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Pan Pearl River Delta Physics Olympiad 20142014 年泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛Sponsored by Institute for Advanced Study, HKUST香港科技大学高等研究院赞助Part-1 (Total 6 Problems) 卷-1（共6 题）(9:00 am – 12:00 pm, 6 February, 2014)1. Sunset Twice a Day (6 points) 一天两观日落 （6分）Presently the tallest tower in the world is Burj Khalifa in Dubai. Its height is 828 m. An Internet news article reported that one can watch sunset twice in one day with this tower.杜拜的哈利法塔是现时世界上最高的建筑，高度为828米。
互联网上有新闻文章报导，可以利用这塔在一天内两次观看到日落。
(a) What is the time range of sunset between the bottom and the top of the tower? Give youranswer in minutes. Parameters: Earth’s radius = 6400 km. Distance between Sun and Earth =1.5 ⨯ 1011 m. (3 points)试求塔底和塔顶之间日落时间的范围。
答案请以分钟为单位。
参数：地球半径 = 6400公里。
太阳和地球之间的距离 = 1.5 ⨯ 1011米。
（3分）(b) Burj Khalifa also has the world’s third fastest elevator (lift) with a speed of v = 10 m/s.Immediately before the elevator starts moving upwards at the speed v from the bottom of the tower, a tourist in the elevator views the sunset. When he reaches the observatory at the height of 452 m, he found that the Sun has risen. Calculate the inclination angle of the Sun above the horizon. Give your answer in degrees. (3 points)哈里发塔还拥有世界第三快的电梯，速度可达v = 10 m/s 。
2018年全国中学生奥林匹克物理竞赛河南省预赛试卷考试时间：2018年5月27日（星期日）上午8：30～10：30注意事项：1、首先填写密封线内的市、县、学校、姓名和考号；2、用蓝色或黑色水笔、钢笔、圆珠笔直接在试卷上作答；3、答卷过程中可以使用普通型计算器；本试卷共8页，三大题，16小题，总分100分。
一、选择题（本题8小题。
每小题4分，共32分。
在每小题给出的四个选顶中，第1～4题只有一项符合题目要求．第5～8题有多项符合题目要求。
全部选对的锝4分．选对但不全的得2分，有选错的得0分，请将选出的答案序号填在下面的表格中。
1．在国际单位制（简称SI）中，力学和电学的基本单位有：m（米）、kg（千克）、s（秒）、A（安培）．则导出单位V (伏特) 用上述基本单位可表示为A．m2·kg·s-4·A-1B．m2·kg·s-3·A-1C．m2·kg·s-2·A-1D．m2·kg·s-1·A-l2．物理概念和规律的应用都有一定的前提条件，对此，下列说法中正确的是A．牛顿第二定律适用于宏观物体和微观粒子B．只要合外力的功为零，机械能就守恒C．磁感线总是闭合的D．电场线总是开放的3．一油滴静止在极板水平放置的足够大的平行板电容器中，给电容器再充上一些电荷△Q，油滴开始向上运动，经t秒后，电容器突然放电失去一部分电荷△Q'，又经过t秒，油滴回到原位置，假如在运动过程中油滴的电量一定．则A．在两个t秒内，油滴的平均速度相同B．油滴在前后两个t秒内的加速度大小之比为l ∶3C．油滴在前后两个t秒内离出发点的最大距离之比为1∶3D．△Q'∶△Q=1∶3'4、如图所示，质量均为m的两物体A、B用轻绳连接并跨过两光滑的定滑轮处于静止状态，两定滑轮间距为L；现在两定滑轮连线中点处再挂一质量也为m的物体C，从静止释放C 后，若轻绳足够长，则A ．AB ．C 的速度先增大后减小C．B 的速度一直增大 D ．A 上升的最大高度是L /85．如图所示的a 、b 分别表示一列横波上相距3 m 的两个质点A 、B 的振动图像。
