2010-2011学年吉林省长春市农安实验中学高二（上）竞赛物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

如图所示电路中，A、B是两个完全相同的灯泡，L是一个理想电感线圈，当S闭合与断开时，A、B的亮度情况是（ ）

A．S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭
B．S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭
C．S闭合足够长时间后，B发光，而A不发光
D．S闭合足够长时间后，B立即发光，而A逐渐熄灭

2. 难度：中等

足够长的光滑绝缘槽，与水平方向的夹角分别为α和β（α＜β），如图所示，加垂直于纸面向里的磁场，分别将质量相等，带等量正、负电荷的小球a和b，依次从两斜面的顶端由静止释放，关于两球在槽上的运动，下列说法中正确的是（ ）
A．在槽上a、b两球都做匀加速直线运动，a_a＞a_b
B．在槽上a、b两球都做变加速直线运动，但总有a_a＞a_b
C．a、b两球沿直线运动的最大位移分别为S_a、S_b，则S_a＜S_b
D．a、b两球沿槽运动的时间分别为t_a、t_b，则t_a＜t_b

3. 难度：中等

如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面．现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动．若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能（ ）

A．变为0
B．先减小后不变
C．等于F
D．先增大再减小

4. 难度：中等

如图所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处在与杆垂直的水平方向的匀强磁场中，现使滑环获得向右的初速度，滑环在杆上的运动情况可能是（ ）

A．始终作匀速运动
B．先作加速运动，后作匀速运动
C．先作减速运动，后作匀速运动
D．先作减速运动，最后静止在杆上

5. 难度：中等

如图所示，质量为m、带电量为+q的带电粒子（重力不计），以初速度v垂直进入相互正交的匀强电场E和匀强磁场B中，从P点离开该区域，此时侧向位移为s，则（ ）

A．粒子在P点所受的磁场力可能比电场力大
B．粒子的加速度为
C．粒子在P点的速率为
D．粒子在P点的动能为-qsE

6. 难度：中等

如图所示，带正电的小球穿在绝缘粗糙直杆上，杆倾角为θ，整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆斜向上的匀强磁场，小球沿杆向下运动，在a点时动能为100J，到C点动能为零，而b点恰为a、c的中点，在此运动过程中（ ）

A．小球经b点时动能为50J
B．小球电势能增加量可能大于其重力势能减少量
C．小球在ab段克服摩擦所做的功与在bc段克服摩擦所做的功相等
D．小球到C点后可能沿杆向上运动

7. 难度：中等

如图所示U-I图线上a、b、c各点均表示该电路中有一个确定的工作状态，b点α=β，则下列说法中正确的是（ ）

A．在b点时电源有最大输出功率
B．在b点时电源的总功率最大
C．从a→b时β角越大，电源的总功率和输出功率都将增大
D．从b→c时β角越大，电源的总功率和输出功率都将减小

8. 难度：中等

如图所示，四只完全相同的灯泡分别接在理想变压器的原、副线圈回路中，当原线圈的a、b两端接入有效值为U的交变电压时，四只灯泡均正常发光，则（ ）

A．灯泡的额定电压是
B．原线圈灯泡中的电流I₁、副线圈n₂灯泡中的电流I₂和副线圈n₃灯泡中的电流I₃之比为I₁：I₂：I₃=2：1：2
C．原副线圈的匝数比为n₁：n₂：n₃=4：2：1
D．a、b两端的输入功率P₁与两个副线圈的输出功率P₂和P₃之比为P₁：P₂：P₃=3：2：1

9. 难度：中等

如图所示电路中电表都是理想电表．某同学按此电路进行实验，将变阻器的滑动触片P移到不同位置，观察各电表的示数，记录下多组数据．关于该实验的下列说法中正确的是（ ）

A．过实验，能够测定R₂和R₃的阻值，不能测定R₁的阻值
B．通过实验，能够测定电源电动势E的大小，但不能测定电源内阻r的值
C．若调节滑动变阻器Rp时，电压表V₂示数始终为零，其它三个电表读数有变化，可能原因是R₁发生断路故障
D．若调节滑动变阻器时各电表示数均不变，可能原因是R₂发生断路故障

10. 难度：中等

如图所示为磁流体发电机的原理图：将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压，如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表示数为I，那么板间电离气体的电阻率为（ ）
A．
B．
C．
D．

二、解答题

11. 难度：中等

用以下器材测量一待测电阻R_x的阻值（900～1000Ω）：
电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；
电压表V₁，量程为1.5V，内阻r₁=750Ω；
电压表V₂，量程为5V，内阻r₂=2500Ω；
滑线变阻器R，最大阻值约为100Ω；
单刀单掷开关K，导线若干．
（1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的，试画出测量电阻R_x的一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）．
（2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线．
（3）若电压表V₁的读数用U₁表示，电压表V₂的读数用U₂表示，则由已知量和测得量表示R_x的公式为R_x=______．

12. 难度：中等

如图所示，在直角坐标系的第一、四象限内有垂直于纸面的匀强磁场，第二、三象限内有沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，y轴为磁场和电场的理想边界．一个质量为m，电荷量为e的质子经过x轴上A点时速度大小为v，速度方向与x轴负方向夹角为θ=30°．质子第一次到达y轴时速度方向与y轴垂直，第三次到达y轴的位置用B点表示，图中未画出．已知OA=L．
（1）求磁感应强度大小和方向；
（2）求质子从A点运动至B点时间．

13. 难度：中等

如图甲所示，不计电阻的“U”形光滑导体框架水平放置，框架中间区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T，有一导体杆AC横放在框架上，其质量为m=0.10kg，电阻为R=4.0Ω．现用细绳栓住导体杆，细绳的一端通过光滑的定滑轮绕在电动机的转轴上，另一端通过光滑的定滑轮与物体D相连，物体D的质量为M=0.30kg，电动机的内阻为r=1.0Ω．接通电路后，电压表的示数恒为U=8.0V，电流表的示数恒为I=1.0A，电动机牵引原来静止的导体杆AC平行于EF向右运动，其运动的位移-时间图象如图乙所示．取g=10m/s²．求：匀强磁场的宽度；

14. 难度：中等

如图为装置的垂直截面图，虚线A₁A₂是垂直截面与磁场区边界面的交线，匀强磁场分布在A₁A₂的右侧区域，磁感应强度B=0.4T，方向垂直纸面向外，A₁A₂与垂直截面上的水平线夹角为45°．在A₁A₂左侧，固定的薄板和等大的挡板均水平放置，它们与垂直截面交线分别为S₁、S₂，相距L=0.2m．在薄板上P处开一小孔，P与A₁A₂线上点D的水平距离为L．在小孔处装一个电子快门．起初快门开启，一旦有带正电微粒通过小孔，快门立即关闭，此后每隔T=3.0×10^-3s开启一次并瞬间关闭．从S₁S₂之间的某一位置水平发射一速度为v的带正电微粒，它经过磁场区域后入射到P处小孔．通过小孔的微粒与档板发生碰撞而反弹，反弹速度大小是碰前的0.5倍．
（1）通过一次反弹直接从小孔射出的微粒，其初速度v应为多少？
（2）求上述微粒从最初水平射入磁场到第二次离开磁场的时间．（忽略微粒所受重力影响，碰撞过程无电荷转移．已知微粒的荷质比．只考虑纸面上带电微粒的运动）