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美国2001的高中物理竞赛题还有答案

美国2001的高中物理竞赛题还有答案
美国2001的高中物理竞赛题还有答案

Questions 1 through 4 refer to the following scenario:

At t0, two cars moving along a highway are side-by-side as they pass a third car stopped on the side of the road. At this moment the driver of the first car steps on the brakes while the driver of the stopped car begins to accelerate. The diagram below show the positions of each car for the next 5 seconds.

1. During which time interval would cars #2 and #3 be moving at the same average speed?

A)t0 to t1B) t1 to t2C)t2 to t3D)t3 to t4E)t4 to t5

2. About what position after t o would car #1 and car #2 have been side by side?

A) 0 m B) 15 m C) 26 m D) 37 m E) 39 m

3. Which of the three cars had the greatest average speed during these 5 seconds?

A) car #1 D) car #2 and car #3 had the same average speed

B) car #2 E) all three cars had the same average speed

C) car #3

4. If car #3 continues to constantly accelerate at the same rate what will be its position at the end of 6 seconds?

A) 22 m B) 68 m C) 72 m D) 78 m E) 94 m

5. Which of the following resistances could NOT be produced by a circuit containing only three identical 6 ohm resistors?

A) 18 ù B) 14 ù C) 9 ù D) 4 ù E) 20 ù

6. After striking the lens shown in the diagram at right,

the light ray will most likely follow which path?

A) path A

B) path B

C) path C

D) path D

E) path E

7. A force of 6 newtons and a force of 10 newtons can be combine to form a resultant with a magnitude of which of the following

A) 0 newtons B) 2 newtons C) 8 newtons D) 20 newtons E) 60 newtons

8. A 50 kilogram gymnast falls freely from a height of 4 meters on to a trampoline. The trampoline then bounces her back upward with a speed equal to the speed at which she first struck the trampoline. What is the average force the trampoline applies on the gymnast?

A) 50 newtons D) 2000 newtons

B) 200 newtons E) More information is required

C) 500 newtons

9. The 1st Law of Thermodynamics is a simple statement of the Law of the Conservation of Energy. It was first announced about the time of

A) the First World War

B) the U.S. Civil War

C) the French Revolution

D) Christopher Columbus' discovery of the New World

E) the fall of the Roman Empire

10. Each member of a family of six owns a computer rated at 500 watts in a 120 V circuit. If all computers are plugged into a single circuit protected by a 20 ampere fuse, what is the maximum number of the computers can be operating at the same time?

A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 or more Questions 11 and 12 refer to the following scenario:

A 5 kg block rests on a flat plane inclined at an angle of 30o to the horizon as shown in the diagram below.

13. According to the Bohr theory of the hydrogen atom, electrons starting in the 4th energy level and eventually ending in the ground state could produce a total of how many lines in the hydrogen spectra?

A) 7 B) 6 C) 5 D) 4 E) 3

14. A football is kicked a distance of 50 yards down field. Neglecting air resistance, which of the following statements would be INCORRECT when the football reaches its highest point.

A) all of the ball's original kinetic energy has been changed into potential energy

B) the ball's horizontal velocity is the same as when it left the kicker's foot

C) the ball will have been in the air one-half its total flight time

D) the ball has an acceleration of g

E) the vertical component of the velocity is equal to 0

15. A rectangular piece of metal 3 cm high by 6 cm wide has

a hole cut in its center 1cm high by 4 cm wide as shown in

the diagram at right. As the metal is warmed from 0o C to

1000C, what will happen to the dimensions of the hole?

A) both height and width will increase

B) both height and width will decrease

C) both height and width will remain unchanged

D) height will decrease while width will increase

E) height will increase while width will decrease

16. The mass of a planet can be calculated if it is orbited by a small satellite by setting the gravitational force on the satellite equal to the centripetal force on the satellite. Which of the following would NOT be required in this calculation?

A) the mass of the satellite

B) the radius of the satellite's orbit

C) the period of the satellite's orbit

D) Newton's universal gravitational constant

E) all of the above are required for this calculation

17. If 25% of a sample of a radioactive isotope decays in 4 hours, we would estimate the sample's half life to be about

A) 1.9 hours B) 4.0 hours C) 8.0 hours D) 9.6 hours E) 13.8 hours

18. Which of the following is the best statement of Pascal's Law?

A) pressure on a confined fluid is transmitted equally in all directions

B) a numerical arrangement where each number is the sum of the two numbers above

C) two electrons cannot occupy the same quantum state at the same time

D) the volume of a gas is directly related to its temperature

E) the farther away a galaxy the faster it is receding

19. Three identical capacitors each with a

capacitance of C are connected as shown in

the following diagram. What would be the

total equivalent capacitance of the circuit?

A) 0.33 C

B) 0.67 C

C) 1.0 C

D) 1.5 C

E) 3.0 C

20. When submerged under water, the apparent mass of one cubic centimeter of pure gold is

18.3 grams. What would be its mass in air?

A) 16.3 grams B) 17.3 grams C) 18.3 grams D) 19.3 grams E) 20.3 grams Questions 21 and 22 refer to the following scenario:

Five identical light bulbs each, with a resistance of 10 ohms, are connected in a simple electrical circuit with a switch and a 10 volt battery as shown in the diagram below.

21. The steady current in the above circuit would be closest to which of the following values?

A) 0.2 amp B) 0.37 amp C) 0.5 amp D) 2.0 amp E) 5.0 amp

22. Which bulb (or bulbs) could burn out without causing other bulbs in the circuit to also go out?

A) only bulb D D) only bulbs C or D

B) only bulb E E) bulbs B, C, or D

C) only bulbs A or E

23. A object is placed 10 cm in front of the center of a concave curved mirror with a radius of curvature of 10 cm. About how far from the mirror will the real image of the object be formed?

A) 0 cm D) 20 cm

B) 5 cm E) No image is formed

C) 10 cm

24. An electric heater draws 13 amperes of current when connected to 120 volts. If the price of electricity is $0.10/kWh, what would be the approximate cost of running the heater for 8 hours?

A) $0.19 B) $0.29 C) $0.75 D) $1.25 E) $1.55 Questions 25 and 26 refer to the following scenario:

The diagram below represents 5 different standing sound waves set up inside of a set of organ pipes 1 meter long.

25. What is the length of the longest wavelength shown?

A) .5 m B) .75 m C) 1 m D) 2 m E) 4 m

26. Which organ pipe shows a standing wave which has twice the frequency of one of the other waves shown?

A) C y D) O y

B) C z E) C y,C z,O x & O y

C) O x

27. A spinning ice skater can increase his rate of rotation by bringing his arms and free leg closer to his body. How does this procedure affect the skater's rotational momentum and kinetic energy?

