the left side and 2 g helium in the right side. The lengths of both sides are 11.2 dm each and the temperature is

Figure 9/a

Figure 9/b

Figure 8

C 0?. Outside we have a pressure of 100 kPa.

The specific heat at constant volume is c v = 3.15 J/gK, at constant pressure it is c p = 5.25 J/gK. The piston is pushed slowly towards the dividing wall. When the valve opens we stop then continue pushing slowly until the wall is reached. Find the work done on the piston by us.

Solution

The volume of 4 g helium at C 0? temperature and a pressure of 100 kPa is 22.4 dm 3 (molar volume). It follows that initially the pressure on the left hand side is 600 kPa, on the right hand side 100 kPa. Therefore the valve is closed.

An adiabatic compression happens until the pressure in the right side reaches 600 kPa (κ = 5/3).

3

53

56002

.11100V

?=?,

hence the volume on the right side (when the valve opens):

V = 3.82 dm 3.

From the ideal gas equation the temperature is on the right side at this point

K

5521==

nR

pV T .

During this phase the whole work performed increases the internal energy of the gas:

W 1 = (3.15 J/gK) ? (2 g) ? (552 K – 273 K) = 1760 J.

Next the valve opens, the piston is arrested. The temperature after the mixing has been completed:

K 31314

552

2273122=?+?=

T .

During this phase there is no change in the energy, no work done on the piston.

An adiabatic compression follows from 11.2 + 3.82 = 15.02 dm 3 to 11.2 dm 3:

3

233

22

.1102

.15313?=?T ,

hence

T 3 = 381 K.

The whole work done increases the energy of the gas:

W 3 = (3.15 J/gK) ? (14 g) ? (381 K – 313 K) = 3000 J. The total work done:

W total = W 1 + W 3 = 4760 J.

The work done by the outside atmospheric pressure should be subtracted:

W atm = 100 kPa ? 11.2 dm 3 = 1120 J. The work done on the piston by us:

W = W total – W atm = 3640 J

.

11.2 dm

11.2 dm

1 dm Figure 10

Problem 3

Somewhere in a glass sphere there is an air bubble. Describe methods how to determine the diameter of the bubble without damaging the sphere.

Solution

We can not rely on any value about the density of the glass. It is quite uncertain. The index of refraction can be determined using a light beam which does not touch the bubble. Another method consists of immersing the sphere into a liquid of same refraction index: its surface becomes invisible.

A great number of methods can be found.

We can start by determining the axis, the line which joins the centers of the sphere and the bubble. The easiest way is to use the “tumbler -over ” method. If the sphere is placed on a horizontal plane the axis takes up a vertical position. The image of the bubble, seen from both directions along the axis, is a circle.

If the sphere is immersed in a liquid of same index of refraction the spherical bubble is practically inside a parallel plate (Fig. 11). Its boundaries can be determined either by a micrometer or using parallel light beams.

Along the axis we have a lens system consisting , of two thick negative lenses. The diameter of the bubble can be determined by several measurements and complicated calculations.

If the index of refraction of the glass is known we can fit a plano-concave lens of same index of refraction to the sphere at the end of the axis (Fig. 12). As ABCD forms a parallel plate the diameter of the bubble can be measured using parallel light beams.

Focusing a light beam on point A of the surface of the sphere (Fig. 13) we get a diverging beam from point A inside the sphere. The rays strike the surface at the other side and illuminate a cap. Measuring the spherical cap we get angle ?. Angle ψ

can be obtained in a similar way at point B. From

d

R r +=

?sin and d

R r -=

ψsin

we have

?

ψ?ψsin sin sin sin 2+?

=R r , ?

ψ?ψsin sin sin sin +-?

=R d .

Figure11 Figure12

Figure13

The diameter of the bubble can be determined also by the help of X-rays. X-rays are not refracted by glass. They will cast shadows indicating the structure of the body, in our case the position and diameter of the bubble.

We can also determine the moment of inertia with respect to the axis and thus the diameter of the bubble.

Experimental problem

The whole text given to the students:

At the workplace there are beyond other devices a test tube with 12 V electrical heating, a liquid with known specific heat (c0 = 2.1 J/g?C) and an X material with unknown thermal properties. The X material is insoluble in the liquid.

Examine the thermal properties of the X crystal material between room temperature and 70 ?C. Determine the thermal data of the X material. Tabulate and plot the measured data.

(You can use only the devices and materials prepared on the table. The damaged devices and the used up materials are not replaceable.)

Solution

Heating first the liquid then the liquid and the crystalline substance together two time-temperature graphs can be plotted. From the graphs specific heat, melting point and heat of fusion can be easily obtained.

Literature

[1] W. Gorzkowski: Problems of the 1st International Physics Olympiad

Physics Competitions5,no2 pp6-17, 2003

[2] R. Kunfalvi: Collection of Competition Tasks from the Ist through XVth International

Physics Olympiads 1967-1984

Roland E?tv?s Physical Society in cooperation with UNESCO, Budapest, 1985

[3] A Nemzetk?zi Fizikai Diákolimpiák feladatai I.-XV.

E?tv?s Loránd Fizikai Társulat, K?zépiskolai Matematikai Lapok, 1985

广州市2019年高中物理力学竞赛辅导资料专题07动量和能量(含解析)

专题07 动量和能量 一、单项选择题（每道题只有一个选项正确） 1、质量为m 、速度为v 的A 球跟质量为3m 的静止B 球发生正碰。碰撞可能是弹性的，也可能是非弹性的，因此，碰撞后B 球的速度允许有不同的值。则碰撞后B 球的速度可能是（ ） A.0.6v B.0.5v C.0.4v D.0.3v 【答案】C 【解析】①若是弹性碰撞，由动量守恒定律和机械能守恒定律可得mv ＝mv 1＋3mv 212mv 2＝12mv 2 1＋12×3mv 22 得v 1＝m －3m m ＋3m v ＝－12v ，v 2＝2m 4m v ＝12v 若是完全非弹性碰撞，则mv ＝4mv ′，v ′＝14v 因此14v ≤v B ≤1 2v ，只有C 是可能的。 2、如图所示，在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M 的斜面，斜面表面光滑、高度为h 、倾角为θ。一质量为m (m ＜M )的小物块以一定的初速度沿水平面向左运动，不计冲上斜面时的机械能损失。如果斜面固定，则小物块恰能冲到斜面的顶端。如果斜面不固定，则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为( ) A.h B.mh m ＋M C.mh M D.Mh m ＋M 【答案】D 【解析】斜面固定时，由动能定理得－mgh ＝0－1 2mv 20 所以v 0＝2gh 斜面不固定时，由水平方向动量守恒得mv 0＝(M ＋m )v 由机械能守恒得12mv 20＝12(M ＋m )v 2 ＋mgh ′解得h ′＝M M ＋m h ，选项D 正确。 3、如图所示，在光滑水平面上停放质量为m 装有弧形槽的小车。现有一质量也为m 的小球以v 0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦)，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则以下说法不正确的是( )