由正弦定理、近曹定律和小角度近似得AF } _ /?] _ sin 斤 r } _1 1sin （i]-“）A -斤 （也）-1n-\如亠丄(1) (2)R 、 n-\光线PF 】射到另一端面时，其折射光线为平行于主光轴的光线，由此可知该端面的球心C 2 一定在端面顶点3的左方，C Q B 等于球面的半径/?2,如图复解18-1-1. 仿照上面对左端球电占折射的关系可得亟+丄 R 2 n -(3) 乂有 BF]=L-AF]由（2）、（3）、（4）式并代入数值可得= 5 cm即右端为半径等于5 cm 的向外凸的球面.2.设从无限远处物点射入的平行光线用①、②表示，令①过q,②过A,如图复解18-1-2 所示，则这两条光线经左端球面折射后的相交点M,即为左端球血対此无限远物点成的像 点.现在求M 点的位置。
在中(4) (5)sin （兀-右） sin sin （^ -（/）{） 乂 nsin0； = sin0]已知空，处均为小用度，则冇R\1）nAM°、处1-刁 第十八届全国屮学生物理竞赛复赛试题参考解答一、参考解答1. 对于一个望远系统来说，从主光轴上无限远处的物点发出的入射光为平行于主光轴的 光线，它经过系统后的出射光线也应与主光轴平行，即像点也在主光轴上无限远处，如图复 解18-1-1所示，图中q 为左端球面的球心.(7)与(2)式比较可知，AM « AF X ,即M位于过片垂直于主光轴的平而上.上而已知，玻璃棒为天文望远系统，则凡是过M点的傍轴光线从棒的右端面射出时都将是相互平行的光线.容易看出，从M 射出C?的光线将沿原方向射出，这也就是过M点的任意光线(包括光线①、②)从玻璃棒射出的平行光线的方向。
此方向与主光轴的夹角即为血，由图复18-1-2 nJ'得01 _ G片=A§_R1(9)~C^~BF\-R2III (2)、(3)式可得~BF{-R2 _ R2(10)二、参考解答1.已知在海平面处，大气压强p(0) = 101.3xl03 Pa .如图复解18-2-1,在z = 5000 m处, 大气压强为”(5000) = 53xlO3 Pa o(1)图复解18-2-1此处水沸腾时的饱和蒸气压"w应等于此值.由图复解18-2-2可知，对应的温度即沸点为t} =82 °C (2)达到此温度吋锅内水开始沸腾，温度不再升高，故在5000m高山上，若不加盖压力锅，锅内温度最高可达82°C.2.由图复解18-2-2可知，在Z = 120°C时，水的饱和蒸气压p w(120°) = 198xl03 Pa ,而在海平面处，大气压强；7(O) = lOlxlO3 Pa.可见压力阀的附加压强为p s = p w(120°)-p(0)= 198x1(P - 101.3x1()3= 96.7x103 Pa (3)在5000m高山上，大气压强与压力阀的附加压强之和为p'=+ “(5000) =96.7X103+53X103= 149.7x 1(? Pa (4)若在25时阀被顶起，贝眦时的几应等于P'，即Pw = P f⑸由图复解18-2-2可知4= 112 °C (6)此时锅内水开始沸腾，温度不再升高，故按正确方法使用此压力锅，在5000m高山上锅内水的温度最高可达112°C.P/103Paf [P r-^0)]/lO3Pa0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130El复解18223.在未按正确方法使用压力锅时，锅内有空气，设加压力阀时，内部水蒸汽已饱和.由图复解18-2-2可知，在/ = 27°C时，题中已给出水的饱和蒸气压仏(27。
第一届泛珠三角物理奥林匹克竞赛题1（5分）光滑平面上有两条长度均为2l 、而质量为m 的均匀蠕虫A 和B 。
它们的起始未知如图所示，蠕虫A 的质心位于x －y 坐标（0，0）蠕虫B 开始慢慢从A 身上爬过，爬时两虫的身体轴线始终保持夹角θ表示：当蠕虫B 爬过A 后，题2（13分）一体积为0.001m 3的空气泡和一质量和体积与空气泡相同的钢瓶从水下2.0km 深处放出。
不考虑摩擦。
气泡温度不变。
