2014 浙江省大学生物理竞赛试卷

14． [2014·浙江卷] 下列说法正确的是( ) A ．机械波的振幅与波源无关B ．机械波的传播速度由介质本身的性质决定C ．物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D ．动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关14．B [解析] 本题考查机械波、静摩擦力、动摩擦因数等知识．机械波的振幅与波源有关，选项A 错误；传播速度由介质决定，选项B 正确；静摩擦力的方向可以与运动方向相同，也可以相反，也可以互成一定的夹角，选项C 错误；动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度，与材料有关，选项D 错误．15． [2014·浙江卷] 如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I 2.则( )A. 用户端的电压为I 1U 1I 2B. 输电线上的电压降为UC. 理想变压器的输入功率为I 21r D. 输电线路上损失的电功率为I 1U15．A [解析] 本题考查电能的输送、理想变压器等知识．理想变压器输入端与输出端功率相等， U 1 I 1＝ U 2 I 2，用户端的电压U 2＝ I 1I 2U 1，选项A 正确；输电线上的电压降ΔU ＝U －U 1＝I 1r ，选项B 错误；理想变压器输电线上损失的功率为I 21r ，选项C 、D 错误．16.r 1=19600km ，公转周期T 1=6.39天。

2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r 2=48000km ，则它的公转周期T 2最接近于 A.15天 B.25天 C.35天D.45天17． [2014·浙江卷] 一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动．可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm ，周期为3.0 s ．当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐．地面与甲板的高度差不超过10 cm 时，游客能舒服地登船．在一个周期内，游客能舒服登船的时间是( )A ．0.5 sB ．0.75 sC ．1.0 sD ．1.5 s17．C [解析] 本题考查简谐运动的知识点和建模能力．从平衡位置开始计时，游船的振动方程x ＝20sin⎝⎛⎭⎫2π3t cm ，游客要舒服地登船需满足的条件Δx ＝20－x ≤10，解得0.25 s ≤t ≤1.25 s ，故游客能舒服地登船的时间Δt ＝1.0 s ，选项C 正确．18． [2014·浙江卷] 关于下列光学现象，说法正确的是( ) A ．水中蓝光的传播速度比红光快B ．光从空气射入玻璃时可能发生全反射C ．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D ．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽 18．CD [解析] 本题考查光速、光的全反射、折射、双缝干涉等知识．在同一种介质中，波长越短，波速越慢，故红光的传播速度比蓝光大，选项A 错误；光从空气射向玻璃是从光疏介质射向光密介质，不能发生全反射，选项B 错误；在岸边观察水中的鱼，由于光的折射，鱼的实际深度比看到的深度要深，选项C 正确；在空气中红光的波长比蓝光要长，根据Δx ＝d lλ可知红光的双缝干涉条纹间距大，选项D 正确．19． [2014·浙江卷] 如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A ，细线与斜面平行．小球A 的质量为m 、电荷量为q .小球A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B ，两球心的高度相同、间距为d .静电力常量为k ，重力加速度为g ，两带电小球可视为点电荷．小球A 静止在斜面上，则( )A ．小球A 与B 之间库仑力的大小为d2kq2B ．当d q ＝k mgsin θ时，细线上的拉力为0C ．当d q ＝k mgtan θ时，细线上的拉力为0D ．当d q ＝ktan θmg时，斜面对小球A 的支持力为019．AC [解析] 本题考查库仑定律、受力分析、共点力的平衡等知识．根据库仑定律可知小球A 与B 之间的库仑力大小为k d2q2，选项A 正确．若细线上的拉力为零，小球A 受重力、库仑力和支持力作用，如图所示，由平衡条件可得F ＝k d2q2＝mg tan θ，选项B 错误，选项C 正确；因为两小球带同种电荷，所以斜面对小球A 的支持力不可能为0，选项D 错误．20． [2014·浙江卷] 如图1所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L ，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B .垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t ＝0时刻起，棒上有如图2所示的持续交变电流I ，周期为T ，最大值为I m ，图1中I 所示方向为电流正方向．则金属棒( )第20题图1第20题图2A ．一直向右移动B ．速度随时间周期性变化C ．受到的安培力随时间周期性变化D ．受到的安培力在一个周期内做正功20．ABC [解析] 本题考查安培力、左手定则、牛顿运动定律、功等知识．在0～T2，导体棒受到向右的安培力，大小恒为B I m L ，向右做匀加速直线运动；在T2～T ，导体棒受到安培力向右，大小仍为BI m L ，而此时速度仍然还是向左，做匀减速直线运动，之后不断重复该运动过程．故选项A、B、C正确；安培力在一个周期内做功为0，选项D错误．21.（10分）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究。

2014年浙江省物理学业水平测试计算题专项讲练一、电场、磁场、电磁感应相关计算1、电场【例1】（6分）在真空中A 、点有一正电荷4100.2-⨯=Q C ，把检验电荷5100.2-⨯=q C 的负电荷置于B 点，他们相距离2=r m ，如图所示。

