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2023年湖南省永州市高考物理二模试卷1. 华能石岛湾高温气冷堆核电站是我国自主研发的世界首座具有第四代核电特征的核电站。
核反应堆是核电站的心脏，它是通过可控链式核裂变反应来实现核能利用的。
一个原子核在中子的轰击下发生裂变反应，其裂变方程为，下列说法正确的是( )A. 核反应方程中Sr的中子数为56B. 核反应方程中Sr的质量数为92C. 因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少D. 因为裂变释放能量，Xe原子核的比结合能应比U原子核的小2. 电子显微镜是冷冻电镜中的关键部分，在电子显微镜中电子枪发射电子束，通过电场构成的电子透镜使其会聚或发散。
电子透镜的电场分布如图所示，虚线为等势线。
一电子仅在电场力作用下运动，运动轨迹如图实线所示，a、b、c、d是轨迹上的四个点，下列说法正确的是( )A. b处的电场强度与c处的电场强度相同B. 电子从a到d运动时，加速度不断增大C. 电子在a处受到的电场力方向与a处虚线相切D. 电子从a到b运动时，电势能逐渐减小3. 如图a所示为马拉松比赛中两位选手参赛的某一情形，甲、乙两人起跑时都做匀加速直线运动；达到某一速度后都各自做匀速直线运动直至终点，他们的速度一时间图像如图b所示，则下列说法中正确的是( )A. 乙选手起跑2s后刚好追上甲选手B. 乙选手起跑时，甲选手正好跑了3mC. 相遇前甲、乙两选手之间的最大距离为4mD. 乙选手超过甲选手后，两选手可能再次相遇4. 2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与天和核心舱完成对接，三位中国航天员进入空间站与神舟十四号航天员乘组首次在轨会师，对接过程的示意图如图所示。
天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ，神舟十五号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ，运行周期为，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与天和核心舱对接。
已知引力常量为G。
则下列说法正确的是( )A. 地球的质量为B. 飞船沿轨道Ⅱ运行的周期为C. 飞船沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，速度不断增大D. 飞船在轨道Ⅱ经过B点时受到地球的万有引力大于在轨道Ⅲ经过B点时受到地球的万有引力5. 为庆祝党的二十大的胜利召开，某景区挂出32个灯笼相邻两个灯笼间由轻绳连接，依次贴上“高举中国特色社会主义旗帜，为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗”，从高到低依次标为1、2、3、…、32。
2021-2022学年湖南省中考物理竞赛试卷学校：__________ 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上一、单选题1．自然界中有些能源一旦消耗就很难再生，因此我们要节约能源．在下列能源中，属于不可再生能源的是..................................................................................................................... （）A．风能B．水能C．太阳能D．石油2．粗糙水平面上有一个重为100N的物体，用10N的水平推力使其以3m／s的速度沿力的方向匀速运动了10s，则此过程中（）A．重力做了3000J的功 B．推力的功率为30WC．推力做了1000J的功 D．摩擦力为100N3．用刻度尺测量物理课本的长，以下哪个是产生误差原因：（）A．刻度尺没有跟课本的长边平行；B．刻度尺没有紧贴课本；C、读数时，最小刻度的下一位数值估计不准确；D．观察刻度尺时，视线没有跟刻度尺尺面垂直。
4．一只能够容纳1kg水的瓶子，一定能够容纳得下1kg的（）A．白酒B．食用油C．盐水D．煤油5．一块橡皮用于一段时间后，未发生变化的是橡皮的（）A．质量B．体积 C.密度D．重力6．图是温度自动报警器的原理示意图，当水银温度计内的水银柱上升至与其上端的金属丝相接触时，出现的情况是（）A．红灯亮B．绿灯亮C．红、绿灯同时亮D．红、绿灯都不亮7．下列科学家中首先发现电流周围存在磁场的是:（）A．库仑; B．法拉第; C．奥斯特; D．安培.8．一同学设计了一种判断电源“＋”、“－”极的方法：在水平桌面上放一枚小磁针，在小磁针的西面放一个螺线管，如图所示，接通开关后，小磁铁的N极向东偏转，则下列判断中正确的是................................................................................................................................ （）A．