空气在水面的密度为1.21kg/m 3，大气压为1.0×105N/m 2。
〔提示：⎰=ba ab x dx α＋βα＋ββα＋βln 1〕 （a ） 求气泡到水面时的体积（3分）（b ） 求深度h （h ＜2.0km ）时气泡和钢瓶净得的能量的表达式（7分）（c ） 用该表达式求气泡和钢瓶到达水面时的速度（3分）题3（12分）一质量为0.5M 的人站在一以角速度ω旋转的厚度质量均匀，质量为0.5M 、半径为R 的圆台上。
圆台中心与转轴间无摩擦。
该人离圆台中心的距离为r （＜R ），并带有10颗质量为0.01M 的石子。
（a ） 求整个系统的总角动量。
(4分)为减速该人准备向外扔石子。
石子扔出时相对他的速度为v ，方向与径向成夹角θ。
（b ） 求当他扔了一石子后圆台的角速度，并找出使角速度减少最多的夹角θmax 。
（4分） （c ） 求当他以θmax 扔光石子后圆台的角速度。
（答案可用多项表达式）（4分）题4（8分）一均匀长竿长度为L ，质量为M ，在一半径为R （＞0.5L ）的光滑半球面内处于静止状态。
（a ） 求竿在其平衡文职附近作小幅度振荡的频率。
（4分（b ） 已知小幅度振荡时长竿偏离水平线最大偏角为θmax 。
长竿在最大偏角和水平时球面对竿端的力强度的差可写成△N ＝αMg θmax 2。
求α。
（4分）ωθ xy题5（12分）一电磁波的电场为)(00t kZ i e x E E ω-=，其中E 0和ω为实常数，k n c~=ω，c 为真空光速，~n 为介质的介电常数（可以是复数）。
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2018全国初中物理竞赛精选题及答案初中物理知识要点一览与初中物理基本概念概要(一）初中物理知识要点一览速度：V（m/S) v= S：路程/t：时间重力G （N）G=mg（m：质量；g：9。
8N或者10N)密度：ρ（kg/m3）ρ=m(m：质量; V:体积）合力：F合（N) 方向相同：F合=F1+F2 ；方向相反：F合=F1—F2 方向相反时,F1〉F2浮力:F浮（N）F浮=G物-G视（G视：物体在液体的重力)浮力:F浮(N）F浮=G物（此公式只适用物体漂浮或悬浮)浮力：F浮(N）F浮=G排=m排g=ρ液gV排（G排：排开液体的重力;m排：排开液体的质量；ρ液：液体的密度; V排:排开液体的体积（即浸入液体中的体积) ）杠杆的平衡条件：F1L1= F2L2 （F1:动力；L1：动力臂；F2：阻力；L2：阻力臂）定滑轮：F=G物S=h （F:绳子自由端受到的拉力；G物：物体的重力；S：绳子自由端移动的距离；h:物体升高的距离）动滑轮：F= （G物+G轮)/2 S=2 h （G物：物体的重力；G轮:动滑轮的重力)滑轮组: F= （G物+G轮）S=n h （n：通过动滑轮绳子的段数) 机械功：W （J) W=Fs (F：力; s：在力的方向上移动的距离）有用功:W有=G物h机械效率: η=W有/W总×100%功率:P （w）P= w/t （W：功；t:时间)压强p （Pa) P= F/s （F:压力; S:受力面积)液体压强：p （Pa）P=ρgh（ρ：液体的密度；h:深度【从液面到所求点的竖直距离】）热量：Q (J) Q=cm△t（c：物质的比热容；m：质量;△t：温度的变化值）燃料燃烧放出的热量：Q（J) Q=mq （m：质量；q：热值）串联电路电流I(A）I=I1=I2=……电流处处相等串联电路电压U(V）U=U1+U2+……串联电路起分压作用串联电路电阻R（Ω）R=R1+R2+……并联电路电流I（A）I=I1+I2+……干路电流等于各支路电流之和（分流）并联电路电压U（V）U=U1=U2=……并联电路电阻R（Ω）1/R =1/R1 +1/R2 +……欧姆定律：I= U/I电路中的电流与电压成正比,与电阻成反比电流定义式I= Q/t （Q：电荷量(库仑）;t：时间（S））电功:W （J）W=UIt=Pt （U：电压; I：电流；t：时间；P:电功率）电功率：P=UI=I2R=U2/R （U：电压；I：电流；R：电阻)电磁波波速与波长、频率的关系: C=λν(C：波速（电磁波的波速是不变的，等于3×108m/s）；λ：波长; ν:频率）（二)初中物理基本概念概要一、测量⒈长度L:主单位：米；测量工具：刻度尺；测量时要估读到最小刻度的下一位;光年的单位是长度单位。