求：（1）q 受到的电场力；（2）q 所在点的电场强度；（3）只将B 处的检验电荷q 移走，求此时B 点的电场强度。

【针对训练】（6分）一个很小的小球带有电量Q ，在距离球心30㎝处的A 点放了一个点电荷q=－10－10C ，q 受到的电场力为10-8N ，方向指向球心。

求：（1）A 点的场强的大小和方向（2）如果从A 点取走q ，A 点场强大小和方向（3）带电小球的电量Q 是正的还是负的？等于多少？【真题模拟】（6分）如图所示，点电荷A 的电荷量为Q ，点电荷B 的电荷量为q ，相距为r 。

己知静电力常量为k ，求：(1)电荷A 与B 之间的库仑力大小；(2)电荷A 在电荷B 所在处产生的电场强度大小；(3)移去电荷B 后，电荷A 在原电荷B 所在处产生的电场强度大小。

2、磁场【例1】．（6分）如图所示，质量为0.2kg 的金属杆CD 垂直放置在相距1m 的水平轨道MN 、PQ 上，轨道处在竖直向上的匀强磁场中，金属杆通以0.8A 的电流恰能做匀速直线运动，已知金属杆与轨道间的动摩擦因数为0.2，求：（1）金属杆所受安培力的大小和方向；（2）匀强磁场的磁感应强度的大小。

【例2】（6分）如图所示，长L 、质量为m 的金属杆ab ，被两根竖直的金属丝静止吊起，金属杆ab 处在方向垂直纸面向里的匀强磁场中．当金属杆中通有方向a →b 的电流I 时，每根金属丝的拉力大小为T 。

当金属杆通有方向b →a 的电流I 时，每根金属丝的拉力大小为2T 。

求磁场的磁感应强度B 的大小。

【例3】（6分）如图所示，在同一水平面上的两金属导轨间距L=O ．2m ，处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=1T ．导体棒ab 垂直导轨放置，棒长等于导轨间距，其电阻R=6Ω．闭合开关，当通过导体棒a6的电流I=O.5A 时，求：(1)导体棒ab 上电流的热功率；(2)导体棒ab 受到安培力的大小和方向．【针对训练1】（6分）在匀强磁场中，有一条长1.2m 电阻为6 的通电导线，导线中的电流为5A,导线与磁场方向垂直时，所受安培力为1.8N,求（1）磁感应强度B 的大小。

14.下列说法正确的是（）A.机械波的振幅与波源无关B.机械波的传播速度由介质本身的性质决定C.物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D.动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关15.如图所示为远距离交流输电的简化电路图。

发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。

在输电线与用户间连有一想想变压器，流入用户端的电流是I2。

则（）A.用户端的电压为I1U1/I2A.输电线上的电压降为UB.理想变压器的输入功率为I12rC.输电线路上损失的电功率为I1U17.一位游客在千岛湖边欲乘游船，当日风浪很大，游船上下浮动。

可把游艇浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20cm，周期为3.0s。

当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。

地面与甲板的高度差不超过10cm时，游客能舒服地登船。

在一个周期内，游客能舒服地登船的时间是（）A.0.5sB.0.75sC.1.0sD.1.5s18.关于下列光学现象，说法正确的是（）A.水中蓝光的传播速度比红光快B.光从空气向射入玻璃时可能发生全反射C.在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D.分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽19. 如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ。

一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A ，细线与斜面平行。

小球A 的质量为m 、电量为q 。

小球A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B ，两球心的高度相同、间距为d 。

静电力常量为k ，重力加速度为g ，两带电小球可视为点电荷。

小球A 静止在斜面上，则（ ）A. 小球A 与B 之间库仑力的大小为22dq k B.当k mg d q θsin =时，细线上的拉力为0C.当k mg d q θtan =时，细线上的拉力为0 D.当θtan k mgd q =时，斜面对小球A 的支持力为0A.一直向右移动B.速度随时间周期性变化C.受到的安培力随时间周期性变化D.受到的安培力在一个周期内做正功21.（10分）在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究。

2014年高中物理竞赛高 二 试卷注意事项：1．本试卷共23题，满分为150分，考试时间120分钟． 2．将每题的答案答题卷上，在试卷上答题无效，本卷g 取10m/s 2．一、选择题（本题共10 小题，每小题 4 分，共40 分．每小题只有一个选项符合题意)． 1.如图所示，棒AB 上均匀分布着正电荷，它的中点正上方有一P 点，则P 点的场强方向为(A )垂直于AB 向上 (B )垂直于AB 向下 (C )平行于AB 向左 (D )平行于AB 向右2．在物理学发展的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。