电源a端是正极，电源内部电流由b流向aB．电源a端是正极，在电源内部电流由流a向bC．电源b端是正极，在电源内部电流由a流向bD．电源b端是正极，在电源内部电流由b流向a9．一本用电常识书中列出了白炽灯的常见故障与检修方法，如表l所述，造成此“灯泡不亮"故障的共同原因是电路中出现了（）表1故障现象可能原因检修方法灯泡不亮1．灯泡的灯丝断了换新灯泡2．灯头内的电线断了换新线并接好3．灯头、开关等处的接线松动，接触不良检查加固A．短路 B．通路 C．断路 D．支路10．下列叙述中用到了与下图所示物理规律相同的是（）A．“海市蜃楼” B.“杯弓蛇影”C．“凿壁偷光” D.“立竿见影”11．下列词语中的“影”，属于光的反射现象的是..................................................... （）A．立竿见“影”B．毕业合“影”C．湖光倒“影”D．形“影”不离12．“……驻足倾听，隐隐传来‘威风锣鼓’的节奏，渐渐地鼓声、锣声变得雄壮、喧腾起来，汇成一片欢乐的海洋……”对文中“隐隐传来”的理解，不正确的是 ............. （）A．空气可以传声B．锣鼓声响度很小C．观察者离声源很远D．锣鼓声传播速度很小13．下雨时,雨点打在房屋的瓦片上发出"嘀嗒"声,这嘀嗒声的声源是（）A．雨点B．空气 C.瓦片D．以上都有可能.14．下列事物中，不属于声源的是（）A．放在书包里的口琴B．泉水叮咚响中流动的水C．正在发出悦耳哨声的哨子D．牛叫时的声带.二、填空题15．目前人们直接利用太阳能的方式有两种：其一是把太阳能转化为内能，如：。
第二届全国中学生物理竞赛预赛试卷第二届全国中学生物理竞赛预赛试卷姓名成绩1．至少要颗同步卫星才能“覆盖”整个地球赤道。
．至少要颗同步卫星才能“覆盖”整个地球赤道。
2．一般人能听到的声音的频率大致在范围。
视觉暂留约为秒。
．一般人能听到的声音的频率大致在范围。
视觉暂留约为秒。
3．电子显微镜比普通显微镜更能分辨物体的细节，这是由于．电子显微镜比普通显微镜更能分辨物体的细节，这是由于原因。
原因。
4．200度远视眼镜片的焦距是。
度远视眼镜片的焦距是。
5．正电子与负电子相碰湮没时，放出的能量约为。
．正电子与负电子相碰湮没时，放出的能量约为。
6．220V 、40W 的白炽灯泡的灯丝在不点亮时用电桥测出的电阻值与按公式22)220UV (R ??算出的值相比，其大小关系，理由是。
的值相比，其大小关系，理由是。
P 40W ．房间中间有一台电冰箱，夏天时把这台正在工作的电冰箱的门打开，想用此方法来降低7．室内的平均温度，这可能（“是”或“否”）；理由是。
；理由是。
8．落日为什么是红的？。
．落日为什么是红的？。
9．在平缓的海滩上会看到，不论海中的波向什么方向传播，当到达岸边时总是大约沿着垂直于岸的方向传来，这是原因。
岸的方向传来，这是原因。
10．一束在空气中波长为0.65μm 的光，人眼看是红色；当它射入折射率为1.33的水中，人眼在水中看时，看到的颜色是，理由是。
在水中看时，看到的颜色是，理由是。
11．给你一把很轻的有刻度的直尺，给你一把很轻的有刻度的直尺，一个已知重量的可悬挂的物体，一个已知重量的可悬挂的物体，怎样才能粗略的测出一根棉线所能承受的最大拉力？要求说明理由并画出装置图。
线所能承受的最大拉力？要求说明理由并画出装置图。
－３mm10汞高时，容器内空气分子间的平均距离（取一．估计在室温下，真空度达到1×12 位有效数字），直径分别f 和f ．如图2-1所示的光学系统中，会聚透镜L 和L 共轴，其焦距分别为132121L,离,长度为D,其中心O 位于主轴上，彼此相距为D 和D/22(f+f)。
第2届全国大学生物理实验竞赛试题的解答与考试评析张宪锋;陶小平;祝魏;张增明;孙腊珍【摘要】第2届全国大学生物理实验竞赛中的基础性试题为“利用转动定律测量质量及切变模量”和“测量康铜丝的杨氏模量和泊松比”两道题，综合性、研究性试题为“磁光效应的研究”和“磁流体性质的研究”两道题。
本文介绍竞赛试题的实验内容、实验原理及部分答案，并对参赛学生的实验考试结果进行评析。
【期刊名称】《物理实验》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】6页(P40-45)【关键词】全国大学生物理实验竞赛;转动定律;切变模量;杨氏模量;泊松比;磁光效应;磁流体【作者】张宪锋;陶小平;祝魏;张增明;孙腊珍【作者单位】中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026【正文语种】中文【中图分类】G642.4231 引言教育部高教司(高教司函[2010]13号)批准的《全国大学生物理实验竞赛》是大学生的学科竞赛，由高等学校国家级实验教学示范中心联席会主办，全国高校实验物理教学研究会协办，中国科学技术大学承办的第2届全国大学生物理实验竞赛于2012年12月22日至12月24日在中国科学技术大学物理学院物理实验教学中心举行. 