全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案

目录第二十届全国中学生物理竞赛预赛试卷2003年9月 (1)第二十届全国中学生物理竞赛预赛题参考答案、评分标准 (6)第21届全国中学生物理竞赛复赛题试卷 (14)第22届全国中学生物理竞赛复赛题 (25)第24届全国中学生物理竞赛复赛试卷 (45)第24届全国中学生物理竞赛复赛试题参考解答 (70)第24届全国中学生物理竞赛预赛试卷2007.9.2 (90)第25届全国中学生物理竞赛预赛题试卷 (104)第26届全国中学生物理竞赛复赛试卷 (113)第27 届全国中学生物理竞赛复赛试卷 (123)第二十届全国中学生物理竞赛预赛试卷2003年9月一、（20分）两个薄透镜L1和L2共轴放置，如图所示．已知L1的焦距f1=f , L2的焦距f2=—f，两透镜间距离也是f．小物体位于物面P上，物距u1＝3f．（1）小物体经这两个透镜所成的像在L2的__________边，到L2的距离为_________，是__________倍（虚或实）、____________像（正或倒），放大率为_________________。

（2）现在把两透镜位置调换，若还要给定的原物体在原像处成像，两透镜作为整体应沿光轴向____________边移动距离_______________．这个新的像是____________像（虚或实）、______________像（正或倒）放大率为________________。

二、(20分)一个氢放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为4.86×10-7m．试计算这是氢原子中电子从哪一个能级向哪一个能级（用量子数n表示）跃迁时发出的？已知氢原子基态（n＝1）的能量为E l=一13.6eV＝－2.18×10-18J，普朗克常量为h=6.63×10－34J·s。

三、(20分)在野外施工中，需要使质量m＝4.20 kg的铝合金构件升温。

除了保温瓶中尚存有温度t ＝90.0℃的1.200 kg的热水外，无其他热源．试提出一个操作方案，能利用这些热水使构件从温度t0=10℃升温到66.0℃以上（含66.0℃），并通过计算验证你的方案．已知铝合金的比热容c＝0.880×l03J·(Kg·℃)-1，水的比热容c0 =4.20×103J·(Kg·℃)-1，不计向周围环境散失的热量。

