垫江中学2018年春期高二物理竞赛

考试时间90分 总分110分

一、 选择题（本题共12道小题，每小题4分，共48分，其中1—8题为单选题，9—

12题为多选题）

1.下列说法正确的是（ ）

A．布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映 B．没有摩擦的理想热机可以把吸收的能量全部转化为机械能 C．内能不同的物体，它们分子热运动的平均动能可能相同 D．知道某物质的摩尔质量和密度可求出阿伏加德罗常数

2342342.关于核反应方程90Th→91Pa＋X＋ΔE(ΔE为释放出的核能，X为新生成粒子)，已知

23490Th的半衰期为T，则下列说法错误的是( )

234234234A. 90Th的半衰期T由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关 B. 91Pa比90Th少1个中子，X粒子是从原子核中射出的，此核反应为β衰变 C. n mol90Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为3nNAΔE / 4 (N数值很大) D.90Th的比结合能为ΔE / 234

3. 如图甲所示，边长为L、总电阻为R的正方形导线框静置于光滑水平面上，cd边正中间有一个很小的豁口PQ，且导线框处于与水平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小B随时间t的变化规律如图乙所示。则下列说法正确的是（ ） A.在0～t0时间内，正方形导线框有收缩的趋势

3

t0B20L

B.在t＝时刻，ab边所受安培力大小为

22Rt0

B0L2

C.在0～t0时间内P、Q间的电势差为 t0

D.在0～t0时间内，P点电势低于Q点电势

4.研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生。由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极 K发射后将向阳极A作减速运动。光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出。当电流计示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压U0。在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是（ ） ．．

2342345. 如图所示，两个垂直于纸面的有界匀强磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B，磁场区域的宽度均为a.高为a的正三角形导线框ABC从图示位置沿x轴正方向匀速穿过两磁场区域．以逆时针方向为电流的正方向，在下列图象中能正确描述感应电动势E与线框移动距离x关系的是( )

6.如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当电键S闭合时（ ） A．只有A1的示数变大

B．交流电压表只有V2的示数变小

C．交流电流表A1、A2和A3的示数一定都变大 D．交流电压表V1和V2的示数一定都变小

7.如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线b所示．以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（ ）

A．线圈先后两次转速之比为1∶2

B．交流电a的电压瞬时值u10sin0.4tV C．交流电b的电压最大值为

20V 3D．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零

8.普通交流电流表和交流电压表不能直接接在高压输电线路上测电流和电压，通常要通过互感器来连接，现在在图高压电路输入端已接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为1∶200和200∶1，图中甲、乙表示电压表或电流表，已知电路中电压表的读数为 11 V，电流表的读数为1 A，则（ ）

A.甲电表是电压表，乙电表是电流表

B.图示高压输送电路输电线的总电阻是11 Ω C.图示高压输送电路输入的总功率为220 kW D.图示高压输送电路输入的总功率为440 kW

9.如图所示，A、B两闭合线圈为同样导线绕成，A有10匝，B有20匝，两圆线圈半径之比为2：1．均匀磁场只分布在B线圈内．当磁场随时间均匀减弱时（ ） A．A中无感应电流 B．A、B中均有恒定的感应电流 C．A、B中感应电动势之比为2：1 D．A、B中感应电流之比为1：2

10.如图所示的电路中，三个灯泡L1、L2、L3的电阻关系为R1=R2=R3，电感L的电阻可忽略，D为理想二极管（正向导通时电阻忽略不计）．下列说法中正确的是（ ） A．开关S闭合瞬间，L1、L2、L3均立即变亮，然后逐渐变暗

B．开关S闭合瞬间，L1逐渐变亮，L2、L3均立即变亮，后亮度稍有下降，稳定后L2、L3亮度相同

C．开关S从闭合状态突然断开时，L2立即熄灭，L1、L3均逐渐变暗 D．开关S从闭合状态突然断开时，L1、L2、L3均先变亮，然后逐渐变暗 11.下列说法中正确的是 （ ）

A．玻尔理论成功解释了所有原子的光谱

B．已知氡的半衰期为3.8天，若取1g氡放在天平左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，则7.6天后，需取走0.75g砝码天平才能再次平衡

1C．7N+42He→8O+1H是原子核的人工转变

1417D．光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关

12.如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，PQ为两磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为B1=B，B2=2B，一个竖直放置的边长为a、质量为m、电阻为R的正方形金属线框，以初速度v垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到在每个磁场中各有一半的面积时，线框的速度为，则下列判断正确的是（ ） A．此过程中通过线框截面的电量为

