一、选择题（每题4分，共48分。有的小题有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全对的得4分，选对不全的得2分，有错的或不答的得0分）

1.掌握处理物理问题的思想与方法是物理学习的重要部分，下列关于物理学思想与方法的说法中错误的是（ ）

A.在实验探究牛顿第二定律中a与F、m间关系时，采用的是控制变量法

B.在不需要考虑物体本身大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法

C.根据速度定义式
，当△t非常小时，
就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法

D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法

2. 如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止；现用力F沿斜面向上推A，但AB并未运动。下列说法正确的是（ ）

A．A、B之间的摩擦力可能大小不变

B．A、B之间的摩擦力一定变小

C．B与墙之间可能没有摩擦力

D．弹簧弹力一定不变

3.在光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行。一质量为m、电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平速度v0进入该正方形区域，当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为（ ）

A．0 B．

C．
D．

4.在场强大小为E的匀强电场中，一质量为m、带电量为+q的物体以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动，其加速度大小为0.8qE/m，物体运动s距离时速度变为零，则（ ）

A．物体克服电场力做功qEs

B．物体的电势能减少了0.8qEs

C．物体的电势能增加了qEs

D．物体的动能减少了0.8qEs

5.一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图（a）所示，曲线上A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出，如图（b）所示，则在其轨迹最高点P处的曲率半径是( )

A．
B．

C．
D．

6．引力做功与引力势能的变化同重力做功和重力势能的变化类似。物体在引力场中具有的能叫做引力势能（定义为
），G为引力常量，M为地球的质量，m为物体的质量，r为物体到地球中心的距离，物理学中经常把无穷远处定义为引力势能的零势能点。若一颗质量为m的人造地球卫星沿圆形轨道环绕地球飞行，由于受空气阻力的作用，当卫星的轨道半径r1减小到r2，空气阻力做的功为Wf。在下面给出的Wf的表达式中，有一个是合理的。关于此过程中空气阻力做的功Wf你可能不会求解，但是你可以通过一定的物理分析，对下列表达式的合理性做出判断。根据你的判断，Wf的合理表达式应为（ ）

A．
B．

C．
D．

7.如图所示为宇宙中一个恒星系的示意图中，A为该星系的一颗行星，它绕中央恒星O运行的轨道近似为圆，天文学家观测到A行星运行的轨道半径为R0，周期为T0.长期观测发现，A行星实际运行的轨道与圆轨道总存在一些偏离，且周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离。天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在一颗未知的行星B（假设其运行轨道与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同），它对A行星的万有引力引起A行星运行轨道的偏离，根据上述现象及假设，对未知行星B的运动的有关量的预测正确的是（ ）

A.
B.

C．
D．

8．如图所示，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻两等势面间的电势差相等。光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动，杆上套有一个带正电的小滑块（可视为质点），滑块通过绝缘轻弹簧与固定点O相连，并以某一初速度从M点运动到N点，OM

A．滑块从M到N的过程中，速度可能一直增大

B．滑块从位置1到2的过程中，电场力做的功比从位置3到4的小

C．在M、N之间的范围内，可能存在滑块速度相同的两个位置

D．在M、N之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的三个位置

9.如图所示，电荷均匀分布在半球面上，它在这半球的中心O处电场强度等于E0.两个平面通过同一条直径，夹角为α，从半球中分出一部分球面，则所分出的这部分球面上（在“小瓣”上）的电荷在O处的电场强度为（ ）

A.
B．

C．
D．

10.有一静电场，其电势随x坐标的改变而改变，

变化的图线如右图所示。 若将一带负电粒子（重力不计）从坐标原点O由静止释放，电场中P、Q两点的坐标分别为1mm 、4mm。则下列说法正确的是：（ ）

A．粒子将沿x轴正方向一直向前运动

B．粒子经过P点与Q点时，动能相等

C．粒子在P点与Q点加速度大小相等、方向相反

D．粒子经过P点与Q点时，电场力做功的功率相等

11.如图所示，电源电动势为E，内电阻为r，开始时滑动变阻器的滑动触头P处于滑动变阻器的中点，三个灯泡恰好正常发光，且亮度相同，下列说法中正确的是（ ）

A．三灯泡的额定功率相同

B．三个灯泡的额定电压相同

C．三个灯泡按电阻从大到小的顺序排列是L1、L2、L3

D．当滑动触头P向a滑动时。灯L1和L3变亮，L2变暗

12.如图所示的电路中，电源内阻不可忽略，当滑动变阻器滑片处在某一位置时，电流表的读数为I=0.5A，电压表V1的读数为U1=1V，电压表V2的读数为U2=2V。则左右任意移动滑动变阻器的滑片后，三个电表可能得到的读数是（ ）