全国第37届中学生物理竞赛预赛试题及答案一、选择题（每题5分，共25分）1. 物体做直线运动，当速度与加速度的方向相同时，物体的速度（）。

A. 增大B. 减小C. 保持不变D. 无法确定答案：A2. 下列哪种情况下，物体处于平衡状态（）。

A. 加速度不为零B. 受到非平衡力作用C. 速度不变D. 受到平衡力作用答案：D3. 一个物体做匀速圆周运动，下列哪个物理量是不变的（）。

A. 速度大小B. 速度方向C. 加速度大小D. 加速度方向答案：A4. 下列哪种现象是由于光的折射引起的（）。

A. 彩虹B. 平面镜成像C. 太阳光直射D. 水中的鱼看起来更浅答案：A5. 一个物体做自由落体运动，下列哪个物理量与时间成正比（）。

A. 速度B. 加速度C. 位移D. 动能答案：A6. 下列哪种设备是利用电磁感应原理工作的（）。

A. 电吹风B. 电动机C. 发电机D. 电磁铁答案：C7. 在真空中，光速是（）。

A. 299,792,458 m/sB. 149,000,000 m/sC. 98,000,000 m/sD. 300,000,000 m/s答案：A8. 下列哪种现象是由于光的反射引起的（）。

A. 彩虹B. 平面镜成像C. 太阳光直射D. 水中的鱼看起来更浅答案：B9. 下列哪个物理量是标量（）。

A. 速度B. 加速度C. 位移D. 力答案：D10. 一个物体做简谐振动，下列哪个物理量与时间成正比（）。

A. 速度B. 加速度C. 位移D. 动能答案：C二、填空题（每题5分，共25分）1. 一个物体做直线运动，当速度与加速度的方向相同时，物体的速度______（填“增大”、“减小”、“保持不变”或“无法确定”）。

答案：增大2. 下列哪种情况下，物体处于平衡状态______（填“加速度不为零”、“受到非平衡力作用”、“速度不变”或“受到平衡力作用”）。

答案：受到平衡力作用3. 一个物体做匀速圆周运动，下列哪个物理量是不变的______（填“速度大小”、“速度方向”、“加速度大小”或“加速度方向”）。

第二十届全国中学生物理竞赛预赛试卷全卷共七题，总分为140分．一、（20分）两个薄透镜L 1和L 2共轴放置，如图所示．已知L 1的焦距f 1=f , L 2的焦距f 2=—f ，两透镜间距离也是f ．小物体位于物面P 上，物距u 1 ＝3f ．（1）小物体经这两个透镜所成的像在L 2的__________边，到L 2的距离为_________，是__________倍（虚或实）、____________像（正或倒），放大率为_________________。

（2）现在把两透镜位置调换，若还要给定的原物体在原像处成像，两透镜作为整体应沿光轴向____________边移动距离_______________．这个新的像是____________像（虚或实）、______________像（正或倒）放大率为________________。

二、(20分)一个氢放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为4.86×10-7m ．试计算这是氢原子中电子从哪一个能级向哪一个能级（用量子数n 表示）跃迁时发出的？已知氢原子基态（n ＝1）的能量为E l =一13.6eV ＝－2.18×10-18J ，普朗克常量为 h =6.63×10－34J ·s 。

三、(20分)在野外施工中，需要使质量 m ＝4.20 kg 的铝合金构件升温。

除了保温瓶中尚存有温度 t ＝ 90.0℃的1.200 kg 的热水外，无其他热源．试提出一个操作方案，能利用这些热水使构件从温度 t 0=10℃升温到 66.0℃以上（含66.0℃），并通过计算验证你的方案．已知铝合金的比热容 c ＝0.880×l03J ·(Kg ·℃)-1，水的比热容c 0 =4.20×103J ·(Kg ·℃)-1，不计向周围环境散失的热量。

四、 (20分）从 z 轴上的 O 点发射一束电量为q （＞0）、质量为m 的带电粒子，它们速度统方向分布在以O 点为顶点、z 轴为对称轴的一个顶角很小的锥体内（如图所示），速度的大小都等于v ．试设计一种匀强磁场，能使这束带电粒子会聚于z 轴上的另一点M ，M 点离开O 点的经离为d ．要求给出该磁场的方向、磁感应强度的大小和最小值．不计粒子间的相互作用和重力的作用．2003年9月五、(20分)有一个摆长为l 的摆（摆球可视为质点，摆线的质量不计），在过悬挂点的竖直线上距悬挂点O 的距离为x 处（x ＜l ）的C 点有一固定的钉子，如图所示，当摆摆动时，摆线会受到钉子的阻挡．当l 一定而x 取不同值时，阻挡后摆球的运动情况将不同．现将摆拉到位于竖直线的左方（摆球的高度不超过O 点），然后放手，令其自由摆动，如果摆线被钉子阻挡后，摆球恰巧能够击中钉子，试求x 的最小值．六、(20分)质量为M 的运动员手持一质量为m 的物块，以速率v 0沿与水平面成a 角的方向向前跳跃（如图）．为了能跳得更远一点，运动员可在跳远全过程中的某一位置处，沿某一方向把物块抛出．物块抛出时相对运动员的速度的大小u 是给定的，物块抛出后，物块和运动员都在同一竖直平面内运动．(1)若运动员在跳远的全过程中的某时刻t o 把物块沿与x 轴负方向成某θ角的方向抛出，求运动员从起跳到落地所经历的时间．(2)在跳远的全过程中，运动员在何处把物块沿与x 轴负方向成θ角的方向抛出，能使自己跳得更远？若v 0和u 一定，在什么条件下可跳得最远？并求出运动员跳的最大距离．七、（20分）图预20-7-1中 A 和B 是真空中的两块面积很大的平行金属板、加上周期为T 的交流电压，在两板间产生交变的匀强电场．己知B 板电势为零，A 板电势U A 随时间变化的规律如图预20-7-2所示，其中U A 的最大值为的U 0，最小值为一2U 0．在图预20-7-1中，虚线MN 表示与A 、B 扳平行等距的一个较小的面，此面到A 和B 的距离皆为l ．在此面所在处，不断地产生电量为q 、质量为m 的带负电的微粒，各个时刻产生带电微粒的机会均等．这种微粒产生后，从静止出发在电场力的作用下运动．设微粒一旦碰到金属板，它就附在板上不再运动，且其电量同时消失，不影响A 、B 板的电压．己知上述的T 、U 0、l ，q 和m 等各量的值正好满足等式20222163⎪⎭⎫⎝⎛=T m q U l若在交流电压变化的每个周期T 内，平均产主320个上述微粒，试论证在t ＝0到t ＝T ／2这v 0段时间内产主的微粒中，有多少微粒可到达A板（不计重力，不考虑微粒之间的相互作用）。

