茂名一中2008-2009学年智科竞赛高二物理试卷 命题人罗料考试时间：120分钟 试卷满分：150分一、 选择题：本题共6小题，每小题6分，共36分，在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一项是正确的，有的小题有多项是正确的。
把正确的选项前面的英文字母序号填涂在 答题卡上，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分。
1、如图所示是发现中子的实验过程，关于“不可见射线”的性质和从石蜡中“打出的粒子”的名称，下述说法中正确的是（ ）A 、这种“不可见射线”是质子流，从石蜡中“打出的粒子”是中子．B 、这种“不可见射线”是中子流，从石蜡中“打出的粒子”是质子．C 、这种“不可见射线”是γ射线，从石蜡中“打出的粒子”是中子．D 、这种“不可见射线”是β射线，从石蜡中“打出的粒子”是质子． 2、一小球以初速度 9.8 m/s 在一光滑斜面的底边沿与底边成 300的方向贴着斜面射出。
小球始终与斜面接触，2秒后小球回到底边，则斜面的倾斜角为（ ）A 、300B 、370C 、4503、如图，A 、B 是一条电场线上的两点，若在某点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A 运动到B ，其速度随时间变化的规律如图所示．则( )A 、电场力F A ＜FB B 、电场强度E A = E BC 、电势 U A ＜U BD 、电势能E A ＜E B4、两根平行的理想导电金属导轨水平放在方向向上的匀强磁场B 中，导轨间距为d 。
与导轨相连的电阻值为R 。
一每单位长度电阻为r 的导体棒在轨道上以速度v 滑动，导体棒与导轨保持角度为θ，求保持导体棒运动的外力大小为（ ）A 、）（dr R v d B F 22+= B 、）（θsin dr R v d B F 22+= C 、）（θθsin dr R sin v d B F 222+= D 、）（θcos dr R v d B F 22+=5、如图所示，一个三角形线圈以匀速进入一匀强磁场区 域，如图所示，以下说法正确的是（ ） （1）感应电流经电阻R 由P 流向Q （2）穿过线圈的磁通量以均匀增加 （3）感应电动势均匀增加 A 、（1） B 、（3） C 、（1）和（3） D 、（2）和（3）6、一质量为m 小物块以初速度0v 在光滑水平桌面上滑行，之后它平滑地滑上一质量为M 的光滑大物块，大物块可在桌面上自由滑行。
到达斜面的最高点后沿斜面下滑，则最高点的高度与从下面滑到低端的速度大小为（ ）A 、）（M m mv 2g 1h 20+= 0v M m M v +=B 、）（M m mv 2g 1h 2+= 0v M m M -m v += C 、）（M m Mv 2g 1h 20+= 0v M m M v += D 、）（M m Mv 2g 1h 20+= 0v M m M -m v += 二、填空题 把答案填在题中的横线上7、（10分）英国剑桥大学物理系为了纪念卡文迪许，该系有一著名实验室——卡文迪许实验室，于十九世纪末期由电磁场理论奠基人麦克斯韦筹建，在几代科学家的努力下成为英国诺贝尔奖摇篮，请列举至少两位与该实验室相关的科学家名字及成就： 。
8、（10分）已知太阳光从太阳传到地球的时间大概为8min ，万有引力常量113126.6710G m kg s ---=⨯⋅⋅，一位同学根据此能估算出太阳的质量M 。
请写出他估算的公式： 计算结果：9、（10分）在国际单位制中，库仑定律写成122q qF k r=，式中静电力常量9228.9810k N m C -=⨯⋅⋅，电荷量q 1和q 2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122q q F r=，式中距离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122q qF r=，式中距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿，由此式可这义一种电荷量q 的新单位。
当用米、千克、秒表示此新单位时，电荷新单位= ；新单位与库仑的关系为1新单位= C 。
三、解答题 解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后结果的不能得分。
有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
10、（12 分）静止在水平地面上的木箱，质量为50kg 。
若用F=400N 的水平恒力推它，可以在5s 内使它移动s=50m 。
若用大小仍为400N 、而方向与水平方向夹角为370斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动，使木箱能够到达50m 远处，则拉力的作用时间最少是多少？（cos370=0.8，sin370=0.6）某同学是这样解的：当拉力水平时：由运动学公式得2221/455022s m t s a =⨯==由牛顿第二定律：F —μmg=ma 1 4.010504504001=⨯⨯-=-=mg ma F μ当拉力斜向上时：设加速度大小为a 2在水平方向由牛顿第二定律：Fcos370—μmg=ma 2202/4.25010504.08.040037cos s m m mg F a =⨯⨯-⨯=-=μ由运动学公式， s=21at 2解得拉力作用时间的最少时间是：s a s t 45.64.250222≈⨯==你认为这位同学的解法是否合理？请说明理由；若不合理，请用你自己的方法算出正确结果。