广州市2019年高中物理力学竞赛辅导资料专题03牛顿力学中的传送带问题含解析2019071213

专题03 牛顿力学中的传送带问题 一、内容解读 1．传送带的基本类型 (1)按放置可分为：水平(如图a)、倾斜(如图b，图c)、水平与倾斜组合； (2)按转向可分为：顺时针、逆时针。 2．传送带的基本问题分类 (1)运动学问题：运动时间、痕迹问题、运动图象问题(运动学的角度分析)； (2)动力学问题：物块速度和加速度、相对位移，运动时间(动力学角度分析)； (3)功和能问题：做功，能量转化(第五章讲)。 二、传送带模型分类 （一）水平传送带模型 项目图示滑块可能的运动情况 情景1 (1)可能一直加速 (2)可能先加速后匀速 情景2 (1)v0>v时，可能一直减速，也可能先减速再匀速 (2)v0v返回时速度为v，当v0

B ．小煤块从A 运动到B 的时间是2.25 s C ．划痕长度是4 m D ．划痕长度是0.5 m 【解析】选BD 小煤块刚放上传送带后，加速度a ＝μg ＝4 m/s 2 ，由v 0＝at 1可知，小煤块加速到与传送带同速的时间为t 1＝v 0a ＝0.5 s ，此时小煤块运动的位移x 1＝v 0 2t 1＝0.5 m ，而传送带的位移为x 2＝v 0t 1＝1 m ， 故小煤块在带上的划痕长度为l ＝x 2－x 1＝0.5 m ，D 正确，C 错误；之后的x －x 1＝3.5 m ，小煤块匀速运动，故t 2＝ x －x 1 v 0 ＝1.75 s ，故小煤块从A 运动到B 的时间t ＝t 1＋t 2＝2.25 s ，A 错误，B 正确。 2、(多选)如图2所示，水平传送带A 、B 两端相距x ＝3.5m ，物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，物体滑上传送带A 端的瞬时速度v A ＝4m/s ，到达B 端的瞬时速度设为v B .下列说法中正确的是( ) 图2 A ．若传送带逆时针匀速转动，v B 一定等于3m/s B ．若传送带逆时针匀速转动越快，v B 越小 C ．若传送带顺时针匀速转动，v B 有可能等于3m/s D ．若传送带顺时针匀速转动，物体刚开始滑上传送带A 端时一定做匀加速运动 【解析】若传送带不动，物体的加速度：a ＝μg ＝1m/s 2 ，由v 2 A －v 2 B ＝2ax, 得：v B ＝3m/s.若传送带逆时针匀速转动，物体的受力情况不变，由牛顿第二定律得知，物体的加速度仍为a ＝μg ，物体的运动情况跟传送带不动时的一样，则v B ＝3 m/s.故A 正确，B 错误；若传送带以小于3m/s 的速度顺时针匀速转动，物体滑上传送带时所受的滑动摩擦力方向水平向左，做匀减速运动，物体的加速度仍为a ＝μg ，物体的运动情况跟传送带不动时的一样，则v B ＝3 m/s.若传送带以大于3m/s 且小于4 m/s 的速度顺时针匀速转动，则开始时物体受到的摩擦力向左，物体做减速运动，最后物体随传送带一起做匀速运动．若传送带以大于4m/s 的速度顺时针匀速转动，则开始时物体受到的摩擦力向右，物体做加速运动，v B 可能大于4 m/s.故 C 正确， D 错误． 3、如图3甲所示的水平传送带AB 逆时针匀速转动，一物块沿曲面从一定高度处由静止开始下滑，以某一初速度从传送带左端滑上，在传送带上由速度传感器记录下物块速度随时间的变化关系如图乙所示(图中取向左为正方向，以物块刚滑上传送带时为计时起点)。已知传送带的速度保持不变，重力加速度g 取10 m/s 2 。关于物块与传送带间的动摩擦因数μ及物块在传送带上运动第一次回到传送带左端的时间t ，下列计算结

高二物理试卷及答案

2011——2012学年上学期期中学业水平测试 高二物理试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。 第Ⅰ卷 一、选择题（本题包括10小题，每小题4分，共40分，每小题中有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分） 1、关于电场线下述说法正确的是( ) A.电场线是客观存在的 B.电场线与运动电荷的轨迹是一致的 C.电场线上某点的切线方向与电荷在该点受力方向可以不相同 D.沿电场线方向、场强一定越来越大 2、关于电阻的计算式 和决定式 ，下面说法正确的是 （ ） A ．导体的电阻与其两端电压成正比，与电流成反比 B ．导体的电阻仅与导体长度、横截面积和材料有关 C ．导体的电阻随工作温度变化而变化 D ．对一段一定的导体来说，在恒温下比值 I U 是恒定的，导体电阻不随U 或I 的变化而变化 3、如图所示，用两根绝缘细线挂着两个质量相同的不带电的小球A 和B ，此时，上、下细线受的力分别为T A 、T B ，如果使A 带正电，B 带负电，上、下细线受力分别为T 'A ， T 'B ，则（ ） A.T A < T 'A B.T B > T 'B C.T A = T 'A D. T B < T 'B I U R =S L R ρ =

