全国高中应用物理知识竞赛
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关于公布第五届全国高中应用物理知识竞赛
获奖名单的通知
杭州教研(2010)第94号各区、县(市)教研室,
杭州市区各高中:
第五届全国高中应用物理知识竞赛杭州赛区的竞赛工作已圆满结束。
现将竞赛结果公布如下:
附件(1):第五届全国高中应用物理知识竞赛获奖名单
附件(2):第五届全国高中应用物理知识竞赛(高一组)获奖名单
杭州市普通教育研究室
杭州市物理学会
2010年5月6日
附件1:
第五届全国高中应用物理知识竞赛获奖名单
一等奖
二等奖
三等奖
附件2
第五届全国高中应用物理知识竞赛(高一组)获奖名单
一等奖
二等奖
三等奖。
选择题:关于物体的运动,下列说法正确的是:A. 物体速度变化量大,其加速度一定大B. 物体有加速度,其速度一定增加C. 物体的速度为零时,其加速度可能不为零(正确答案)D. 物体加速度的方向一定与速度方向相同下列关于力的说法中,正确的是:A. 力的产生离不开施力物体,但可以没有受力物体B. 物体受到力的作用,其运动状态一定改变C. 只有直接接触的物体间才有力的作用D. 力是改变物体运动状态的原因(正确答案)关于牛顿运动定律,下列说法正确的是:A. 牛顿第一定律是牛顿第二定律在物体不受外力时的特例B. 物体所受合外力方向与速度方向相同时,物体一定做加速直线运动(正确答案)C. 牛顿第三定律表明作用力和反作用力大小相等,因此它们产生的效果一定相互抵消D. 惯性是物体的固有属性,速度大的物体惯性一定大关于曲线运动,下列说法正确的是:A. 曲线运动一定是变速运动(正确答案)B. 曲线运动的速度方向可能不变C. 曲线运动的速度大小一定变化D. 曲线运动的加速度一定变化关于万有引力定律,下列说法正确的是:A. 万有引力定律只适用于天体间的相互作用B. 物体间的万有引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离成反比(正确答案)C. 万有引力定律是由开普勒发现的D. 万有引力定律适用于一切物体间的相互作用(正确答案)关于电场和磁场,下列说法正确的是:A. 电场线和磁感线都是闭合曲线B. 电场线和磁感线都可能相交C. 电场线和磁感线都是用来形象描述场的假想线,实际并不存在(正确答案)D. 电场线和磁感线都可能不存在关于电磁感应,下列说法正确的是:A. 只要导体在磁场中运动,就一定会产生感应电流B. 感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化(正确答案)C. 感应电流的磁场总是与原磁场方向相反D. 感应电流的磁场总是与原磁场方向相同关于光的本性,下列说法正确的是:A. 光具有波动性,又具有粒子性(正确答案)B. 光在传播时往往表现出波动性,而在与物质相互作用时往往表现出粒子性(正确答案)C. 频率越大的光,其粒子性越显著D. 频率越大的光,其波动性越显著关于原子和原子核,下列说法正确的是:A. 原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子B. 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短(正确答案)C. 氢原子从n=3的能级向低能级跃迁时只会辐射出两种不同频率的光D. 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量(正确答案)。
