浙江寧波市2023年高二年級上冊物理競賽試題（含答案）

2023年寧波市物理競賽試題

時間：120分鐘滿分：100分2023年10月

一、選擇題（本題共10小題，每小題3分，共30分。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要

求的，不選、多選、錯選均不得分）

1.戈瑞（符號：Gy）是用于衡量由電離輻射導致的“能量吸收劑量”的物理單位。1戈瑞（IGy）表示每千克

物質吸收了1焦耳的電離輻射能量。若用國際單位制基本單位的符號表示戈瑞，下列表示中正確的是

A.J/kgB.kg-m2-s-2C.m2-s-2D.m-s-2

2.質點作直線運動，其加速度的方向不變而大小逐漸減小到零，下列描述該物體的運動情況中不可能是

A.速度先不斷減小，又反向加速，最后做勻速直線運動

B.速度不斷減小，直至運動停止

C.速度先不斷增大，而后不斷減速至停止

D.速度先不斷減小，而后做勻速直線運動v/（m-S-'）

3.一輛汽車進入高速公路出口處的人工收費站，自勻減速進入收費站至停車繳費161

的過程中，其平均速度工隨時間r變化關系如圖所示，下列說法中正確的是\

A.汽車的加速度為lm/s28卜一、［、

B.片8s時的速度為8m/s||

C.0?8s內(nèi)的位移是64m08

D.汽車在片16s時恰好停止第3題圖

4.如圖所示，半球殼內(nèi)壁光滑，圓心。和最低點0,的連線豎直，可視為質點的兩個小球1、2在其內(nèi)壁上

沿不同高度的圓周軌道運動，小球1的軌道位置更高一些，下列說法正確的是（

A.小球1的速度大于小球2_____-

B.小球1的周期大于小球2Rj>

c.小球1的加速度小于小球2

D.小球1受到內(nèi)壁的彈力小于小球2第7題圖

5.如今，人們出行有時會隨身攜帶多種電子設備，為滿足充電的需求，雙通道輸出移動電源越來越普及。

如圖所示，為某一品牌移動電源的銘牌，通道1輸出電流為1A,通道2輸出電流為2.1A,額定容量是

指移動電源在額定電壓電流下的最少輸出容量，下列說法正確的是

品名：飛利浦型號：DLP2103

額定輸入：DC5V/2.1A工作溫度：0℃?45℃

額定輸出：DC5V1A/2.1A電池類型：鋰聚合物電芯

電池容量：10000mAh@3.7V產(chǎn)品尺寸：148x78x11.6mm

額定容量：6250mAh@DC5V/2.1A產(chǎn)品凈重：216g

第5題圖

A.該移動電源的最大儲存電荷量為22500C

B.若該移動電源用通道2給平板電腦充電，一次性能提供的最大電能至少為112500J

C.若該移動電源分別用通道1和通道2給手機和平板電腦同時充電，移動電源的輸出電壓為10V

D.若該移動電源分別用通道1和通道2給手機和平板電腦同時充電，移動電源的輸出功率為10.5W

6.硅光電池是一種太陽能電池，具有低碳環(huán)保的優(yōu)點，圖線〃是該電池在某光照強度下路端電壓U和電流

/的關系圖像（電池內(nèi)阻不是常數(shù)），圖線6是某電阻R的3/圖像，虛線c為圖線a、6交點處的切線。

當它們組成閉合回路時，下列說法正確的是

A.硅光電池的電動勢是5

B.硅光電池的輸出功率為SA

C.電路消耗的總功率是S/2

D.硅光電池的內(nèi)阻為r=4~~Ui

7.如圖所示，在一轉速逐漸增大的圓盤上，有一個位于圓盤邊緣的小物塊兒

間內(nèi)小物塊與圓盤保持相對靜止，則下列說法正確的是

A.小物塊/受到重力、支持力和方向不指向圓心的靜摩擦力

B.小物塊力受到重力、支持力、靜摩擦力和向心力

C.小物塊/的加速度始終不變第7題圖

D.一段時間后，小物塊4將會飛離圓盤，飛離時相對圓盤的速度方向與過該點的半徑方向垂直

8.某同學連接的實驗電路如圖所示，圖中兩塊圓形金屬板形狀完全相同且正對放置。閉合開關后，理想電

壓表的指針有一定的偏角。下列說法正確的是

A.若將滑動變阻器的滑片向右移動，指針的偏角減小

