下载文档原格式
第31 届全国中学生物理竞赛 题一满分 140分 命题人 蔡子星如图，在平面x -y 平面上有无穷多个固定的带电线密度为λ的同心圆环，圆心在原点处，半径分 别为r ,2r ,3r ...一个电量为q >0的质量为m 的点电荷，初态静止在圆心处。
(1) 限制电荷在x -y 平面内运动，电荷在小扰动下是否为稳定平衡，若稳定求周期。
(2) 限制电荷在z 轴上运动，电荷在小扰动下是否为稳定平衡，若稳定求周期。
(3) 限制电荷在x 2 +y 2 -kz 2 =0的圆锥面上运动，k 取值在什么范围内的时候，电荷在微扰小稳定平衡。
1 1 1 π21 1 1 提示： + + +...= ≈1.645； + + +...≈1.202 12 22 32 6 13 23 33题二（1）在边长为a 的正三角三个顶点处有是三个质量为m 的质点，初态静止，求在万有引力作用下质点相遇时间。
（2）在边长为a 的正三角三个顶点处有是三个质量为m 1、m 2、m 3的质点，初态静止，求在万有引力作用下质点相遇时间。
（3）在边长为a 的正四面体四个顶点处有是四个质量为m 1、m 2、m 3、m 4的质点，初态静止，求在万有引力作用下质点相遇时间。
题三如图在x -y 平面中有向y 负方向的匀强电场E ，有垂直于纸面向内的匀强磁场B ，在原点有一堆 电量为q ，质量为m 的点电荷以初速度v 0向平面内各方向飞出来，只考虑洛仑兹力和匀强电场的作用， 忽略电荷之间的静电作用。
(1) 求这些点电荷汇聚的时间和位置坐标。
(2) 若v 0 =E /B ，在以速度v 0向右的参照系中，写出任意t 时刻这些粒子构成的图形。
求出哪些区域有可能被粒子经过。
题四如图是由两个三极管构成恒流电路。
NPN 三极管放大工作特性为，当I b ≥0时，U be ≈0.5V ，三 极管导通：其中当U ce >0.5V 时为放大状态，I c =βI b ，β=99；否则当U ce ≈0.5V 时为饱和状态。
第32届全国中学生物理竞赛预赛试卷本卷共l6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．1.2014年3月8日凌晨2点40分，马来西亚航空公司一架波音777-200飞机与管制中心失去联系．2014年3月24日晚，初步确定失事地点位于南纬31o52′、东经115o52′的澳大利亚西南城市珀斯附近的海域．有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，每天上午同一时刻在该区域正上方对海面拍照，则A.该卫星一定是地球同步卫星B.该卫星轨道平面与南纬31o52′所确定的平面共面C.该卫星运行周期一定是地球自转周期的整数倍D.地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍2.23892U（铀核）衰变为22288Rn（氡核）要经过A.8次α衰变，16次β衰变B.3次α衰变，4次β衰变C.4次α衰变，16次β衰变D.4次α衰变，4次β衰变3．如图，一半径为R的固定的光滑绝缘圆环，位于竖直平面内；环上有两个相同的带电小球a和b(可视为质点)，只能在环上移动，静止时两小球之间的距离为R。
现用外力缓慢推左球a使其到达圆环最低点c，然后撤除外力．下列说法正确的是A.在左球a 到达c 点的过程中，圆环对b 球的支持力变大 B ．在左球a 到达c 点的过程中，外力做正功，电势能增加。
