2020年第27届全国中学生(高中)物理竞赛初赛试题

第27届全国中学生物理竞赛预赛加试题及解答很抱歉，由于字数限制，我不能提供2000字的答案。

以下是一个简单题目的示例和解答，以供参考。

题目：一辆汽车以匀速行驶。

当它行驶了1小时后，车速突然加快了50%。

这之后，汽车以新的速度行驶了2小时。

若在总共3小时的行驶中，汽车行驶了180公里，请计算汽车在加速前的速度和在加速后的速度。

解答：设汽车在加速前的速度为v km/h，则汽车在加速后的速度为1.5v km/h。

在汽车行驶1小时时，它以速度v km/h行驶，所以行驶的距离为v*1 = v km。

在汽车加速后的2小时内，它以速度1.5v km/h行驶，所以行驶的距离为1.5v*2 = 3v km。

根据题目中给出的情况，汽车总共行驶了180公里，即v + 3v = 180，可得4v = 180，解得v = 45。

所以汽车在加速前的速度为45 km/h，加速后的速度为67.5 km/h。

题目续：已知一个小球以初速度v0向上抛出，经过t秒后达到最高点并开始下落。

忽略空气阻力和重力加速度的变化，请计算小球从抛出到达最高点的高度和小球从抛出到回到地面的总时间。

解答：在上升过程中，小球受到重力的作用，减速直至速度为0，达到最高点后开始下落。

由于没有考虑空气阻力，小球在上升和下落过程中的速度大小是相同的。

首先计算小球从抛出到达最高点的时间。

在上升过程中，垂直向上的速度v向下减小，直至为0。

根据运动学中的自由落体运动公式v = v0 - gt，其中g为重力加速度，由于小球在上升过程中与重力方向相反，所以g为负值。

令v = 0，则有v0 - gt = 0，解得t1 = v0 / g。

通过公式s = v0t - (1/2)gt^2，可以计算小球从抛出到达最高点的高度。

将时间t1带入，得到s = v0(t1) - (1/2)g(t1)^2 = (v0^2) / (2g)。

接下来计算小球从抛出到回到地面的时间。

由于小球抛出和回到地面的高度相同，根据自由落体运动公式，可以得到下落过程的时间t2 = sqrt((2s) / g)。

第27届全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________中国职业分类大全中国职业分类大全职业类别工种描述一类纯文职人员，从事非体力劳动人员：公司管理人员、研发人员、文职人员、柜面人员；教师；设计师；财务人员；法官、律师、书记员；警卫行政及内勤人员；编辑；医生、护士；工程师；试验室人员（化学、核能、放射实验人员除外）、质检员；仓库管理员等二类从事少量体力劳动非纯文职人员：机关、企事业单位外勤人员（如银行信贷员、销售人员、采购人员、报关员）；外勤记者（非战地记者）；清洁工（非从事高空作业、公路清扫）；导游；餐饮、酒店服务业服务员；制造业车间主任、领班；电影、电视业人员（非跑片员、武打演员、特技演员、机械工、电工、布景搭设人员）；高尔夫球场、保龄球场、球场、游泳池、海水浴场、游乐园的教练、球童、服务员、记分员、管理员、服务员；门卫；理发师、美容师、洗衣店工人；学生；公共事业抄表员、收费员；批发、零售业商人家政人员、退休人员、个体工商户；桌球、羽毛球、游泳、射箭、溜冰、射击、举重、民俗体育活动、手球、乒乓球教练三类农牧业人员；内陆渔业养殖工人、水产品加工人员；非营运汽车司机及随车人员；航运稽查员；厨师；造修船业工程师；建筑业监工、领班、土木建筑承包商；铁工厂、机械厂全自动车床工；电子业工人；仪器、仪表制造业工人；纺织及成衣业工人；食品饮料制造业工人；烟草业工人；文具制造业工人；塑胶业工人；橡胶业工人；包装工人；新闻杂志业装订工、送货员；印刷厂工人；舞蹈演员；酒家、歌厅工作人员；物业保安；司法警察；工商、税务执法人员；汽车教练；健身教练；体操教练；篮球教练；橄榄球教练；游泳、网球、垒球、溜冰、篮球、田径、体操、帆船、泛舟、手球、橄榄球、乒乓球职业运动员。