B.若將滑動變阻器的滑片向左移動，指針的偏角減小

C.若將兩個圓形金屬板相互靠近，指針的偏角增大

D.若將兩個圓形金屬板相互遠離，指針的偏角增大

9.如圖甲所示，為電影《流浪地球2》中的太空電梯，其原理圖如圖乙所示。

固定在空間站和地球基站間的剛性繩索與空間站一起和地球保持相對靜

止，已知空間站離地高度比同步衛(wèi)星軌道更高。則

第8題圖

空間站

“繩索”一空間站軌道

-----

電加巾同步衛(wèi)星軌道

笫9題圖甲第9題圖乙

A.剛性繩索上的張力在接近空間站處最大

B.若空間站突然脫離電梯，將做離心運動

C.剛性繩索越長，與基站連接處的張力越大

D.太空電梯在地表繞地球運動時的線速度大小是第一宇宙速度

10.如圖甲所示，電子槍連續(xù)發(fā)射初速度不計的電子，通過加速電極后形成高速運動的電子束。電子束由

小孔S沿兩水平金屬板間的中心線射入，兩板間通入周期為7的交變電壓，其UY如圖乙所示。所有電

子均能從兩極板間出射且通過電場區(qū)域的時間極短。兩金屬板的右側有一勻速轉動的圓筒，圓筒表面

貼有涂有熒光粉的記錄紙，圓筒的轉動的周期為［兀若，=0時刻，電子打到圓筒上的。點，一段時間

2

后取下記錄紙，得到的圖像是

第10題圖甲

二、選擇題(本題分A、B兩組，每組共5小題，每題4分，共20分。每小題本每小題列出的四個備選項

中至少有一個是符合題目要求的，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，不選或有錯選的得0分)

【A組題】

11.光滑水平面上放置有緊靠在一起但并不黏合的48兩個物體，質量分別為，山=2kg,機尸3kg。從1=0

開始，推力已和拉力見分別作用于48上，J、FB隨時間變化的規(guī)律B=(72)N,F『(3+2f)N。則

A.4、8兩物體一直做勻加速直線運動

巳

B./=1.5s時，/、8兩物體開始分離AB

C.片6s時，8物體的加速度為5m/s2

第11題圖

D.當用=用時，A,8兩物體之間的彈力為零

12.如圖所示，一根足夠長的細桿繞點。在水平面上作勻角速度旋轉，桿上一小蟲從。點出發(fā)，相對于桿

以恒定速率向外爬行，小蟲的運動軌跡就是阿基米德螺旋線，下列說法正確的是

A.小蟲的速率不變

B.小蟲的加速度不變

第12題圖

C.小蟲的位移不斷增大

D.相鄰螺旋線之間的距離不變

13.一輛賽車在某次比賽中由靜止出發(fā)，沿平直賽道以恒定功率加速,

其加速度。與速度的倒數(shù)1的關系如圖所示，已知賽車質量為

v

500kg,行駛過程中所受阻力大小不變，則第13題圖

A.賽車運動時發(fā)動機的輸出功率為200kW

B.加速過程中，賽車速度隨時間均勻增大

C.運動過程中，賽車所受阻力大小為4000N

D.若30s后賽車達到最大車速，則加速過程中行駛的距離為1750m

14.如圖所示，空間存在水平向左的勻強電場，一帶負電的小球從/點豎直向上拋出，一段時間后到達與工

點等高的8點（圖中未畫出），已知小球在Z點時的動能是12J,在8點時的動能是28J,下列說法正

確的是

A.小球從/點到B點的電勢能的增加量是16J

B.小球在最高點時的動能是4J

C.小球所受重力與電場力的比值是3:1第14題圖

D.小球動能的最小值是3J

15.一條質量為，〃的勻質繩懸掛狀態(tài)如圖所示，其左端點/系于直桿的頂點，C點穿過一光滑輕圓

環(huán)，8點為/8C段的最低點，右端點。自然垂下。已知8c段占整段繩長的六分之一，/點處繩切線

與豎直方向的夾角為30。，重力加速度為g,下列說法正確的是

A.C點左側繩切線與豎直方向的夾角傾角為60。

B.8點處繩的彈力大小為;mg

c.連接圓環(huán)的輕繩上的彈力大小為#〃

D.AB、BC、CD段繩的質量之比為4:1:1

【B組題】

II.下列說法正確的是

A.電場線是人為假設的曲線，實際不存在，但電場是客觀存在的

由公式尸=kqq］可知,若廠一0,則F一?8

B.