关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是(A )安培首先提出了磁场对运动电荷的作用力公式(B )法拉第根据小磁针在通电导线周围的偏转而发现了电流的磁效应(C )法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律 (D )楞次发现了电磁感应现象，并研究得出了判断感应电流方向的方法——楞次定律 3.两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如下图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知(A )在时刻t 2以及时刻t 5两木块速度相同 (B )在时刻t 1两木块速度相同(C )在时刻t 3和时刻t 4之间某瞬时两木块速度相同 (D )在时刻t 4和时刻t 5之间某瞬时两木块速度相同4．如图所示，水平放置的两块带电平行金属板．板间存在着方向竖直向下、场强大小为E 的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场．假设电场、磁场只存在于两板间．一个带正电的粒子，以水平速度v 0从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向射入极板间，恰好做匀速直线运动．不计粒子的重力及空气阻力．则 (A)板间所加的匀强磁场0EB v，方向垂直于纸面向里 (B)若粒子电量加倍，将会向下偏转(C)若粒子从极板的右侧射入，一定沿直线运动 (D)若粒子带负电，其它条件不变，将向上偏转 5．用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A 1、A 2，若把A 1、A 2分别采用串联或并联的方式接入电路，如图（a ）、（b ）所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是v 0E(A)图（a ）中的A 1、A 2的示数相同 (B)图（a ）中的A 1、A 2的指针偏角相同 (C)图（b ）中的A 1、A 2的示数和偏角都不同 (D)图（b ）中的A 1、A 2的指针偏角相同6．如图所示，半径为R 的半球形碗固定于水平地面上，一个质量为m 的物块，从碗口沿内壁由静止滑下，滑到最低点时速度大小为v ，物块与碗之间的动摩擦因数恒为μ，则下列说法正确的是(A )在最低点时物块所受支持力大小为mg(B )整个下滑过程物块所受重力的功率一直增大(C )物块在下滑至最低点过程中动能先增大后减小 (D )整个下滑过程摩擦力对滑块做功212mgR mv -7．如图所示电路，电源内阻不能忽略，R 的阻值小于变阻器的总电阻，开始时滑动变阻器的滑片P 停在变阻器的中点，稳定后滑片P 由中点向上移动至顶端的全过程中(A )电压表的示数先减小后增大 (B )电压表的示数先增大后减小 (C )电流表的示数先增大后减小 (D )电流表的示数先减小后增大8.如图所示，导线AB 可在置于匀强磁场中的不计电阻的金属框架上滑动，则下列判断正确的是 (A)AB 向左匀加速运动时，电流表中电流均匀增大 (B)AB 向左减速运动时，电流表中有电流方向由a→b (C)AB 向右加速运动时，电流表中有电流方向由b→a (D )AB 向左匀速运动时，电流表中有电流方向由a →b9.如图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v 匀速运动，现将质量为m 的物体竖直向下无初速轻轻地放置在木板上的P 处，已知物体m 和木板之间的动摩擦因数为μ。