竞赛旨在培养大学生的创新能力、实践能力和团队协作意识，激发大学生对物理实验的兴趣与潜能，促进大学物理实验教学改革. 来自国家级物理实验示范中心所在院校、国家级基础科学人才培养基地院校及获得国家级物理实验精品课程院校的46个代表队的182名大学生选手参加了本次竞赛. 竞赛命题分为基础性物理实验和综合性、研究性物理实验题2类. 本次实验竞赛既突出物理基础又充分体现大学生的实践能力、动手能力和创新思维. 各代表队由2人分别单独参加4 h的基础性物理实验竞赛；2人合作参加8 h的综合性、研究性物理实验竞赛. 经评审专家组的评审和竞赛组委会审议，评选一等奖12名(其中：基础性试题8名，综合性、研究性试题4名)；二等奖31名(其中：基础性试题20名，综合性、研究性试题11名)，三等奖46名(其中：基础性试题31名，综合性、研究性试题15名).中国科学技术大学物理实验教学中心承担了本届竞赛的组织、命题、实验仪器装置的研制和实验场地的准备等工作. 本文就第2届全国大学生物理实验竞赛试题的实验内容、考试结果及竞赛中存在的问题做一些分析，希望对促进各高校进一步加强学生实践能力的培养，促进物理实验教学改革提供点有益的借鉴.2 基础性试题的解答与评析基础性实验试题为“利用转动定律测量质量及切变模量”和“测量康铜丝的杨氏模量和泊松比”2道题，均使用自己实验台上的装置独自来完成，每道题时限4 h.2.1 试题1：利用转动定律测量质量及切变模量2.1.1 引言刚体绕固定轴的转动定律是研究刚体运动的基本定律，通过对小角度下刚体定轴转动是简谐振动的特性研究，可以确定待测物体的质量.在弹性限度内，钢丝的切应力τ与切应变γ成正比，即τ=Gγ(其中G为材料的切变模量). 如在钢丝的下端悬挂一圆盘，它可绕中心线往复运动，形成扭摆. 该扭摆扭过的角度φ正比于钢丝所受的扭力矩M，由转动定律可得该扭摆作简谐振动，由此可确定钢丝的切变模量.2.1.2 实验研究的问题本实验研究的问题：1)测量玻璃棒的质量和螺帽的质量；2)测量钢丝的切变模量.2.1.3 实验仪器1)测量玻璃棒的质量和螺帽的质量的器材：长约1 m的木条(过质心附近有一直径约10 mm的小孔，内有套管，套管内径约为6 mm)，质量均匀分布的待测玻璃棒1根(长为L、质量为m1)，待测螺帽2个(总质量为m2)，单摆架1个(上端固定1根直径约4 mm铁杆)，质量m为(15.00±0.05) g、半径为r0的小铜柱2个，秒表1块，游标卡尺1把，直尺1把，平衡刀口1个，坐标纸1张，小剪刀1把，铅笔、蓝彩笔、橡皮和胶带.2)测量钢丝切变模量的器材：圆盘1个，待测金属丝1根，单摆架1个，游标卡尺1把，螺旋测微计1个，秒表1块，质量m为(50.0 ± 0.1) g、半径为r0的大铜柱2个.2.1.4 实验要求第1小题：测量玻璃棒的质量和螺帽的质量(60分)1)说明如何操作使转轴通过质心，并完成答题纸上的问题.2)设计实验方案测量玻璃棒的质量和两螺帽(可视为质点)的质量，并给出必要的计算公式. (重力加速度g=9.795 m/s2)(可请求提示设计方案，扣12分)3)记录6组数据，要求时间测量误差在0.5%以内(人用秒表计时的测量误差为0.2 s),并用作图法确定通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量IC.4)确定玻璃棒的质量m1和两螺帽的质量m2. (不要求计算不确定度)第2小题：测量钢丝的切变模量(40分)1)完成答题纸上如何确定钢丝长度的问题.2)设计实验方案测量钢丝的切变模量，并给出必要的计算公式，要求钢丝的长度约为60 cm，时间测量误差在0.5%以内(人用秒表计时的测量误差为0.2 s). (可请求提示设计方案，扣12分)3)记录6组实验数据，用最小二乘法拟合计算切变模量. (不要求计算不确定度) 2.1.5 试题特点及解答1)试题特点作为基础性实验试题，在定题过程中，出题者经反复讨论和修改，要求试题既突出物理基础理论又充分考查考生的实践动手能力. 第1小题“测量玻璃棒的质量和螺帽的质量”，考查了考生对刚体模型、质心及转动惯量等物理概念的理解；实验中要求考生利用刚体定轴转动定律设计实验方案，测量玻璃棒的质量和两螺帽(可视为质点)的质量，并给出必要计算公式. 第2小题“测量钢丝的切变模量”，考查了钢丝切变模量的基础概念，要求考生采用常规实验器材设计实验方案测量钢丝的切变模量，并给出必要计算公式.