1、屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽卷及參考答案第25屆全國中學(xué)生物理比賽初賽卷一、選擇題此題共6小題每題6分在每題給出的4個選項中，有的小題只有一項為哪一項正確的有的小題有多項是正確的把正確選項前方的英文字母寫在每題后邊的方括號內(nèi)所有選對的得6分選對但不全的得3分有選錯或不答的得O分1如下圖，兩塊固連在一同的物塊ab，質(zhì)量分mmb，放在水平的圓滑桌面上現(xiàn)同時施給它們方向如和別為a和下圖的推力Fa和拉力知FaFb，則a對b的作使勁Fb，已A必為推力B必為拉力C可能為推力，也可能為拉力D可能為零2用光照耀處在基態(tài)的氫原子，有可能使氫原子電離以下說法中正確的選項是只需光的光強足夠大，就必定能夠使氫原子電離B只

2、需光的頻次足夠高，就必定能夠使氫原子電離C只需光子的能量足夠大，就必定能夠使氫原子電離D只需光照的時間足夠長，就必定能夠使氫原子電離3如下圖，一U形圓滑導(dǎo)軌串有一電阻R，擱置在勻強的外磁ab跨接在導(dǎo)軌上，可沿導(dǎo)軌方向平移?，F(xiàn)從靜場中，導(dǎo)軌平面與磁場方向垂直。一電阻可忽視不計但有必定質(zhì)量的金屬桿止開始形導(dǎo)軌的自感，則在桿運動過程中，以下哪一種說法是正確的？ab桿施以向右的恒力F，若忽視桿和UA外磁場對載流桿ab的作使勁對ab桿做功，但外磁場的能量是不變的B外力F的功老是等于電阻R上耗費的功C外磁場對載流桿ab作使勁的功率與電阻R上耗費的功率二者的大小是相等的D電阻R上耗費的功率存在最大值4如下圖

3、，擱置在起落機地板上的盛有水的容器中，插有兩根相對容器的地點是固定的玻璃管a和b，管的上端都是關(guān)閉的，下端都是張口的管內(nèi)被水各封有必定質(zhì)量的氣體均衡時，a管內(nèi)的水面比管外低，b管內(nèi)的水面比管外高現(xiàn)令起落機從靜止開始加快降落，已知在此過程中管內(nèi)氣體仍被關(guān)閉在管內(nèi)，且經(jīng)歷的過程可視為絕熱過程，則在此過程中Aa中氣體內(nèi)能將增添，b中氣體內(nèi)能將減少Ba中氣體內(nèi)能將減少，b中氣體內(nèi)能將增添Ca、b中氣體內(nèi)能都將增添Da、b中氣體內(nèi)能都將減少5圖示為由粗細平均的細玻璃管曲折成的“雙U形管”,a、b、c、d為其四段豎直的部分，此中a、d上端是張口的，處在大氣中管中的水銀把一段氣體柱密封在b、c內(nèi)，達到均衡時

4、，管內(nèi)水銀面的地點如下圖現(xiàn)遲緩地降低氣柱中氣體的溫度，若c中的水銀面上漲了一小段高度h，則Ab中的水銀面也上漲hBb中的水銀面也上漲，但上漲的高度小于h1/151屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽卷及參考答案C氣柱中氣體的減少許等于高D氣h的水柱所生的柱中氣體的減少許等于高2h的水柱所生的6中L是在心上的圈，它與阻R、R0、和池E可構(gòu)成合回路圈上的箭表示圈中流的正方向，當流的流K1和K2向與箭所示的方向同樣，流正，否都在斷開狀在t=0刻，接通K1，一段，在：t=tl刻，再接通K2，能正確地表示L中的流I隨t化的是下邊出的四此中的哪個？AlB2C3D4二、填空和作圈把答案填在中的橫上或把畫在指定的地方只需

5、出果不需寫出求得果的程7（8分）了估量水中水的體，可取一瓶無毒的放射性同位素的水溶液，得瓶內(nèi)溶液每分衰6107次，已知種同位素的半衰期2天將瓶溶液倒人水，8天后能夠溶液己平均散布在水中，取3水中的水，得水每分衰20次由此可知水中水的體m3。8（8分）在一條筆挺的公路上挨次置三交通訊號燈L、L和L，L與L相距80m，12321L3與L1相距120m每信號燈示色的隔都是20s，示色的隔都是40s.L1與L同示色，L在L示色了10s開始示色，定通三321信號燈的不得超150s如有一勻速向前行的汽通L1的刻正好是L1開始示色的刻，此汽能不斷地通三信號燈的最大速率m/s。若一勻速向前行的自行通L1的刻是