第27届全国中学生物理竞赛预赛题试卷一．选择题。

本题共7小题，每小题6分，在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一项是正确的，有的小题有多项是正确的。

把正确选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内。

全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。

1．若质点做直线运动的速度v 随时间t 变化的图线如图1所示，则该质点的位移s （从t ＝0开始）随时间t 变化的图线可能是图2中的哪一个？（） 2．烧杯内盛有0︒C 的水，一块0︒C 的冰浮在水面上，水面正好在杯口处。

最后冰全部熔解成0︒C 的水，在这过程中（ ）（A ）无水溢出杯口，但最后水面下降了（B ）有水溢出杯口，但最后水面仍在杯口处（C ）无水溢出杯口，水面始终在杯口处（D ）有水溢出杯口，但最后水面低于杯口3．如图所示，a 和b 是绝热气缸内的两个活塞，他们把气缸分成甲和乙两部分，两部分中都封有等量的理想气体。

A 是导热的，其热容量可不计，与气缸壁固连，b 是绝热的，可在气缸内无摩擦滑动，但不漏气，其右方为大气。

图中k 为加热用的电炉丝，开始时，系统处于平衡状态，两部分中气体的温度和压强都相同。

现接通电源，缓慢加热一段时间后停止加热，系统又达到新的平衡，则（ ）（A ）甲、乙中气体的温度有可能不变（B ）甲、乙中气体的压强都增加了（C ）甲、乙中气体的内能的增加量相等（D ）电炉丝放出的总热量等于甲、乙中气体增加内能的总和4．一杯水放在粘性上加热烧开后，水面上方有“白色气”;夏天一块冰放在桌面上，冰的上方也有“白色气”。

（ ）（A ）前者主要是由杯中水变来的“水的气态物质”（B ）前者主要是由杯中水变来的“水的液态物质”（C ）后者主要是由冰变来的“水的气态物质”（D ）后者主要是由冰变来的“水的液态物质”5．如图所示，电容量分别为C 和2C 的两个电容器a 和b 串联接在电动势为E 的电池两端充电，达到稳定后，如果用多用电表的直流电压挡V 接到电容器a 的两端（如图），则电压表的指针稳定后的读数是（ ）（A ）E /3 （B ）2E /3（C ）E （D ）0 6．已知频率为ν、波长为λ的光子的能量E ＝h ν，动量为P ＝h /λ，式中为普朗克常量，则光速c 可表示为（ ）（A ）P /E （B ）E /P（C ）EP （D ）E 2/P 2（A ） （B ） （C ） （D ） 图1 图2a b 甲 乙7．某种核X 经过α衰变后变为核Y ，再经过β衰变后变为核Z ，即a b X −→αc d Y −→βe f Z ，下列关系中正确的是（） （A ）a ＝e ＋4（B ）c ＝e（C ）d ＝f －1 （D ）b ＝f ＋2二．填空题。

2020第26届全国物理竞赛决赛试题理论部分及标准答案一、填空题〔每题5分，共20分〕1.某光滑曲面由曲线()y f x =绕竖直y 轴旋转一周形成，一自然半径为a 、质量为m 、劲度系数为k 的弹性圆环置于该曲面之上，能水安静止于任意高度，那么曲线方程为 。

参考答案：222()y C x a mgπ=--〔C 为任意常数〕。

2.如下图的电阻框架为四维空间中的超立方体在三维空间中的投影模型〔可视为内外两个立方体框架，对应顶点互相连接起来〕，假设该结构中每条棱均由电阻R 的材料构成，那么AB 节点间的等效电阻为 。