试题难度不大，实验内容及数据的处理量适中，但这2个小题均要求设计实验方案，考生要在4 h内完成实验要求，对考生基础理论的理解程度、基本物理仪器的熟练使用程度以及基本实验技能的储备都是不小的挑战，笔者认为，该试题较全面地考查了考生的基本知识、基本实验技能及数据处理和分析能力，符合基础性实验试题要求.2)试题解答第1小题解答：回答答题纸上关于通过配重，使转轴通过木条质心的问题，设计实验方案确定通过木条质心且垂直其表面的转动惯量，测量玻璃棒的质量和螺帽的质量，并给出相关计算公式：(1)(2)(3)测量并通过作图确定通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量(图1)，测量出玻璃棒的质量m1和螺帽的质量m2. (详解略)图1 确定通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量第2小题解答：确定待测钢丝的长度，利用提供的仪器和设备，设计实验方案并且给出相关的计算公式：(4)(5)(6)通过最小二乘法拟合计算钢丝的切变模量. (详解略)2.1.6 考试结果及评析表1是对46名参赛学生基础性实验试题1的得分所作的统计.表1 统计结果实验最高分(人数)最低分(人数)平均分标准差一 (60分)56(1人)0(7人)14.3014.00二 (40分)40(1人)0(5人)11.5510.57总分 (100分)96(1人)0(2人)25.8519.00为便于专家客观评阅试卷，命题组对实验的评分反复进行讨论并细化，关于实验方案的设计、测量结果的计算和分析，在评分细则中都给出了详尽的得分点. 根据最终的统计结果，参赛学生在该试题的各小题及总分得分情况如图2所示(横坐标表示分数的区间，纵坐标表示学生人数)，由图2可以看出，第1小题考生得分普遍很低，有15位考生请求提示设计方案，这部分考生的总分需扣12分，另有部分考生在实验过程中未能正确地设计实验方案，以致实验测量结果和数据处理与参考答案不符，或部分考生因为时间关系没有完成实验，导致得分情况偏离高斯分布. 第2小题得分情况大致符合高斯分布，大部分考生完成了实验，其中有5位考生请求提示设计方案，这部分考生的总分也需扣12分. 值得一提的是，获得一等奖的4位同学无一请求提示设计方案. 总体上看，得分情况大致符合高斯分布，两小题有一定的区分度.(a) 测量玻璃棒质量和螺帽质量得分分布图(b) 测量钢丝切变模量得分分布图(c) 基础性试题1 总分的直方统计图图2 基础性试题各小题及总分的得分情况通过具体的统计分析，我们分析如下：1)第1小题突出了实验的基础理论性，涉及基本物理概念和测量技术. 从监考和阅卷中可以看出，有近1/3的考生拿到题目后无从下手，没有根据实验提供的器材正确地设计实验，得分很少. 有15位考生请求了提示设计方案，这部分考生基本完成了实验，但总分需扣12分. 部分考生对刚体质心的概念、刚体定轴转动定律及简谐振动性质等基本知识理解不够，未能按要求用作图法确定出通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量，导致后续实验无法完成. 有些考生缺乏基本的实验技能，不能有效地使用提供的实验器材，导致实验方法错误. 本小题的平均得分为14.30分(满分为60分)，得分为0分的有7人. 综合看来，第1小题是对考生的基础理论和实验技术的较全面考察，大约有30%的考生完成了此实验.2)第2小题要求考生先设计实验方案，并给出测量钢丝的切变模量的计算公式. 从监考和阅卷中可以看出，部分考生由于审题不全面或不仔细，没有根据实验提供的器材正确地设计实验. 圆盘和2个大铜柱是本实验提供的主要器材，近30%考生出现测量错误，反映出考生实验技术水平有待提高. 当然，还有相当部分的考生由于缺乏参赛经验，时间分配不够合理而未完成答卷，所有这些导致考生得分普遍很低. 从统计情况看，本小题的平均得分为11.55分(满分为40分)，得分为0分的有5人. 综合看来，第2小题是对考生基本实验技能和实验数据处理能力的考察，大约40%的考生基本完成了此实验.3)总之，试题1强调了实验的基础理论和测量技术，对实验的基本技能、实验数据处理和作图等都有较高的要求，参赛考生的最高分96分，最低分0分，平均分25.85分，考试成绩基本符合统计高斯分布.2.2 试题2：测量金属丝的杨氏模量和泊松比2.2.1 引言杨氏模量是材料的重要力学性质，反映了材料抵抗形变能力的大小. 拉力F与丝的原始横截面A之比定义为应力，伸长量ΔL与丝的原始长度L之比定义为纵向线应变. 在弹性范围内，应力与应变满足胡克定律：(7)其中E为材料的杨氏模量. 式(7)中只考虑了材料的微小纵向应变，忽略了横向变化. 横向伸长量Δd与丝的原始横向长度d之比定义为横向线应变. 在实践中，纵向拉伸应变还会导致横向收缩应变. 实验表明，在材料弹性范围内，横向线应变Δd/d与纵向线应变ΔL/L之比为常量：(8)(8)式中的负号表示纵向拉伸导致横向收缩，μ为横向变形系数或称泊松比.非平衡电桥与传感器配合使用，可测量温度、应力、位移等变化量. 图3为非平衡电桥的原理图，其中电阻箱R1，R2，R3为电桥的3个臂，R4+RS构成第4臂，R0为电位器，C是滑动头. 当电桥平衡时：图3 非平衡电桥任意桥臂阻值变化时，电桥将偏离平衡位置. 实验中，金属丝受到拉伸引起电阻变化，当R4+RS的相对阻值变化量小于1%时，桥电压Ug(即DE间电压)与电阻的关系近似满足线性关系：(9)式中，RS是康铜丝的初始阻值.2.2.2 研究的问题1)测量康铜丝的杨氏模量；2)忽略拉伸过程中康铜丝的电阻率变化，利用非平衡电桥测量拉力与康铜丝有关性质的关系，并计算其泊松比.2.2.3 实验仪器所用的实验仪如表2所示.