A．I=2A U1=2V U2=0V

B．I=1A U1=1.6V U2=3V

C．I=0.3A U1=0.9V U2=2.1V

D．I=0.2V U1=0.8V U2=2.4V

二、填空实验题（每空2分，共20分）

13.如图所示电路中R1=12Ω，R2=6Ω，滑动变阻器R3上标有“20Ω 2A”字样，理想电压表的量程有0～3V和0～15V两挡，理想电流表的量程有0～0.6A和0～3A两挡。

闭合电键S，将滑片P从左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2.5V和0.3A；继续向右移动滑片P到另一位置，电压表指针指在满偏的1/3，电流表指针指在满偏的1/4，则此时电流表示数为_____A,该电源的电动势为______V。

14. 一次课外活动中，某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板间的动摩擦因数。已知铁块A的质量mA=1kg，金属板B的质量mB=0.5kg。用水平力F 向左拉金属板B，使其向左运动，弹簧秤的示数如图甲所示，则A、B间的摩擦力Fμ=_____N，A、B间的动摩擦因数μ= 　。（g取10m/s2）。该同学还将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一系列的点，测量结果如图乙所示，图中各计数点间的时间间隔为0.1s，可求得拉金属板的水平力F= N

15. 图中的电路可用于测量一节干电池的电动势E和内电阻r，还可以测量某个电表的内电阻．图中A是电流表，其内阻并不是

很小；V是电压表，其内阻并不是很大．R是一个限流电阻，阻值未知．开始实验之前，3个开关K1、K2、K3都处于断开状态。现在开始实验：

(1)闭合K1，K3打向1，测得电压表的读数U0，电流表的读数为I0；这个步骤的目的是为了测定__________?请列出其表达式：　　　。

(2)闭合K1，K3打向2，测得电压表的读数Ｕ1；这个步骤的目的是为了建立计算电池电动势E和内阻r的一条表达式，结合你在①中列式所用的物理量，列出此表达式：　　　　　　　　　。

(3)闭合K1、K2；K3仍打向2，测得电压表的读数Ｕ2，电流表的读数为I2；这个步骤的目的是为了建立计算电池电动势E和内阻r的另一条表达式，结合你在(1)中列式所用的物理量，列出此表达式：　　　　　　　　　　　　　 。

(4)为什么在确立计算电池电动势Ｅ和内阻r的一条计算式时，实验步骤不采用闭合K1、K2、K3打向1的做法？　　　　　　　　　　　　　　　。

三、计算题（共3小题，其中16题8分，17题、18题各12分）解答要写出必要的文字说明和过程，只有结果没有过程的不给分。）

16.质量为1kg的物块静止在水平面上，从某时刻开始对它施加大小为3N的水平推力，4s内物体发生的位移为16m，此时将推力突然反向但保持大小不变，g取10m/s2，求：

（1）再经2s物体的位移大小；

（2）在前6s内推力对物体所做功的总功。

17.如图，P、Q为某地区水平地面上的两点，在P点的正下方一球形区域内储藏有石油。假定区域周围岩石均匀分布，密度为ρ，石油密度远小于ρ，可将上述球形

区域视为空腔。如果没有这一空腔，则该地区重力加速度（正常值）沿竖直方向；当存在空腔时，该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏离。重力加速度在原竖直方向（即PO方向）上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常”。为了探寻石油区域的位置和石油储量，常利用P点附近重力加速度反常现象。已知引力常量为G。

（1）设球形空腔体积为V，球心深度为d（远小于地球半径），PQ=x，求空腔所引起的Q点处的重力加速度反常。

（2）若在水平地面上半径为L的范围内发现，重力加速度反常值在δ与kδ(k>1)之间变化，且重力加速度反常的最大值出现在半径为L的范围的中心。如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积。

18. 质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的质谱装置示意如图，M、N为两块水平放置的平行金属极板，板长为L，板右端到屏的距离为D，且D远大于L，O′O为垂直于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离O′O

