赤壁一中2017届高二物理竞赛试题1.公路上行驶的两汽车之间保持一定的安全距离。当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下,人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s。当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时,安全距离为120m,设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的2/5,若要求安全距离仍为120m,求汽车在雨天安全行驶的最大速度。2.如图所示,在E=103V/m的水平向左匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=0.4m,一带正电荷q=10-4C的小滑块质量为m=0.04kg,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2,求:(1)要使小滑块能运动到半圆轨道的最高点L,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放?(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点)3.如图所示,电路中电源电动势为E,内阻不计,其余三个电阻均为R。水平放置的平行金属板A、B间的距离为d,板长为L。在A板的左端且非常靠近极板A的位置,有一质量为m、电荷量为-q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间。(重力加速度用g表示)则:(1)若使液滴能沿v0方向射出电场,电动势E1应为多大?(2)若使液滴能从B板右端边缘射出电场,电动势E2应为多大?4.如图所示,oxyz坐标系的y轴竖直向上,在坐标系所在的空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向与x轴平行.从y轴上的M点(0,H,0)无初速释放一个质量为m、电荷量为q的带负电的小球,它落在xz平面上的N(l,0,b)点(l>0,b>0).若撤去磁场则小球落在xz平面的P点(l,0,0).已知重力加速度为g.(1)已知匀强磁场方向与某个坐标轴平行,试判断其可能的具体方向.(2)求电场强度E的大小.(3)求小球落至N点时的速率v.yxzoM(0,H,0)N(l,0,b)P(l,0,0)5.两块平行金属板MN、PQ水平放置,板长为L,两板间距离为L.在紧靠平行板右侧的正三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场,三角形底边BC与PQ在同一水平线上,顶点A与MN在同一水平线上,如图所示.一个质量为m、电荷量为+q的粒子沿两板间中心线以初速度v0水平射入,若在两板间加某一恒定电压,粒子离开电场后恰好垂直AB边进入磁场,并垂直AC边射出.不计粒子的重力,整个装置都处于真空中.求:(1)两极板间的电压的大小;(2)三角形区域内的磁感应强度的大小;(3)粒子从开始进入电场到从AC边射出经历的时间.赤壁一中2017届高二物理竞赛试题参考答案1.解:设路面干燥时,汽车与地面的动摩擦因数为,刹车时汽车的加速度大小为a,安全距离为s反应时间为t,由牛顿第二定律和运动学公式得①②式中,m和分别为汽车的质量和刹车前的速度。设在雨天行驶时,汽车与地面的动摩擦因数为,依题意有=③设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a,安全行驶的最大速度为,由牛顿第二定律和运动学公式得④⑤联立①②③④⑤式并代入题给数据得=20m/s(72km/h)⑥2.解析(1)滑块刚能通过轨道最高点条件是mg=m,v==2m/s滑块由释放点到最高点过程由动能定理得:Eqs-μmgs-mg2R=mv2所以s=代入数据得:s=20m(2)滑块过P点时,由动能定理:-mgR-EqR=mv2-mv所以v=v2+2(g+)R在P点由牛顿第二定律:N-Eq=所以N=3(mg+Eq)代入数据得:N=1.5N答案(1)20m(2)1.5N3.解析:(1)I==,∴UAB=IR=E1由于平衡mg==q①由①得E1=.②(2)由于液滴从B板边缘飞出,利用平抛规律有:L=v0t③d=at2④-mg=ma⑤又UBA′=E2⑥联立③④⑤⑥式得E2=.答案:(1)(2)4.解析:(1)用左手定则判断出:磁场方向为-x方向或-y方向.(2)在未加匀强磁场时,带电小球在电场力和重力作用下落到P点,设运动时间为t,小球自由下落,有①小球沿x轴方向只受电场力作用②小球沿x轴的位移为③小球沿x轴方向的加速度④联立求解,得⑤(3)带电小球在匀强磁场和匀强电场共存的区域运动时,洛仑兹力不做功电场力做功为WE=qEl⑥重力做功为WG=mgH⑦设落到N点速度大小为v,根据动能定理有⑧解得⑨5、解析:(1)运动的水平位移L=v0t1④分解电场中类平抛的末速度可得tan30°=⑤由牛顿第...