第30届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.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.下列说法正确的是：A.—束单色光从真空射入时，在玻璃表面处发生折射现象，这与光在玻璃中的传播速度不同于在真空中的传播速度B.白纸上有两个非常靠近的小黑斑，实际上是分开的，没有重叠部分.但通过某一显微镜所成的象却是两个连在一起的没有分开的光斑，这与光的衍射现象有关C.雨后虹的形成与光的全反射现象有关D.老年人眼睛常变为远视眼，这时近处物体通过眼睛所成的像在视网膜的前方（瞳孔与视网膜之间），故看不清2.图中A、B是两块金属板，分别与高压直流电源的正负极相连.一个电荷量为q、质量为m的带正电的点电荷自贴近A板处静止释放（不计重力作用）.已知当A、B两板平行、两板的面积很大且两板间的距离较小时，它刚到达B板时的速度为“°，在下列情况下以“表示点电荷刚到达B 板时的速度A.若A、B两板不平行,则B.若A板面积很小，B板面积很大，则u< uoC.若A、B两板间的距离很大，则H<W OD.不论A、B两板是否平行、两板面积大小及两板间距离多少，"都等于«（）3.□粒子和B粒子都沿垂直于磁场的方向射入同一均匀磁场中，发现这两种粒子沿相同半径的圆轨道运动.若a粒子的质量是nn，B粒子的质量是m2,则a粒子与B粒子的动能之比是m? * m】一m】=4m?A•百 B.云 C.阪 D.孟4.由玻尔理论可知，当氢原子中的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，有可能A.发射出光子，电子的动能减少，原子的势能减少B.发射出光子，电子的动能增加，原子的势能减少C.吸收光子，电子的动能减少，原子的势能增加D.吸收光子，电子的动能增加，原子的势能减少5.图示两条虚线Z间为一光学元件所在处，AB为其主光轴.P是一点光源，其傍轴光线通过此光学元件成像于Q点.该光学元件可能是QA.薄凸透镜p•B.薄凹透镜A•BC.凸球面镜D.凹球面镜二、填空题和作图题•只要给出结果，不需写出求得结果的过程.6.（8分）国际上已规定,33Cs 原子的频率/=9192631770Hz （没有误差）•这样，秒的定义______________________________ •国际上已规定一个公认的光速值c=299792458m/s （没有误差）.长度单 位由时间单位导出，则米定义为 __ .7. （8分）质量为g 的小滑块，沿一倾角为e 的光滑斜面滑下，斜面质量为m2,置于光滑的水平桌面上.设重力 加速度为g ，斜面在水平桌面上运动的加速度的大小为& （8分）一线光源，已知它发出的光包含三种不同频率的可见光，若要使它通过三棱镜分光，最后能在屏上看到这三种不同频率的光的谱线，则除了光源、三棱镜和屏外，必须的器件至少还应有 •其中一个的位置应在 和 之间，另一个的位置应在 和 之问.绕过轻滑轮连接B 和C 的轻细绳都处于水半位置.现用水平方向的恒定外力F 拉滑轮，使A 的加速度等于0.20g, g 为重力加速度.在这种情况吋，B 、A 之间沿水平方向的作用力的大小等于 ________________ , C 、A之间沿水平方向的作用力的大小等于 ______________ ，外力F 的大小等于 _______________ •10. （14分）i.在做“把电流表改装成电压表”的实验中，必须测出电流表的内阻和用标進电压表对改装成的电压表 进行校准.某同学对图示的器材进行了连线，使所连成的电路 只要控制单刀双掷开关的刀位和调节电阻箱及变阻器，不需.J.改动连线，就能：（1）在与电阻箱断路的条件下测出电流表 单刀双掷开关 的内阻；（2）对改装成的电压表所有的刻度进行校准•试在图 中画出该同学的全部连线.ii. ------------------------------------------------------------------------------------ 有一块横截面为矩形的长板，长度在81cm 与82cm 之间， --------------------------- |宽度在5cm 与6cm 之间，厚度在lcm 与2cm 之间.