6、L1示色了10s的刻，此自行能不斷地通三信號燈的最小速率是m/s.9（8分）位于水平圓滑桌面上的n個完整同樣的小物，沿一條直擺列，相小物都存在必定的距離自左向右起，第1個小物P1，第2個小物P2，第3個小物P3，?，最后一個小物即最右的小物Pn.法同每個小物一個方向都向右但大小各不同樣的速度，此中最大的速度作v1，最小的速度作vn，介于最大速度和最小速度的各速度由大到小挨次v2、v3、?、vn-1，若當小物生碰撞，碰撞都是性正碰，且碰撞極短，最小物P1、P2、P3、?、Pn。速度的大小挨次10（11分）有兩無窮大的平均平面，一正，一，位面所荷量的數(shù)相等把兩平面正交擱置如所示中直A1B1和A2B

7、2分正的平面和的平面與面正交的交，O兩交的交點（i）依據(jù)每無窮大平均平面生的（和）擁有稱性的特色，并取O點作的零點，在右邊的整個上畫出（正、荷生的）中分2/152屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽卷及參考答案0、1V、2V、3V、1V、V和V的等勢面與紙面的交線的表示圖，并標出每個等勢面的電勢（ii）若每個帶電平面獨自產(chǎn)生的電場的場強是E0=./m,則可求出（i）中相鄰兩等勢面間的距離d。11（10分）一列簡諧橫波在二軸上流傳（振動位移沿y處的質(zhì)元的振動圖線如圖2所軸）己知x=12cm處的質(zhì)元的振動圖線如圖1所示，x=18cm示依據(jù)這兩條振動圖線，可獲取對于這列簡諧橫波確實定的和可能的信息（如頻次、波速

8、、波長等）是哪些？12(8分)一座平頂房子，頂?shù)拿娣eS40m2第一次連續(xù)下了t=24小時的雨，雨滴沿豎直方向以的速度落到屋頂，假設(shè)雨滴撞擊屋頂?shù)臅r間極短且不反彈，并立刻流走第二次氣溫在攝氏零下若干度，并且是下凍雨，也下了24小時，所有凍雨落到屋頂便都結(jié)成冰并留在屋頂上，測得冰層的厚度d25mm已知兩次下雨的雨量相等，冰的密度為9102kg/m3由以上數(shù)據(jù)可估量得第二次下的凍雨結(jié)成的冰對屋頂?shù)膲毫镹，第一次下雨過程中，雨對屋頂?shù)淖矒羰拐麄€屋頂遇到的壓力為N.13（10分）在示波器的YY/偏轉(zhuǎn)電極上，加電壓u1=U0sin2t,式中=50Hz。同時在示波器的XX/偏轉(zhuǎn)電極上加如圖1所示的鋸齒波電

9、壓u2，試在圖2中畫出熒光屏上顯示出的圖線假如因為某種原由，此圖線很遲緩地向右挪動，則其原由是三、計算題解答應(yīng)寫出必需的文字說明、方程式和重要的演算步驟只寫出最后結(jié)果的不可以得分有數(shù)值計算的題答案中一定明確寫出數(shù)值和單位14（14分）一電流表，其內(nèi)阻R，假如將它與一阻值R=44990的定值電阻串連，g0即可成為一量程U0=50V的電壓表現(xiàn)把此電流表改裝成一塊雙量程的電壓表，兩個量程分別為Uo1=5V和Uo2=10V當用此電壓表的5V擋去側(cè)量向來流電源兩頭的電壓時，電壓表的示數(shù)為；當用此電壓表的10V擋去丈量該電源兩頭的電壓時，電壓表的示數(shù)為問此電源的電動勢為多少？3/153屆全國中學(xué)生物理競賽

10、預(yù)賽卷及參考答案15（12分）為訓(xùn)練宇航員能在失重狀態(tài)下工作和生活，需要創(chuàng)建一種失重的環(huán)境在地球表面鄰近，當飛機模擬某些在重力作用下的運動時，就能夠在飛機座艙內(nèi)實現(xiàn)短時間的完整失重狀態(tài)現(xiàn)要求一架飛機在速率為v1=500m/s時進人失重狀態(tài)試驗，在速率為v2=1000m/s時退出失重狀態(tài)試驗重力加快度g=10m/s2試問：在上述給定的速率要求下，該飛機需要模擬何種運動，方可在必定范圍內(nèi)隨意選擇失重時間的長短？試定量議論影響失重時間長短的要素飛機模擬這類運動時，可選擇的失重狀態(tài)的時間范圍是多少？16（12分）假設(shè)月球繞地球作圓周運動，地球繞太陽也作圓周運動，且軌道都在同一平面內(nèi)己知地球表面處的重力