物理应用知识竞赛试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 光在真空中的传播速度是多少?A. 300,000 km/sB. 299,792 km/sC. 200,000 km/sD. 100,000 km/s答案:B2. 以下哪个物体是绝缘体?A. 铁B. 橡胶C. 盐水D. 铜答案:B3. 一个物体的质量为2千克,受到的力为10牛顿,那么它的加速度是多少?A. 5 m/s²B. 15 m/s²C. 20 m/s²D. 50 m/s²答案:A4. 电流的单位是:A. 米B. 安培C. 瓦特D. 焦耳答案:B5. 以下哪个现象不是由于能量守恒定律?A. 机械能守恒B. 能量转换C. 永动机D. 能量转移答案:C6. 一个理想气体的体积和压强成反比,这个关系称为:A. 查理定律B. 波义耳定律C. 盖-吕萨克定律D. 阿伏伽德罗定律答案:B7. 电磁波的传播不需要介质,这是因为电磁波是:A. 横波B. 纵波C. 需要介质传播的波D. 不需要介质传播的波答案:D8. 以下哪个不是基本力?A. 强力B. 电磁力C. 弱力D. 重力E. 摩擦力答案:E9. 根据相对论,一个物体的质量会随着速度的增加而增加,这是由于:A. 质量增加效应B. 长度收缩效应C. 时间膨胀效应D. 多普勒效应答案:A10. 以下哪个公式描述了电场力和电势能之间的关系?A. F = qEB. U = qVC. F = m*aD. E = m*g答案:B二、填空题(每题2分,共20分)11. 牛顿第一定律又称为________。
答案:惯性定律12. 一个电路的电阻为50欧姆,通过它的电流为0.5安培,那么这个电路的电压是________伏特。
答案:2513. 光的三原色是红、绿、________。
答案:蓝14. 物体在平衡状态下,所受合力为________。
答案:零15. 根据热力学第二定律,不可能从单一热源吸热并将其完全转化为功而不引起其他变化,这是________定律的表述。
全国高中物理竞赛试题1. 选择题1.1 下列哪个选项是正确的?A. 物态是物质的一种,其特征主要由它的组成和结构所决定。
B. 物质的不同物态之间的转变与物质的组成和结构无关。
C. 物质由其中的元素组成,元素间的结合方式不影响物质的性质。
D. 物质的物态只与温度、压力有关,与组成和结构无关。
1.2 高空中的飞机通常选用哪种燃料?A. 煤炭B. 天然气C. 汽油D. 航空煤油1.3 热传导是通过哪种方式进行能量传递的?A. 粒子间的相互碰撞B. 粒子内部的运动C. 粒子的空间位置移动D. 粒子的色散与吸收1.4 光线经过一透镜后经过折射,下列哪个选项是正确的?A. 平行光线经过凸透镜折射后汇聚于焦点B. 凸透镜对平行光线折射的光线不会汇聚于焦点C. 凹透镜对平行光线折射后与凸透镜相同D. 凸透镜对平行光线折射后发生发散2. 解答题2.1 请使用公式说明能力与功率之间的关系。
根据定义,功率是单位时间内完成的功的量。
功的计算公式为功 = 力 ×距离。
能力是单位时间内所完成的功的数值,因此功率可以表示为功率 = 力 ×距离 ÷时间,即功率等于能力除以时间。
2.2 简述电流、电压和电阻之间的关系。
电流、电压和电阻是电路中的三个重要概念。
电流是电荷通过导体的数量与时间的比率,它与电压和电阻成正比。
根据欧姆定律,电流等于电压除以电阻,或者用公式I = V/R表示,其中I代表电流,V代表电压,R代表电阻。
3. 分析题3.1 两个力的合力为零,能否判断这两个力一定相等?不能。
两个力的合力为零只能说明两个力的大小和方向相互抵消,但不能确保这两个力的大小相等。
只有在另外给定的条件下,才能判断这两个力的大小是否相等。
3.2 如果一个物体绕着固定轴做匀速圆周运动,哪个方向的力依据牛顿第二定律的公式算的负?为什么?根据牛顿第二定律,F = m × a,其中F为物体所受的合外力,m为物体的质量,a为物体在给定方向上的加速度。
全国应用物理竞赛试题一、选择题(每小题2分,共20分):以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的,把正确选项前面的字母填在题后的括号内。