4、某学生在研究串联电路电压特点时，接成如图所示电路，接通K 后，他将高内阻的电 压表并联在A 、C 两点间时，电压表读数为U ；当并联在A 、B 两点间时，电压表读数也为U ；当并联在B 、C 两点间时，电压表读数为零，则出现此种情况的原因可能是（ ）（R 1 、R 2阻值相差不大） A ．AB 段断路 B ．BC 段断路 C ．AB 段短路 D ．BC 段短路 5、如图所示，平行线代表电场线，但未标明方向，一个带正电、电量为10－6 C 的微粒在电场中仅受电场力作用，当它从A 点运动到B 点时动能减少了10－5 J ，已知A 点的电势为－10 V ，则以下判断正确的是（ ） A ．微粒的运动轨迹如图中的虚线1所示； B ．微粒的运动轨迹如图中的虚线2所示； C ．B 点电势为零； D ．B 点电势为－20 V 6、如右下图所示，平行板电容器的两极板A ，B 接入电池两极，一个带正电小球悬挂在 两极板间，闭合开关S 后，悬线偏离竖直方向的角度为θ，则（ ） A ．保持S 闭合，使A 板向 B 板靠近，则θ变大 B ．保持S 闭合，使A 板向B 板靠近，则θ不变 C ．打开S ，使A 板向B 板靠近，则θ变大 D ．打开S ，使A 板向B 板靠近，则θ不变 7、如图所示，甲、乙为两个独立电源的路端电压与通过它们的电流I 的关系图象，下列 说法中正确的是（ ） A ．路端电压都为U 0时，它们的外电阻相等， A B A B 2 1

2014全国高中物理竞赛初赛试题与标准答案(全Word版)

2014 第 31 届全国中学生物理竞赛预赛试题及参考答案与评分标准 一、选择题．本题共 5 小题，每小题 6 分，在每小题给出的 4个选 项中，有的小题只有一项符合题意，有的小题有多项符合题意．把符合题意的选项前面的英 文字母写在每小题后面的方括号内，全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不答的得 0分． 1．一线膨胀系数为α的正立方体物块，当膨胀量较小时，其体膨胀系数等于 A．α1/3 B．α 3 C．α D． 3α 2．按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤，称为密度秤，其外形和普通的杆秤差不 多，装秤钩的地方吊着一体积为 lcm 3的较重的合金块，杆上有表示液体密度数值的刻度．当秤砣放在 Q 点处时秤杆恰好平衡，如图所示，当合金块完全浸没在待测密度的液体中时， 移动秤砣的悬挂点，直至秤杆恰好重新平衡，便可直接在杆秤上读出液体的密度．下列说法中错误的是 A．密度秤的零点刻度在Q 点 B．秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边 C．密度秤的刻度都在Q 点的右侧 D．密度秤的刻度都在Q 点的左侧 3．一列简谐横波在均匀的介质中沿z 轴正向传播，两质点P1和 P2的平衡位置在 x 轴上，它们相距 60cm，当 P1质点在平衡位置处向上运动时，P2质点处在波谷位置，若波的传播速 度为 24 m/s，则该波的频率可能为 A． 50Hz B ． 60Hz C． 400Hz D ． 410Hz 4．电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动方式，电磁驱动 的原理如图所示，当直流电流突然加到一固定线圈上，可以将置于线圈上的环弹射出去． 现在同一个固定线圈上，先后置有分别用钢、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三 种环；当电流突然接通时，它们所受到的推力分别为F1、F2和 F3．若环的重力可忽略，下 列说法正确的是 A． F1>F 2>F3B． F2 >F3 >F1 C． F3 >F 2> F 1 D ． F1=F2=F3 5．质量为 m A的 A 球，以某一速度沿光滑水平面向静止的 B 球运动，并与 B 球发生弹性正碰．假设 B 球的质量m B可选取为不同的值，则 A．当 m B=m A时，碰后 B 球的速度最大 B．当 m B =m A时，碰后 B 球的动能最大 C．在保持m B>m A的条件下， m B越小，碰后 B 球的速度越大

2012年衢州市高中物理力学竞赛试题(含答案)

2012年衢州市高中物理力学竞赛试题(含答案) 一、不定项选择题（共10小题，50分） 1. 伽利略为了研究自由落体的规律，将落体实验转化为著名的“斜面实验”，对于这 个研究过程，下列说法正确的是（ ） A ．斜面实验通过确定小球运动位移和时间关系来证明小球速度与时间成正比 B ．斜面实验“冲淡”了重力的作用，便于测量小球运动的时间 C ．通过对斜面实验的观察与计算，直接得到落体运动的规律 D ．根据斜面实验结论进行合理的外推，得到落体的运动规律 2. 如图所以，斜面体M 放在粗糙水平面上,物体m 在沿斜面向上力的作用下在光滑 斜面上做下列四种运动，斜面体均保持静止。沿斜面向上匀速运动；沿斜面向上匀加速运动；沿斜面向下匀加速运动；沿斜面向上变加速运动。地面对斜面体M 的摩擦力大小分别为1f F 、2f F 、3f F 、4f F 。则（ ） A ．1f F 、2f F 、3f F 一定相等，但与4f F 一定不相等 B ．1f F 可能与2f F 或3f F 相等 C ．2f F 、3f F 一定相等，但与4f F 可能相等 D ．1f F 、2f F 、3f F 、4f F 四者一定相等 3．有一种大型游戏机叫“跳楼机”.参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面40m 高处，然后由静止释放.为研究方便，可以认为座椅沿轨道做自由落体运动1.2 s 后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面4m 高处时速度刚好减小到零．然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面.(取g=10m ／s2)则（ ） A ．匀减速运动的时间为4.8s B ．匀减速运动的加速度大小为5.0m/s2 C ．游客对座椅的最大压力为游客重力的1.25倍 D ．游客对座椅的最大压力为游客重力的0.75倍 4．一个质点在竖直平面内运动一周闪光照片如图所示，由图可知（ ） A ．质点作匀速圆周运动 B ．质点作非匀速圆周运动 C ．若闪光频率已知可以求出质点运动周期 D ．即使闪光频率已知也不能求出质点运动周期 5．一质点只受一个恒力F 作用在xoy 平面内运动，F 大小为2N 。已 知质点运动到A 点的动能为12J ，运动到B 点的动能为7J ，A 、B 两 点的坐标如图所示。则恒力F 与+x 方向的夹角可能为（ ） A ．023 B ．060 C ．083 D ．0 97 6．如图（俯视图）所示，水平地面上处于伸直状态的轻绳一端拴在质量为m 的物块上，另一端拴在固定于B 点的本桩上．用弹簧称的光滑挂钩缓慢拉绳，弹簧称始终与地面平行．物块在水平拉力作用下缓慢滑动．当物块滑动至A 位置，∠AOB=120°时，弹簧称的示数为F ．则（ ） A ，物块与地面间的动摩擦因数为F/mg B ．木桩受到绳的拉力始终大于F C ．弹簧称的拉力保持不变 D ．弹簧称的拉力一直增大 7．a 是放在地球赤道上的物体，b 是近地卫星，c 是地球同步卫星，a 、b 、c 在同一 平面内绕地心做逆时针方向的圆周运动，某时刻，它们运行通过地心的同一直线上，如图甲所示．一段时间后．它们的位置可能是图乙中的 （ ） 第2题图

