上海市第二十届高二物理竞赛试题和答案

上海市第二十届高二物理竞赛（陆行中学杯）

初 赛 试 题

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10m/s2。

一、单项选择题（每小题3分，共30分。每小题给出的四个选项中只有一个是正确的） 1．关于爱因斯坦的相对论和牛顿的经典力学，下列说法正确的是（ ）。 A．相对论证明经典力学是错误的

B．相对论效应在研究枪弹、飞机的速度时非常明显

C．相对论与经典力学都认为：时间、空间和质量都是相对的

D．任何理论都不是绝对的，相对论与经典力学适用于不同的范围

2．用一根长1m的轻质细绳将一幅质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（g取10m/s2）（ ）。

A．

1m 2 B．

2m 23m4

C．3m 2 D．

3．在一根细绳下串联着两个质量不同的小球，下面小球比上面小球质量大，当手提着绳上端沿水平方向使两球一起向右作匀加速运动时（空气阻力不计），下图中能正确表示两球状态的是（ ）。

4．阴极射线管是一种能从其阴极k发射出高速电子流的装置。如图所示的阴极射线管放在蹄形磁铁的N、S两极间，则此时电子束运动的轨迹（ ）。

A．向上偏转 B．向下偏转 C．向N极偏转 D．向S极偏转

1

5．如图所示，在张紧的绳上挂了a、b、c、d四个单摆，四个单摆的摆长关系为lc＞lb=ld＞la，先让d摆摆动起来（摆角不超过5°），则下列说法中正确的是（ ）。

A．d摆发生振动，其余摆均不动 B．所有摆均以相同频率振动 C．所有摆均以相同摆角振动 D．所有摆振动过程中机械能都相同

6．某直流电动机的额定功率为P，额定电压为U，转子线圈的电阻为R，当其正常工作时通过线圈的电流强度（ ）。

A．既等于P/U，也等于U/R B．等于P/U，但大于U/R C．等于P/U，但小于U/R D．既不等于P/U，也不等于U/R

7．已知电荷q均匀分布在半球面AB上，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，如图所示，M位于CD轴线上球面的外侧，且OM=ON=L=2R。已知M点的场强为E，则N点的场强为（ ）。

A．E C．

8．如图所示，半径为R，圆心在O处的圆柱体被两块相互平行的粗糙木板上下夹紧，现使上下两板分别以v1和v2的水平速度（v1＞v2）向右和向左运动，运动过程中圆柱体与木板之间无相对，滑动，则圆柱体圆心O运动的速度V和圆柱体转动的角速度ω分别为（ ）。

A．v1?v2，(v1?v2)/R

9．如图所示，有一个局限在半径为R的圆柱形范围内的匀强磁场，磁场以△B/△t=k的变化率均匀增大。将一根金属棒ab垂直于磁场方向放入该磁场中，金属棒的两端恰好在圆上，其两端与圆心O的连线相互垂直，则金属棒上的感应电动势（ ）。

B．(v1?v2)/2，(v1?v2)/R D．(v1?v2)/2，(v1?v2)/2R

C．(v1?v2)/2，(v1?v2)/R

kq?E L2kq 2Lkq?E D．2R2B．

12kR 22C．2kR

A．

B．

1k?R2 4D．0

10．如图所示，一个质量不计的气球B放在某容器A中，当气球内气体的压强为P时气球直径为D。现将容器中的空气全部抽出后，气球的直径增大了二分之一，此时气球的橡皮膜单位长度上所受到的张力（设气球内气体的温度不变）为（ ）。

11A．PD B．PD

241C．PD D．上述答案都不正确

6 2

二、多项选择题（每小题4分，共40分。每小题给出的四个选项中有两个或两个以上是正确的，请把正确的选项全选出来。每一小题全选对的得4分；选对但不全的得2分；有选错或不答的得0分）