参考答案：712R 3.某种蜜蜂的眼睛能够看到平均波长为500nm 的光，它是由5000个小眼构成的复眼，小眼一个个密集排放在眼睛的整个表面上，小眼构造专门精巧，顶部有一个透光的圆形集光装置，叫角膜镜；下面连着圆锥形的透亮晶体，使得外部入射的光线汇聚到圆锥顶点连接的感光细胞上〔入射进入一个小眼的光线可不能透过锥壁进入其他小眼〕，从而造成一个〝影像点〞〔像素〕；所有小眼的影像点就拼成了一个完整的像。

假设将复眼看作球面圆锥，球面半径1.5r mm =，那么蜜蜂小眼角膜镜的最正确直径d 约为〔请给出两位有效数字〕 。

参考答案：30m μ4.开路电压0U 与短路电流SC I 是半导体p-n 结光电池的两个重要技术指标，试给出两者之间的关系表达式：0U = ，式中各符号代表的物理量分不为 。

参考答案：0ln 1SCS I kT U e I ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，式中e 为电子电量的绝对值，k 为波尔兹曼常量，T 为绝对温度，S I 为p-n 结的反向饱和电流。

评分标准：此题共20分。

第1、2题每题填对均得5分，第3题只要答案在27-30m μ之间即得5分，否那么0分。

第4题第一空格占4分，第二空格占1分。

二、〔15分〕天体或微观系统的运动可借助运算机动态模拟软件直观显示。

这涉及几何尺寸的按比例缩放。

全国中学生物理竞赛预赛试卷本卷共16题，满分200分．一、选择题．本题共5小题，每小题6分．在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一项符合题意，有的小题有多项符合题意．把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分．1．下列说法中正确的是A．水在0℃时密度最大．B．一个绝热容器中盛有气体，假设把气体中分子速率很大的如大于v A的分子全部取走，则气体的温度会下降，此后气体中不再存在速率大于v A的分子．C．杜瓦瓶的器壁是由两层玻璃制成的，两层玻璃之间抽成真空，抽成真空的主要作用是既可降低热传导，又可降低热辐射．D．图示为一绝热容器，中间有一隔板，隔板左边盛有温度为T的理想气体，右边为真空．现抽掉隔板，则气体的最终温度仍为T．2．如图，一半径为R电荷量为Q的带电金属球，球心位置O固定，P为球外一点．几位同学在讨论P点的场强时，有下列一些说法，其中哪些说法是正确的？A．若P点无限靠近球表面，因为球表面带电，根据库仑定律可推知，P点的场强趋于无穷大．B．因为在球内场强处处为0，若P点无限靠近球表面，则P点的场强趋于0C．若Q不变，P点的位置也不变，而令R变小，则P点的场强不变．D．若保持Q不变，而令R变大，同时始终保持P点极靠近球表面处，则P点的场强不变．3．图中L为一薄凸透镜，ab为一发光圆面，二者共轴，S为与L平行放置的屏，已知这时ab可在屏上成清晰的像．现将透镜切除一半，只保留主轴以上的一半透镜，这时ab在S上的像A．尺寸不变，亮度不变．B．尺寸不变，亮度降低．C．只剩半个圆，亮度不变．D．只剩半个圆，亮度降低．4．一轻质弹簧，一端固定在墙上，另一端连一小物块，小物块放在摩擦系数为μ的水平面上，弹簧处在自然状态，小物块位于O处．现用手将小物块向右移到a处，然后从静止释放小物块，发现小物块开始向左移动．A．小物块可能停在O点．B．小物块停止以后所受的摩擦力必不为0C．小物块无论停在O点的左边还是右边，停前所受的摩擦力的方向和停后所受摩擦力的方向两者既可能相同，也可能相反．D．小物块在通过O点后向右运动直到最远处的过程中，速度的大小总是减小；小物块在由右边最远处回到O点的过程中，速度的大小总是增大．5．如图所示，一内壁光滑的圆锥面，轴线OO’是竖直的，顶点O在下方，锥角为2α，若有两个相同的小珠（均视为质点）在圆锥的内壁上沿不同的圆轨道运动，则有：A．它们的动能相同．B．它们运动的周期相同．C．锥壁对它们的支撑力相同．D．它们的动能与势能之比相同，设o点为势能零点．二、填空题和作图题．把答案填在题中的横线上或把图画在题中指定的地方．只要给出结果，不需写出求得结果的过程．6．（6分）铀238（92 U ）是放射性元素，若衰变时依次放出α，β，β，α，α，α，α，α，β，β，α，β，β，α粒子，最终形成稳定的核Pb YX ，则其中 X ＝ ， Y ＝ ．7．（10分）在寒冷地区，为了防止汽车挡风玻璃窗结霜，可用通电电阻加热．图示为10根阻值皆为3Ω的电阻条，和一个内阻力0．5Ω的直流电源，现在要使整个电路中电阻条上消耗的功率最大，i ．应选用根电阻条．ii ．在图中画出电路连线．8．（10分）已知：光子有质量，但无静止质量，在重力场中也有重力势能．