表2 实验仪器序号设备名称数量1康铜丝(已焊接2根导线)12木支架(已装配电位器、开关、滑轮、升降螺栓)13卷尺(最大允差1.2 mm)14千分尺(最大允差0.004 mm)15JCD3型移测显微镜(最大允差0.015 mm)16移测显微镜垫块17ZX17-1型交直流电阻箱(0.2级)38ZX38A/10型交直流电阻箱(0.1级)19KEITHLEY台式万用表(使用方法见附录)110低压钠灯(双线平均波长λ=0.589 3 μm)及电源111钠灯木垫块112甲电池(～1.5 V)113玻璃片214砝码托盘(质量标注于底部)115增砣砝码(100 g)1016数字万用表117LED灯118导线82.2.4 实验要求1)按图3连接电路，建议分压UAC取0.3～0.5 V，康铜丝的工作电流取3～5 mA.2)托盘上放1块砝码作为初始条件，调整仪器两端的塑料螺栓，使康铜丝与桌面平行，距离桌面77 mm左右，以利于移测显微镜的调节.3)测量康铜丝接入电路的长度L，精确到mm.(7分)4)用干涉法测量康铜丝的直径d.(30分)a.简述干涉条纹在整个劈尖区域分布特点并解释；为提高测量精度，应测什么区域的条纹？b.用干涉法测量康铜丝的直径(选一处即可)，要求测量相对不确定度小于1.0%，并给出测量依据.5) 分别朝康铜丝上的2个焊接点哈气，并观察桥电压Ug的读数变化.(10分)a.描述哈气时读数的变化；b.上述现象由什么效应产生？6)测量康铜丝的杨氏模量E.(25分)a.设计实验方案，给出相关公式；b.求康铜丝的杨氏模量E(合肥地区重力加速度g=9.795 m/s2).7)确定康铜丝的泊松比μ(28分)a.设计实验方案，给出相关公式，忽略拉力对金属丝电阻率的影响；b.确定康铜丝的泊松比μ.2.2.5 试题特点、解答及评析1)试题特点本题原理部分比较简单，所用实验设备都是常见的设备. 主要考查内容包括：由不确定度分析设计实验方案，用干涉法测量康铜丝的直径，拉伸法测量康铜丝的杨氏模量，非平衡电桥法测量康铜丝的泊松比，此外还要求学生解释实验中2个比较有趣的实验现象. 竞赛组委会的专家在审核命题过程中认为，本实验的几个内容单独看比较简单，很多高校都开设了相关的实验，但将这几个涉及力学、热学、电学、光学等学科的基础实验综合在一起，对学生基本物理理论的理解水平、动手能力、分析问题的能力、数据处理的能力要求较高，能实实在在地检验学生的物理实验水平.2)试题解答第1小题要求学生连接非平衡电桥的电路，第2小题调节康铜丝水平，都是非常基本的操作，难度很小.第3小题要求用卷尺测量接入电路的康铜丝长度L，如图4所示. 由于L大于1.2 m，单个考生直接测量L将导致较大的误差，不能满足精确到mm的要求，只能先测出L1和L2，再求出L. 在实际操作中，只有3人能正确完成本小题，大部分学生直接测量L，说明没有认真审题，动手时对不确定度的大小没有仔细考虑，考试中学生动手不动脑的问题普遍存在.图4 支架上的康铜丝第4小题用劈尖干涉法测量康铜丝的直径. 要求先用移测显微镜观察条纹的分布特点并解释，再用不确定度均分原理设计实验方案，并根据实验方案测量直径d. 由于康铜丝比较粗，移动显微镜时，在劈尖区域有的地方有干涉条纹，有的地方没有条纹，这个现象可用钠黄光具有双线波长来解释. 原理如图5所示. 根据不确定度均分原理，可推导出至少需要测量50个条纹才能满足设计要求.图5 干涉法测细丝直径本小题考查的不确定度均分原理是物理实验的基础知识，干涉法测细丝直径实验在很多高校都有开设. 但从考试结果来看，74%的考生不能正确推导出干涉法测细丝直径的公式，余下的考生中，只有2人能根据不确定度均分原理进行实验方案的设计. 由于本题的实验现象不常见，操作时，80%的考生超过1 h也没有调出干涉条纹，看到条纹的同学均未能用钠黄光双线波长对实验现象进行解释. 这说明部分考生对物理实验的基础知识掌握不够扎实，对劈尖干涉法的理解不够深入. 这部分的成绩统计见图6.图6 第4小题成绩分布第5小题，当考生对着康铜丝的一端焊点哈气时，会发现电桥的平衡示数增大，朝另一端哈气则示数减小，这可用温差效应来解释. 经统计，有28人发现哈气对桥电压的影响，但只有7人正确解释了实验现象.第6和7小题要求先设计实验方案，再测量康铜丝的杨氏模量、泊松比. 根据式(7)，测出康铜丝的直径d后，用拉伸法很容易测量杨氏模量. 式(8)中，康铜丝直径的变化Δd很小，本实验不能直接测量，但由于Δd会引起康铜丝电阻的变化，因此可通过非平衡电桥测出其阻值的变化间接测量Δd，从而求得泊松比. 相关实验结果见图7和图8.图7 拉伸法测量康铜丝的杨氏模量图8 非平衡电桥法测康铜丝的泊松比最后两小题对考生分析问题、解决问题的能力要求较高. 其难点在于实验设计部分，大部分考生没有清晰的思路，也没有想到移测显微镜除了用来测细丝直径，还能用于监测康铜丝的伸长量. 因此，考生的成绩基本来自于对杨氏模量、泊松比的公式推导及用非平衡电桥测电阻的变化，而无人正确测出这2个物理量. 这两小题总共53分，得分大于10分的有15人，但只有2人成绩超过25分.46位参赛学生的成绩统计如图9所示，成绩普遍不理想，但基本符合高斯分布. 本实验除了要求灵活使用常见的实验仪器之外，设计性内容较多，还要求学生对实验现象进行分析，并给出相应的理论解释或者测出实验数据. 考试的结果表明大部分考生分析问题、解决问题的能力较弱，这警示在以后的物理实验教学中，应减少教师示范、学生依样画葫芦的教学模式，加强了对学生自主设计性实验的训练，切实提高了他们的实验动手能力.图9 基础第2题考生成绩统计图。