现用直尺 电阻箱（最小刻度为mm ）、卡尺（游标为50分度）和千分尺（螺 旋测微器）去测量此板的长度、宽度和厚度，要求测出后的 最后一位有效数字是估读的.试设想一组可能的数据天灾下单刀开关9. （12分）如图所示，A 为放在水平光滑桌面上的长方形物块，在它上面放有物块B 和C.A 、B 、C 的质量分别为m 、5m 、m.B 、C 与A 之间的静 摩擦系数和滑动摩擦系数皆为0.10, K 为轻滑轮,nKAr-i>fcl —c "1标准电压表面的空格处.板的长度 ClTb 板的宽度 cm,板的厚度 cm,电流表变阻器电池三、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. （20分）在水平地面某处，以相同的速率巾用不同的抛射角分别抛射两个小球A和B,它们的射程相同•已知小球A在空中运行的吋间为7\,求小球B在空中运行的时间几•重力加速度大小为g，不考虑空气阻力.12.（20分）从地球上看太阳时，对太阳直径的张角〃二53°.取地球表面上纬度为1 °的长度匸110km,地球表面处的重力加速度g=10m/s2,地球公转的周期7=365天.试仅用以上数据计算地球和太阳密度之比. 假设太阳和地球都是质量均匀分布的球体.13.（16分）一个用电阻丝绕成的线圈，浸没在量热器所盛的油中，油的温度为0°C.当线圈两端加上一定的电压后，油温渐渐上升.0°C时温度升高的速率为5.0K・miJ,持续一段时间后，油温上升到30°C,此时温度升高的速率变为4.5K・ min1,这是因为线圈的电阻与温度有关.设温度为旷C时线圈的电阻为肌，温度为0°C 吋线圈的电阻为则有R.= R.（1+a 0）, a称为电阻的温度系数.试求此线圈电阻的温度系数. 假设量热器及其中的油以及线圈所构成的系统温度升高的速率与该系统吸收热量的速率（即单位时间内吸收的热量）成正比；对油加热过稈中加在线圈两端的电压恒定不变；系统损失的热量可忽略不计.14.（18分）如图所示，一摩尔理想气体，由压强与体积关系的图中的状态A出发，经过一缓慢的直线过程到达状态B,已知状态B的压强与状态A的压强之比为* ,若耍使整个过程的最终结果是气体从外界吸收了热量，则状态B与状态A的体积之比应满足什么条件？己知此理想气体每摩尔的内能瑯T , R为普适气体常量，卩为热力学温度.15.（23分）如图所示，匝数为N、的原线圈和在数为M的副线圈绕在同一闭合的铁心上，副线圈两端与电阻R相联，原线圈两端与平行金属导轨相联.两轨之间的距离为厶，其电阻可不汁.在虚线的左侧，存在方向与导轨所在平血垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B. pq是一质量为m电阻为r与导轨垂直放置的:金属杆，它可在导轨上沿与导轨平行的方向无摩擦地滑动•假设在任何同-•吋刻通过线圈每一匝的磁通都相同，两个线圈的电阻、铁心中包括涡流在内的各种损耗都忽略不计，且变压器中的电磁场完全限制在变压器铁心中•现于1=0时开始施一外力，使杆从静止出发以恒定的加速度Q向左运动•不考虑连接导线的自感. 若已知在某吋刻t时原线圈中电流的大小/<,i.求此时刻外力的功率ii.此功率转化为哪些其他形式的功率或能量变化率？试分别求岀它们的大小.16.（23分）如图所示，一质量为加半径为R的由绝缘材料制成的薄球壳，均匀带正电，电荷量为Q,球壳下面有与球壳固连的底座，底座静止在光滑水平面上•球壳内部有一劲度系数为"的轻弹簧（质量不计），弹簧始终处于水平位置，其一端与球壳内壁固连，另一端恰位于球心处，球壳上开有一小孔C,小孔位于过球心的水平线上.在此水平线上离球壳很远的0处有一质量也为m电荷量也为Q的带正电的点电荷P,它以足够大的初速比沿水平的0C方向开始运动.并知P能通过小孔C进入球壳内，不考虑重力和底座的影响.