若从地面上某处将一束频率为ν的光射向其正上方相距为d 的空间站，d 远小于地球半径，令空间站接收到动光的频率为ν’，则差ν’－ν＝ ，已知地球表面附近的重力加速度为g ．9．（10分）图中所示两物块叠放在一起，下面物块位于光滑水平桌面上，其质量为m ，上面物块的质量为M ，两物块之间的静摩擦系数为μ．现从静止出发对下面物块施以随时间t 变化的水平推力F ＝γt ，γ为一常量，则从力开始作用到两物块刚发生相对运动所经过的时间等于 ，此时物块的速度等于 ．10．（16分）图中K 是密封在真空玻璃管内的金属电极，它受光照射后能释放出电子；W 是可以透光的窗口，光线通过它可照射到电极K 上；C 是密封在真空玻璃管内圆筒形的收集电极，它能收集K 所发出的光电子．R 是接在电池组E （电压足够高）两端的滑动变阻器，电极K 通过导线与串联电池组的中心端O 连接；G 是用于测量光电流的电流计．已知当某一特定频率的单色光通过窗口照射电极K 时，能产生光电子．当滑动变阻器的滑动接头处在某一点P 时，可以测到光电流，当滑动头向右移动时，G 的示数增大，使滑动头继续缓慢向右不断移动时，电流计G 的示数变化情况是： ．当滑动变阻器的滑动接头从P 点缓慢向左不断移动时，电流计G 的示数变化情况是： ．若测得用频率为ν1的单色光照射电极K 时的遏止电压为V 1，频率为ν2的单色光照射电极时的遏止电压为V 2，已知电子的电荷量为e ，则普朗克常量h ＝ ，金属电极K 的逸出功W 0＝ ．三、计算题．计算题的解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分．有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位．11．（18分）如图所示，一根跨越一固定的水平光滑细杆的柔软、不可伸长的轻绳，两端各系一个质量相等的小球A 和B ，球A 刚好接触地面，球B 被拉到与细杆同样高度的水平位置，当球B 到细杆的距离为L 时，绳刚好拉直．在绳被拉直时释放球B ，使球B 从静止开始向下摆动．求球A 刚要离开地面时球B 与其初始位置的高度差．12．（20分）一段横截面积S ＝1．0mm 2的铜导线接入直流电路中，当流经该导线的电流I ＝1．0A 时，该段铜导线中自由电子定向运动的平均速度u 为多大？已知，每个铜原子有一个“自由电子”，每个电子的电荷量e ＝ 1．6 ×10－19C ；铜的密度ρ＝8．9g ／cm 3，铜的摩尔质量μ＝64g ／mol ．阿伏枷德罗常量N 0＝6．02×1023mol －1．13．（20分）电荷量分别为q 和Q 的两个带异号电荷的小球A 和B （均可视为点电荷），质量分别为m 和M ．初始时刻，B 的速度为0，A 在B 的右方，且与B 相距L 0，A 具有向右的初速度v 0，并还受到一向右的作用力f 使其保持匀速运动，某一时刻，两球之间可以达到一最大距离．i ．求此最大距离．ii ．求从开始到两球间距离达到最大的过程中f 所做的功．14．（20分）由双原子分子构成的气体，当温度升高时，一部分双原子分子会分解成两个单原子分子，温度越高，被分解的双原子分子的比例越大，于是整个气体可视为由单原子分子构成的气体与由双原子分子构成的气体的混合气体．这种混合气体的每一种成分气体都可视作理想气体．在体积V ＝0．045m 3的坚固的容器中，盛有一定质量的碘蒸气，现于不同温度下测得容器中蒸气的压强如下：试求温度分别为1073K 和1473K 时该碘蒸气中单原子分子碘蒸气的质量与碘的总质量之比值．已知碘蒸气的总质量与一个摩尔的双原子碘分子的质量相同，普适气体常量R ＝8．31J ·mol －1·K －115．（20分）图中L 是一根通电长直导线，导线中的电流为I ．一电阻为R 、每边长为2a的导线方框，其中两条边与L 平行，可绕过其中心并与长直导线平行的轴线OO ’转动，轴线与长直导线相距b ，b ＞a ，初始时刻，导线框与直导线共面．现使线框以恒定的角速度ω转动，求线框中的感应电流的大小．不计导线框的自感．已知电流I 的长直导线在距导线r 处的磁感应强度大小为k r I ，其中k 为常量．16．（20分）一质量为m ＝3000kg 的人造卫星在离地面的高度为H ＝180 km 的高空绕地球作圆周运动，那里的重力加速度g ＝9．3m ·s －2．由于受到空气阻力的作用，在一年时间内，人造卫星的高度要下降△H＝0．50km ．已知物体在密度为ρ的流体中以速度v 运动时受到的阻力F 可表示为F ＝21ρACv 2，式中A 是物体的最大横截面积，C 是拖曳系数，与物体的形状有关．当卫星在高空中运行时，可以认为卫星的拖曳系数C ＝l ，取卫星的最大横截面积A ＝6．0m 2．已知地球的半径为R 0＝6400km ．试由以上数据估算卫星所在处的大气密度．。