r

C.在電場中電勢降低的方向就是電場方向

D.人們把一個電子所帶電量的絕對值叫做元電荷

12.河水相對河岸的速度為2m/s。初始時，小船?？吭诎哆?。片0時刻，小船相對河岸以lm/s2的加速度開

始順著水流加速前進。某時刻，船上一名同學相對小船豎直向上拋出一小球，不計空氣阻力，則

A.A2s時拋出的小球,一定不能落回到同學手中

B.片2s時拋出的小球,相對河水做豎直上拋運動

C.Z=ls時拋出的小球,相對同學做豎直上拋運動

D.Qis時拋出的小球,相對河岸做豎直上拋運動

13.如圖所示，某半圓弧形導體由兩段橫截面積相同的四分之一圓弧形導

體力、8焊接而成，焊接處的電阻不計，已知/的電阻率大于8的電

阻率。在48兩端施加一個恒定電壓，導體內(nèi)有恒定電流通過，關于

導體內(nèi)部的兩個位置。、b,下列說法正確的是

A.a、6兩個點的電場強度大小都是零

B.a.6兩個點的電場強度方向不同

C.八b兩個點的電場強度大小不為零且相等

D.a、6兩個點的電場強度大小不為零且不相等

14.一塊長木板8放在光滑的水平面上，再在5上放一物體現(xiàn)以恒定的外力尸拉8,/、8都向前運動

且48間發(fā)生相對滑動，在此過程中

A.”對8的摩擦力所做的功等于8對4的摩擦力所做的功

B.8對工的摩擦力所做的功等于系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量

C.外力尸做的功等于力和8動能的增量與系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量之和

D.外力F對B做的功等于B的動能的增量與B克服摩擦力所做的功之和

15.如圖所示，有一無窮大的帶電平行板電容器，在兩板上的/、8兩點之間系

一輕繩，一個質量為機、帶電量為+?的絕緣小球通過一光滑圓環(huán)C懸掛在

輕繩上。則

A.若B端緩慢上移,輕繩張力FT一定不變

B.若8端緩慢上移，輕繩張力產(chǎn)r一定變大

C.若平行板電容器的帶電量緩慢增大，繩上張角a可能變小第15題圖

D.若平行板電容器的帶電量緩慢增大，繩上張角a一定不變

三、填空題（本題共2小題，共15分）

16.（10分）小明用如圖甲所示的裝置來測量滑塊沿斜軌下滑的加速度，兩個光電門1、2分別固定于斜軌

上的兩個不同位置，將裝有I型擋光片的滑塊從斜軌頂端由靜止下滑，光電門1、2先后記錄細光束被

擋光片的遮擋時間△人和加2,也記錄了滑塊經(jīng)過兩個光電門的時間間隔

第16題圖甲第16題圖乙

（1）實驗開始前，小明用游標卡尺測量擋光片的寬度，測量情況如圖乙所示，其讀數(shù)為六從!!?；

（2）滑塊下滑時加速度的表達式為方上；（用題中測得物理量的符號表示）

（3）小明查閱資料發(fā)現(xiàn)，當擋光片開始遮擋第一個光電門時開始計時起，到擋光片開始遮擋第二個光

電門時停止計時，即為光電計時器顯示的滑塊經(jīng)過兩個光電門的時間間隔，由此推斷加速度的測

量值▲;（填寫“偏大”“不變”或"偏小”）

（4）小明另外設計了一套的實驗方案：保持光電門1不動，逐次改變光電門2在斜軌的位置，用刻度

尺測量每一次光電門1、2之間的距離乙和滑塊經(jīng)過兩個光電門的時間間隔f,從而計算出滑塊在

-L—

兩個光電門之間的平均速度丫=一，并在V—圖像上描出了8個數(shù)據(jù)點，如圖丙所示，請你處理

t

圖像，得出滑塊的加速度大小a=▲m/s2和滑塊在光電門1附近的瞬時速度大小尸▲m/s。（均

保留三位有效數(shù)字）

第16題圖丙

17.(5分)如圖所示，邊長為心的正方形488的頂點上固定有四個形狀相同的帶電金屬小球力、B、C、

。(視為點電荷)，帶電量分別為。，=+4夕，Qs=+2q,0c=-4q和Q>=-g。用另一個相同形狀、同種材質

的不帶電金屬小球依次與/球、8球、C球和。球接觸后移走，則

AD

第17題圖

(1)此時此球所受靜電力大小為▲;