已知静电力常量上求P刚进入C孔到刚再由C孔出来所经历的时间.t 令F 表示此时刻外力的大小小表示此时杆的速度，P 表示外力的功率，则有 P = FxFat (1) 在*时刻，由牛顿定律有 (2) 由上两式得P = (ma ^I }BL)at(3)u.在*时刻，杆运动产生的电动势 & = BLat (4)令囲、鶴分别表示原、副线圈两端的感应电动势，并有浜二炭 5、4分别表示原、 副线圈两端的电压，厶表示副线圈中的电流，由欧姆定律有 鶴=» S 二 I Q R根据题的假设，利用法拉弟电磁感应定律.有歹I N* 由(4)、(5)、(6)、(7)式可得U x = atBL -ZjT〃2 晋 WBU r M电阻厂上消耗的功率 电阻R 上消耗的功率变压器内场能的变化率第30届全国中学生物理竞赛预赛试卷参考解答与评分标准 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・ 答案：1. A 、 B 2. D 3・ D 4. B 、 C 5・ D 二、 填空题和作图题. 答案与评分标准： （共8分）康Cs 跃迁时所对应的电磁波振动9192631770个周期的时间（4分）・ 6. 7. 9. 光在真空中在丽扇面秒的时间内所传播距离的长度（4分） （共8分） /Hjsin &cos&m 2 + ^（Sin 2^（共8分）两个凸透镜（4分）.光源（1分）三棱镜（1分）.三棱镜（1分）屏（1分）（共12分）0. 10mg （4 分）0. \Qrng （4 分） 2. 2mg （4 分）（共14分）i.连线如图所示（8分）分.只要小数扌是二位数，都给这2分）5. 532 （2分.只要小数点后是三位数.都给这2分）1.8424 （2分.只要小数点后是四位数，都给 这2分）10.电流表电阻箱单刀开关电池单刀双掷开关物理竟赛预赛卷参考解答与评分标准 第1页 共6页标准电压表变阻器(5)(6)(7)N 、R (血一") 外力的功率转化为：杆的动能的变化率 Pg =ma 2^既=〃上-〃上=(叫BL-冷)-(制“(8)(9)(10)(11) (12)(13)(14)Pg 恥atBL — /jf)2三、计算题.计算题的解答应写出必要的文字说明.方程式和靈要的演算步骤.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・参考解答：取抛射点为坐标原点，兀轴沿水平方向，y轴竖直向上，抛射角为8・抛出时刻时间/取为0,对任何斜抛小球有x = tv^cosO (1)y = ^o sin0 -(2)消去:得小球运动的轨迹方程为(3)取尸0,解出％即为射程d砧sin20a = -------g利用（4）式可彳Q小球在空中运行的时间其中，G为引力恒址，％和松分别为地球和太阳的质M, r为日地距离，T为地球公转周期.令心表示太阳半径，根据题意有(2)由（1）和（2）式得物理竞赛预赛卷参考解答与评分标准第2页共6页d 2v0sing 2"V O COS0 " g \'°以臥表示小球A的抛射角，弘表示小球B的抛射角，现要两小球射程相同，由（4）式有按题意有sin20A = sin20B而2/ =拓如由（5）式，小球A和B在空中运行的时间分别为2%血去g2%sin&Bg(6)(7)(8)(9)(10)本题20分.（1）、（2）式各4分，（4）、（7）式各3分，（8）、（9）、（10）式各2分.12.参考解答：地球绕太阳运行时，由万冇引力定律和牛顿定律有G響叫科(1)由⑺、（8由万有引力定律和牛顿定律，对地球表面处质ht 为加的物体有G 哝 ftl=^g其中R E 为地球半径.摇题意已知 2TT /?E = ：360Z代入上式得G%_ 窗g180/风二T -7pL= T -^7(4)(5)(6)⑺由⑶、(6)、(7)式得代入数据，得— = 3.92 Ps评分标准：本题20分.(1)、(2)式各3分，(3)式 (7)、(8)式各2分，(9)式2分(在3・参考解答： /扯热器、油和线圈构成的系统在单位时间内吸收的热员等于通过线圈的电流的电 功率.设加在线圈两端的电压为/当线圈的电阻为他时，电流的功率(1)式中％为0。