2014年浙江高考理科综合能力测试卷物理试题及答案14. ［2014浙江卷］下列说法正确的是（ ）A •机械波的振幅与波源无关B. 机械波的传播速度由介质本身的性质决定C. 物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D .动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关14. B ［解析］本题考查机械波、静摩擦力、动摩擦因数等知识.机械波的 振幅与波源有关，选项A 错误；传播速度由介质决定，选项B 正确；静摩擦力的 方向可以与运动方向相同，也可以相反，也可以互成一定的夹角，选项C 错误； 动摩擦因数描述相互接触物体间的粗糙程度，与材料有关，选项D 错误.15. ［2014浙江卷］如图所示为远距离交流输电的简化电路图 .发电厂的 输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是h ， 其末端间的电压为 U 1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流第15题图 I i U iA. 用户端的电压为 - 12B.输电线上的电压降为U发电厂用户C. 理想变压器的输入功率为冷D. 输电线路上损失的电功率为I i U15. A ［解析］本题考查电能的输送、理想变压器等知识•理想变压器输入11端与输出端功率相等，U i I i = U2 I2,用户端的电压U2= — U i,选项A正确；12输电线上的电压降A U= U —U i= I i r,选项B错误；理想变压器输电线上损失的功率为I i r,选项C、D错误.i6 . ［20i4浙江卷］长期以来卡戎星（Charon）”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径i9 600 km ,公转周期T i = 6.39天.2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星,其中一颗的公转轨道半径匕=48 000 km , 则它的公转周期T2最接近于（）A. 15 天B. 25 天C. 35 天D. 45 天16. B ［解析］本题考查开普勒第三定律、万有引力定律等知识.根据开普r3 r3勒第三定律匸=匚，代入数据计算可得T2约等于25天.选项B正确.T2 T217. ［2014浙江卷］一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动.可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm，周期为3.0 s.当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐.地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船.在一个周期内，游客能舒服登船的时间是（）A. 0.5 sB. 0.75 sC. 1.0 s D . 1.5 s17. C ［解析］本题考查简谐运动的知识点和建模能力.从平衡位置开始计2 n '时，游船的振动方程x= 20sin —t pm，游客要舒服地登船需满足的条件Ax =<3丿20 —X W10,解得0.25 s <t<1.25 s ,故游客能舒服地登船的时间A t = 1.0 s ,选项C 正确.18. ［2014浙江卷］关于下列光学现象，说法正确的是（）A. 水中蓝光的传播速度比红光快B. 光从空气射入玻璃时可能发生全反射C. 在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D .分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽18. CD ［解析］本题考查光速、光的全反射、折射、双缝干涉等知识.在同一种介质中，波长越短，波速越慢，故红光的传播速度比蓝光大，选项A错误；光从空气射向玻璃是从光疏介质射向光密介质，不能发生全反射，选项B错误；在岸边观察水中的鱼，由于光的折射，鱼的实际深度比看到的深度要深，选l项C正确；在空气中红光的波长比蓝光要长，根据A x=-X可知红光的双缝干涉d条纹间距大，选项D正确.19. ［2014浙江卷］如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为9.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行.小球A的质量为m、电荷量为q小球A的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B，两球心的高度相同、间距为d.静电力常量为k，重力加速度为g，两带电小球可视为点电荷.小球A静止在斜面上，则（）kq2 A•小球A与B之间库仑力的大小为J19. AC ［解析］本题考查库仑定律、受力分析、共点力的平衡等知识.根据库仑定律可知小球A与B之间的库仑力大小为k詈，选项A正确.若细线上的d2拉力为零，小球A受重力、库仑力和支持力作用，如图所示，由平衡条件可得Fq2二mgtan 9,选项B错误，选项C正确；因为两小球带同种电荷，所以斜d2面对小球A的支持力不可能为0，选项D错误.B.C.D.0第20题图120. ［2014浙江卷］如图1所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L ,其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B.垂直于导轨水平对称放置一根均匀 金属棒.从t = 0时刻起，棒上有如图2所示的持续交变电流I ,周期为T ,最大A. 一直向右移动B. 速度随时间周期性变化C. 受到的安培力随时间周期性变化D .受到的安培力在一个周期内做正功20. ABC ［解析］本题考查安培力、左手定则、牛顿运动定律、功等知T识.在0〜2，导体棒受到向右的安培力，大小恒为B I m L ，向右做匀加速直线运T动；在§〜T ,导体棒受到安培力向右，大小仍为Bl m L ,而此时速度仍然还是向 左，做匀值为I ，第20题图2减速直线运动，之后不断重复该运动过程.故选项A、B、C正确；安培力在一个周期内做功为0,选项D错误.21 . [2014浙江卷]在探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究.9第21题图1第21题表1⑴某次测量如图2所示，指针示数为 __________ cm.(2)在弹性限度内，将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A、B的示数L A和L B如表1•用表1数据计算弹簧I的劲度系数为N/m(重力加速度g取10 m/s2).由表I数据_______________________ 填能”或不能”计算出弹簧U的劲度系数.21. ［答案］(1)(15.95〜16.05)cm ,有效数字位数正确(2) (12.2 〜12.8) N/m 能［解析］(1)由图2可知刻度尺能精确到0.1 cm，读数时需要往后估读一位•故指针示数为16.00 ± 0.05 cm.(2)由表1中数据可知每挂一个钩码，弹簧I的平均伸长量&1 ~4 cm，弹簧U的总平均伸长量恥~5.80 cm，根据胡克定律可求得弹簧I的劲度系数为12.5 N/m，同理也能求出弹簧U的劲度系数.22. ［2014浙江卷］小明对2B铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值.(1) 图1是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图1中画出.第22题图1(2) 小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U-I图上，如图2所示.在图中，由电流表外接法得到的数据点是用________ 填“O或“为表示的.1 n第22题图2(3)请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为 ______ .22. ［答案］(1)如图所示第22题图1⑵“X”（3 ）作图见第22题图2用“X连线R= （1.1〜1.3）Q;用“G连线R= （1.5〜1.7）Q［解析］（1）由图2中的电压、电流数据从零开始可知滑动变阻器采用分压式，电压表选择量程3 V，电流表采用外接法•（2）外接法由于电压表分流，测得的电阻比内接法测得的要小，故电流表外接法得到的数据点是用“X表示的•（3）用“X数据点连直线，斜率为铅笔芯的电阻，考虑误差因素，R= （1.1〜1.3）Q,用“G数据点连直线，同理得R= （1.5〜1.7）Q.23. ［2014浙江卷］如图所示，装甲车在水平地面上以速度V o = 20 m/s沿直线前进，车上机枪的枪管水平，距地面高为h = 1.8 m .在车正前方竖直立一块高为两米的长方形靶，其底边与地面接触•枪口与靶距离为L时，机枪手正对靶射出第一发子弹，子弹相对于枪口的初速度为v= 800 m/s.在子弹射出的同时，装甲车开始匀减速运动，行进s= 90 m后停下.装甲车停下后，机枪手以相同方式射出第二发子弹•（不计空气阻力，子弹看成质点，重力加速度g取10 m/s 2）(1) 求装甲车匀减速运动时的加速度大小；⑵当L= 410 m时，求第一发子弹的弹孔离地的高度，并计算靶上两个弹孔之间的距离；(3)若靶上只有一个弹孔，求L的范围.2023. ［答案］(1) 一m/s 2 (2)0.55 m 0.45 m (3)492 m<L<570 m9［解析］本题考查匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动等知识点和分析推理能力.v2 20［答案］(1)装甲车加速度a = = T m/s2.2 S 9L(2) 第一发子弹飞行时间二0.5 sv+ V01弹孔离地咼度h 1 = h —— gt2= 0.55 m1 IL —s 2第二发子弹离地的咼度h2= h —?g —「= 1.0 m两弹孔之间的距离A h = h2—m = 0.45 m.(3) 第一发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L1/2hL1 = (V0 + v) : — = 492 m.g第二发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L2/2hL2 = v : + s= 570 mgL 的范围492 m< L<570 m.24. ［2014浙江卷］某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示• 一个半径为R= 0.1 m的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R的金属棒OA, A端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上.转轴的左端有一个半R径为r=的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动.圆盘上绕有不可伸长的细3线，下端挂着一个质量为m二0.5 kg的铝块.在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B= 0.5 T. a点与导轨相连，b点通过电刷与O端相连.测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度.铝块由静止释放，下落h二0.3 m时，测得U二0.15 V.(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g取10 m/s 1 2 3)第24题图1 测U时，与a点相接的是电压表的正极”还是负极”？2 求此时铝块的速度大小；3 求此下落过程中铝块机械能的损失.24. ［答案］(1)正极(2)2 m/s (3)0.5 J［解析］本题考查法拉第电磁感应定律、右手定则等知识和分析综合及建模能力.⑴正极△①(2) 由电磁感应定律得U =1 1△①B R A 6 u=_B^R22 21v= r — 3R32U所以v== 2 m/s3BR1(3) A E= mgh —— mv2A E= 0.5 J25. ［2014浙江卷］离子推进器是太空飞行器常用的动力系统•某种推进器设计的简化原理如图1所示，截面半径为R的圆柱腔分为两个工作区.1为电离区，将氙气电离获得1价正离子；^为加速区，长度为L,两端加有电压，形成轴向的匀强电场.1区产生的正离子以接近0的初速度进入U区，被加速后以速度V M从右侧喷出.RI区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在离轴线一处的C点持续2射出一定速率范围的电子•假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图2所示(从左向右看).电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成a角(0VaW90 ° .推进器工作时，向I区注入稀薄的氙气•电子使氙气电离的最小速率为V。