2023年湖南省中考物理竞赛试题学校：__________ 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上一、单选题1．如图所示，用同一滑轮组提升重物。
第一次提升一个物体（图甲），第二：次提升两个等重的重物（图乙），比较甲、乙两种情况，下列说法不正确的是（）A．第一次拉力F甲小于第二次拉力F乙B．甲、乙两种情况滑轮组机械效率相同C．图甲滑轮组机械效率比图乙小D．若将物体提升相同高度，图乙做的有用功多些2．建三峡水电站，先修建较长较高的拦水坝，这是因为：（）A．增大上游水的动能，可转化为较大的势能发电;B．增大上游水的势能，可转化为较大的动能发电;C．利用功的原理;D．以上说法都有错误;3．将纸带弯折，使两端对齐，卷成U形，中间插一吸管，用拇指和食指将吸管和纸带夹住，然后向吸管内持续吹气，如图所示，纸带的上下部分将............................................. （）A．相互靠近B．相互远离C．先相互远离，后相互靠近D．既不相互靠近，又不相互远离4．将重为5N和15N的甲、乙两物体分别挂在杠杆的左、右两端，若杠杆的重力忽略不计，当杠杆平衡时，左、右两力臂长之比为............................................................................. （）A．3:1; B．2:1; C．1:3; D．4:1．5．关于误差，下列说法中正确的是................................................................................... （）A．误差是由于测量方法不正确造成的；B．只要测量仪器足够精密，就可以消灭误差；C．无论测量仪器如何精密，误差只能减小，但不能消灭；D．以上说法都正确6．明代诗人曾写下这样一首诗：“空手把锄头，步行骑水牛，人在桥上走，桥流水不流。
2022年湖南省新高考教学教研联盟高考物理二模试卷1. 近年来，石材的放射性问题，几经媒体渲染，被炒得沸沸扬扬，根据2011年颁布的国家标准《建筑材料放射性核素限量，将装修用到的石材放射性污染标准分为A、B、C三类。
其中C类石材只适用于室外环境、墙面、道路装饰等，主要是因为C类石材中含有一定的铀元素，铀元素经过一系列的衰变而产生的一种具有放射性的惰性气体氢，氢气通过呼吸道而进入人体肺内，对人体产生伤害。
已知氢的半衰期为4天。
根据所学知识，下列说法正确的是( )A. 原子衰变过程中核电荷数守恒，质量数不守恒B. 16个氢原子核经过8天后，一定只剩下4个氡原子核了C. 原子核发生一次衰变，该原子核质量数减少4D. 天然放射现象中发出的射线是从原子核外放出的高速电子2. 如图所示，一个圆形水杯底部有一小孔。
用手堵住小孔，往杯子里倒半杯水。
现使杯子做以下几种运动，不考虑杯子转动及空气阻力，下列说法正确的是( )A. 杯子做自由落体运动，小孔中有水漏出B. 杯子做平抛运动，小孔中没有水漏出C. 用手握住杯子向下匀速运动，不堵住小孔也没有水漏出D. 将杯子竖直向上抛出，向上运动时有水漏出，向下运动时无水漏出3. 小明在一匀速上升的电梯内，观察到电梯顶部有一螺丝因松动而掉落。
已知电梯顶部离电梯地板的高度为只，电梯匀速上升的速度大小为，不考虑空气阻力的影响，g 取，则螺丝从电梯顶部掉落到地板上的时间为( )A. B. C. D.4. 如图所示，两虚线圆的圆心均在O点将一带正电的点电荷固定在圆心O点、实线分别为带电粒子M和N的运动轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点。
忽略重力，下列说法正确的是( )A. M粒子带正电荷，N粒子带负电荷B. N粒子从e点运动到c点加速度一直增大C. N粒子在c点和d点的速度相同D. M粒子在b点的电势能大于它在a点的电势能5. 如图所示，某同学拿着一个质量为m的小球在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动、小球运动的轨迹如图中虚线所示，则( )A. 小球的机械能守恒B. 小球从N点运动到M点，重力做正功，重力势能增大C. 小球从M点运动到P点的过程重力的功率逐渐增大D. 小球从M点运动到N点，动能没变，人对小球做的功为零6. 如图所示为一固定在水平地面上的光滑圆锥，其竖直方向上的轴线与母线之间的夹角，在圆锥体的顶湍用长为l的细线悬挂一个质量为m的小球。