A) rotational momentum remains the same while kinetic energy increases

B) rotational momentum remains the same while kinetic energy decreases

C) both rotational momentum and kinetic energy remain the same

D) rotational momentum increases while kinetic energy remains the same

E) both rotational momentum and kinetic energy increase

28. Light travels from material X with an index of refraction of n = 1.5 to material Y with an index of refraction of n = 2.0. If the speed of light in material Y is v, what is the speed of light in material X?

A) 0.56 v B) 0.75 v C) 1.33 v D) 1.78 v E) 3.0 v

29. A 200 gram sample of copper is submerged in 100 grams of water until both the copper and water are at the same temperature. Which of the following statements would be true. A) the molecules of the water and copper would have equal average speeds B) the molecules of the water and copper would have equal average momenta

C) the molecules of the water and copper would have equal average kinetic energies

D) the water molecules would have twice the average momentum of the copper molecules E) the copper molecules would have twice the average speed of the water molecules

30. Lenz's law concerning the direction of an induced current in a conductor by a magnetic field could be a restatement of

A) Ampere's law D) the Law of Conservation of Energy B) Ohm's law E) none of these C) Maxwell's Law

31. A positive point charge of +q and a negative point charge of -q are separated by a distance d . What would be the magnitude of the electric field midway between the two charges?

A) E = 0 B) E 2d kq = C) E 22d kq = D) E d kq 4= E) E 28d

kq

=

32. One stereo loudspeaker produces sound with a wavelength of 0.68 meters while the other speaker produces sound with a wavelength of 0.65 meters. What would be the resulting beat frequency?

A) 3 Hz B) 23 Hz C) 66.5 Hz D) 500 Hz E) 11,333 Hz

33. A small ball rolls down a ramp, across a horizontal table top and off the table edge. Which of the following would best represent a graph of the magnitude of the ball's acceleration vs time?

A) B) C) D) E)

34. Two toy cars with different masses originally at rest are pushed apart by a spring. Which of the following statements would NOT be true?

A) both toy cars will acquire equal but opposite momenta B) both toy cars will acquire equal kinetic energies C) the more massive toy car will acquire the least speed

D) the smaller toy car will experience an acceleration of greatest magnitude E) All of the above statements are true

35. The intensity of sound 10 meters from a tornado siren is a very loud 130 decibels. At what distance would you need to be for the intensity to drop to 90 decibels?

A) 14.3 m B) 31.8 m C) 210 m D) 400 m E) 1000 m

36. A mass m is attached to a spring with a spring constant k. If the mass is set into simple

harmonic motion by a displacement d from its equilibrium position, what would be the speed, v , of the mass when it returns to equilibrium position?

A) m kd v = B) m kd v =2 C) mg kd v = D) k mgd

v =2 E) m

k d v =

37. A long straight wire viewed end on carries a

conventional electric current out of the paper as shown in the diagram. What is the direction of the associated electric field at point P?

There would be no electric field produced by the current at pt. P A) B) C) D) E)

38. The S-waves (transverse ) and P-waves (longitudinal) produced by earthquakes travel at different speeds through the earth. If the S-waves travel about 4000 m/s while the P-waves travel at nearly 7000 m/s, how far away must an earthquake be for the P-waves to arrive 2 minutes before the S-waves?

A) 360 km B) 480 km C) 840 km D) 1120 km E) 1320 km

39. Suppose the engine and propeller of a single engine plane are turning in a clock wise direction with respect to the pilot. The gyroscopic action of the moving parts will cause the plane to move in which direction as the pilot tries to make a sharp left hand turn. A) spin clockwise around the long axis of the plane

B) spin counter-clockwise around the long axis of the plane C) nose up D) nose down E) none of the above

40. A student tunes a crystal radio set by means of a simple RLC circuit to receive a radio station broadcasting at 660 kHz. To receive a station broadcasting at 1320 kHz the capacitor in the RLC circuit could be changed. By what factor must the original capacitance be multiplied to tune in the RLC circuit to the new frequency?

A) 0.25 B) 0.50 C) 2 D) 4 E) 16

PHYSICSBOWL 2001

ANSWERS

Question Answer Question Answer

1 C 21 B

2 D 22 A

3 D 23 C

4 C 24 D

5 B 25 E

6 C 26 D

7 C 27 A

8 E 28 C

9 B 29 C

10 D 30 D

11 C 31 E

12 B 32 B

13 B 33 A

14 A 34 B

15 A 35 E

16 A 36 E

17 D 37 E

18 A 38 D

19 B 39 C

20 D 40 A

2014全国高中物理竞赛初赛试题与标准答案(全Word版)

2014 第 31 届全国中学生物理竞赛预赛试题及参考答案与评分标准 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. 1.一线膨胀系数为α的正立方体物块,当膨胀量较小时,其体膨胀系数等于 A.α1/3 B.α 3 C.α D. 3α 2.按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不 多,装秤钩的地方吊着一体积为 lcm 3的较重的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度.当秤砣放在 Q 点处时秤杆恰好平衡,如图所示,当合金块完全浸没在待测密度的液体中时, 移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度.下列说法中错误的是 A.密度秤的零点刻度在Q 点 B.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边 C.密度秤的刻度都在Q 点的右侧 D.密度秤的刻度都在Q 点的左侧 3.一列简谐横波在均匀的介质中沿z 轴正向传播,两质点P1和 P2的平衡位置在 x 轴上,它们相距 60cm,当 P1质点在平衡位置处向上运动时,P2质点处在波谷位置,若波的传播速 度为 24 m/s,则该波的频率可能为 A. 50Hz B . 60Hz C. 400Hz D . 410Hz 4.电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动方式,电磁驱动 的原理如图所示,当直流电流突然加到一固定线圈上,可以将置于线圈上的环弹射出去. 现在同一个固定线圈上,先后置有分别用钢、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三 种环;当电流突然接通时,它们所受到的推力分别为F1、F2和 F3.若环的重力可忽略,下 列说法正确的是 A. F1>F 2>F3B. F2 >F3 >F1 C. F3 >F 2> F 1 D . F1=F2=F3 5.质量为 m A的 A 球,以某一速度沿光滑水平面向静止的 B 球运动,并与 B 球发生弹性正碰.假设 B 球的质量m B可选取为不同的值,则 A.当 m B=m A时,碰后 B 球的速度最大 B.当 m B =m A时,碰后 B 球的动能最大 C.在保持m B>m A的条件下, m B越小,碰后 B 球的速度越大