2014年普通高等学校招生全国统一考试（浙江卷）物 理(理 综)选择题部分（共42分）选择题部分共7小题，每小题6分，共42分。

一、选择题（本题共4小题。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）14．下列说法正确的是 （ ）A ．机械波的振幅与波源无关B ．机械波的传播速度由介质本身的性质决定C ．物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D ．动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关15．如图所示为远距离交流输电的简化电路图。

发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是1I ，其末端间的电压为1U 。

在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为2I 。

则 （ ）A ．用户端的电压为112I U IB ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为21I rD ．输电线路上损失的电功率为1I U16．长期以来“卡戎星（Charon ）”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径1r =19 600 km ，公转周期1T =6.39天。

2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径2r =48 000 km ，则它的公转周期2T 最接近于 （ ）A ．15天B ．25天C ．35天D ．45天 17．一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动。

可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm ，周期为3.0 s 。

当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐。

地面与甲板的高度差不超过10 cm时，游客能舒服地登船。

在一个周期内，游客能舒服登船的时间是 （ ）A ．0.5 sB ．0.75 sC ．1.0 sD ．1.5 s二、选择题（本题共3小题。

在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的。

全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

）18．关于下列光学现象，说法正确的是 （ ）A ．水中蓝光的传播速度比红光快B ．光从空气射入玻璃时可能发生全反射C ．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D ．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽19．如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ。