(2)若將一個半徑為〃4、帶電量為+2g的空心金屬球殼〃放入該電場，并使其球心正好位于48CD的

中心處。靜電平衡后，金屬球殼上的電荷在球心。處的場強大小為▲,方向▲。

四、計算題（本題共3小題，共35分，其中18題分A、B兩組不同試題，請選擇相應的題目答題）

18.（A組題12分）行星食的原理同日食，是一種極其少見的天文現(xiàn)象。如圖所示是“木星食''的軌道圖，

此時地球E、木星的某顆衛(wèi)星用、木星J恰好在同一條直線上，在地球上的某處天文站觀測到木星被其

衛(wèi)星遮擋，此刻地球E相對于太陽-木星連線的角位置Q41.0。，已知地球的公轉半徑以=1.5xlOXkm,

木星的公轉半徑處=7.8xlO'km,地球的公轉周期『年=365天，衛(wèi)星M繞木星公轉周期小于1年。

假定地球和木星繞太陽的軌道、衛(wèi)星繞木星的軌道均是圓形，公轉的方向如圖中箭頭所示。

（1）求木星繞太陽公轉的周期；

（2）求此刻衛(wèi)星“相對于太陽一木星連線的角位置a；

（3）若地球上另一處天文站在Q17.0天后再一次觀測到了“木星食”，求衛(wèi)星/繞木星公轉的周期。

18.（B組題12分）一人站在井下的吊臺上，用如圖所示的定滑輪裝置以a=0.4m/s2的加速茶

度把吊臺和自己拉上來。已知吊臺的質量機=20kg,人的質量A/=60kg,其余質量不計。

圖中跨過滑輪的兩側繩子和懸掛滑輪的繩索都是豎直的，不計摩擦，g取10m/s2。求：

（1）懸掛滑輪的繩索的張力大??；p一r

（2）人對吊臺的壓力大小：

（3）在片5s時，吊臺仍在上升中，求此時人對繩子做功的功率。一

第18題圖

19.（12分）如圖甲所示，為一粒子發(fā)射器的模型圖，加速裝置中四塊橫截面積相同的金屬板1、2、3、4

依次排列，每塊金屬板各開有一道豎直狹縫$、S2、S3、S4,各狹縫正對且狹縫寬度均為L板1和板

3與交變電源的一個極相連，板2和板4與該電源的另一個極相連，兩極板間的電勢差的變化規(guī)律如圖

乙所示（電壓的最大值為Uo,周期為7）,在片0時刻，板1相對于板2的電勢差為正值。轉向裝置中

存在一半圓形幅向電場，圓心。恰處于各狹縫的對稱軸上，與圓心。等距離的各點場強大小相等，方

向指向圓心。在片0時刻，一個質量為加，電荷量為可的帶電粒子靜止于N的最上端。若關閉轉向裝

置，粒子沿軌跡一在極板間一直恰好被加速，最后從S4的最上端射出；若打開轉向裝置，粒子沿軌跡

二偏轉，最后回到S的最下端并被回收。加速裝置和轉向裝置之間的區(qū)域無電場，不計金屬板的寬度、

粒子重力和粒子間的相互作用力。求：

（1）相鄰兩極板間的距離比值4：dr.心應該是多少；

（2）圓弧軌跡處的電場強度E大小；

（3）為實現(xiàn)粒子回收，板4與轉向裝置的距離”應取多大。

加速裝置

第19題圖甲

第19題圖乙

20.（11分）如圖是組合玩具結構圖，該玩具主要配件有物塊、彈射器、兩連環(huán)，以及軌道組合Z3C。等。

其中兩連環(huán)由兩個半徑不同的圓軌道I、n組成，且軌道連接部分不重疊，其圓心分別為。、。2,半徑

分別為Ri=20cm、&=10cm,軌道組合位于豎直平面內(nèi)，水平軌道"8光滑，豎直軌道C。足夠

長且與物塊間的動摩擦因數(shù)為0.5,四分之一圓弧軌道8c光滑，圓弧的圓心為O,半徑R=5cm,過B

點的豎直線的左側空間存在一方向水平向左、大小Fo=2N的恒定力場，使得進入其中的物體均受到汽

的作用力。彈射器最大彈性勢能場=20J。軌道各部分平滑連接，取重力加速度g=10m/s2。其他阻力均

不計。某次游戲中，彈射器將物塊以一定初速度彈出后，物塊先進入的是圓軌道H,后進入圓軌道I。

物塊可視為質點，其質量加=0.2kg。

（1）若物塊恰好能通過圓軌道II的最高點，求彈射器的彈性勢能大??；

（2）若物塊在整個過程中均不脫離軌道，求彈射器初始彈性勢能弓的范圍；

（3）彈射器初始彈性勢能為2J,物塊通過8點后立刻撤去圓軌道I、H,若恒定力場時大小可在。到

5N范圍內(nèi)調節(jié)，試討論當后取不同值時，全過程中物塊因摩擦產(chǎn)生的熱量。

第20題圖

A-A-

2023年寧波市物理競賽試題

物理參考答案

一、選擇題I（本大題共10小題，每小題3分，共30分。每小題列出的四個選項中只有一個是符