2022-2023学年湖南省中考物理竞赛试题学校：__________ 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上一、单选题1．下列关于能量的说法正确的是................................................................................... （）A．天然气是一种清洁能源，人类可以无限地开发利用B．煤、石油是当今人类利用的主要能源，它们是不可再生能源C．如果大量使用太阳能，可能使太阳能在短时间内消耗殆尽D．水能和风能可以从自然界里得到，它们不是可再生能源B2．沿海地区的昼夜气温不像内陆地区变化显著，主要是因水比砂石具有较大的:（）A．热量; B．密度; C．比热容; D．内能.3．甲、乙两物体的质量之比为3：1，比热容之比为3：2，它们吸收的热量之比为2：1，则甲、乙两个物体升高的温度之比是（）A． 4：9 B． 9：4 C． 9：1 D． 1：94．12岁的李明一年内明显长高了，他增长的高度可能是 .......................................... （）A．8cm B．8mm C．8dm D．8μm5．小王同学用100牛的力沿水平方向推着一只木箱在水平的水泥路面上以0.5米／秒的速度沿直线匀速前进．小张看到后嫌小王推得太慢，小张代替小王来沿相同的方向推木箱后，木箱匀速前进的速度为1米／秒，则小张推木箱的力:（）A．等于100牛; B．小于100牛; C．大于100牛; D．难以确定.6．在一个无风的早晨，某同学在公路上跑步，他感到有风迎面吹来，他选的参照物是:（）A．路面; B．空气; C．他自己; D．无法确定7．小明按照物理属性的不同将六种物品分成了a、b两组。
普通物理A （2）练习册 参考解答第12章 真空中的静电场一、选择题1(C)，2(A)，3(C)，4(D)，5(B)，二、填空题(1). 0，λ / (2ε0) ； (2). 0 ； (3). －2×103 V ；(4). ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-πb ar r q q 1140ε； (5). 0，pE sin α ；三、计算题1. 将一“无限长”带电细线弯成图示形状，设电荷均匀分布，电荷线密度为λ，四分之一圆弧AB 的半径为R ，试求圆心O 点的场强． 解：在O 点建立坐标系如图所示． 半无限长直线A ∞在O 点产生的场强：()j i RE-π=014ελ半无限长直线B ∞在O 点产生的场强：()j i RE +-π=024ελ四分之一圆弧段在O 点产生的场强：()j i RE +π=034ελ由场强叠加原理，O 点合场强为：()j i RE E E E+π=++=03214ελ2. 两根相同的均匀带电细棒，长为l ，电荷线密度为λ，沿同一条直线放置．两细棒间最近距离也为l ，如图所示．假设棒上的电荷是不能自由移动的，试求两棒间的静电相互作用力．解：选左棒的左端为坐标原点O ，x 轴沿棒方向向右，在左棒上x 处取线元d x ，其电荷为d q ＝λd x ，它在右棒的x '处产生的场强为：()204d d x x xE -'π=ελ整个左棒在x '处产生的场强为：BA∞O B A ∞∞()⎰-'π=lx x xE 0204d ελ⎪⎭⎫⎝⎛'--'π=x l x 1140ελ 右棒x '处的电荷元λd x '在电场中受力为：x x l x x E F '⎪⎭⎫⎝⎛'--'π='=d 114d d 02ελλ整个右棒在电场中受力为：⎜⎠⎛'⎪⎭⎫ ⎝⎛'--'π=ll x x l x F 3202d 114ελ34ln 402ελπ=，方向沿x 轴正向． 左棒受力 F F -='另解：d d ,d d q x q x λλ''==220d d d 4()x x F x x λπε'='-232020d d d 4()ll lx x F F x x λπε'=='-⎰⎰⎰⎰223202000d d 11()d 4()423ll l l x x x x x x l x l λλπεπε'==-'---⎰⎰⎰ 204ln 43λπε= F F -='3. 一“无限长”圆柱面，其电荷面密度为： σ = σ0cos φ ，式中φ为半径R 与x 轴所夹的角，试求圆柱轴线上一点的场强．解：将柱面分成许多与轴线平行的细长条，每条可视为“无限长”均匀带电直线，其电荷线密度为 λ = σ0cos φ R d φ， 它在O 点产生的场强为： φφεσελd s co 22d 000π=π=RE 它沿x 、y 轴上的二个分量为：d E x =－d E cos φ =φφεσd s co 2200π-d E y =－d E sin φ =φφφεσd s co sin 200π 积分：⎰ππ-=2020d s co 2φφεσx E ＝002εσ0)d(sin sin 220=π-=⎰πφφεσy E ∴ i i E E x02εσ-==4. 