--会考-高中物理会考模拟试题及答案

高中物理会考模拟试题及答案 、单解选择题（本题为所有考生必做?有16小题，每题2分，共32分?不选、多选、错选均不给分） 1.关于布朗运动，下列说法正确的是 A.布朗运动是液体分子的无规则运动 E.布朗运动是悬浮微粒分子的无规则运动 C.悬浮颗粒越大，布朗运动越明显 D.液体温度越高，布朗运动越不明显 2 .下列有关热力学第二定律的说法不正确的是 A .不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化 B .不能可从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化 C. 第二类永动机是不可能制成的 D .热传导的可以由低温物体向高温物体方向进行 3 .如图所示，以下说法正确的是 A .这是直流电 B .这是交流电，电压的有效值为200V C. 这是交流电，电压的有效值为 10^ 2 V D .这是交流电，周期为 2s 4. A、B两物体的动量之比为2:1，动能的大小之比为 1:3，则它们的质量之比为（） A . 12:1 B . 4:3 C. 12:5 D. 4:3 5. 关于运动和力的关系，下列说法正确的是（） A.当物体所受合外力不变时，运动状态一定不变 E.当物体所受合外力为零时，速度大小一定不变 C.当物体运动轨迹为直线时，所受合外力一定为零 D.当物体速度为零时，所受合外力一定为零 6 .关于摩擦力，以下说法中正确的是（） A.运动的物体只可能受到滑动摩擦力 E.静止的物体有可能受到滑动摩擦力 C.滑动摩擦力的方向总是与运动方向相反 D.滑动摩擦力的方向不可能与运动方向一致 7 .下列关于电容器的说法，正确的是

A .电容器带电量越多，电容越大 B .电容器两板电势差越小，电容越大

高二物理题库及答案

9、如图所示，氕、氘、氚的原子核初速度为零，经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么（） A、经过加速电场过程，氕核所受电场力的冲量最大 B、经过偏转电场过程，电场力对三种核做的功一样多 C、3种原子核打在屏上时的速度一样大 D、3种原子核都打在屏上的同一位置上 （b，d） 4.下列关于等势面的说法正确的是 （） A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B．等势面上各点的场强相等 C．点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面 D．匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面 （cd） 2、如图所示，A、B两点放有电量为+Q和+2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC=CD=DB，将一正电荷从C点沿直线移到D点，则 A、电场力一直做正功 B、电场力先做正功再做负功 C、电场力一直做负功 D、电场力先做负功再做正功（b） 8、下列说法中正确的是（） A、正电荷在电场中的电势能为正，负电荷在电场中的电势能为负 B、电荷在电势为正的点电势能为正，电荷在电势为负的点电势能为负 C、电荷克服电场力做多少功，它的电势能就等于多少 D、不管是否存在其他力对电荷做功，电场力对电荷做多少正功，电荷的电势能就减少多少 （d） 11、如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角 变大的是 A、U 1变大，U2变大 B、U1变小，U2变大 C、U1变大，U2变小 D、U1变小，U2变小 B 12、如图所示，两块平行正对的金属板M、N与电源相连，N板接地，在两板中的P点固定一带正

高二物理竞赛试题 及答案()

2016高平一中高二物理竞赛专题讲座 命题人:李文锋 一、选择题（每题4分，共28分） 1．若质点做直线运动的速度v 随时间t 变化的图线如图1所示，则该质点的位移s （从t ＝0开始）随时间t 变化的图线可能是图2中的哪一个？（ ） 2．烧杯内盛有0?C 的水，一块0?C 的冰浮在水面上，水面正好在杯口处。最后冰全部熔解成0?C 的水，在这过程中（ ） （A ）无水溢出杯口，但最后水面下降了 （B ）有水溢出杯口，但最后水面仍在杯口处 （C ）无水溢出杯口，水面始终在杯口处 （D ）有水溢出杯口，但最后水面低于杯口 3.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗，让漏斗左、右摆动，于是桌面上漏下许多砂子，经过一段时间形成一砂堆，砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状 4.特技演员从高处跳下，要求落地时必须脚先着地，为尽量保证安全，他落地时最好是采用哪种方法 A.让脚尖先着地，且着地瞬间同时下蹲 B.让整个脚板着地，且着地瞬间同时下蹲 C.让整个脚板着地，且着地瞬间不下蹲 D.让脚跟先着地，且着地瞬间同时下蹲 5.如图Ⅰ-4所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab= Ubc ，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 A.三个等势面中，a 的电势最高 B.带电质点通过 P 点时电势能较大 C.带电质点通过 P 点时的动能较大 D.带电质点通过 P 点时的加速度较大 6．如图所示，电容量分别为C 和2C 的两个电容器a 和b 串联接在电动势为E 的电池两端充电，达到稳定后，如果用多用电表的直流电压挡V 接到电容器a 的两端（如图），则电压表的指针稳定后的读数是（ ） E/3 （B ）2E/3 （C ）E （D ）0 7. 如图所示电路中，电源的内电阻为r ，R2、R3、R4均为定值电 阻，电表均为理想电表。闭合电键S ，当滑动变阻器R1的滑动触头P 向右滑动时，电流表和电压表的示数变化量的大小分别为 I 、U ，下列说法正确的是（ ） A ．电压表示数变大 B ．电流表示数变大 C ．DU DI ＞r D ．DU DI ＜r 二、填空题（每题5分，共20分） 8.在国际单位制中，库仑定律写成 22 1r q q k F =，式中静电力常量 922 8.9810N m C k -=???，电荷量 q1和q2的单位都是库仑，距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿.若把库仑定律写成更简洁的形式 22 1r q q F = ，式中距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿，由此式可定义一种电荷量 q