合題目要求的，不選、多選、錯選均不得分）

12345678910

CCCABDADBB

二、選擇題II（本題共5小題，每小題4分，共20分。每小題列出的4個選項中至少有一個是符合

題目要求的。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，不選或有錯選的得0分）

A組題：

1112131415

BCCDADBDAC

B組題：

1112131415

ADABBDCDBC

三、填空題（本題共2小題，共15分）

16.(1)10.0或10.1（2分）

dA/j-

(2)***（2分）

t△6△J

（3）偏小（2分）

(4)0.048—0.052m/s2均正確；0.171—0.l75m/s均正確（4分，各2分）

"⑴向滬

（2分）

6y/2kq

(2)（2分）

~1T~

水平向左（1分）

四、計算題（本題共3小題，共35分，其中18題分A、B兩組不同試題，請選擇相應的題目答題）

18.A組題（12分）

答案：(1)11.86年;(2)8.395°；(3)16.98天

解析：

R3R3

（1）開普勒第三定律：-T=-^（2分）

3

得北=11.86y（1分）

&：_________

（2）正弦定理:（2分）

sinasin(萬一6-a)

sin。

tana=-----------

整理得&_cos8,代入數(shù)據(jù)得a=8-395。（1分）

RE

In

（3）地球的角速度%=方一=0.01721rad/day

27r_

木星的角速度叫/=-=000145rad/day

因地球、木星和衛(wèi)星都在運動，為研究問題方便，取太陽-木星連線SJ為轉動參考系

（2分）

再一次出現(xiàn)“木星食”時，地球的角位置夕=升?！辏?，衛(wèi)星的角位置屋=。+。/2兀

nn/、sm(6+(yM

...,R_Rj_tan(a+<y/-2^)=----------------:~-——

正弦定理：「E七=「--------整理得''Rj,

sinasm(7一--cos[0(+acot)

段E

代入數(shù)據(jù)得co'=0.3714rad/day（2分）

在太陽參考系中，衛(wèi)星M繞木星的角速度。=<?'—<oj=0.36996rad/day

27r

周期7=—=16.98day（2分）

co

說明：考慮到真實的周期和位置參數(shù)，表達式正確，數(shù)據(jù)結果近似標準答案算正確；表達式錯誤,

數(shù)據(jù)結果近似標準答案算錯誤！

18.B組題（12分）

答案：（1）832N；（2）208N；（3）1664W

對人作受力分析：

FT+FN-Mg-Ma（2分）

對吊臺作受力分析：

FT-FN-nig=ma（2分）

（1）懸掛滑輪的繩索的張力月大小為

耳=2瑪.=832N（2分）

由牛頓第三定律，滑輪對天花板的拉力也為832N（2分）

（2）FN=208N（2分）

（3）Z=5s時，v=2m/s

P=2FTV=1664W（2分）

19.（12分）

【答案】（1）1:（a+1）:（6+6；⑵專（3）葭座T—匹,〃N

2Vm4

2

（1）粒子在板1和板2之間加速=；陽匕-0得y1=SK（1分）

Vm

粒子在板2和板3之間加速244=；加匕2-0得彩=色”（1分）

Vm

2-o得v慳4（1分）

粒子在板3和板4之間加速切4加匕

Vm

或由通式〃叱2_。得匕=（%qU（）

m

代入加速次數(shù)后可得巧=、@為、彩=\"生、匕=）酬”

vmNVm

每次加速的時間均為二，距離比值為平均速度之比，相鄰兩極板間的距離比值

2

d,力4=3戶：0=1：（0+1）：（百+衣

（2分）

222

（2）圓周軌跡的半徑為二電場力提供向心力qE=m(

（2分）

2

得（1分）

7TL

（3）粒子在轉向裝置中的運動時間t=—（1分）

[2匕

2d

在板4與轉向裝置之間的運動時間t2=—（1分）

V3

為實現(xiàn)粒子回收，粒子第一次離開板4時板4恰為正極，第二次到達板4時板4恰為負極

需滿足:+/2=（〃+；）丁

（1分）

代入”，解得叵務一紅，其中“6N