C.在左球a 到达c 点的过程中，a 、b 两球的重力势能之和不变 D.撤除外力后，a 、b 两球在轨道上运动过程中系统的能量守恒4．如图，O 点是小球平抛运动抛出点；在O 点有一个频闪点光源，闪光频率为30Hz ；在抛出点的正前方，竖直放置一块毛玻璃，小球初速度与毛玻璃平面垂直．在小球抛出时点光源开始闪光．当点光源闪光时，在毛玻璃上有小球的一个投影点．已知图中O 点与毛玻璃水平距离L =1．20 m ，测得第一、二个投影点之间的距离为0.05 m ．取重力加速度g =10m/s 2．下列说法正确的是 A.小球平抛运动的初速度为4m/sB ．小球平抛运动过程中，在相等时间内的动量变化不相等C ．小球投影点的速度在相等时间内的变化量越来越大 D.小球第二、三个投影点之间的距离0．15m 5．某同学用电荷量计(能测出一段时间内通过导体横截面的电荷量)测量地磁场强度，完成了如下实验：如图，将面积为S ，电阻为"的矩形导线框abcd 沿图示方位水平放置于地面上某处，将其从图示位置绕东西轴转180o ，测得通过线框的电荷量为Q 1；将其从图示位置绕东西轴转90o ，测得通过线框的电荷量为Q 2。
第三届物理竞赛贴吧排位赛第1次比赛试题时间180分钟满分160分命题人：唐鹏、蔡子星作答说明1、比赛旨在提升物理学习兴趣，发现和培养物理青年人才，促进竞赛教学交流，并方便同学自我定位；2、为方便阅卷，题目全部为填空题，答案正确即给分；如果答案不正确，将按步骤适当给分，所以请尽量给出步骤（可另加纸写步骤）；3、答案扫描或拍照上传，如果有附加页写步骤，请务写明页码，格式为（当前页/总页数）。
题一【悠悠球】黄俏老师悠悠球玩的不错，蔡子星老师决定用悠悠球玩学生。
如图，将悠悠球视作质量为m、半径为R的匀质圆柱，中间有质量可忽略不计、半径为r 的轴，轻绳绳十分柔软，已经在轴上绕了若干圈。
桌面有缝，可以使轻绳通过。
（1）基础知识考察，此悠悠球以其中心轴为轴转动时的转动惯量I1为：；（2）轻绳下挂一质量为nm（已知）的小重物A，若悠悠球与桌面间光滑，先用手保持如图所示的静止状态，则释放的瞬间，A物体的加速度a1为；（3）利用平行轴定理，可以知道悠悠球沿平行于中心轴且过B点的轴转动时的转动惯量I2为；（4）若第（2）问中，悠悠球与桌面间摩擦系数足够，释放后悠悠球纯滚动，则释放瞬间A物体的加速度a2为，悠悠球中点的加速度a2为，B点处正压力N1为，摩擦力f1为，摩擦系数至少为μ1=；（5）在悠悠球右边放一个匀质长方体，若B处光滑，（填“能”或“不能”）通过调节CD处摩擦及长方体尺寸、质量的方法使系统在放手后仍保持平衡？简述理由：（50字以内，越少越好）。
（6）第（5）问中，长方体质量km（已知），宽度l（未知），C处光滑，则要使系统在放手后仍静止，则需要B处摩擦系数μB满足条件，D处摩擦系数μD满足条件，宽度l满足条件。
题二 【橡皮筋】弹簧或弹性绳的劲度系数被定义为k =F/x ，其中F 为弹力，x 为相应的伸长量。
现有一长度l 0截面积为S 的橡皮筋，测得其劲度系数为k 。
（1） 基础知识考察，将两根这样的橡皮筋并列放置，其劲度系数k 1为 ；然后再用刚性轻绳与第三根串起来，并绕过光滑动滑轮（如图），此时整个系统的劲度系数k 2为 ；（2） 从（1）中可以看出，同种材料制作成不同形状的的橡皮筋之后表现出来的劲度系数是不一样的，如果我们想定义一个物理量来表示材料本身的弹性，而与其形状无关，这个量通常叫做弹性模量，例如沿着物体长度方向上的此弹性模量叫做杨氏模量，若有一材料制成的长度l 0截面积为S 的橡皮筋，在长度方向上有一个较小的伸长量x 时的弹力为F 。