2019年第32届北京市高中力学竞赛决赛试题(word版)含答案

第32届北京市高中力学竞赛竞赛试题 一、填空题（6小题，每小题8分，共48分） 1、按最近新闻报道，科学家观察到了水分子在月球正面的运动。月球表面有水，稀疏的水会与月球表面的土壤或风化层结合，随着每天时间变化，你是否联想到月球表面空间是否存在稀薄的大气？ 答：_________________________________________________； 理由：________________________________________________________________。 2、两个基本相同的生鸡蛋A 和B ，左手持A 静止，右手持B 以一定速度碰向A ，碰撞的部位相同，用你学的物理规律判断哪一个蛋破碎的可能性大？___________________； 理由是：__________________________________________________________________________。 3、质点沿半径为R 的圆周运动，通过圆弧的长度s =bt - 2 c t 2，则质点的切向加速度与法向加速度相等的时间为_______________。 4、长为l 的轻杆，两端分别固定小球A 和B ，质量分别为m 和2m ，竖直立于光滑水平面上（如图1所示），由静止释放后，A 落到水平面瞬间速度的大小为_____________，方向为______________。

5、如图2所示，质量相同的两物块A和B，用细线连接起来，A位于光滑水平面上，开始时细线水平拉直，细线中点位于小滑轮上，释放B后，问A先碰到滑轮还是B先碰到竖直壁？答：___________________，理由是____________________________________________________。 6、一艘帆船静止于湖面上，此时无风，船尾安装一风扇，风扇向帆吹风，流行的说法认为船不会向前运动，你仔细想想这说法是否正确？答_______________________，理由是：________________________。 二、计算题（共102分） 7、（16分）如图3所示，长2l的线系住两个相同的小钢球，放在光滑的水平地板上，在线中央有水平恒力F作用于线， 问：（1）钢球第一次相碰时，在与F垂直的方向上钢球对地面的速度多大？ （2）经若干次碰撞后，最后两球一直处于接触状态下运动，那么因碰撞而失去的总能量是多少？

北京市高中物理(力学)竞赛第29届(2016)预赛试题与解答

第29届北京市高中力学竞赛预赛试题 一、选择题 1．如图1所示，一斜劈静止于粗糙水平地面上，斜劈倾角为θ，质量为m 的物块在水平力F 作用下沿斜面向上匀速运动。由此可以判断地面对斜劈的摩擦力 A ．大小为F ，方向向左； B ．大小为F ,方向向右； C ．摩擦力大于F ，方向向左； D ．摩擦力大于F ，方向向右. 2．质点运动的图如图2所示，由图可知 A ．0-t 1段做加速运动； B ．t 1-t 2段做加速运动；. C ．t 3后做匀速运动； D ．t 1时刻速度为0. 3．竖直上抛一个小球，设小球运动过程中所受空气阻力大小恒定，则小球的速度随时间变化的图线可能是图3中的 4．轻质弹簧上端固定在天花板上，用手托住一个挂在弹簧下端的物体，此时弹簧既不伸长也不缩短。如果托住物体的手缓慢下移，直到移去手后物体保持静止。在此过程中 A ．物体的重力势能的减小量大于弹簧的弹性势能的增加量； B ．物体的重力势能的减小量等于弹簧的弹性势能的增加量； C ．物体的重力势能的减小量小于弹簧的弹性势能的增加量； D ．物体和弹簧组成的系统机械能守恒 5．质点做匀速圆周运动，所受向心力F 与半径R 的关系图线如图4所示，关于 a 、 b 、 c 、 d 四条图线可能正确的是 A ．a 表示速度一定时，F 与R 的关系； B ．b 表示角速度一定时，F 与R 的关系； C ．c 表示角速度一定时，F 与R 的关系； D ．d 表示速度一定时，F 与R 的关系. 6．登月舱在接近月球时减速下降，当距离月球表面5.0m 时，关闭发动机，此时下降的速度为0.2m/s ，则登月舱落到月球表面时的速度大小约为（月球表面处的引力加速度为1.6m/s 2） A ．2.0m/s B ．3.0m/s C ．4.0m/s D ．5.0m/s 7．从高处水平抛出一个小球，初速度为v 0，小球落地时速度为v ，不计空气阻力，则小球在空中飞行的时间为 A ．v -v 0g B ．v 2-v 022g C ．v 2-v 02 g D ．v 2-v 022g

2020秋高二年级学业水平合格性考试物理模拟试卷+参考答案

2020秋高二年级学业水平合格性考试模拟试卷 物理 本试卷包括选择题和非选择题两部分．满分100分，考试时间75分钟． 一、单项选择题：本题共27小题，每小题3分，共81分．在每小题的四个选项中，只有一个选项符合题目要求． 1. 第26届国际计量大会决定，对质量的基本单位进行了重新起义，并于2019年5月20日起生效．则质量的基本单位是() A. m B. s C. kg D. N 2. 如图所示，在长为50 m的直线泳道上，有四个运动员组成一组参加了4×100 m游泳接力赛，则每个运动员的位移都为() A. 0 B. 50 m C. 100 m D. 400 m 3. 秋冬季节，大雁成群结队飞到我国的南方过冬．如图所示，以甲为头雁的人字形雁阵以相同速度整齐滑翔．若选地面为参考系，则() A. 甲、乙都是运动的 B. 甲、乙都是静止的 C. 甲是运动的，乙是静止的 D. 甲是静止的，乙是运动的 4. 某轻质弹簧的劲度系数为k，不挂钩码时，弹簧长度为x0，如图 甲所示．挂上钩码，静止后弹簧长度为x1(弹簧处于弹性限度内)，如图乙 所示．则乙图中弹簧的弹力大小等于() A. kx0 B. kx1 C. k(x1＋x0) D. k(x1－x0) 5. 一质量为m的物块放在水平地面上，该物块在水平拉力作用下做直线运动．物块与水平地面间的动摩擦因数为μ，对水平地面的压力为F N.则物块受到的滑动摩擦力大小为() A. μF N B. μm C. mg D. F N m 6. 一只花瓶放在水平桌面上处于静止状态．下列说法正确的是() A. 花瓶对桌面的压力就是花瓶的重力 B. 花瓶对桌面的压力大小等于花瓶的重力大小 C. 花瓶对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的 D. 花瓶受到桌面的支持力是由于花瓶发生形变而产生的 7. 一个物体做直线运动，其vt图象如图所示．对物体在0到t2时间内运动状态的描述正确的是