试题第27届全国中学生物理竞赛预赛试卷1 -78910，总分加分人1112131415161718得分阅卷复核一、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符合题意的,有的小题有多项是符合题意的.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，有选销或不答的得0分.1.若质点作直线运动的速度u随时间，变化的图线如图1所示，则该质点的位移s（从*2.烧杯内盛有（TC的水，一块（TC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b缸分成甲和乙两部分，两部分中都封有等量的理想气七二ZI甲乙体.a是导热的，其热容量可不计，与气血壁固连.b-----------1_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皆相同.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[]4.一杯水放在炉上加热烧开后，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”[]物理竞赛预赛卷第1页（.共8页）5. 6.如图所示，电容量分别为c和2C的两个电容器a和b申联接在电动势为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档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/3B.2E/3 D.0[已知频率为叭波长为A的光子的能量E=缸，动量P咔，式中入为普朗克常量,A则光速C可表示为17.A•万B-P仁" D.尹某种核X经过a衰变后变为核Y,再经过B衰变后变为核Z,即：X—Y—^T；Z，下列关系中正确的是A.a=e+4B.c=eC.d=f-ID.b=f+2[]二、填空题.把答案填在IS中的横线上或题中指定的地方.只要给出结果，不需写出求得结果的过程.得分阅卷复核8.（12分）选择合适的卫星发射地发射卫星，对提高运载效率、节省燃料等方面都有影响（特别是对同步卫星的发射）.如果在地球表面纬度为甲处发射一颗绕地球表面运行的人造卫星，假设地球可视为质髭均匀分布的球体，已知地球自转的角速度为3,地球半径为A,地球表面处的重力加速度为g,卫星质量为m,则至少要给卫星的能宽为.设重力加速度g=9.80m/$2,地球半径&=6.40x10%,卫星质量m=1.00x lO'kg,若发射地在酒泉，其纬度为北纬40度58分，则所需的能量为J;若发射地在文昌，其纬度为北纬19度19分，则所需的能量为J.得分阅卷复核9.（18分）图中所示为一球心在0点的不 带电的固定的导体球，彳、B、C是球外三点，与球心。