的距离。以屏中心O为原点建立直角坐标系，其中x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。（1）设一个质量为m0、电荷量为q0的正离子以速度v0沿O′O的方向从O′点射入，板间不加电场和磁场时，离子打在屏上O点。若在两极板间加一沿+y方向场强为E的匀强电场，求离子射到屏上时偏离O点的距离y0；（2）假设你利用该装置探究未知离子，试依照以下实验结果计算未知离子的质量数。上述装置中，保留原电场，再在板间加沿-y方向的匀强磁场。现有电荷量相同的两种正离子组成的离子流，仍从O＇点沿O′O方向射入，屏上出现两条亮线。在两线上取y坐标相同的两个光点，对应的x坐标分别为3.24mm和3.00mm，其中x坐标大的光点是碳12离子击中屏产生的，另一光点是未知离子产生的。尽管入射离子速度不完全相等，但入射速度都很大，且在板间运动时O′O方向的分速度总是远大于x方向和y方向的分速度

公主岭一中2014—2015学年度第一学期学科竞赛测试

高二物理试卷答案 命题人: 张国光

选择题

题号

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10



选项

B

AD

D

CD

C

D

AB

AC

C

B



题号

11

12



















选项

D

D



















填空实验题

13.(1)0.15 (2)7.5

14.(1)3.00(2)0.30(3)4.0

15.（10分）(1)电压表的内阻ＲＶ，ＲＶ＝????? （4分）(2)Ｅ＝ I0r＋Ｕ１??????????????? （2分）(3)Ｅ＝（ I0+I2）r＋Ｕ２????????? （2分）(4)由于电流表内阻的影响而造成所测电池的内阻误差较大(偏大)。 （2分）

计算题

16. 物体初速度为零，经过4s时间位移为16m，由匀变速直线运动的位移时间关系式：x=
at2，解得：a=2m/s2?此过程物体水平方向仅受向前的推力F与向后的摩擦力f，根据牛顿第二定律有：F-f=ma解得：f=1N当推力反向时由牛顿第二定律得：F+f=ma1得：a1=4m/s2?物体在4秒末物体速度：v=at=8m/s推力反向t1=2s后的速度根据所速度时间关系式：v末=v-a1t1=0所以再经2s物体速度为零．（2）前4s内的位移x1=16m后两秒内的位移：x2=
×2s=8m在前6s内推力对物体所做的总功为WF=Fx1-Fx2=24J答：（1）再经2s物体的速度为0（2）在前6s内推力对物体所做的总功为24J

17. （1）如果将近地表的球形空腔填满密度为ρ的岩石，则该地区重力加速度便回

到正常值．因此，重力加速度反常可通过填充后的球形区域产生的附加引力
=m△g①来计算，式中的m是Q点处某质点的质量，M是填充后球形区域的质量，M=ρV②．而r是球形空腔中心O至Q点的距离r=
③△g在数值上等于由于存在球形空腔所引起的Q点处重力加速度改变的大小．Q点处重力加速度改变的方向沿OQ方向，重力加速度反常△g′是这一改变在竖直方向上的投影△g′=
④联立以上式子得△g′=
，⑤（2）由⑤式得，重力加速度反常△g′的最大值和最小值分别为（△g′）max=
⑥

（△g′）min=
⑦由题设有（△g′）max=kg、（△g′）min=g⑧联立以上式子得，地下球形空腔球心的深度和空腔的体积分别为d=
，V=
答：（1）空腔所引起的Q点处的重力加速度反常是
（2）此球形空腔球心的深度是
，空腔的体积是

18. （1）离子在电场中受到的电场力???Fy=qE…①离子获得的加速度??????????????????
…②离子在板间运动的时间?????????????????
…③到达极板右边缘时，离子在+y方向的分速度??vy=ayt…④离子从板右端到达屏上所需时间??
…⑤离子射到屏上时偏离O点的距离?y=vyt'由上述各式，得????
…⑥（2）设离子电荷量为q，质量为m，入射时速度为v，磁场的磁感应强度为B，磁场对离子的洛伦兹力Fx=qvB…⑦已知离子的入射速度都很大，因而粒子在磁场中运动时间甚短．所经过的圆弧与圆周相比甚小，且在板中运动时，OO'分速度总是远大于在x方向

和y方向的分速度，洛伦兹力变化甚微，故可作恒力处理，洛伦兹力产生的加速度
…⑧ax是离子在x方向的加速度，离子在x方向的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动，到达极板右端时，离子在x方向的分速度
…⑨离子飞出极板到达屏时，在x方向上偏离O点的距离
…⑩当离子的初速度为任意值时，离子到达屏上时的位置在y方向上偏离O点的距离为y，考虑到⑥式，得