高二物理(上)题库及答案

高二物理(上)题库及 答案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

9、如图所示，氕、氘、氚的原子核初速度为零，经同一电场加速后，又经同一匀强电场偏转，最后打在荧光屏上，那么（） A、经过加速电场过程，氕核所受电场力的冲量最大 B、经过偏转电场过程，电场力对三种核做的功一样多 C、3种原子核打在屏上时的速度一样大 D、3种原子核都打在屏上的同一位置上 （b，d） 4.下列关于等势面的说法正确的是 （） A．电荷在等势面上移动时不受电场力作用，所以不做功 B．等势面上各点的场强相等 C．点电荷在真空中形成的电场的等势面是以点电荷为球心的一簇球面 D．匀强电场中的等势面是相互平行的垂直于电场线的一簇平面 （cd） 2、如图所示，A、B两点放有电量为+Q和+2Q的点电荷，A、B、C、D四点在同一直线上，且AC=CD=DB，将一正电荷从C点沿直线移到D点，则 A、电场力一直做正功 B、电场力先做正功再做负功 C、电场力一直做负功 D、电场力先做负功再做正功（b） 8、下列说法中正确的是（） A、正电荷在电场中的电势能为正，负电荷在电场中的电势能为负 B、电荷在电势为正的点电势能为正，电荷在电势为负的点电势能为负 C、电荷克服电场力做多少功，它的电势能就等于多少 D、不管是否存在其他力对电荷做功，电场力对电荷做多少正功，电荷的电势能就减少多少 （d） 11、如图所示，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始运动，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行，整个装置处在真空中，重 2

3 力可忽略，在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角 变大的是 A 、U 1变大，U 2变大 B 、U 1变小，U 2变大 C 、U 1变大，U 2变小 D 、U 1变小，U 2变小 B 12、如图所示，两块平行正对的金属板M 、N 与电源相连，N 板接地，在两板中的P 点固定一带正电的试探电荷，现保持M 板不动，将N 板平行向下缓慢移动，则在N 板下移的过程中，该试探电荷的电势能变化情况是（ ） A 、不变 B 、变大 C 、变小 D 、无法确定 B 13、如图所示，A 、B 为两等量异种电荷，A 带正电荷，B 带负电，在AB 的连线上有a 、b 、c 三点，b 为连线的中点，ab=bc 则（ ） A 、a 点与c 点的电场强度相同 B 、a 点与c C 、a 、b 间的电势差与b 、c 间的电势差相等 D 、点电荷q 沿A 、B 连线的中垂线移动，电场力不做功 acd 21、在电场中，一个电子只在电场力的作用下由静止沿一条直线M 点运动到N 点，且受到的力大小越来越小，则下列论述正确的是