11．如图所示是一个用门电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的简单防盗报警器。这个报警器的功能是：当放在保险箱前地毯下的按钮开关S被脚踩下而闭合、同时安装在保险箱里的光敏电阻R0被透入的光线照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声。则关于该电路工作情况的下列判断中，正确的有（ ）。

A．虚线方框中使用的是门电路是“与”门 B．虚线方框中使用的是门电路是“或”门 C．可调电阻R2较大时，报警器灵敏

D．定值电阻R1阻值设置越大，报警器越灵敏 12．氧气钢瓶充气后压强高于外界大气压，假设缓慢漏气时瓶内外温度始终相等且保持不变，忽略氧气分子之间的相互作用。在该漏气过程中瓶内氧气（ ）。

A．分子总数减少，分子总动能不变 B．密度降低，分子平均动能不变 C．吸收热量，膨胀做功 D．压强降低，不对外做功

13．在离地H=45m高处的某点以v0=15m/s的初速度分别向上、下、左、右、左上、左下、右上、右下等八个方向同时抛出八个小球，如图所示，则（ ）。

A．抛出后，各小球在空中运动阶段它们之间的距离随时间均匀增加 B．抛出后，各小球在空中运动阶段它们之间的距离随时间非均匀增加 C．1秒钟后，各小球形成一完整的圆形 D．2秒钟后，各小球形成一完整的圆形

14．如图所示，在场强大小为E的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为m电荷量为q的带负电小球，另一端固定在O点。把小球拉到使细线水平的位置A，然后将小球由静止释放，小球沿弧线运动到细线与水平成θ=60°的位置B时速度为零。以下说法正确的是（ ）。

A．小球重力与电场力的关系是mg=3Eq B．小球重力与电场力的关系是Eq=3mg

C．球在B点时，细线拉力为T=3mg

E D．球在B点时，细线拉力为T=2Eq

15．如图所示，接地的金属板右侧有固定的点电荷+Q，a、b是金属板右侧表面上的两点，下列说法中正确的是（ ）。

A．金属板右侧表面带负电，左侧表面带正电 B．金属板右侧表面带负电，左侧表面不带电 C．整个导体电势等于零

D．a、b两点的电场强度都不为零，且方向相同

O θ m,–q A B 3

16．两个不等幅的脉冲波在均匀介质中均以1.0m/s的速率沿同一直线相向传播，t=0时刻的图形如图所示，下图中小方格的边长为0.1m，则以下不同时刻，波形正确的是（ ）。

17．如图所示，两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力，A、B从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有（ ）。

A．当A、B加速度相等时，系统的机械能最大 B．当A、B加速度相等时，A、B的速度差最大 C．当A、B的速度相等时，A的速度达到最大 D．当A、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大

18．如图所示，一个质量为m、带电量为q的粒子从两带电平行板的正中间沿与匀强电场垂直的方向射入，不计粒子所受的重力。当粒子的入射速度为v时，它恰能穿过一电场区域而不碰到金属板上。现欲使质量为m、入射速度为v/2的粒子也能恰好穿过这一电场区域而不碰到金属板，在以下的仅改变某一物理量的方案中，可行的是（ ）。

A．使粒子的带电量减少为原来的四分之一 B．使两板间的电压减小到原来的一半 C．使两板间的距离增加到原来的两倍 D．使两极板的长度减小为原来的一半

19．A球的质量是mA，以某一速度v0沿光滑水平面向静止的B球运动，B球的质量是mB，A与B发生正碰，碰撞过程中机械能不损失，当mA和v0不变，而球质量取不同值时，下列说法中正确的是（ ）。

A．mB＝mA时，碰撞后B球的速度最大 B．mB＝mA时，碰撞后B球的动能最大

C．mB＜mA时，mB越小，碰撞后B球速度越大 D．mB＞mA时，mB越大，碰撞后B球动量越大

4

20．万有引力作用下的物体具有引力势能，取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为r时的引力势能为EP??GMmr（G为万有引力常量），设宇宙中有一半径为R的星