如图所示，一厚为b 的“无限大”带电平板 ， 其电荷体密度分布为ρ＝kx (0≤x ≤b )，式中k 为一正的常量．求： (1) 平板外两侧任一点P 1和P 2处的电场强度大小；(2) 平板内任一点P 处的电场强度； (3) 场强为零的点在何处？解： (1) 由对称分析知，平板外两侧场强大小处处相等、方向垂直于平面且背离平面．设场强大小为E ．作一柱形高斯面垂直于平面．其底面大小为S ，如图所示．按高斯定理∑⎰=⋅0ε/d q SE S，即22d d 12εερεkSbx x kSx S SE bb===⎰⎰得到 E = kb 2 / (4ε0) (板外两侧) (2) 过P 点垂直平板作一柱形高斯面，底面为S ．设该处场强为E '，如图所示．按高斯定理有()022εεkSb xdx kSS E E x==+'⎰得到 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-='22220b x kE ε (0≤x ≤b ) (3) E '=0，必须是0222=-b x ， 可得2/b x =5. 一“无限大”平面，中部有一半径为R 的圆孔，设平面上均匀带电，电荷面密度为σ．如图所示，试求通过小孔中心O 并与平面垂直的直线上各点的场强和电势(选O 点的电势为零)． 解：将题中的电荷分布看作为面密度为σ的大平面和面密度为－σ的圆盘叠加的结果．选x 轴垂直于平面，坐标原点Ｏ在圆盘中心，大平面在x 处产生的场强为ixx E 012εσ=圆盘在该处的场强为i x R x x E⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--=2202112εσ'∴ i x R x E E E 220212+=+=εσ该点电势为 ()220222d 2x R R xR x x U x+-=+=⎰εσεσ6．一真空二极管，其主要构件是一个半径R 1＝5×10-4 m 的圆柱形阴极A 和一个套在阴极外的半径R 2＝4.5×10-3 m 的同轴圆筒形阳极B ，如图所示．阳极电势比阴极高300 V ，忽略边缘效应. 求电子刚从阴极射出时所受的电场力．(基本电荷e ＝1.6×10-19 C)解：与阴极同轴作半径为r (R 1＜r ＜R 2 )的单位长度的圆柱形高斯面，设阴极上电荷线密度为λ．按高斯定理有 2πrE = λ/ ε0得到 E = λ / (2πε0r ) (R 1＜r ＜R 2) 方向沿半径指向轴线．两极之间电势差⎰⎰π-=⋅=-21d 2d 0R R BA B A r rr E U U ελ 120ln 2R R ελπ-= 得到 ()120/ln 2R R U U A B -=πελ， 所以 ()rR R U U E A B 1/ln 12⋅-=在阴极表面处电子受电场力的大小为 ()()11211/c R R R U U eR eE F A B ⋅-==＝4.37×10-14 N 方向沿半径指向阳极．7. 如图所示，半径为R 的均匀带电球面，带有电荷q ．沿某一半径方向上有一均匀带电细线，电荷线密度为λ，长度为l ，细线左端离球心距离为r 0．设球和线上的电荷分布不受相互作用影响，试求细线所受球面电荷的电场力和细线在该电场中的电势能(设无穷远处的电势为零)．解：设x 轴沿细线方向，原点在球心处，在x 处取线元d x ，其上电荷为x q d d λ='，该线元在带电球面的电场中所受电场力为： d F = q λd x / (4πε0 x 2)整个细线所受电场力为：()l r r l q x x q F l r r +π=π=⎰+00024d 400ελελ方向沿x 正方向．电荷元在球面电荷电场中具有电势能：xd W = (q λd x ) / (4πε0 x )整个线电荷在电场中具有电势能：⎪⎪⎭⎫⎝⎛+π=π=⎰+0000ln 4d 400r l r q x x q W l r r ελελ四 研讨题1. 真空中点电荷q 的静电场场强大小为 2041r qE πε=式中r 为场点离点电荷的距离．当r →0时，E →∞，这一推论显然是没有物理意义的，应如何解释？参考解答：点电荷的场强公式仅适用于点电荷，当r →0时，任何带电体都不能视为点电荷，所以点电荷场强公式已不适用．若仍用此式求场强E ，其结论必然是错误的．当r →0时，需要具体考虑带电体的大小和电荷分布，这样求得的E 就有确定值．2. 用静电场的环路定理证明电场线如图分布的电场不可能是静电场．参考解答：证：在电场中作如图所示的扇形环路abcda ．在ab 和cd 段场强方向与路径方向垂直．在bc 和da 段场强大小不相等（电力线疏密程度不同）而路径相等．因而0d d d ≠⋅'-⋅=⋅⎰⎰⎰cb a d l E l E l E按静电场环路定理应有0d =⋅⎰l E，此场不满足静电场环路定理，所以不可能是静电场．3. 从工厂的烟囱中冒出的滚滚浓烟中含有大量颗粒状粉尘，它们严重污染了环境，影响到作物的生长和人类的健康。