Pan Pearl River Delta Physics Olympiad 20162016 年泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛Sponsored by Institute for Advanced Study, HKUST香港科技大学高等研究院赞助Simplified Chinese Part-1 (Total 5 Problems) 简体版卷-1（共5题）(9:00 am – 12:00 pm, 18 February, 2016)1. Electrostatic Force (4 marks) 静电力（4分）Consider a 2017-side regular polygon. There are 2016 point charges, each with charge q and located at a vertex of the polygon. Another point charge Q is located at the center of the polygon. The distance from the center of the regular polygon to its vertices is a. Find the force experienced by Q.考虑一2017-边正多边形。
其中2016个角上各有一点电荷q。
另有一个点电荷Q位于多边形的中心。
中心到每一个角的距离为a。
求Q所受的力。
2.Capacitors (13 marks)(a-c) Consider two clusters of electric charges. Cluster A consists of N charges q1, q2, …, q N, located at positions respectively. Cluster B consists of M charges , located at positions respectively.(a-c) 考虑两组电荷。
2018年度全国初中应用物理竞赛试卷注意事项：i•请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。
2•用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。
3.本试卷共有六个大题，满分100分。
―、本题共10小题，每小题2分，共20分。
以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的, 把正确选项前面的字母填在题后的括号内。
1. 如图1所示为伦敦四大地标性摩天大楼：“对讲机”、“小黄瓜”、“奶酷刨”、“碎片大厦”。
其中座大楼的设计考虑不周，曾经由于玻璃反光将停放在附近的小轿车某些部件“烤”熔化了，你认为这座大楼最可能是（）2. 当今，世界性的能源危机断地加深，节约能源义不容辞。
下面四种符号中，为中国节能标志的是（）® ◎A B c °图23. 在炎热的夏天，当我们吃冰棒的时候，常常看到在冰棒的周围有“白气”冒出，关于这个“白气”，下列说法中正确的是（）A. 白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该上升B. 白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该下降C. 白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该上升D. 白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该下降4•如图3所示为双线并绕的螺线管， a 、b 、c 、d 为四个接线柱，其中 a 、b 之间连接一根较细的导线；c 、d 之间连接一根较粗的导线。
如用两端电压恒定的同一个电源供 A. 将bc 相连，然后a 、d 分别接电源两极 B. 将cd 相连，然后a 、b 分别接电源两极 C. 将ab 相连、cd 相连，然后分别接电源两极 D. 将ad 相连、bc 相连，然后分别接电源两极5.5号电池因其体积小、容量适中，因此在小功率电器产品中广泛使用。
某种市售 装上写有“ 1.5/2000 mAH "字祥。
对该电池，下列说法中正确的是（）A.它能提供的电能约10.8 kJ B.它正常工电，下列连接方式中磁性最强的方法是（）5号电池包C.它提供的最大电功率为 3 WD.它在电路中是提供电荷的装置 6•在平缓的海滩上经常可以看到如图4所示的情景：不论远处的海浪沿什么方向冲向海岸，到达岸边时总是大约沿着垂直于岸的方向。