1.2009年的诺贝尔物理学奖由三人分享,其中在光纤通信技术方所做的原创性工作而被称为“光纤之父”的美籍华人是()A.钱永健 B.朱棣文 C.高锟 D.丁肇中2.晴朗无风的早晨,当飞机从空中飞过,在蔚蓝的天空中会留下一条长长的“尾巴”,如图1所示,这种现象俗称为“飞机拉烟”。
产生这一现象的原因之一是飞机在飞行过程中排出的暖湿气体遇冷所致。
在这一过程中,暖湿气体发生的物态变化是()A.熔化 B.液化 C.蒸发 D.升华3.2010年1月2日起,我国北方大部分地区遭大范围降雪天气袭击。
大雪严重影响了民航、铁路和高速工路等交通,如图2所示。
在遇到这种天气时,为了尽快清除积雪,常用的办法是撒“融雪盐”,这是因为()A.“融雪盐”与少量水发生化学反应,产生的热量使周围的冰雪熔化B.“融雪盐”产生“保暖层”,使冰雪吸收足够的“地热”而熔化C.使雪形成“含融雪盐的雪”,“含融雪盐的雪”熔点低于当地温度,使雪熔化D.“融雪盐”有利于冰雪对阳光的吸收,从而加快冰雪的熔化4.小明发现户外地面以上的冬季供热管道每隔一段距离总呈现型,如图3所示。
其主要原因是()A.为了避开行人和建筑物B.为了美观C.为了避免管道因热胀冷缩导致的损坏D.为了方便工人师傅安装和检修5.体操、投掷、攀岩等体育活动都不能缺少的“镁粉”,它的学名是碳酸镁。
体操运动员在杠前都要在手上涂擦“镁粉”,其目的是A.仅仅是为了利用“镁粉”吸汗的作用,增加手和器械表面的摩擦而防止打滑B.仅仅是为了利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”能起到衬垫作用,相当于在中间添加了一层“小球”做“滚动摩擦”C.仅仅是为了利用“镁粉”填平手掌的褶皱和纹路,使手掌与器械的接触面积增大,将握力变得更加实在和均匀D.上述各种功能都有6.小新同学家中的墙壁上竖直悬挂着一指针式电子钟,当其因电池电能不足而停止时。
全国中学应用物理竞赛考试大纲(试行)(高中部分)一、竞赛的宗旨与原则1.通过课外竞赛的途径,进一步配合我国本世纪的基础教育整体改革的实施。
通过竞赛过程体现新的教育理念,执行新的课程标准,实施新教材,推动现代教学方式改革等,以利于新的课改精神在课内外的落实。
2.通过应用物理竞赛,提高广大中学生学物理、用物理、爱物理的创新意识,并为学有余力的学生提供一下的发展空间,进而促进中学生科学素养的提高。
3.在竞赛过程中,通过应用与实践的环节,培养和发挥学生的特长,同时达到大面积地发现人才的目的。
4.竞赛活动必须本着自愿参加的原则,各省、市、地区、学校和学生都要坚持从实际出发,达到有利于学生自我发展,有利于激发广大学生积极性,有利于提高地区和学校的教育质量的目的。
竞赛活动尽可能不增加学生的课业负担,不增加学生的经济负担。
二、竞赛活动的对象和内容1.竞赛活动的对象竞赛以基本学完高中主要物理知识的高二学生为主要对象。
高一和高三学生视自身情况,也可参加。
2.竞赛的内容鉴于本竞赛的宗旨是强调物理知识在日常生活与社会实践中的应用,因而所需的物理知识既主要来源于物理课堂教学,同时也有来自于学生平时多种课外渠道获得的,不完全拘泥于教材。
要考查的知识按学科的内容分为力学、热学、电磁学、光学及原子和原子核物理五部分。
详细内容及具体说明见下面的“知识内容表”。
为了便于考生了解相关知识内容的要求水平,在“知识内容表”中用罗马数字Ⅰ、Ⅱ标出。
Ⅰ、Ⅱ的含义如下:Ⅰ.对所列知识要知道其内容及含义,并能在有关实际问题中识别或直接使用它们。
Ⅱ.对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系,并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中灵活地应用。
知识内容表2:选考内容及要求(在下列3个模块中自选两个模块)三、题型示例1.(2009年,必考)扫描隧道显微镜(STM )是根据量子力学原理中的隧道效应而设计成的,当原子尺度的探针针尖在不到一个纳米的高度上扫描样品时,在针尖与样品之间加一大小在2mV~2V 之间的电压,针尖与样品之间产生隧道效应而有电子逸出,形成隧道电流,电流I 随针尖与样品间的距离r 的增大而指数减小(如图 7甲所示)。