高中奥林匹克物理竞赛解题方法之七对称法

例1:沿水平方向向一堵竖直光滑的墙壁抛出一个弹性小球A , 抛出点离水平地面的高度为h ,距离墙壁的水平距离为s , 小球与墙壁发生弹性碰撞后,落在水平地面上,落地点距墙壁的水平距离为2s ,如图7—1所示. 求小球抛出时的初速度. 解析:因小球与墙壁发生弹性碰撞, 故与墙壁碰撞前后入射速度与反射速度具有对称性, 碰撞后小球的运 动轨迹与无墙壁阻挡时小球继续前进的轨迹相对称,如图7—1—甲所示,所以小球的运动可以转换为平抛运动处理, 效果上相当于小球从A ′点水平抛出所做的运动. 根据平抛运动的规律:?? ? ??==2 021gt y t v x 因为抛出点到落地点的距离为3s ,抛出点的高度为h 代入后可解得:h g s y g x v 2320 == 例2:如图7—2所示,在水平面上,有两个竖直光滑墙壁A 和B ,间距为d , 一个小球以初速度0v 从两墙正中间的O 点斜向上抛出, 与A 和B 各发生一次碰撞后正好落回抛出点O , 求小球的抛射角θ. 解析:小球的运动是斜上抛和斜下抛等三段运动组成, 若按顺序求解则相当复杂,如果视墙为一平面镜, 将球与墙的弹性碰撞等效为对平面镜的物、像移动,可利用物像对称的规律及斜抛规律求解. 物体跟墙A 碰撞前后的运动相当于从O ′点开始的斜上抛运动,与B 墙碰后落于O 点相当于落到O ″点,其中O 、O ′关于A 墙对称,O 、O ″对于B 墙对称,如图7—2—甲所示,于是有 ? ??==?? ???-==0221sin cos 200y d x gt t v y t v x 落地时θθ 代入可解得2 202arcsin 2122sin v dg v dg == θθ 所以抛射角 例3:A 、B 、C 三只猎犬站立的位置构成一个边长为a 的正三角形,每只猎犬追捕猎物的速度均为v ,A 犬想追捕B 犬,B 犬 想追捕C 犬,C 犬想追捕A 犬,为追捕到猎物,猎犬不断调整方向,速度方向始终“盯”住对方,它们同时起动,经多长时间可捕捉到猎物? 解析:以地面为参考系,三只猎犬运动轨迹都是一条复杂的曲线,但根据对称性,三只猎犬最后相交于 三角形的中心点,在追捕过程中,三只猎犬的位置构成三角形的形状不变,以绕点旋转的参考系来描述,可认为三角形不转动,而是三个顶点向中心靠近,所以只要求出顶点到中心运动的时间即可. 由题意作图7—3, 设顶点到中心的距离为s ,则由已知条件得 a s 3 3 = 由运动合成与分解的知识可知,在旋转的参考系中顶点向中心运动的速度为 v v v 2330cos = =' 由此可知三角形收缩到中心的时间为 v a v s t 32='= 此题也可以用递推法求解,读者可自己试解. 例4:如图7—4所示,两个同心圆代表一个圆形槽,质量为m ,内外半径几乎同为R. 槽内A 、B 两处分别放有一个质量也为m 的小球,AB 间的距离为槽的直径. 不计一切摩擦. 现将系统置于光滑水平面上,开始时槽静止,两小球具有垂直于AB 方向的速度v ,试求两小球第一次相距R 时,槽中心的速度0v . 解析:在水平面参考系中建立水平方向的x 轴和y 轴. 由系统的对称性可知中心或者说槽整体将仅在x 轴方向上 运动。设槽中心沿x 轴正方向运动的速度变为0v ,两小球相对槽心做角速度大小为ω的圆周运动,A 球处于

高一下物理竞赛试题(含答案)

高一下物理竞赛试题 一、单项选择题(共6小题,每题3分,共18分) 1.如图,滑块A 置于水平地面上,滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块A (A 、B 接触面竖直),此时A 恰好不滑动,B 刚好不下滑.已知A 与B 间的动摩擦因数为μ1,A 与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A 与B 的质量之比为( ) A . 2 11 μμ B . 212 1-1μμμμ C . 21211μμμμ+ D .2 12 12μμμμ+ 2.如图所示,轻杆BC 的一端铰接于C ,另一端悬挂重物G ,并用细绳绕过定滑轮用力拉住.开始时,∠BCA >90°,现用拉力F 使∠BCA 缓慢减小,直到BC 接近竖直位置的过程中,杆BC 所受的压力( ) A .保持不变 B .逐渐增大 C . 逐渐减小 D . 先增大后减 小 3、如图,用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上,系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速,加速度从零开始逐渐增大到某一值,然后保持此值,小球稳定偏离竖直方向某一角度(橡皮筋在弹性限度内 )。与稳定在竖直位置时相比,小球高度 A 一定升高 B 一定降低 C 保持不变 D 升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定 4、一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L 1和L 2,中间球网高度为h 。发射机安装于台面左侧边缘的中点,能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球,发射点距台面高度为3h 。不计空气的作用,重力加速度大小为g 。若乒乓球的发射速率为v 在某范围内,通过选择合适的方向,就能使乒乓球落到球网右侧台面上,则v 的最大取值范围是 A .1 2266g g v h h L L << B .2 2 1 12(4)4 6g g v h h L L L +<< C .2 2 1 12(4)12 626g g v h h L L L +<< D .2 2 1 12(4)14 26g g v h h L L L +<<

美国2001的高中物理竞赛题还有答案

Questions 1 through 4 refer to the following scenario: At t0, two cars moving along a highway are side-by-side as they pass a third car stopped on the side of the road. At this moment the driver of the first car steps on the brakes while the driver of the stopped car begins to accelerate. The diagram below show the positions of each car for the next 5 seconds. 1. During which time interval would cars #2 and #3 be moving at the same average speed? A)t0 to t1B) t1 to t2C)t2 to t3D)t3 to t4E)t4 to t5 2. About what position after t o would car #1 and car #2 have been side by side? A) 0 m B) 15 m C) 26 m D) 37 m E) 39 m 3. Which of the three cars had the greatest average speed during these 5 seconds? A) car #1 D) car #2 and car #3 had the same average speed B) car #2 E) all three cars had the same average speed C) car #3 4. If car #3 continues to constantly accelerate at the same rate what will be its position at the end of 6 seconds? A) 22 m B) 68 m C) 72 m D) 78 m E) 94 m 5. Which of the following resistances could NOT be produced by a circuit containing only three identical 6 ohm resistors? A) 18 ù B) 14 ù C) 9 ù D) 4 ù E) 20 ù 6. After striking the lens shown in the diagram at right, the light ray will most likely follow which path? A) path A B) path B C) path C D) path D E) path E