全国中学生(高中)物理竞赛初赛试题(含答案)一、选择题1. 下列哪个物理量在单位时间内保持不变？A. 加速度B. 速度C. 力D. 动能答案：B解析：速度是物体在单位时间内移动的距离，因此在单位时间内保持不变。

2. 一个物体在水平面上做匀速直线运动，下列哪个力是物体所受的合力？A. 重力B. 支持力C. 摩擦力D. 合力为零答案：D解析：物体做匀速直线运动时，所受的合力为零，即所有力的矢量和为零。

3. 下列哪个物理现象是光的折射？A. 镜子成像B. 光在水中的传播速度变慢C. 彩虹D. 光在空气中的传播速度变快答案：C解析：彩虹是光的折射现象，光在通过水滴时发生折射，形成七彩的光谱。

4. 下列哪个物理量是描述物体旋转状态的？A. 速度B. 加速度C. 角速度D. 力答案：C解析：角速度是描述物体旋转状态的物理量，表示物体在单位时间内旋转的角度。

5. 下列哪个物理现象是光的干涉？A. 镜子成像B. 光在空气中的传播速度变慢C. 彩虹D. 双缝干涉答案：D解析：双缝干涉是光的干涉现象，光通过两个狭缝后发生干涉，形成明暗相间的条纹。

二、填空题1. 物体在匀速直线运动时，所受的合力为零，即所有力的矢量和为零。

这个原理称为__________。

答案：牛顿第一定律解析：牛顿第一定律指出，物体在不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动状态。

2. 光在真空中的传播速度为__________m/s。

答案：3×10^8解析：光在真空中的传播速度是一个常数，为3×10^8m/s。

3. 下列哪个物理现象是光的衍射？A. 镜子成像B. 光在水中的传播速度变慢C. 彩虹D. 光通过狭缝后发生弯曲答案：D解析：光通过狭缝后发生弯曲的现象称为光的衍射，是光波与障碍物相互作用的结果。

4. 物体在匀速圆周运动时，所受的向心力大小为__________。

答案：mv^2/r解析：物体在匀速圆周运动时，所受的向心力大小为mv^2/r，其中m为物体质量，v为物体速度，r为圆周半径。