高二物理竞赛试题

高二物理竞赛试题 考试时间：2014年5月30日 20：30----22：00 一、选择题（本题10小题。每小题6分） 1.我国于2010年10月1日成功发射了月球探测卫星“嫦娥2号”（CE-2），（CE-2），椭圆轨道近月点Q 完成近月拍摄任务后，到达椭圆轨道的远月点P 变轨成圆轨道。如图，忽略地球对（CE-2）的影响则：（ ） A ．在由椭圆轨道变成圆轨道的过程中机械能不变 B ．在椭圆轨道上由Q 点运动到P 点，机械能减少 2.在光滑的水平面内有一沿x 轴的静电场，其电势?随x 坐标值的变化图线如图所示，一质量为m 带电荷量为q 的带正民的小球（可视为质点）从O 点以初速度0v 沿轴正向移动。下列说法中准确的是：（ ） A ．若小能运动到1x 处，则该过程中小球所受到的电场力逐渐增大 B ．若带电小球从1x 处运动到3x 的过程中，电势能先减少后增大 C ．若该小球能运动到4x 处，则初速0v 至少为m /20?? D ．若0v 为m /20??，带电粒子在运动过程中的最大速度为m /60?? 3.如图所示，质量为M 的斜面体静止在粗糙的水平面上，斜面体的两个斜面均是光滑的，顶角为直角，两个斜面的倾角分别为α、β，且α>β.两个质量均为m 的物体P 、Q 分别在沿斜面向上的力F 1、F 2的作用下处于静止状态．则以下说法中准确的是( ) A ．水平地面对斜面体的静摩擦力方向水平向左 B ．水平地面对斜面体有摩擦力 C ．地面对斜面体的支持力等于(M ＋2m )g D ．地面对斜面体的支持力等于(M ＋m )g 4.如图所示，质量均为m 的两个木块P 、Q 叠放在水平地面上，P 、Q 接 触面的倾角为θ，现在Q 上加一水平推力F ，使P 、Q 保持相对静止一起向左做匀加速直线运动，则( ) A ．物体Q 对地面的压力一定为2mg B ．若P 、Q 之间光滑，则加速度a ＝g tan θ C ．若Q 与地面间的动摩擦因数为μ，则μ＝F 2mg D ．若运动中逐渐减小F ，则地面与Q 间的摩擦力也逐渐减小 5.如图甲所示，倾角为θ的充足长的传送带以恒定的速率v 0沿逆时针 方向运行．t ＝0时，将质量m ＝1 kg 的物体(可视为质点)轻放在传送带上，物体相对地面的v －t 图象如图乙所示．设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g ＝10 m/s 2.则( ) A ．传送带的速率v 0＝10 m/s B ．传送带的倾角θ＝30° C ．物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5 D ．0～2.0 s 摩擦力对物体做功W f ＝－24 J 6.如图所示，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC 是 以O 为圆心的一段圆弧，位于竖直平面内．现有一小球从一水平桌面的边缘P 点向右水平飞出，该小球恰好能从A 点沿圆弧的切线方向进入轨道．OA 与竖直方向的夹角为θ1，PA 与竖直方向的夹角为θ2.下列说法准确的是( ) A. tan θ1tan θ2＝2 B ．cot θ1tan θ2＝2 C ．cot θ1cot θ2＝2 D ．tan θ1cot θ2＝2 7.一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F 的作用下开始向上运动，如图甲所示．在物体运动过程中，空气阻力不计，其机械能E 与位移x 的关系图象如图乙所示，其中曲线上点A 处的切线的斜率最大．则( ) A ．在x 1处物体所受拉力最大 B ．在x 2处物体的速度最大 C ．在x 1～x 3过程中，物体的动能先增大后减小 D ．在0～x 2过程中，物体的加速度先增大后减小 8.在如图所示的倾角为θ的光滑斜面上，存有着两个磁感应强度大小均为B 的匀强磁场，区域Ⅰ的磁场方向垂直斜面向上，区域Ⅱ的磁场方向垂直斜面向下，磁场的宽度均为L ，一个质量为m 、电阻为R 、边长也为L 的正方形导线框，由静止开始沿斜面下滑，t 1时刻ab 边刚越过GH 进入磁场Ⅰ区，此时线框恰好以速度v 1做匀速直线运动；t 2时刻ab 边下滑到JP 与MN 的中间位置，此时线框又恰好以速度v 2做匀速直线运动．重力加速度为g ，下列说法中准确的是( ) A ．线框两次匀速直线运动的速度之比v 1∶v 2＝2∶1 B ．从t 1到t 2过程中，线框中通过的电流方向先是a →d →c →b ，然后是a →b →c →d C ．从t 1到t 2过程中，线框克服安培力做功的大小等于重力势能的减少量 D ．从t 1到t 2过程中，有3mgL sin θ2＋m v 2 1－v 22 2 的机械能转化为电能 9.如图所示，理想变压器初级线圈接一正弦式交变电流，交变电流的电压有效值恒定不变．则下列说法中准确的是( ) A ．只将S 1从2拨向1时，电流表示数变小 B ．只将S 2从4拨向3时，电流表示数变小 C ．只将S 3从闭合变为断开，电阻R 2两端电压增大 D ．只将变阻器R 3的滑动触头上移，变压器的输入功率减小 10.下列说法准确的是（ ） A ．普朗克以前大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子 B ．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一 C ．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大 D ．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，所以，光子散射后波长变短 二、填空与实验题（本题2小题） 11.图中K 是密封在真空玻璃管内的金属电极，它受光照射后能释放出电子；W 是能够透光的窗口，光线通过它可照射到电极K 上；C 是密封在真空玻璃管内圆筒形的收集电极，它能收集K 所发出的光电子．R 是接在电池组E （电压充足高）两端的滑动变阻器，电极K 通过导线与串联电池组的中心端O 连接；G 是用于测量光电流的电流计．已知当某一特定频率的单色光通过窗口照射电极K 时，能产生光电子．当滑动变阻器的滑动接头处在某一点P 时，能够测到光电流，当滑动头向右移动时，G 的示数增大，使滑动头继续缓慢向右持续移动时，电流计G 的示数变化情况是： ．当滑动变阻器的滑动接头从P 点缓慢向左持续移动时，电流计G 的示数变化情况是： ．

北京市高中物理(力学)竞赛第30届(2017)决赛试题与解答

第30届北京市高中力学竞赛决赛试题 一、填空题 1．观察火箭的发射，火箭单位时间内喷出质量为ρ的燃料，喷出燃料相对于火箭的速度为u ，ρ、u 不变。随着火箭上升的速度不断变大，火箭所受推力的大小变化情况是， 理由是。 2．男子花样滑冰中的一个高难动作是：跳起，空中旋转4周落下。解说员说，这需要滑行速度足够大，使运动员惯性大才能完成转4周。你对这说法的评论是 。 3．以初速度v 0竖直上抛一物体，物体所受空气阻力与速度成正比。试画出物体从抛出到落回原地过程中的速度——时间图线。（要求体现上升下降两段运动特点即可） 4．细线绕在半径为R 的定滑轮上，线的一端吊一物体，物体释放后下降的距离满足的规律是h =12 at 2, a 为加速度，t 时刻滑轮边缘一点加速度的大小是。 5．小球A 沿光滑水平面自西向东运动，与一同样质量的静止小球B 发生完全弹性碰撞，后A 球运动方向为东偏北θ1角，B 球运动方向为东偏南θ2角，θ1与θ2的关系为。解题方程为。 6．倾角为θ，高为h 的斜面顶端放置一小细钢环，钢环释放后沿斜面无滑滚下，钢环与水平地面的碰撞是完全弹性的，钢环弹起的高度为，解题方程为。 二、计算题 7．如图1所示，滑轮上绕一不可伸长的绳，绳上悬一轻质弹簧，弹性系数为k ， 弹簧另一端挂一质量为m 的物体.当滑轮以匀角速度转动时，物体以匀速v 0下降.若将 滑轮突然停住，试求弹簧的最大伸长及最大拉力是多少？ 8．质量为m 0的卡车上载一质量为m 的木箱，以速度v 沿平直路面行驶，因故 突然刹车，车轮立即停止转动，卡车滑行一定距离后静止，木箱在卡车上相对于卡 车滑行了 l 距离，卡车滑行的距离为L 。己知木箱与卡车间的滑动摩擦系数为μ1，卡 车轮和地面的每 动摩擦系数为μ2。 （1）如果L 和l 已知，试分别以木箱、卡车和地面为参考系讨 论木箱和卡车间 的摩擦力f 、f ′，所做的功及其做功之和，试说明摩擦力做功的特点。 （2）求L 和l 。 9．物理科学是实验科学，通过观察、归纳，然后猜想演绎最后实验验证。开普勒观察归纳总结出开普勒三 定律，请你由此出发将地球绕太阳运动简化为圆周运动，用牛顿定律猜测推理出万有引力大小正比于1R 2 。（R 是太阳中心到地球中心的距离）