浙江省大学生物理竞赛气体摩尔常量 -1-1K mol J 31.8⋅⋅=R 玻尔兹曼常量 -123K J 1038.1⋅⨯=-k真空介电常数 ε0=8.85⨯10-12C 2/(N ⋅m 2) 真空中光速 c =3⨯108m/s 普朗克常数h =6.63⨯10-34J ⋅s基本电荷e =1.6⨯10-19C 真空介电常数ε 0=8.85⨯10-12C 2/(N ⋅m 2) 电子质量m e =9.1⨯ 10-31kg 真空磁导率μ0=4π⨯10-7H/m 真空中光速c =3⨯108m/s 里德伯常数-17m 10097.1⨯=R 电子伏特 1eV=1.6⨯ 10-19J氢原子质量 m =1.67⨯ 10-27kg维恩位移定律常数b =2.898×10-3m K斯忒恩-波尔兹曼常数σ=5.67×10-8W/m 2K 4一、选择题：（单选题，每题3分，共30分）1．质量为m 的质点在外力作用下，其运动方程为 j t B i t A rωωsin cos +=，式中A 、B 、ω 都是正的常量．由此可知外力在t =0到t =π/(2ω)这段时间内所作的功为（ ）A ．)(21222B A m +ω B ．)(222B A m +ω C ．)(21222B A m -ω D ．)(21222A B m -ω2．一座塔高24m ，一质量为75kg 的人从塔底走到塔顶. 已知地球的质量为6⨯1024kg ，从日心参考系观察，地球移动的距离为？（ ）（不考虑地球的转动） A ．12m B ．24m C ．4.0⨯-24m D ．3.0⨯-22m3．边长为l 的正方形薄板，其质量为m ．通过薄板中心并与板面垂直的轴的转动惯量为（ ） A ．231ml B ．261ml C ．2121ml D ．2241ml4．μ子的平均寿命为2.2⨯10-6s ．由于宇宙射线与大气的作用，在105m 的高空产生了相对地面速度为0.998c （c 为光速）的μ子，则这些μ子的（ ） A ．寿命将大于平均寿命十倍以上，能够到达地面 B ．寿命将大于平均寿命十倍以上，但仍不能到达地面 C ．寿命虽不大于平均寿命十倍以上，但能够到达地面 D ．寿命将不大于平均寿命十倍以上，不能到达地面5．乐器二胡上能振动部分的弦长为0.3m ，质量线密度为=ρ4⨯10-4kg/m ，调音时调节弦的张力F ，使弦所发出的声音为C 大调，其基频为262Hz. 已知波速ρFu =，则弦中的张力为（ ）A ．1.0NB ．4.2NC ．7.0ND ．9.9N6．一固定的超声波探测器在海水中发出频率为30000Hz 的超声波，被迎面驶来的潜艇反射回来，测得反射波频率与原来的波频率之差（拍频）为241Hz ．已知超声波在海水中的波速为1500m/s ，则潜艇的速率为( ) m/sA ．1B ．2C ．6D ．107．如图所示，两个相同的平板电容器1和2并联，极板平面水平放置．充电后与电源断开，此时在电容器1中一带电微粒P 恰好静止悬浮着。

1 1 v 0 v 0 min 0 0 min 第 31 届全国部分地区大学生物理竞赛试卷与解答2014.12.071. 将地球半径R 、自转周期T 、地面重力加速度g 取为已知量，则人造地球同步卫星的轨道半径=gT 242R 3R ，轨道速度相对第一宇宙速度的比值=4 2R T 2g 62. 如图所示，水平桌面上静放着质量为M ，内半径为R 的半球面形薄瓷碗，碗的底座与桌面间无摩擦。

将质量为m 的小滑块在图示的碗边位置从静止释放，随后将会无摩 擦地沿碗的内表面滑下。

小滑块到达最低位置时， 它相对桌面的速度大小为3M 2mm g 。

M3. 如图所示，长l 的轻细杆两端连接质量相同的小球A 、B ，开始时细杆处于竖直方位， A 下端 B 球距水平地面高度记为 h 。

某时刻让 B 球具有水平朝右初速度 （其大小 l2v 0v 0 2 ），其上方 A 球具有水平朝右初速度2。

假设而后A 、 B 同时着地，则h 可 B 取的最小值h =2 gl 4v 2l 8v 2，取h 时，B 从开始运动到着地过程中其水平位移s h4. 两个测量者A 和B ，各自携带频率同为1000Hz 的声波波源。

设 A 静止，B 以10m / s 的速度朝着A 运动，已知声速为340m / s ，不考虑人体的反射，则 A 接收到的拍频A 拍= 30 Hz （请保留 2 位有效数字），B 接收到的拍频B 拍= 29 Hz（请保留 2 位有效数字）。

