山西省2016-2017学年高二下学期物理竞赛物理试卷

一、多选题

1. 难度：简单

一带电粒子射入一固定的带正电的点电荷Q的电场中，沿图中实线轨迹从a运动到b，a、b两点到点电荷Q的距离分别为r_a、r_b（r_a>r_b），不计粒子的重力，则可知

A. 运动粒子带负电

B. b点的场强大于a点的场强

C. a到b的过程中，电场力对粒子不做功

D. a到b的过程中，粒子动能和电势能之和保持不变

二、选择题

2. 难度：简单

如图所示，有一个位于光滑水平面的有界磁场，磁场宽度大于线圈边长。磁场的两侧边界MM’与NN’平行。一正方形线圈abcd进入磁场前的速度为v₁，当其完全进入磁场内时速度为v₂，设线圈完全离开磁场后的速度为v₃（运动过程中线圈ab边始终与磁场的两侧边界平行），则有

A. v₃＝v₁－v₂

B. v₃＝2 v₂－v₁

C. v₃＝（v₁－v₂）/2

D. 缺乏必要条件，无法确定

3. 难度：中等

如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接．不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g．则（ ）

A. a落地前，轻杆对b一直做正功

B. a落地时速度大小为

C. a下落过程中，其加速度大小始终不大于g

D. a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg

4. 难度：中等

下图是多用电表欧姆档的原理图，其中电流表的满偏电流为500 A，内阻R_g＝50 ，调零电阻R的最大阻值为30 k，固定电阻R₀＝50 ，电池电动势＝1.5 V，用它测量电阻R_x，能较准确测量的阻值范围是   

A. （1－4）k    B. （100－400）

C. （10－40）    D. （10－40）k

5. 难度：中等

两根光滑的金属导轨，平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨的下端接有电阻R，导轨自身的电阻可忽略不计。斜面处在一匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上。质量为m、电阻可不计的金属棒ab，在沿着斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,并上升h高度，如图所示.在这过程中 （    ）

A．作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于零

B．作用于金属棒上的各力的合力所做的功等于mgh与电阻R上发出的焦耳热之和

C．恒力F与安培力的合力所做的功等于零

D．恒力F与重力的合力所做的功等于电阻R上发出的焦耳热

6. 难度：中等

A、B两导体板平行放置，在t＝0时将电子从A板附近由静止释放．则在A、B板间加上下列哪个图所示的电压时，有可能使电子到不了B板（    ）

7. 难度：简单

如图所示，在通电密绕长螺线管靠近左端处，用绝缘细线吊一金属环a处于静止状态，在其内部也用绝缘细线吊一金属环b处于静止状态，两环环面均与螺线管的轴线垂直且环中心恰在螺线管中轴上，当滑动变阻器R的滑片P向左端移动时，a、b两环的运动情况将是

A. a右摆，b左摆，

B. a左摆，b右摆，

C. a右摆，b不动，

D. a左摆，b不动

8. 难度：简单

英国物体学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场，如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环放置，环内存在竖直向上的匀强磁场，环上套一带电荷量为的小球，已知磁感强度B随时间均匀增加，其变化率为，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功大小是

A. 0    B.     C.     D.

三、多选题

9. 难度：中等

如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n₁、n₂.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为U_ab和U_cd，则(　　)

A. U_ab∶U_cd＝n₁∶n₂

B. 增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小

C. 负载电阻的阻值越小，cd间的电压U_cd越大

D. 负载电阻的阻值越小，cd间的电压U_cd越小

四、选择题

10. 难度：简单

如图，半径为R的均匀带正电薄球壳，其上有一小孔A．已知壳内的场强处处为零；壳外空间的电场，与将球壳上的全部电荷集中于球心O时在壳外产生的电场一样．一带正电的试探电荷（不计重力）从球心以初动能E_k0沿OA方向射出．下列关于试探电荷的动能E_k与离开球心的距离r的关系图线，可能正确的是（  ）

A．    B．

C．    D．

五、简答题

11. 难度：中等

如图，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点，一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g。

（1）若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力；

（2）若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，然后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车，已知滑块质量,在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，求：

①滑块运动过程中，小车的最大速度V_m；

②滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小x。

12. 难度：困难

如图所示，空间有一水平向右的匀强电场，电场强度为E，现在一带正电的质量为m 的小球，其荷质比恰为g／E，它系于一长为L的绝缘细丝线的一端，细丝线的另一端悬挂于 O点，若将丝线拉直，使小球处于悬点左侧与O点等高处A点，由静止开始释放，求：

（1）小球运动到悬点右侧与悬点等高处B点时速度大小和此时细线中的张力大小。

（2）试计算分析小球能否绕O点在竖直面上做完整的圆周运动？

13. 难度：中等

如图所示，在同一水平面上放置平行长直导轨，导轨I部分相距L＝0.4 m，导轨II部分相距L／2，其上平行静止地分别放置可在导轨上无摩擦滑动的金属棒ab和cd，两棒质量均为m＝0.1 kg，电阻均为R＝1 ，棒与导轨接触良好，导轨电阻不计，导轨处于磁场方向竖直向下，大小为B＝1 T的匀强磁场中，现使金属棒ab以v₀＝10 m / s的初速向右开始运动，问：

（1）cd棒的最大加速度多大？

（2）若ab棒在导轨I部分时，cd棒已趋于稳定速度，求此时cd棒的稳定速度多大？

（3）在cd棒趋于稳定速度后，ab棒进入导轨II部分运动，则ab棒在滑行过程中还能产生的热量是多少？

（4）在cd棒趋于稳定速度后，ab棒恰进入导轨II部分时，令cd棒突然停止运动，ab棒继续运动直至停止的过程中，通过其横截面的电量为1 c，那么，ab棒在导轨上滑行的最大距离是多少？(假设两棒一直没有相碰)

14. 难度：困难

如图所示，直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内,O为圆心，GH为大圆的水平直径．两圆之间的环形区域(Ⅰ区)和小圆内部(Ⅱ区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场．间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔．一质量为m、电量    为＋q的粒子由小孔下方处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出    电场，由H点紧靠大圆内侧射入磁场．不计粒子的重力．

(1)求极板间电场强度的大小；

(2)若粒子运动轨迹与小圆相切，求Ⅰ区磁感应强度的大小；

(3)若Ⅰ区、Ⅱ区磁感应强度的大小分别为、,粒子运动一段时间后再次经过H点，求这段时间粒子运动的路程．