第25届全国中学生物理竞赛预赛卷一、选择题.本题共6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。

全部选对的得6分，选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分。

1。

如图所示，两块固连在一起的物块a和b，质量分别为m a和m b，放在水平的光滑桌面上。

现同时施给它们方向如图所示的推力F a和拉力F b，已知F a>F b，则a对b的作用力A. 必为推力B。

必为拉力C. 可能为推力,也可能为拉力D。

可能为零2。

用光照射处在基态的氢原子，有可能使氢原子电离。

下列说法中正确的是A. 只要光的光强足够大，就一定可以使氢原子电离B. 只要光的频率足够高,就一定可以使氢原子电离C。

只要光子的能量足够大，就一定可以使氢原子电离D。

只要光照的时间足够长，就一定可以使氢原子电离3。

如图所示，一U形光滑导轨串有一电阻R，放置在匀强的外磁场中,导轨平面与磁场方向垂直。

一电阻可忽略不计但有一定质量的金属杆ab跨接在导轨上，可沿导轨方向平移。

现从静止开始对ab杆施以向右的恒力F，若忽略杆和U形导轨的自感，则在杆运动过程中,下列哪种说法是正确的？A。

外磁场对载流杆ab的作用力对ab杆做功，但外磁场的能量是不变的B。

外力F的功总是等于电阻R上消耗的功C。

外磁场对载流杆ab作用力的功率与电阻R上消耗的功率两者的大小是相等的D。

电阻R上消耗的功率存在最大值4. 如图所示，放置在升降机地板上的盛有水的容器中，插有两根相对容器的位置是固定的玻璃管a 和b，管的上端都是封闭的，下端都是开口的。

管内被水各封有一定质量的气体.平衡时,a管内的水面比管外低，b管内的水面比管外高.现令升降机从静止开始加速下降,已知在此过程中管内气体仍被封闭在管内，且经历的过程可视为绝热过程，则在此过程中A。

a中气体内能将增加,b中气体内能将减少B。

a中气体内能将减少，b中气体内能将增加C. a、b中气体内能都将增加D. a、b中气体内能都将减少5. 图示为由粗细均匀的细玻璃管弯曲成的“双U形管"，a、b、c、d为其四段竖直的部分,其中a、d 上端是开口的,处在大气中。

第21届全国中学生物理竞赛预赛题试卷2004.9.5本卷共九题，满分140分。

一、（15分）填空1．a．原子大小的数量级为__________m。

b．原子核大小的数量级为_________m。

c．氦原子的质量约为_________kg。

d．一个可见光光子的能量的数量级为_________J。

e．在标准状态下，1cm3气体中的分子数约为____________。

（普朗克常量h＝6.63×10－34J·s 阿伏加德罗常量N A＝6.02×1023 mol－1）2．已知某个平面镜反射的光能量为入射光能量的80％。

试判断下列说法是否正确，并简述理由。

a．反射光子数为入射光子数的80％；b．每个反射光子的能量是入射光子能量的80％。

二、（15分）质量分别为m1和m2的两个小物块用轻绳连结，绳跨过位于倾角α＝30︒的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮与转轴之间的磨擦不计，斜面固定在水平桌面上，如图所示。

第一次，m1悬空，m2放在斜面上，用t表示m2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间。

第二次，将m1和m2位置互换，使m2悬空，m1放在斜面上，发现m1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为t/3。

求m l与m2之比。

三、（15分）测定电子荷质比（电荷q 与质量m 之比q ／m ）的实验装置如图所示。

真空玻璃管内，阴极K 发出的电子，经阳极A 与阴极K 之间的高电压加速后，形成一束很细的电子流，电子流以平行于平板电容器极板的速度进入两极板C 、D 间的区域。

若两极板C 、D 间无电压，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的O 点；若在两极板间加上电压U ，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P 点；若再在极板间加一方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场，则打到荧光屏上的电子产生的光点又回到O 点。

现已知极板的长度l ＝5.00cm ，C 、D 间的距离d ＝l.50cm ，极板区的中点M 到荧光屏中点O 的距离为L ＝12.50cm ，U ＝200V ，P 点到O 点的距离 3.0y OP ==cm ；B ＝6.3×10－4T 。

2024年第41届全国中学生物理竞赛预赛试卷一、单选题：本大题共3小题，共36分。

1.n mol理想气体经过一个缓慢的过程，从状态P沿抛物线到达状态Q，其体积绝对温度图如图所示。

已知此过程中当时，温度达到最大值其中和分别是状态P的压强和体积，R是普适气体常量。

若状态P和Q的温度和都等于，则该过程的压强图为()A. B.C. D.2.一个动能为的电子从很远处向一个固定的质子飞去。

电子接近质子时被俘获，同时放出一个光子，电子和质子形成一个处于基态的静止氢原子。

已知氢原子的基态能量为，光在真空中的速度为，电子电量的大小和普朗克常量分别为和。

所放出的光子的波长最接近的值是()A.79nmB.91nmC.107nmD.620nm3.某人心跳为60次每分钟，每次心跳心脏泵出60mL血液，泵出血液的血压为100mmHg。