高中物理竞赛试题及答案

高中物理竞赛模拟试卷(一) 说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共150 分,考试时间 120 分钟. 第Ⅰ卷(选择题 共 40 分) 一、本题共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分,在每小题给出的 4 个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得 4 分,选不全的得 2 分,有错选或不答的得 0 分. 1.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗,让漏斗左、右摆动,于是桌面上漏下许多砂子,经过一段时间形成一砂堆,砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状 2.如图Ⅰ-2所示,甲乙两物体在同一光滑水平轨道上相向运动,乙上连有一段轻弹簧,甲乙相互作用过程中无机械能损失,下列说法正确的有 A.若甲的初速度比乙大,则甲的速度后减到 0 B.若甲的初动量比乙大,则甲的速度后减到0 C.若甲的初动能比乙大,则甲的速度后减到0 D.若甲的质量比乙大,则甲的速度后减到0 3.特技演员从高处跳下,要求落地时必须脚先着地,为尽量保证安全,他落地时最好是采用哪种方法 A.让脚尖先着地,且着地瞬间同时下蹲 B.让整个脚板着地,且着地瞬间同时下蹲 C.让整个脚板着地,且着地瞬间不下蹲 D.让脚跟先着地,且着地瞬间同时下蹲 4.动物园的水平地面上放着一只质量为M 的笼子,笼内有一只质量为 m 的猴子.当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时,笼子对地面的压力为F 1;当猴以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时,笼子对地面的压力为 F 2(如图Ⅰ-3),关于 F 1 和 F 2 的大小,下列判断中正确的是 A.F 1 = F 2>(M + m )g B.F 1>(M + m )g ,F 2<(M + m )g C.F 1>F 2>(M + m )g D.F 1<(M + m )g ,F 2>(M + m )g 5.下列说法中正确的是 A.布朗运动与分子的运动无关 B.分子力做正功时,分子间距离一定减小 C.在环绕地球运行的空间实验室里不能观察热传递的对流现象 D.通过热传递可以使热转变为功 6.如图Ⅰ-4所示,虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面,相邻等势面之 图Ⅰ -3 图Ⅰ -4 图Ⅰ-2

高中物理竞赛流程详细解析

高中物理竞赛流程详细解析 高中物理竞赛国内竞赛主要分为:物理竞赛预赛、物理竞赛复赛、物理竞赛决赛三个流程,国际性赛事分为国际物理奥林匹克竞赛和亚洲物理奥林匹克竞赛。 一、全国中学生物理竞赛预赛(CPhO) 1、高中物理竞赛入门级赛事,每年9月上旬举办(也就是秋学期开学),由全国竞赛委员会统一命题,各省市、学校自行组织,所有中学生均可报名; 2、考试形式:笔试,共3小时,5道选择题、每题6分,5道填空题、每题10分,6道大题、每题20分,共计200分; 3、考试主要考力学、热学、电磁学、光学、近代物理等相关内容(回台回复“物竞考纲”查看明细); 4、比赛分别设置了一等奖、二等奖和三等奖,因为预赛主要是各省市为了选拔复赛选手而筹备的,所以一般一等奖可以参加复赛。 5、一般来说,考完试后2~3天即可在考点查询成绩。 二、全国中学生物理竞赛复赛(CPhO) 1、高中阶段最重要的赛事,其成绩对于自主招生及参加清北学科营等有直接影响,每年9月下旬举办(也就是预赛结束后)。 2、复赛分为笔试+实验: 笔试,共3小时,8道大题,每题40分,共计320分; 实验,共90分钟,2道实验,每道40分,共计80分; 总分400分。 3、笔试由全国竞赛委员会统一命题,各省市自行组织、规定考点,大多数省份只有预赛一等奖的同学可以参加; 实验由各省市自行命题,根据笔试成绩组织前几十名左右考生参加(也就是说实验不是所有人都考,只有角逐一等奖的同学才参加),最终根据实验和笔试的总成绩评定出一等奖、二等奖、三等。 4、各省市的实验时间稍有不同,具体可参考当地往年的考试时间。 5、考试内容在预赛的基础上稍有增加,具体考纲后台回复“物竞考纲”查看。 6、比赛设置了一等奖、二等奖、三等奖,也就是我们常说的省一、省二、省三,其中各省省一前几名入选该省省队,可参加决赛。 7、成绩有什么用? 省一等奖可基本满足除清华、北大、复旦以外其他985/211高校的自主招生条件; 省二等奖可满足部分985/211高校的自主招生条件; 省三等奖可满足大部分211学校的自主招生条件。 8、各省省队成员可参加清北金秋营、冬令营,并根据成绩获得降分优惠。

高中物理竞赛教程(超详细) 第十一讲 物理光学23页

第二讲 物 理 光 学 §2.1 光的波动性 2.1.1光的电磁理论 19世纪60年代,美国物理学家麦克斯韦发展了电磁理论,指出光是一种电磁波,使波动说发展到了相当完美的地步。 2.1.2光的干涉 1、干涉现象是波动的特性 凡有强弱按一定分布的干涉花样出现的现象,都可作为该现象具有波动本性的最可靠最有力的实验证据。 2、光的相干迭加 两列波的迭加问题可以归结为讨论空间任一点电磁振动的力迭加,所以,合振动平均强度为 其中1A 、2A 为振幅,1?、2?为振动初相位。 3、光的干涉 (1)双缝干涉 在暗室里,托马斯·杨利用壁上的小孔得到一束阳光。在这束光里,在垂直光束方向里放置了两条靠得很近的狭缝的黑屏,在屏在那边再放一块白屏,如图2-1-1所示, 于是得到了与缝平行的彩色条纹;如果在双缝前放一块滤光片,就得到明暗相同的条纹。 A 、 B 为双缝,相距为d ,M 为白屏与双缝相距为l ,DO 为AB 的中垂线。屏上距离O 为x 的一点P 到双缝的距离 dx PA PB PA PB 2)()(=+?- 由于d 、x 均远小于l ,因此PB+PA=2l ,所以P 点到A 、B 的光程差为: 若A 、B 是同位相光源,当δ为波长的整数倍时,两列波波峰与波峰或波谷与波谷相遇,P 为加强点(亮点);当δ为半波长的奇数倍时,两列波波峰与波谷相遇,P 为减弱点(暗点)。因此,白屏上干涉明条纹对 应位置为) 2,1,0( =??±=k d l k x λ暗条纹对应位置为) 2,1,0()21( =?-±=k l d k x λ。其中k =0的明条纹为中 央明条纹,称为零级明条纹;k =1,2…时,分别为 中央明条纹两侧的第1条、第2条…明(或暗)条纹,称为一级、二级…明(或暗)条纹。 相邻两明(或暗)条纹间的距离 λd l x = ? 。该 阳光 图2-1-1