图 25. 如图 1 所示，3 个相同的匀质球体以相同的水平初速度v 0 平图 1抛出去。

其中球 1 抛出时无自转， 球 2、球 3 抛出时有自转，自转方向已在图 1 中示出，自转角速度值 0 相同且较大。

球 1 抛出后，落地前球心的一段31运动轨道如图 2 长方形内一段曲线所示， 2试在该长方形区域内定性画出球 2、球 3落地前各自球心的一段运动轨道。

（球 2、球 3 球心在图 2 中的初始位置， 可不受图 1 所示位置限制。

2014年普通高等学校招生全国统一考试（浙江）物理部分14． [2014·浙江卷] 下列说法正确的是( )A ．机械波的振幅与波源无关B ．机械波的传播速度由介质本身的性质决定C ．物体受到的静摩擦力方向与其运动方向相反D ．动摩擦因数的数值跟相互接触的两个物体的材料无关15． [2014·浙江卷] 如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I 2.则( )A. 用户端的电压为I 1U 1I 2B. 输电线上的电压降为UC. 理想变压器的输入功率为I 21rD. 输电线路上损失的电功率为I 1U 第15题图16． [2014·浙江卷] 长期以来“卡戎星(Charon )”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r 1＝19 600 km ，公转周期T 1＝6.39天.2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r 2＝48 000 km ，则它的公转周期T 2最接近于( )A ．15天B ．25天C ．35天D ．45天17． [2014·浙江卷] 一位游客在千岛湖边欲乘坐游船，当日风浪较大，游船上下浮动．可把游船浮动简化成竖直方向的简谐运动，振幅为20 cm ，周期为3.0 s ．当船上升到最高点时，甲板刚好与码头地面平齐．地面与甲板的高度差不超过10 cm 时，游客能舒服地登船．在一个周期内，游客能舒服登船的时间是( )A ．0.5 sB ．0.75 sC ．1.0 sD ．1.5 s18． [2014·浙江卷] 关于下列光学现象，说法正确的是( )A ．水中蓝光的传播速度比红光快B ．光从空气射入玻璃时可能发生全反射C ．在岸边观察前方水中的一条鱼，鱼的实际深度比看到的要深D ．分别用蓝光和红光在同一装置上做双缝干涉实验，用红光时得到的条纹间距更宽19． [2014·浙江卷] 如图所示，水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角为θ.一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A ，细线与斜面平行．小球A 的质量为m 、电荷量为q .小球A 的右侧固定放置带等量同种电荷的小球B ，两球心的高度相同、间距为d .静电力常量为k ，重力加速度为g ，两带电小球可视为点电荷．小球A 静止在斜面上，则( )A ．小球A 与B 之间库仑力的大小为kq 2d 2 B ．当q d ＝mg sin θk时，细线上的拉力为0 C ．当q d ＝mg tan θk时，细线上的拉力为0 D ．当q d ＝mg k tan θ时，斜面对小球A 的支持力为0 第19题图 20． [2014·浙江卷] 如图1所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L ，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B .垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t ＝0时刻起，棒上有如图2所示的持续交变电流I ，周期为T ，最大值为I m ，图1中I 所示方向为电流正方向．则金属棒( )A ．一直向右移动B ．速度随时间周期性变化C ．受到的安培力随时间周期性变化D ．受到的安培力在一个周期内做正功21． [2014·浙江卷] 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时，某同学把两根弹簧如图1连接起来进行探究．第21题图1第21题表1(1)某次测量如图2所示，指针示数为________ cm.(2)在弹性限度内，将50 g 的钩码逐个挂在弹簧下端，得到指针A 、B 的示数L A 和L B 如表1.用表1数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为____ N/m(重力加速度g 取10 m/s 2)．由表Ⅰ数据________(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数． 第21题图222． [2014·浙江卷] 小明对2B 铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值．(1)图1(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段2B 铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到U -I 图上，如图2所示．在图中，由电流表外接法得到的数据点是用________(选填“○”或“×”)表示的．(3)请你选择一组数据点，在图2上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为________Ω.23． [2014·浙江卷] 如图所示，装甲车在水平地面上以速度v 0＝20 m/s 沿直线前进，车上机枪的枪管水平，距地面高为h ＝1.8 m ．在车正前方竖直立一块高为两米的长方形靶，其底边与地面接触．枪口与靶距离为L 时，机枪手正对靶射出第一发子弹，子弹相对于枪口的初速度为v ＝800 m/s.在子弹射出的同时，装甲车开始匀减速运动，行进s ＝90 m 后停下．装甲车停下后，机枪手以相同方式射出第二发子弹．(不计空气阻力，子弹看成质点，重力加速度g 取10 m/s 2)(1)求装甲车匀减速运动时的加速度大小；(2)当L ＝410 m 时，求第一发子弹的弹孔离地的高度，并计算靶上两个弹孔之间的距离；(3)若靶上只有一个弹孔，求L 的范围．