全国应用物理知识竞赛” 题试拔选分)10*3(一、选择题:.晴朗无风的早晨,当飞机从空中飞过,在蔚蓝的天空中会留下1)(。
产生这所示,这种现象俗称为“飞机拉烟”1,如图一条长长的“尾巴”在这一一现象的原因之一是飞机在飞行过程中排出的暖湿气体遇冷所致。
过程中,暖湿气体发生的物态变化是:.升华D .蒸发C .液化B .熔化A 月,我国北方大部地区遭遇大范围降雪天气袭击。
大雪严重影响了民1年2010.2)(所示。
在遇到这种天气时,为了尽快2航、铁路和高速公路等交通,如图,这是因为:清除积雪,常用的办法是撒“融雪盐” “融雪盐”与少量水发生化学反应,产生的热量使周围的冰雪熔化.A ,使冰雪吸收足够的“地热”而熔化“融雪盐”产生“保暖层”.B“含融雪盐的雪”熔点低于当地温度,使,.使雪形成“含融雪盐的雪”C 雪熔化.D “融雪盐”有利于冰雪对阳光的吸收,从而加快冰雪的熔化(一种镜头焦距大小可根据需要发生改变的光学照小明在用可变焦的光学照相机.3)(又给小兰拍了一张全身照。
保持相机和小兰的位置不变,给小兰拍了一张半身照之后,相机)关于这个过程对相机的调节,下列说法中正确的是:.焦距变小,像距也变小B .焦距变大,像距也变大A D .焦距变大,像距变小C .焦距变小,像距变大为判断一段导线中是否有直流电流通过,手边若有下列几组器材,其中最为方便.4)(可用的是:A .铁棒及细棉线B .小灯泡及导线.带电的小纸球及细棉线C .被磁化的缝衣针及细棉线 D .按我国交通管理部门最近规定,坐在小汽车前排的司机和乘客都应在胸5)(前系上安全带,这主要是为了减轻在下列哪种情况出现时可能对人造成的伤害。
B .车速太快。
A .突然起动。
D .紧急刹车。
C .车速太慢。
年以美国为首的北约军队用飞机野蛮地对南联盟发电厂进行轰炸时,使用了6.1999)(造成电这种炸弹爆炸后释放出大量的纤维状的石墨覆盖在发电厂的设备上,一种石墨炸弹,厂停电。
全国高中物理竞赛试题一、选择题1. 关于牛顿第二定律,下列说法正确的是:A. 物体加速度与作用力成正比,与物体质量成反比。
B. 物体所受合力等于物体质量与加速度的乘积。
C. 物体在任何情况下都受到一个恒定的重力。
D. 牛顿第二定律只适用于宏观低速物体。
2. 一个质量为0.5kg的物体,受到一个水平向右的力F=10N,若摩擦力为2N,求物体的加速度。
A. 4 m/s²B. 6 m/s²C. 8 m/s²D. 10 m/s²3. 一个弹簧振子的周期为2秒,振幅为0.1m,求弹簧振子的频率和振幅。
A. 频率:1Hz,振幅:0.1mB. 频率:0.5Hz,振幅:0.1mC. 频率:1Hz,振幅:0.2mD. 频率:0.5Hz,振幅:0.2m4. 关于光的折射定律,下列说法正确的是:A. 入射光线、折射光线和法线都在同一平面上。
B. 入射角和折射角随光的波长变化而变化。
C. 折射率与光的频率成反比。
D. 折射定律只适用于单色光。
5. 一个电路由一个电阻R=10Ω和一个电感L=0.1H串联,通过一个频率为50Hz的交流电源,电源电压为220V。
若电感的感抗XL=2Ω,求电路的总阻抗。
A. 12ΩB. 10ΩC. 8ΩD. 6Ω二、填空题6. 一个质量为2kg的物体,受到一个力F=20N,求物体的加速度________ m/s²。
7. 一个电路中,电阻R1=5Ω,电阻R2=10Ω,并联后接在一个电压为12V的电源上,求通过R1的电流________ A,通过R2的电流________ A。
8. 一束光从空气进入水中,入射角为30°,水的折射率为1.33,求折射角________°。
9. 一个简单的单摆,摆长L=1m,摆幅θ=5°,重力加速度g=9.8m/s²,求单摆的周期________ s。