11、加快度g=2，地球半徑R0106m，月球質(zhì)量1022kg，月球半徑Rm106m，引力恒量10-11Nm2/kg2,月心地心間的距離約為r0m108m月球的球心繞地球的球心運動一周需多少天？地球上的察看者接踵兩次看到滿月需多少天？(iii)若忽視月球繞地球的運動，假想從地球表面發(fā)射一枚火箭直接射向月球，試估量火箭到達月球表面時的速度起碼為多少（結(jié)果要求兩位數(shù)字）?17（12分）如下圖，1和2是放在水平川面上的兩個小物塊（可視為質(zhì)點），與地面的滑動摩擦系數(shù)同樣，兩物塊間的距離d，它們的質(zhì)量分別為m1、m2現(xiàn)令它們分別以初速度v1=10m/s和v2=2m/s迎向運動，經(jīng)過時間，兩物塊相碰，碰撞時間極

12、短，碰后二者粘在一同運動求從剛碰后到停止運動過程中損失的機械能18(11分）磅秤由底座、載物平臺Q、杠桿系統(tǒng)及硅碼構(gòu)成，圖示為其等效的在豎直平面內(nèi)的截面圖Q是一塊水平擱置的鐵板，經(jīng)過雙側(cè)的豎直鐵板H和K壓在E、B處的刀口上杠桿系統(tǒng)由橫桿DEF、ABCP和豎桿CF、MP以及橫梁MON構(gòu)成，還有兩個位于A、處的刀口分別壓在磅秤的底座上（Q、K、H、E、B、A、D.C、F、沿垂直于紙面的方向都有必定的長度，圖中為其斷面）M、N、O、P都是轉(zhuǎn)軸，此中O被位于頂部并與磅秤底座固連的支架OL吊住，因此轉(zhuǎn)軸O不可以發(fā)生挪動，磅秤設(shè)計時，已做到當載物平臺上不聽任何待秤物件、游碼S位于左邊零刻度處、砝碼掛鉤上砝

13、碼為零時，橫梁MON處于水平狀態(tài)，這時橫桿DEF、ABCP亦是水平的，而豎桿CF、MP則是豎直的當重為W的待秤物件放在載物平臺Q上時，用W1表示B處刀口增添的壓力，W2表示E處刀口增添的壓力，因為杠桿系統(tǒng)的調(diào)理，橫梁材MON失掉均衡，偏離水平川點適合增添砝碼或挪動游碼S的地點，可使橫梁MON恢復(fù)均衡，回到水平川點待秤物件的重量（質(zhì)量）可由砝碼數(shù)值及游碼的地點確立為了保證待秤物件放在載物臺上不一樣地點時磅秤都能顯示出同樣的結(jié)果，在設(shè)計時，AB、DE、AC、DF之間應(yīng)知足如何的關(guān)系？4/154屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽卷及參考答案19(11分）如下圖，一修長的圓柱形平均玻璃棒，其一個端面是平面（垂直

14、于軸線），另一個端面是球面，球心位于軸線上現(xiàn)有一很細的光束沿平行于軸線方向且很湊近軸線人a；當射當光從平端面射人棒內(nèi)時，光芒從另一端面射出后與軸線的交點到球面的距離為光芒從球形端面射人棒內(nèi)時，光芒在棒內(nèi)與軸線的交點到球面的距離為b試近似地求出玻璃的折射率n20(13分）光子不單擁有能量，并且還擁有動量，頻次為的光子的能量為h，動量h/c，式中h為普朗克常量，c為光速。光子射到物體表面時將產(chǎn)生壓力作用，這就是光壓假想有一宇宙灰塵，可視為一半徑的小球，其資料與地球的同樣，它到太陽的距離與地球到太陽的距離相等試計算太陽輻射對此灰塵作使勁的大小與太陽對它萬有引力大小的比值假設(shè)太陽輻射射到灰塵時被灰塵所

15、有汲取已知：地球繞太陽的運動可視為圓周運動，太陽輻射在單位時間內(nèi)射到位于地球軌道處的、垂直于太陽光芒方向的單位面積上的輻射能103Wm-2，地球到太陽中心的距離r0c1011m，地球表面鄰近的重力加快度g=10ms-2，地球半徑R0106rn，引力恒量10-11Nm2kg-221（16分）設(shè)空間存在三個互相垂直的已知場：電場強度為E的勻強電場，磁感覺強度為B的勻強磁場和重力加快度為g的重力場一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的質(zhì)點在此空間運動，己知在運動過程中，質(zhì)點速度的大小恒定不變試經(jīng)過論證，說明此質(zhì)點作何種運動（不用求出運動的軌跡方程）若在某一時辰，電場和磁場忽然所有消逝，己知今后該質(zhì)點在運動過程中的最小動能為其初始動能（即電場和磁場剛要消逝時的動能）的一半，試求在電場、磁場剛要消逝時辰該質(zhì)點的速度在三個場方向的重量5/155屆全