第23题图24． [2014·浙江卷] 某同学设计一个发电测速装置，工作原理如图所示．一个半径为R ＝0.1 m 的圆形金属导轨固定在竖直平面上，一根长为R 的金属棒OA ，A 端与导轨接触良好，O端固定在圆心处的转轴上．转轴的左端有一个半径为r ＝R 3的圆盘，圆盘和金属棒能随转轴一起转动．圆盘上绕有不可伸长的细线，下端挂着一个质量为m ＝0.5 kg 的铝块．在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度B ＝0.5 T ．a 点与导轨相连，b 点通过电刷与O 端相连．测量a 、b 两点间的电势差U 可算得铝块速度．铝块由静止释放，下落h ＝0.3 m 时，测得U ＝0.15 V ．(细线与圆盘间没有滑动，金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计，重力加速度g 取10 m/s 2)(1)测U 时，与a 点相接的是电压表的“正极”还是“负极”？(2)求此时铝块的速度大小；(3)求此下落过程中铝块机械能的损失．第24题图25． [2014·浙江卷] 离子推进器是太空飞行器常用的动力系统．某种推进器设计的简化原理如图1所示，截面半径为R 的圆柱腔分为两个工作区．Ⅰ为电离区，将氙气电离获得1价正离子；Ⅱ为加速区，长度为L ，两端加有电压，形成轴向的匀强电场．Ⅰ区产生的正离子以接近0的初速度进入Ⅱ区，被加速后以速度v M 从右侧喷出．Ⅰ区内有轴向的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，在离轴线R 2处的C 点持续射出一定速率范围的电子．假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动，截面如图2所示(从左向右看)．电子的初速度方向与中心O 点和C 点的连线成α角(0＜α≤90°)．推进器工作时，向Ⅰ区注入稀薄的氙气．电子使氙气电离的最小速率为v 0，电子在Ⅰ区内不与器壁相碰且能到达的区域越大，电离效果越好．已知离子质量为M ；电子质量为m ，电量为e .(电子碰到器壁即被吸收，不考虑电子间的碰撞)(1)求Ⅱ区的加速电压及离子的加速度大小；(2)为取得好的电离效果，请判断Ⅰ区中的磁场方向(按图2说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”)；(3)α为90°时，要取得好的电离效果，求射出的电子速率v 的范围；(4)要取得好的电离效果，求射出的电子最大速率v max 与α角的关系．第25题图1 第25题图2答案14．B 15．A 16．B 17．C 18．CD 19．AC 20．ABC21. [答案] (1)(15.95～16.05)cm ，有效数字位数正确(2)(12.2～12.8) N/m 能[解析] (1)由图2可知刻度尺能精确到0.1 cm ，读数时需要往后估读一位．故指针示数为16.00±0.05 cm.(2)由表1中数据可知每挂一个钩码，弹簧Ⅰ的平均伸长量Δx 1≈4 cm ，弹簧Ⅱ的总平均伸长量Δx 2≈5.80 cm ，根据胡克定律可求得弹簧Ⅰ的劲度系数为12.5 N/m ，同理也能求出弹簧Ⅱ的劲度系数．(2)“×”(3)作图见第22题图2用“×”连线R ＝(1.1～1.3) Ω；用“○”连线R ＝(1.5～1.7) Ω[解析] (1)由图2中的电压、电流数据从零开始可知滑动变阻器采用分压式，电压表选择量程3 V ，电流表采用外接法．(2)外接法由于电压表分流，测得的电阻比内接法测得的要小，故电流表外接法得到的数据点是用“×”表示的．(3)用“×”数据点连直线，斜率为铅笔芯的电阻，考虑误差因素，R ＝(1.1～1.3)Ω，用“○”数据点连直线，同理得R ＝(1.5～1.7)Ω.23．[答案] (1)209m/s 2 (2)0.55 m 0.45 m (3)492 m<L ≤570 m [解析] 本题考查匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动等知识点和分析推理能力．[答案] (1)装甲车加速度a ＝v 202s ＝209m/s 2. (2)第一发子弹飞行时间t 1＝L v ＋v 0＝0.5 s 弹孔离地高度h 1＝h －12gt 21＝0.55 m 第二发子弹离地的高度h 2＝h －12g ⎝⎛⎭⎫L －s t 2＝1.0 m两弹孔之间的距离Δh ＝h 2－h 1＝0.45 m.(3)第一发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L 1L 1＝(v 0＋v )2h g＝492 m 第二发子弹打到靶的下沿时，装甲车离靶的距离为L 2L 2＝v 2h g＋s ＝570 m L 的范围 492 m<L ≤570 m.24．[答案] (1)正极 (2)2 m/s (3)0.5 J [解析] 本题考查法拉第电磁感应定律、右手定则等知识和分析综合及建模能力．(1)正极(2)由电磁感应定律得U ＝E ＝ΔΦΔtΔΦ＝12BR 2Δθ U ＝12B ωR 2 v ＝rω＝13ωR 所以v ＝2U 3BR＝2 m/s (3)ΔE ＝mgh －12mv 2 ΔE ＝0.5 J25．[答案] v 2M 2L (2)垂直纸面向外 (3)v 0≤v ≤3eBR 4 m(4)v max ＝3eBR 4m （2－sin α）[解析] 本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动等知识和分析综合及应用数学解决物理问题的能力．(1)由动能定理得12Mv 2M ＝eU ① U ＝Mv 2M 2e ② a ＝eE M ＝e U ML ＝v 2M 2L③ (2)垂直纸面向外④(3)设电子运动的最大半径为r2r ＝32R .⑤eBv ＝m v 2r⑥ 所以有v 0≤v <3eBR 4m⑦ 要使⑦式有解，磁感应强度B >4mv 03eR.⑧(4)如图所示，OA ＝R －r ，OC ＝R 2，AC ＝r根据几何关系得r ＝3R 4（2－sin α）⑨ 由⑥⑨式得v max ＝3eBR 4m （2－sin α）.。