球，宇航员在该星球上以速度v0竖直向上抛出一质量为m的物体，不计空气阻力，经t秒

后落回手中，则（ ）。

A．在该星球表面上以B．在该星球表面上以2C．在该星球表面上以D．在该星球表面上以2

三、填空题（每小题5分，共30分）

21．如图L型轻杆通过铰链O与地面连接，OA＝AB＝6m，作用于B点的竖直向上拉力F能保证杆AB始终保持水平。一质量为m的物体以足够大的速度在杆上从离A点2m处向右运动，物体与杆之间的动摩擦因数与离开A点的距离成反比μ＝1/x。则物体运动到离开A点距离x＝________m时拉力F达到最小。此时F＝________ （g＝10m/s2）。

22．三个相同的金属小球1、2、3分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球1的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小仍为F，方向不变。则此时金属小球1的带电量为__________，由此可知n=________。

23．如图甲所示的电路中，R1

＝10Ω，R2＝30Ω，它们都是不随温度改变的定值电阻，两个相同的白炽灯它们的伏安特性曲线如图乙所示，电源电动势E＝8V，内阻不计。

当电键断开时通过灯泡的电流为______A；当电键闭合两个灯泡消耗的总功率为________W。

2v0Rtv0Rt2v0Rtv0Rt的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面 的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面 的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面 的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面

5

24．一机车汽笛的频率为650Hz。若机车静止，人以v=6.8m/s的速度向机车跑去时，人听到鸣笛的频率为________Hz；若人静止，机车以v′=15m/s的速度向人驶来时，人听到鸣笛的频率为________Hz（空气中的声速是u=340m/s）。

25．如图所示，宽度为L，水平放置的足够长的金属框架中接有电动势为ε，内阻为r的电源和阻值为R的电阻，框架上放置一质量为m、电阻也为R的金属杆，它可以在框架上无摩擦地滑动。匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于框架平

面向上。当单刀双掷电键掷向a后金属杆开始滑动，其运动的最大速度为vm=________；当金属杆以最大速度运动时将单刀双掷键掷向b，此后金属杆将滑行距离s=________后停止运动。

26．如图所示，质量为m=0.2kg的滑块可沿竖直轨道上下运动，滑块与轨道之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力都为f=0.5mg，轨道下方固定一劲度系数为k=100N/m的弹簧，弹簧的质量可忽略不计。让滑块从离弹簧h=0.4m高处由静止落下，滑块到达最低位置时弹簧被压缩的长度为________m；滑块第一次反弹后的最高点距最低位置的高度为________m。（g=10m/s2）

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上海市第二十届高二物理竞赛（陆行中学杯）

初 赛 试 题 答 卷 纸

学校 姓名 准考证号

（装 订 线）

一、单项选择题（每小题3分，共30分）

题号 答案

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 二、多项选择题（每小题4分，共40分）

题号 答案

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 三、填空题（每小题5分，共30分）

21．_________________；_________________。 22．_________________；_________________。

23．_________________；_________________。 24．_________________；_________________。

25．_________________；_________________。 26．_________________；_________________。

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上海市第二十届高二物理竞赛（浦东新区陆行中学杯）

初赛试题答案及评分标准

一、单项选择题（每小题3分，共30分）

题号 答案

1 D 2 C 3 A 4 B 5 B 6 C 7 D 8 D 9 A 10 D 二、多项选择题（每小题4分，共40分。选对但不全的得2分；有选错或不答的得0分）

题号 答案

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 AC BC AC BC BCD ABD BCD ACD BCD ABD 三、填空题（每小题5分，共30分。前一空2分，后一空3分）

21. 6 6mg/3

22.

?n?2?q（写成2q也对）

4

n=6

23. 0.3

24. 663

?25.

BL

26. 0.1

1.2

680

2?mR 33BL1/6

8

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/r51d.html