高二物理会考模拟题(修改)

v t 2015年高二物理会考模拟题 考生须知： 1．全卷分试卷I 、Ⅱ．试卷共7页，有三大题，满分100分，考试时间90分钟． 2．本卷答案必须做在答卷I 、Ⅱ的相应位置上。 3．请用钢笔或圆珠笔将姓名、准考证号填写在答卷工、Ⅱ的相应位置上 4.本卷中g 均取10m ／s 2． 试 卷 I 一、选择题(本大题每小题2分，共40分。每小题中只有一个选项是符合题意的。其中第1—16小题为所有考生必做,第17----20小题为(选修1-1)模块；第21---24小题为(选修3-1)模块, 考生可任选其中一个模块作答，如果都做，按(选修1-1)模块给分。 1、宋代诗人陈与义乘小船出游时曾写了一首诗，其中两句是：卧看满天云不动，不知云与我俱东.从描述运动的角度，“不知云与我俱东”的参考系是 （ ） A 河岸 B 小船 C 云朵 D 作者 2、下列情形中的物体可以看作质点的是……………………… （ ） A.跳水冠军郭晶晶在跳水比赛中 B.一枚硬币用力上抛，猜测它落地时是正面朝上还是反面朝上 C.奥运会冠军邢慧娜在万米长跑中 D 花样滑冰运动员在比赛中 3、如图所示，作直线运动的物体在t 1、t 3两时刻对应的纵坐标绝对值相同，下 列正确的说法是： （ ） A ．t 1、t 3两时刻速度相同 B ．t 2时刻速度和加速度均为零 C ．t 1、t 3两时刻加速度等值反向 D ．图象中各时刻加速度均相同 4、如图所示的各图象中，正确反映初速度为零的匀加速直 线运动的图像是 （ ） 第4题图 第3题图

5、在平直公路上，一辆汽车的位移s （m ）随时间t （s ）变化的规律为： 2 t 41t 10s -=，则下列说法正确的是 （ ） A 、汽车作匀加速直线运动， B 、汽车的初速度为10 m/s C 、汽车的加速度为0.25 m/s 2 D 、不能判断汽车做何种运动 6、一物体从高处自由下落，经2秒落地，则该物体下落1秒时，离地高度（ ） A 、5米 B 、10米 C 、15米 D 、18米 7、已知两力的合力为6N ，这两个力可能是 （ ） A 、2N 、3N B 、1N 、8N C 、6N 、6N D 、2N 、9N 8、下列说法正确的是 （ ) A.运动物体所受的摩擦力方向，一定跟运动方向相反 B.两物体相互接触，就一定有弹力的相互作用 C.物体本身就有重力，所以重力没有施力物体 D.两物体间有弹力的作用，就一定发生形变 9、如图所示，水平地面上的木块在拉力F 作用下，向右做匀速直线运动，则物体受到地面对它的支持力和重力的合力方向为 （ ） A.竖直向下 B.竖直向上 C.水平向左 D.水平向右 10、如图所示，用网球拍打击飞过来的网球，网球拍打击网球的力 （ ） A ．大于球撞击网球拍的力 B ．小于球撞击网球拍的力 C ．比球撞击网球拍的力更早产生 D.与球撞击网球拍的力同时产生 11、对于匀速圆周运动的物体，下列物理量中不断变化的是 （ ） A. 转速 B.角速度 C.周期 D. 线速度 12、将铅球斜向上推出后，铅球沿曲线运动，这是因为： （ ） A ．铅球的惯性不够大 B ．铅球所受的重力太大 C ．铅球被推出时的速度较小 D ．铅球所受重力与速度方向不在同一直线上 13、两物体做平抛运动的初速度之比为3：1，若它们的水平射程相等，则它们的抛出点离地面高度之比为： ( ) A ．3:1 B ．1：3 C ．1：9 D ．9：1 14、下列说法正确的是 （ ） A.行星绕太阳的椭圆轨道可近似看作圆轨道，向心力来源于太阳对行星的引力 B.太阳对行星引力大于行星对太阳引力,所以行星绕太阳运转而不是太阳绕行星运转 C 万有引力定律适用于天体，不适用于地面上的物体 第9题 F 右 左 第10题

高二物理竞赛试题及答案

1.宇宙飞船进入预定轨道并关闭发动机后，在太空运行，在这飞船中用天平测物体的质量，结果是（） A.和在地球上测得的质量一样大B比在地球上测得的大C比在地球上测得的小D测不出物体的质量 2.秋高气爽的夜里，当我仰望天空时会觉得星光闪烁不定，这主要是因为：（） A.星星在运动B地球在绕太阳公转C地球在自转D大气的密度分布不稳定，星光经过大气层后，折射光的方向随大气密度的变化而变化 3.1999年以美国为首的北约军队用飞机野蛮地对南联盟发电厂进行轰炸时，使用了一种石墨炸弹，这种炸弹爆炸后释放出大量的纤维状的石墨覆盖在发电厂的设备上，赞成电厂停电。这种炸弹的破坏方式主要是：（） A.炸塌厂房B炸毁发电机C使设备短路D切断输电线 4.小刚家中的几盏电灯突然全部熄灭了，检查保险丝发现并未烧断，用测电笔测试各处电路时，氖管都发光。他对故障作了下列四种判断，其中正确的是：（） A.灯泡全部都烧坏B进户零线断路C室内线路发生短路D进户火线断路 5.下列物体都能导热，其中导热本领的是：（） A.铁管B铝管C铜管D热管 6.室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图可确定：（）

A桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆B桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆C桶中有两个杠杆在起作用，用都是省力杠杆D桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆 7.小明拿着一个直径比较大的放大镜伸直执行手臂观看远处的物体，可以看到物体的像，下面说法中正确的是：（） A.射入眼中的光一定是由像发出的B像一定是虚像C像一定是倒立的D像一定是放大的 8.生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子，用来增加进入镜筒的光强。如果小镜子的镜面可以选择，在生物课上使用时，效果的是：（） A.凹型镜面B凸型镜面C平面镜面D乳白平面 9.小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住磁体的位置应在：（） A.磁体的重心处B磁体的某一磁极处C磁体重心的北侧D磁体重心的南侧 10.小红家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器，上面写着下表中的一些数据，在以下几种说法中，正确的是：（） A.漏电电流大于30mA，保护器会在0.1秒之内切断电源 B.漏电持续时间超过0.1秒时保护器才能动作 C.当漏电电流达到15mA时就能起到可靠的保护作用 D.只有当进户电压大于220V或用电电流大于20A 时，才能起保护作用