2

B．此过程中线框克服安培力做的功为mv C．此时线框的加速度为

D．此时线框中的电功率为

二、实验题（本题共2道小题，共16分）

13.应用如图所示的实验器材来研究电磁感应现象及判定感应电流方向．在给出的实物图中，已用实线作为导线连接了部分实验电路：

（1）请用实线作为导线从1和2处开始完成其余部分电路

的连接。

（2）若电路已连接无误，并将线圈L1插入L2，合上开关时，发现灵敏电流计指针向右偏转了一下，则将滑动变阻器触头迅速向右移动时，电流计指针向 偏转一下。（“左”或“右”）

（3）将线圈L1插入L2中，合上开关，能使感应电流与原电流的方向相反的实验操作是（ ） （A）拔出软铁棒 （B）拔出线圈L1 （C）使变阻器滑片P左移 （D）断开开关．

14.某同学在研究“一定质量气体体积不变时压强和温度关系”实验中，将气缸开口向上竖直放置在水平桌面上，在没有压强传感器的情况下，他将力传感器和活塞一起固定，测量活

2

塞作用在传感器上沿竖直方向的力，如图（a）所示．活塞的横截面积为S=15cm，大气

5

压强p0=1.0×10Pa，气缸质量M=0.75kg．当缸内气体温度t1=27oC时，力传感器示数恰好为零，升高气体的温度，根据测得数据作了如图（b）所示的F﹣T图，忽略摩擦，取

2

g=10m/s．

（1）F＜0表明传感器对活塞的作用力方向为 ；

（2）直线的斜率为 N/K，t1温度时气体压强为 Pa； （3）该同学又从t1开始降低温度直至t2=﹣10℃进行实验，且操作无误，试在图（b）中作出t1至t2温度区间内的F﹣T图线，并在坐标轴上注明必要数据．

三、计算题（本题共4道题）

15. （8分）如图所示，一个内壁光滑的圆柱形汽缸，高度为L、底面积为S，缸内有一个质量为m的活塞，封闭了一定质量的理想气体．温度为热力学温标T0时，用绳子系住汽缸底，将汽缸倒过来悬挂起来，汽缸处于竖直状态，缸内气体高为L0．已知重力加速度为g，大气压强为p0，不计活塞厚度及活塞与缸体的摩擦，求：

（1）采用缓慢升温的方法使活塞与汽缸脱离，缸内气体的温度至少要升高到多少？ （2）从开始升温到活塞刚要脱离汽缸，缸内气体压力对活塞做功多少 （3）当活塞刚要脱离汽缸时，缸内气体的内能增加量为△U，则气体在活塞下移的过程中吸收的热量为多少？

16.（10分）有条河流，流量为Q=2m3/s，落差h=5m，现利用其发电，若发电机总功率为50%，输出电量为240V，输电线总电阻R=30Ω，允许损失功率为发电机输出功率的6%，为满足用电的需要，使用户获得220V电压，则该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光？

17.（12分）如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r＝0.10 m、匝数n＝20匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如图乙所示)．在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B＝

0.20T，线圈的电阻为R1＝0.50 Ω，它的引出线接有R2＝9.5 Ω的小电珠L.外力推动线圈

框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小电珠．当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时(摩擦等损耗不计)．求： (1)小电珠中电流的峰值； (2)电压表的示数；

(3)t＝0.1 s时外力F的大小；

(4)在不改变发电装置结构的条件下，要使小电珠的功率提高，可采取什么办法(至少说出两种方法)?

18.（16分）如图所示，一个质量为m、电阻不计的足够长的光滑U形金属框架MNQP，位于光滑绝缘水平桌面上，平行导轨MN和PQ相距为L，空间存在着足够大的方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。另有质量也为m的金属棒CD，垂直于MN放置在导轨上，并用一根与MN平行的绝缘细线系在定点A。已知，细线能承受的最大拉力为T0，CD棒接入导轨间的有效电阻为R。现从t＝0时刻开始对U形框架施加水平向右的拉力，使其从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动。 (1)求从框架开始运动到细线断裂所需的时间t0及细线断裂时框架的瞬时速度v0大小； (2)若在细线断裂时，立即撤去拉力，求此后过程中回路产生的总焦耳热Q。