镜像法-高中物理竞赛讲义

镜像法 思路 用假想的镜像电荷代替边界上的感应电荷。 保持求解区域中场方程和边界条件不变。 使用范围:界面几何形状较规范,电荷个数有限,且离散分布于有限区域。 使用范围 界面几何形状较规范,电荷个数有限,且离散分布于有限区域。 步骤 确定镜像电荷的大小和位置。 去掉界面,按原电荷和镜像电荷求解所求区域场。 求解边界上的感应电荷。 求解电场力。 平面镜像1 点电荷对平面的镜像 (a) 无限大接地导体平面上方有点电荷q (b)用镜像电荷-q代替导体平面上方的感应电荷 图4.4.1 点电荷的平面镜像 在无限大接地导体平面(YOZ平面)上方有一点电荷q,距离导体平面的高度为h。 用位于导体平面下方h处的镜像电荷-q代替导体平面上的感应电荷,边界条件维持不变,即YOZ平面为零电位面。 去掉导体平面,用原电荷和镜像电荷求解导体上方区域场,注意不能用原电荷和镜像电荷求解导体下方区域场。

电位: (4.4.2.1 ) 电场强度: (4.4.2.2) 其中, 感应电荷:=> (4.4.2.3) 电场力: (4.4.2.4) 图4.4.2 点电荷的平面镜像图4.4.3 单导线的平面镜像 无限长单导线对平面的镜像 与地面平行的极长的单导线,半径为a,离地高度为h。

用位于地面下方h处的镜像单导线代替地面上的感应电荷,边界条件维持不变。 将地面取消而代之以镜像单导线(所带电荷的电荷密度为) 电位: (4.4.2.5) 对地电容 : (4.4.2.6 平面镜像2 无限长均匀双线传输线对平面的镜 像 与地面平行的均匀双线传输线, 半径为a,离地高度为h,导线间距离为d, 导线一带正电荷+,导线二带负电荷-。 用位于地面下方h处的镜像双 导线代替地面上的感应电荷,边界条件维 持不变。 将地面取消而代之以镜像双导线。 图 4.4.4 无限长均匀传输线对地面的镜像 求解电位: (4.4.2.8) (4.4.2.9)

第届全国中学生物理竞赛决赛试题与详细解答

第23届全国中学生物理竞赛决赛试题 2006年11月深圳 ★理论试题 一、 建造一条能通向太空的天梯,是人们长期的梦想.当今在美国宇航局(NASA )支持下,洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家已在进行这方面的研究.一种简单的设计是把天梯看作一条长度达千万层楼高的质量均匀分布的缆绳,它由一种高强度、很轻的纳米碳管制成,由传统的太空飞船运到太空上,然后慢慢垂到地球表面.最后达到这样的状态和位置:天梯本身呈直线状;其上端指向太空,下端刚与地面接触但与地面之间无相互作用;整个天梯相对于地球静止不动.如果只考虑地球对天梯的万有引力,试求此天梯的长度.已知地球半径R 0=6.37×106m ,地球表面处的重力加速度g =9.80m ·s -2. 二、 如图所示,一内半径为R 的圆筒(图中2R 为其内直径)位于水平地面上.筒内放一矩形物.矩形物中的A 、B 是两根长度相等、质量皆为m 的细圆棍,它们 平行地固连在一质量可以不计的,长为l =R 的矩形薄片的两端.初始时 矩形物位于水平位置且处于静止状态,A 、B 皆与圆筒内表面接触.已知A 、B 与圆筒内表面间的静摩擦因数μ都 等于1. 现令圆筒绕其中心轴线非常缓慢地转动,使A 逐渐升高. 1.矩形物转过多大角度后,它开始与圆筒之间不再能保持相对静止? 答:___________________________(只要求写出数值,不要求写出推导过程) l A 2R

2.如果矩形物与圆筒之间刚不能保持相对静止时,立即令圆筒停止转动.令θ表示A的中点和B的中点的连线与竖直线之间的夹角,求此后θ等于多少度时,B 相对于圆筒开始滑动.(要求在卷面上写出必要的推导过程.最后用计算器对方程式进行数值求解,最终结果要求写出三位数字.) 三、 由于地球的自转及不同高度处的大气对太阳辐射吸收的差异,静止的大气中不同高度处气体的温度、密度都是不同的.对于干燥的静止空气,在离地面的高度小于20km的大气层内,大气温度T e随高度的增大而降低,已知其变化率 =-6.0×10-3K·m-1 z为竖直向上的坐标. 现考查大气层中的一质量一定的微小空气团(在确定它在空间的位置时可当作质点处理),取其初始位置为坐标原点(z=0),这时气团的温度T、密度ρ、压强p都分别与周围大气的温度T e、密度ρe、压强p e相等.由于某种原因,该微气团发生向上的小位移.因为大气的压强随高度的增加而减小,微气团在向上移动的过程中,其体积要膨胀,温度要变化(温度随高度变化可视为线性的).由于过程进行得不是非常快,微气团内气体的压强已来得及随时调整到与周围大气的压强相等,但尚来不及与周围大气发生热交换,因而可以把过程视为绝热过程.现假定大气可视为理想气体,理想气体在绝热过程中,其压强p与体积V满足绝热过程方程 pVγ=C.式中C和γ都是常量,但γ与气体种类有关,对空气,γ=1.40.已知空气的摩尔质量μ=0.029kg?mol-1,普适气体恒量R=8.31J?(K?mol)-1.试在上述条件下定量讨论微气团以后的运动. 设重力加速度g=9.8m·s-2,z=0处大气的温度T e0=300K. 四、

高中物理竞赛习题

高中物理竞赛习题 1、圆环放在光滑水平面上,有一甲虫,质量与环相等,沿环爬行,相对环的角速度为ω0,求甲虫在环上爬行一周,环的角位移。 2、一小水滴在均匀的静止雾气中凝结成核,当它下落时,扫光位于路径上的雾气,假如它留住了收集到的全部雾气,仍能保持球形,且没有粘滞阻力,渐渐地它会趋于匀速下落:v ( t ) = a t ( 对应较大的t )。试求系数a 。 3、处于固定的、绝热长方体密封器中央的绝热活塞,质量为m,截面积为S,两边的气体压强均为P0,气柱长度均为L ,若不计摩擦,求活塞微振动的周期。

4、0.1 mol 的单原子气体作如图1所示的循环,已知P 1 = 32P a ,V 1 = 8.00m 3 ,P 2 = 1.0P a V 2 = 64.0m 3,试求: (1)循环中的最高温度; (2)循环中气体对外界做的功。 5、如图2所示,等边三角形ABC 以及内含的无 限网络均由相同的、均质的细铜线连成。现在BC 边上又接上同种导线组成的等边三角形。已知铜线单位 长度的电阻为R 0 ,试求AB 两端的等效电阻R AB 。 6、如图3所示,在空间有相互垂直的场强为E 的匀强电场和磁感强度为B 的匀强磁场。一电子从原点静止释放,试求其在y 轴方向前进的最大距离。 V 图 1图 3A B C a a a a -2图 2