三、计算题10. 一个质量为0.3kg的物体,以初速度10m/s沿水平面运动,受到一个与其运动方向相反的阻力,阻力大小为物体速度的两倍,求物体在水平面上运动4秒后的速度。
2024物理竞赛高中试题2024年物理竞赛高中试题一、选择题1. 一个物体从静止开始自由下落,其下落距离与时间的关系为:- A. \( s = \frac{1}{2}gt^2 \)- B. \( s = gt \)- C. \( s = gt^2 \)- D. \( s = \frac{1}{2}gt \)2. 根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。
若物体的质量为\( m \),作用力为\( F \),则加速度\( a \)的表达式为:- A. \( a = \frac{F}{m} \)- B. \( a = mF \)- C. \( a = \frac{m}{F} \)- D. \( a = \frac{F^2}{m} \)3. 以下哪个是描述电磁波的方程?- A. \( E = mc^2 \)- B. \( F = ma \)- C. \( E = h\nu \)- D. \( U = qV \)二、填空题1. 根据能量守恒定律,一个物体从高度\( h \)自由落下,其势能转化为动能,落地时的动能为\( \frac{1}{2}mv^2 \),其中\( m \)是物体的质量,\( v \)是落地时的速度。
如果物体的质量为2千克,高度为10米,则落地时的速度为_________(结果保留一位小数)。
2. 理想气体状态方程为\( PV = nRT \),其中\( P \)代表压强,\( V \)代表体积,\( n \)代表物质的量,\( R \)是气体常数,\( T \)代表温度。
若将气体从状态1的\( P_1, V_1 \)变到状态2的\( P_2, V_2 \),且变化过程中气体经历等温过程,则\( \frac{V_2}{V_1} \)等于_________。
三、计算题1. 一个质量为0.5千克的物体,从静止开始沿斜面下滑,斜面与水平面的夹角为30度。
如果物体与斜面之间的摩擦系数为0.1,求物体下滑的加速度。
第一届(“求学”杯)全国高中应用物理知识竞赛试题一、本题共10小题,每小题5分,共50分。
1、2008年北京奥运会场馆周围80%~90%的路灯将利用太阳能发电技术,奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术。
太阳能的产生是由于太阳内部所发生的一系列核反应形成的,其主要的核反应过程可表示为()A.411H→42He+ 2β+B.147N+42He→178O+11HC.23592U+1n→14156Ba+9236Kr+31n D.23892U→23490Th+42He2、人从高处跳到低处时,为了安全,一般都是前脚掌先着地.并在着地的过程中曲腿下蹲。
这是为了()A.减小人脚所受的冲量B.使人的动量变化量变得更小C.延长人体速度变化所经历的时间,从而减小地面对人脚的作用力D.增大人对地的压强,使人站立得更稳,起到安全作用3、对于如下几种现象的分析,下列说法中正确的是()A.通常情况下人用力将乒乓球和与乒乓球大小相似的小石块抛出,小石块飞行的距离要远得多,其主要原因是抛出后的乒乓球比石块所受空气阻力大B.用打气筒给自行车打气时,压缩空气要用力,这说明此时空气分子间的作用力是斥力C.把笔尖紧压在化妆用玻璃镜面上,看到笔尖与它在镜中的像的距离约为4mm ,则玻璃的厚度约为4mmD.打开香水瓶后,在较远的地方也能闻到香味,这表明香水分子在不停地运动4、有一种手电筒和台式电子钟都是使用l节干电池作电源。
将新电池装在手电筒中,经过较长时间的使用,当手电筒的小灯泡只能发出微弱的光而不能正常使用时,把电池取出来,用电压表测其两端电压,电压表示数基本等于1.5V 。
把这节旧电池装在台式电子钟上却仍能使电子钟正常工作。