已知。

该人的心脏向外泵血输出的机械功率最接近的值为()A. B. C. D.二、多选题：本大题共2小题，共24分。

4.一边长为a的正方形处于水平面上，其四个顶点各固定一个正电子。

一个电子在该正方形的中心点O的正上方、P两点的距离远小于处自静止释放。

不考虑空气阻力、重力、电磁辐射、量子效应和其他任何扰动。

该电子()A.会运动到无穷远处B.与正电子构成的系统的能量守恒C.会在过O点的竖直线上做周期运动D.会在正方形上方振荡5.如图，两竖直墙面的间距为l，一个质量为m、边长为d的正方形木块被一轻直弹簧顶在左侧墙面上，弹簧右端固定在右侧墙面上，且弹簧与墙面垂直。

已知木块与墙面之间的静摩擦因数为，弹簧原长为l，劲度系数为k，重力加速度大小为g。

下列说法正确的是()A.如果，则木块不处于平衡状态B.如果，则墙面对木块的正压力为C.如果，则木块受到的静摩擦力大小为D.为使木块在此位置保持平衡状态，k最小为三、填空题：本大题共5小题，共100分。

6.时间、长度、质量、电荷的单位通常和单位制有关。

量子论的提出者普朗克发现利用真空中的光速c、万有引力常量G、普朗克常量h、真空介电常量可以组合出与单位制无关的质量单位、长度单位、时间单位、电荷单位，这些量分别称为普朗克质量、普朗克长度、普朗克时间、普朗克电量。

全国中学生物理竞赛预赛试题本卷共九题，满分200分一、（20分，每小题10分）1. 如图所示，弹簧S1的上端固定在天花板上，下端连一小球A，球A 与球B 之间用线相连。

球B 与球 C 之间用弹簧S2相连。

A、B、C的质量分别为m A、m B、m C，弹簧与线的质量均可不计。

开始时它们都处在静止状态。

现将A、B 间的线突然剪断，求线刚剪断时A、B、C 的加速度。

2. 两个相同的条形磁铁，放在平板AB 上，磁铁的N、S 极如图所示，开始时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动。

（ⅰ）现将AB 突然竖直向下平移（磁铁与平板间始终相互接触），并使之停在A B''处，结果发现两个条形磁铁碰在一起。

''''位置，结果发现两条形磁铁也碰在一（ⅱ）如果将AB 从原位置突然竖直向上平移，并使之停在A B起。

试定性地解释上述现象。

1. 老爷爷的眼睛是老花眼。

（ⅰ）一物体P 放在明视距离处，老爷爷看不清楚。

试在示意图1中画出此时P 通过眼睛成像的光路示意图。

（ⅱ）带了一副300度的老花镜后，老爷爷就能看清楚放在明视距离处的物体P，试在示意图2中画出P 通过老花镜和眼睛成像的光路示意图。

图12. 有两个凸透镜，它们的焦距分别为f1和f2，还有两个凹透镜，它们的焦距分别为f3和f4。

已知，f1＞f2＞| f3 |＞| f4 |。

如果要从这四个透镜中选取两个透镜，组成一架最简单的单筒望远镜，要求能看到放大倍数尽可能大的正立的像，则应选焦距为_________的透镜作为物镜，应选焦距为________的透镜作为目镜。

1. 如图所示，电荷量为q1的正点电荷固定在坐标原点O处，电荷量为q2的正点电荷固定在x轴上，两电荷相距l 。

已知q2＝2q1。

（ⅰ）求在x轴上场强为零的P点的坐标。

（ⅱ）若把一电荷量为q0的点电荷放在P点，试讨论它的稳定性（只考虑q0被限制在沿x轴运动和被限制在沿垂直于x轴方向运动这两种情况）。