7、为了测量玻璃楞镜的折射率n ,采用如图4所示的装置。棱镜放在会聚透镜的前面,AB 面垂直于透镜的主光轴,在透镜的焦平面上放一个屏,当散射光照在AC 面上时,在屏上可以观察到两个区域:照亮区和非照亮区。连接两区分界处(D 点)与透镜光心O 的直线与透镜的主光轴O O '成30°角。已知棱镜的顶角α= 30°,试求棱镜的折射率n 。 高中物理竞赛习题答案 1、 θ= -32π 2、 a = 7 1g 3、 T = S P 28mL 20π 4、 (1) m T = 721K ; (2) W = 636 J 5、 0AB aR 127 75R -= 6、 2m eB E 2Y π= 7、 n = 1)ctgj j sin i sin ( 20 +- ( 其中0i = 30°,j = 30°) A B C O O′30°图 4

高中物理竞赛(解题方法:整体法)

高中奥林匹克物理竞赛解题方法 、整体法 方法简介 整体是以物体系统为研究对象,从整体或全过程去把握物理现象的本质和规律,是一种把具 有相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的多个物体,多个状态,或者多个物理变化过程组合 作为一个融洽加以研究的思维形式。整体思维是一种综合思维,也可以说是一种综合思维,也是多 种思维的高度综合,层次深、理论性强、运用价值高。因此在物理研究与学习中善于运用整体研究 分析、处理和解决问题,一方面表现为知识的综合贯通,另一方面表现为思维的有机组合。灵活运 用整体思维可以产生不同凡响的效果,显现“变”的魅力, 把物理问题变繁为简、变难为易。 赛题精讲 例1如图1—1所示,人和车的质量分别为m和M,人用水 平力F拉绳子,图中两端绳子均处于水平方向,不计滑轮质量及摩 擦,若人和车保持相对静止,且水平地面是光滑的,则车的加速度为 ________________________________________________ . 解析:要求车的加速度,似乎需将车隔离出来才能求解,事实 上,人和车保持相对静止,即人和车有相同的加速度,所以可将人和车看做一个整体,对整体用 牛顿第二定律求解即可 将人和车整体作为研究对象,整体受到重力、水平面的支持力和两条绳的拉力 向重力与支持力平衡,水平方向绳的拉力为2F,所以有: 2F=(M+m)a,解得: 2F a M m 例2用轻质细线把两个质量未知的小球悬挂起来,如图 1 —2所示,今对小球a持续施加一个向左偏下30°的恒力,并对小球b持续施加一个向右 偏上30°的同样大小的恒力,最后达到平衡,表示平衡状态的图可能是 ?在竖直方解析

全国中学生物理竞赛复赛试卷及参考解答

全国中学生物理竞赛复赛试卷 (本题共七大题,满分160分) 一、(20分)如图所示,一块长为m L 00.1=的光滑平板PQ 固定在轻质弹簧上端,弹簧的下端与地面固定连接。平板被限制在两条竖直光滑的平行导轨之间(图中未画出竖直导轨),从而只能地竖直方向运动。平板与弹簧构成的振动系统的振动周期s T 00.2=。一小球B 放在光滑的水平台面上,台面的右侧边缘正好在平板P 端的正上方,到P 端的距离为m h 80.9=。平板静止在其平衡位置。水球B 与平板PQ 的质量相等。现给小球一水平向右的速度0μ,使它从水平台面抛出。已知小球B 与平板发生弹性碰撞,碰撞时间极短,且碰撞过程中重力可以忽略不计。要使小球与平板PQ 发生一次碰撞而且只发生一次碰撞,0μ的值应在什么范围内?取2 /8.9s m g = 二、(25分)图中所示为用三角形刚性细杆AB 、BC 、CD 连成的平面连杆结构图。AB 和CD 杆可分别绕过A 、D 的垂直于纸面的固定轴转动,A 、D 两点位于同一水平线上。BC 杆的两端分别与AB 杆和CD 杆相连,可绕连接处转动(类似铰链)。当AB 杆绕A 轴以恒定的角速度ω转到图中所示的位置时,AB 杆处于竖直位置。BC 杆与CD 杆都与水平方向成45°角,已知AB 杆的长度为l ,BC 杆和CD 杆的长度由图给定。求此时C 点加速度c a 的大小和方向(用与CD 杆之间的夹角表示) 三、(20分)如图所示,一容器左侧装有活门1K ,右侧装有活塞B ,一厚度可以忽略的隔板

M 将容器隔成a 、b 两室,M 上装有活门2K 。容器、隔板、活塞及活门都是绝热的。隔板和活塞可用销钉固定,拔掉销钉即可在容器内左右平移,移动时不受摩擦作用且不漏气。整个容器置于压强为P 0、温度为T 0的大气中。初始时将活塞B 用销钉固定在图示的位置,隔板M 固定在容器PQ 处,使a 、b 两室体积都等于V 0;1K 、2K 关闭。此时,b 室真空,a 室装有一定量的空气(容器内外气体种类相同,且均可视为理想气体),其压强为4P 0/5,温度为T 0。 已知1mol 空气温度升高1K 时内能的增量为C V ,普适气体常量为R 。 1.现在打开1K ,待容器内外压强相等时迅速关闭1K (假定此过程中处在容器内的气体与处在容器外的气体之间无热量交换),求达到平衡时,a 室中气体的温度。 2.接着打开2K ,待a 、b 两室中气体达到平衡后,关闭2K 。拔掉所有销钉,缓慢推动活塞B 直至到过容器的PQ 位置。求在推动活塞过程中,隔板对a 室气体所作的功。已知在推动活塞过程中,气体的压强P 与体积V 之间的关系为V V C R C PV +=恒量。 四、(25分)图中oxy 是位于水平光滑桌面上的直角坐标系,在0>x 的一侧,存在匀强磁场,磁场方向垂直于oxy 平面向里,磁感应强度的大小为B 。在0

高二物理竞赛试题(附答案)