11、（12分）从地球的南极和北极同时发射一枚火箭，两火箭的初速度大小相同，均沿水平方向，如上图所示，经过h t 313=时间两火箭相距最远，求这最远距离。
地球上自由落体加速度可以认为是已知的，地球半径R=6400km 。
12、（20分）某同学在研究“物体做直线或曲线运动的条件”时，进行了如下的探究：让质量2kg 的物体（可看作质点）静止在xoy 光滑的水平面上原点O ，如图所示。
在t=0时刻对物体施加一个方向沿+x 方向大小为2N 的恒力F 1，在t=3s 时刻撤去F 1，同时对物体施加一个方向沿+y 方向大小为4N 的恒F 2，在t=5s 时刻撤去F 2远地点 远地点（1）试通过分析与计算，在图中画出物体在0～6s 内运动的轨迹示意图，在坐标轴上标出必要的坐标。
（2）若要物体在t=6s 时刻开始做匀速圆周运动，且要物体通过点P （19.5 0），要对物体施加多大的力？（结果保留两位有效数字，已知96.016cos ,27.016sin 00==）13、（20分）如图所示，A 是放置在光滑水平面上的滑块，其质量为M ，滑块的上端面是一水平台面，台面的长度和高度均为h ，滑块的侧面有一条长度为81圆周的圆弧形光滑槽，槽底跟水平面相切。
另有一条高为H 的固定光滑导轨，导轨的底端正好对准A 的滑槽。
B 是一个质量为m 的小球，m=0.4M ，它由导轨的顶端滑下，初速度为零。
试问：欲使小球撞击中A 的平台，高度比H/h 的数值范围是多少？14、（20分）一宇宙人在太空（万有引力可以忽略不计）玩垒球。
如图所示，辽阔的太空球场半侧为匀强电场E ，另半侧为匀强磁场B ，电场和磁场的分界面为垂直纸面的平面，电场方向与界面垂直，磁场方向垂直纸面向里，宇宙人位于电场一侧距界面为 h 的 P 点， O 为 P 点至界面垂线的垂足， D 点位于纸面上 O 点的右侧， OD 与磁场的方向垂直，OD=d ，如图所示。
垒球的质量 m ，电量 –q （q>0）。
( 1 ) 宇宙人是否可能自P 点以某个适当的投掷角（与界面所成的夹角）0α及恰当的初速度p v 投出垒球，使它经过D 点，然后历经磁场一次执行回至P 点？试探讨实现这一游戏，d 必须满足的条件并求出相应的0α、p v( 2 ）若宇宙人从P 点以初速度0v 平行于界面投出垒球，要使垒球击中界面上的某一点D 点，初速度0v 的指向与大小应如何？。
茂名一中2008-2009学年智科竞赛高二物理试卷(答题卷)7、（10分）请列举两位以上与该实验室相关的科学家名字及成就：8、（10分）估算的公式：计算结果：三、解答题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后结果的不能得分。
有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
9、（12分）10、（12分）远地点远地点12、（20分）（1）（2）（1）14、（2）茂名一中08-09学年高二物理竞赛试卷11参考答案：7、（1） 玻尔1922研究原子结构和辐射（2） 康普顿1927发现康普顿效应 （3）查德威克1935发现中子（4）G.P.汤拇逊1937电子衍射。
（每个5分）8、请写出他估算的公式： r T4m r Mm G 222π= （3分） r=ct （2分）计算结果： M=2×1030kg （5分） （数量级在29～31之间均给分）9、31122kg m s -⋅⋅ （5分） 51.0610-⨯(答51.0510-⨯也给分) （5分）10、11、（12分）解：从地球南极和北极同时发射的两枚火箭均沿椭圆轨道运行，地球位于椭圆轨道的一个焦点上，在椭圆轨道上运行的两枚火箭，当到达最远点时，此时两火箭相距最远。
设椭圆轨道的半长轴为a ，则两火箭相距最远R a l 24-= （2分）万有引力定律：R T R Mm G 20224π= ①（2分）g m R Mm G '2'=②（2分）由①②得：gR4T 20π=③ （2分） 0T 为火箭沿近地园轨道运行的周期,设火箭沿椭圆轨道运行的周期为T ，根据开普勒第三定律：20233T T R a =④ （2分）两火箭最远时，经历了T/2，即t=T/2 ⑤ （2分） 由③④⑤：R >⨯==m 101.8gR t a 73222π（1分） m 1092.5247⨯=-=R a l （1分）远地点远地点茂名一中08-09学年高二物理竞赛试卷1212、（20分）12.（1）（15分）0～3s 内，匀加速直线运动211/1a s m mF ==（1分） m t a 5.421x 211==（1分）s m t a /3v 111== （1分）3s ～5s ：物体做类平抛运动22y /2a s m mF ==m t a y 421y 221== m t v 6x 212== s m t a y y /4v 2== 5s ～6s ：物体做匀速运动 m t v 3x 313== m t v y 4y 33== 上述各式均1分 做图6分（各段轨迹形状画对各得1分，各段坐标正确标出，各得1分）（2）（5分）6s 后物体做匀速圆周运动的轨迹如图所示（2分）s m /5v v v 212y =+= 1分 016=α 1分AP=10m 5.2m cos162APR 0== 1分 9.6N 5.252R v m F 22=⨯== 2分13、（20分）14、（20分）。