高二物理竞赛试题 一、选择题I(单选每小题3分,共30分) 1.甲车速度v 1=10米/秒,乙车速度v 2=4米/秒,两车在一条公路的不同车道上作同方向的匀速直线运动,随后在甲车追上乙车相遇时,甲车立即刹车作加速度为a=2米/秒2 的匀减速运动。于是两车将再次相遇,设两车先后两次相遇的时间间隔为t ,两次相遇处的距离为s ,则( ) (A)t=6秒,s=24米 (B)t=5秒,s=20米 (C)t=5秒,s=25米 (D)t=6.25秒,s=25米 2.点光源s 位于凸透镜左侧2倍焦距(即2f)之外,由s 发出的一条光线a 如图1所示,则光线经过透镜折射后的出射光线将与主光轴0102相交于( ) (A)一倍焦距与两倍焦距之间 (B)两倍焦距之外 (C)无穷远处 (D)两倍焦距处 3.图2是某电路中的一部分,已知R 1=5欧,R 2=1欧,R 3=3欧,电流I 1=O.2安,I 2=O.1安,则通过电流表A 中的电流强度是( ) (A)0.2安,方向为b →a (B)0.1安,方向b →a (C)O.1安,方向为a →b (D)0.3安,方向a →b 4.质量为优的重物放在地面上,该地重力加速度为g ,现用一根细绳向上提重物,使绳子拉力从零开始逐渐增大,得到加速度a 与拉力T 的图线如图3所示中的OAB 。换一个地点做同样的实验,又得到OCD 的图线,关于OCD 图线所描述的物体质量m ′与新地点重力加速度g ′,下列说法中正确的是( ) (A) m ′> m ,g ′≠g (B) m ′< m ,g ′≠g (C) m ′> m ,g ′= g (D) m ′< m ,g ′= g 5.如图4所示,在通电密绕长螺线管靠近左端处,吊一金属环a 处于静止状态,在其内部也吊一金属环b 处于静止状态,两环环面均与螺线管的轴线垂直且环中心恰在螺线管中轴上,当滑动变阻器R 的滑片P 向左端移动时,a 、b 两环的运动情况将是( ) (A)a 右摆,b 左摆 (B)a 左摆,b 右摆 (C)a 右摆,b 不动 (D)a 左摆,b 不动 图1 图2 图2 图4

高中物理竞赛方法集锦 等效法

四、等效法方法简介 在一些物理问题中,一个过程的发展、一个状态的确定,往往是由多个因素决定的,在这一决定中,若某些因素所起的作用和另一些因素所起的作用相同,则前一些因素与后一些因素是等效的,它们便可以互相代替,而对过程的发展或状态的确定,最后结果并不影响,这种以等效为前提而使某些因素互相代替来研究问题的方法就是等效法. 等效思维的实质是在效果相同的情况下,将较为复杂的实际问题变换为简单的熟悉问题,以便突出主要因素,抓住它的本质,找出其中规律.因此应用等效法时往往是用较简单的因素代替较复杂的因素,以使问题得到简化而便于求解. 赛题精讲 例1:如图4—1所示,水平面上,有两个竖直的光滑 墙壁A 和B ,相距为d ,一个小球以初速度v 0从两墙 之间的O 点斜向上抛出,与A 和B 各发生一次弹性 碰撞后,正好落回抛出点,求小球的抛射角θ. 解析:将弹性小球在两墙之间的反弹运动,可等效为 一个完整的斜抛运动(见图).所以可用解斜抛运动的 方法求解. 由题意得:g v v t v d θ θθsin 2cos cos 2000? =?= 可解得抛射角 20 2arcsin 21v gd = θ 例2:质点由A 向B 做直线运动,A 、B 间的距离为L ,已知质点在A 点的速度为v 0,加速度为a ,如果将L 分成相等的n 段,质点每通过L/n 的距离加速度均增加a /n ,求质点到达B 时的速度. 解析 从A 到B 的整个运动过程中,由于加速度均匀增加,故此运动是非匀变速直线 运动,而非匀变速直线运动,不能用匀变速直线运动公式求解,但若能将此运动用匀变速直线运动等效代替,则此运动就可以求解. 因加速度随通过的距离均匀增加,则此运动中的平均加速度为 n a n n a an n a n a a a a a 2)13(232)1(2 -= -=-++= += 末 初平 由匀变速运动的导出公式得2 22v v L a B -=平 解得 n aL n v v B )13(2 0-+ = 例3一只老鼠从老鼠洞沿直线爬出,已知爬出速度v 的大小与距老鼠洞中心的距离s 成

趣味物理知识竞赛试题及答案

趣味物理知识竞赛试题及答案 一、必答部分题目(答对+100分,答错不扣分) 1、下列说法中错误的是(C) A.声音是由物体的振动产生的 B.声音的传播需要介质,真空不能传播声音 C.声音的大小由振动的频率决定 D.利用声波和电磁波都可以传递信息 2、小华在2008年学业考试体育测试中,身高的读数为160,小华的身高应记录为(B)A.160m B.160cm C.160dm D.160mm 3、关于声现象的下列说法中,正确的是( D ) A.声音在不同介质中的传播速度相同 B.如果音调和响度相同,声音我们就无法分辨 C.只要物体在振动,我们就能听到声音 D.一切发声的物体都在振动 4、投影仪在现代教学中已经得到广泛的应用,投影仪的镜头相当于是一块焦距不变的凸透镜,下列有关说法正确的是( C ) A.无论物距多大,凸透镜均可成清晰的像 B.投影仪所成的像可以是实像,也可以是虚像 C.要使投影仪清晰成像在更远的屏幕上,投影仪的镜头要距投影片更近一些 D.放大镜就是一个凸透镜,它和投影仪所成像的特点是一样的 5、关于分子动理论和内能,下列说法正确的是(D ) A.一桶水的比热容比一杯水的比热容大 B.太阳能热水器吸收太阳能使水的温度升高是利用做功改变了水的内能 C.物体的内能与物体的速度有关,物体的速度越大,物体的内能越大 D.扩散现象不仅说明了分子在不停的运动,还说明了分子间是有间隙的 6、2008年的北京奥运会倡导“绿色奥运”,下图是北京奥运会的环境标志,树冠与人组成参天大树,代表着人与自然的和谐统一。下列做法中不符合“绿色奥运”理念的是(A )A.大量增加机动车辆,改善交通条件 B.加大水污染防治工作力度,加强饮用水源的保护 C,尽量减少一次性木筷、餐巾纸、塑料袋等物品的使用 D.调整能源结构,采用无污染和低污染能源 7、在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加4N拉力并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为( C ) A.0N B.2N C.4N D.8N 8、跳水运动是奥运会的正式比赛项目,我国运动员在该项目上一直处于国际领先地位。比赛中,跳水运动员从腾空跳起向上运动后再向下落入水中,若不计空气阻力,在整个空中运动过程中,运动员的( A ) A.动能先减小后增大,重力势能先增大后减小,机械能不变 B.动能先增大后减小,重力势能减小先后增大,机械能不变 C.动能先减小后增大,重力势能先增大后减小,机械能增大 D.动能先增大后减小,重力势能先减小后增大,机械能减小 9.氢气球上升的过程中将出现的现象是:D

美国1998高中物理竞赛题及答案

Physics Olympiad Entia non multiplicanda sunt praeter necessitatem 1998 MULTIPLE CHOICE SCREENING TEST 30 QUESTIONS—40 MINUTES INSTRUCTIONS DO NOT OPEN THIS TEST UNTIL YOU ARE TOLD TO BEGIN This test contains 30 multiple choice questions. Your answer to each question must be marked on the optical mark answer sheet that accompanies the test. Only the boxes preceded by numbers 1 through 30 are to be used on the answer sheet. Select the single answer that provides the best response to each question. Please be sure to use a No. 2 pencil and completely fill the box corresponding to your choice. If you change an answer, the previous mark must be completely erased. A hand-held calculator may be used. However, any memory must be cleared of data and programs. Calculators may not be shared. Your grade on this multiple choice test will be your number of correct answers. There is no penalty for guessing. It is to your advantage to answer every question. The values of some possibly useful constants are given below: mass of electron m e= 9.1 x 10-31 kg mass of proton m p= 1.7 x 10-27 kg electronic charge e= 1.6 x 10-19 C speed of light c= 3.0 x 108 m/s Coulomb's constant k= 9.0 x 109 N·m2/C2 permittivity constantε0=8.9 x 10-12 C2/N·m2 permeability constantμ0= 41 x 10-7 T·m/A gravitational constant G= 6.7 x 10-11 N·m2/kg2 mass of Earth M E= 6.0 x 1024 kg radius of Earth R E= 6.4 x 106 m gravitational field at Earth’s surface g= 9.8 N/kg speed of sound (20o C)v s= 340 m/s DO NOT OPEN THIS TEST UNTIL YOU ARE INSTRUCTED TO BEGIN Copyright ? 1998, AAPT

高中物理竞赛试卷

高中物理竞赛试卷 (考试时间:120分钟;总分:120分) 一、单项选择题:(请将正确选项的序号填在括号内,每小题5分,共10分。) 1、如图所示,把一个架在绝缘支架上不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近,达到 静电平衡后,下列对导体A端和B端电势判断正确的是( ) (取大地为零电势点) A.U A>UB>O B.U A<UB<O ?C.U A=UB<O ?D.U A=U B>O 2、一定质量的理想气体处于某一平衡状态,此时其压强为P0,有人设计了四种途径,使 气体经过每种途经后压强仍为P0,这四种途径是 ①先保持体积不变,降低压强,再保持温度不变,压缩体积 ?②先保持体积不变,使气体升温,再保持温度不变,让体积膨胀 ?③先保持温度不变,使体积膨胀,再保持体积不变,使气体升温 ?④先保持温度不变,压缩气体,再保持体积不变,使气体降温 可以断定( ) A.①、②不可能B.③、④不可能? ?C.①、③不可能??D.①、②、③、④都可能 二、填空题:(请将答案填在题中的横线上,每小题5分,共10分。) 1、2003年2月1日美国哥伦比亚号航天飞机在返回途中解体,造成人类航天史上又一悲剧。若哥伦比亚号航天飞机是在轨道半径为r的赤道上空飞行,且飞行方向与地球自转方向相同,已知地球自转角速度为ω0,地球半径为R,地球表面重力加速度为g, 在某时刻航天飞机通过赤道上某建筑物的上方,则到它下次通过该建筑物上方所需时间为___________________。

2、如图所示,在湖面上有一个半径为45m 的圆周,AB 是它的直径,在圆心O 和圆周上的A 点分别装有同样的振动源,其波在湖面上传播的波长是10m 。若一只小船在B 处恰好感觉不到振动,它沿圆周慢慢向A 划行,在到达A之前的过程中,还有___________次感觉不到振动。 三、(14分)如图所示,斜面重合的两契块AB C和AD C,质量均为M,DA 、BC 两面成水平,E 是质量为m 的小滑块,契块倾角为θ,各面均为光滑,系统放置在光滑的水平平台上自静止开始释放,问斜面未分离前小滑块的加速度为多少? 四、(15分)某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者,他用天文望远镜观察 被太阳光照射的此卫星,试问,春分那天(太阳光直射赤道)在日落12小时内有多长时间该观察者看不见此卫星?已知地球半径为R ,地球表面处的重力加速度为g , 地球自转周期为T,不考虑大气对光的折射。 C D 3

高中物理竞赛方法集锦

例11:如图13—11所示,用12根阻值均为r的相同的电阻丝构成正立方体框架。试求AG两点间的等效电阻。 解析:该电路是立体电路,我们可以将该立体电路“压扁”,使其变成平面电路,如图13—11—甲所示。 考虑到D、E、B三点等势,C、F、H三点等势,则电路图可等效为如图13—11—乙所示的电路图,所以AG间总电阻为

r r r r R 6 5363=++= 例12:如图13—12所示,倾角为θ的斜面上放一木 制圆制,其质量m=0.2kg ,半径为r ,长度L=0.1m ,圆柱 上顺着轴线OO ′绕有N=10匝的线圈,线圈平面与斜面 平行,斜面处于竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度 B=0.5T ,当通入多大电流时,圆柱才不致往下滚动? 解析:要准确地表达各物理量之间的关系, 最好画出正视图,问题就比较容易求解了。如 图13—12—甲所示,磁场力F m 对线圈的力矩 为M B =NBIL ·2r ·sin θ,重力对D 点的力矩为: M G =mgsin θ,平衡时有:M B =M G 则可解得:A NBL mg I 96.12== 例13:空间由电阻丝组成的无穷网络如图13—13 所示,每段电阻丝的电阻均为r ,试求A 、B 间的等效 电阻R AB 。 解析:设想电流A 点流入,从B 点流出,由对称 性可知,网络中背面那一根无限长电阻丝中各点等电 势,故可撤去这根电阻丝,而把空间网络等效为图13—13—甲所示的电路。

(1)其中竖直线电阻r ′分别为两个r 串联和一个r 并联后的电阻值, 所以 r r r r r 3 232=?=' 横线每根电阻仍为r ,此时将立体网络变成平面网络。 (2)由于此网络具有左右对称性,所以以AB 为轴对折,此时网络变为如图13—13—乙所示的网络。 其中横线每根电阻为21r r = 竖线每根电阻为32r r r ='= '' AB 对应那根的电阻为r r 32 =' 此时由左右无限大变为右边无限 大。 (3)设第二个网络的结点为CD ,此后均有相同的网络,去掉AB 时电路为图13—13—丙所示。再设R CD =R n -1(不包含CD 所对应的竖线电阻) 则N B A R R =',网络如图13—13—丁所示。

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