根据上述现象,可判断下列说法中正确的是()A.这个电池的电动势比新电池的电动势小很多B.这个电池的内阻比新电池的内阻大很多C.台式电子钟的额定电压一定比手电筒小灯泡的额定电压小D.台式电子钟正常工作时的电流一定比手电筒正常工作时的电流小5、如图1所示,表演“飞车走壁”的杂技演员骑着摩托车飞驶在圆台形筒壁内,圆台筒固定不动,其轴线沿竖直方向。
演员驾驶摩托车先后在M和N两处紧贴着内壁分别在图中虚线所示的水平面内做匀速圆周运动,如果此时不计车轮与墙壁的摩擦力,则()A.M处的线速度一定大于N处的线速度B.M处的角速度一定小于N处的角速度C.M处的运动周期一定等于N处的运动周期D.M处对筒壁的压力一定大于N处对筒壁的压力6、春天在广场上有许多人放风筝。
会放风筝的人,可使风筝静止在空中。
图2中的四幅图中,MN代表风筝截面,OL代表风筝线,风向水平。
在图2所示的四种情况中,风筝可能处于静止状态的是()7、“二分频”音箱内有高频、低频两个扬声器。
音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低两个频段分离出来,送往相应的扬声器。
图3为音箱的简化电路图,高低频混合电流由a、b端输入,L是线圈,C是电容器。
则下列判断中正确的是()A.甲扬声器是低频扬声器B.C的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C.L的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D.乙扬声器中的电流的最大值一定比甲中的大8、麦收时,常要用拖拉机拉着一个圆柱形的石滚子在场院里压麦秸。
如果石滚子在拖拉机的牵引下做匀速圆周运动,如图4所示,其中的虚线表示它的运动轨迹。
那么关于石滚子经过某点P时受到拖拉机对它的牵引力F的方向,图5中几种情况中可能正确的是()9、在建筑工地上有时需要将一些建筑材料由高处送到低处,为此工人们设计了一种如图6所示的简易滑轨:两根圆柱形木杆AB和CD相互平行,斜靠在竖直墙壁上,把一摞瓦放在两木构成的滑轨上,瓦将沿滑轨滑到低处。
在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大,有可能摔碎,为了防止瓦被损坏,下列措施中可行的是()A.减少每次运送瓦的块数B.增多每次运送瓦的块数C.减小两杆之间的距离D.增大两杆之间的距离10、来自太阳和其他星体的宇宙线含有大量高能带电粒子,若这些粒子都到达地面,将会对地球上的生命带来危害。
但由于地磁场(如图7所示)的存在改变了宇宙线中带电粒子的运动方向,使得很多高能带电粒子不能到达地面。
下面说法中正确的是()A.地磁场对宇宙线的阻挡作用与观测点的纬度及宇宙线的方向无关B.地磁场对垂直射向地球表面的宇宙线的阻挡作用在南、北两极附近最强,赤道附近最弱C.地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极附近最弱,赤道附近最强D.地磁场会使沿地球赤道平面内射来的宇宙射线中的带电粒子向两极偏转二.本题共3小题,共25分。
请按题目的要求简要的回答。
1、(6分)随着生活水平的提高,手机已成为许多人生活中常用的电子设备,近年来国产手机在手机市场上已经占有了相当大的市场份额。
如图8所示是某型号国产手机电池外壳上的文字说明,由此你可以知道哪些与手机有关的物理量?请说出它们的名称和数值(包括直接信息和间接信息)。
2、(10分)1969年7月16日阿波罗II号在月球上成功着陆,实现了人类的首次登月。
当指令长阿姆斯特朗踏上月球土地,面对陌生的月球世界感慨万千:“对一个人来说这是一小步,但对人类来说是一个飞跃!”航天员发现在月球上和在地球上有很多不同之处:(1)月球的天空是黑色的;(2)星星不会闪烁;(3)白天和夜里的温差高达100摄氏度;(4)近在咫尺的两个人交谈要通过无线电话;(5)人们要穿航天服才能维持生命。
产生这些差别的主要原因是月球没有空气。
试分析为什么没有空气就会有以上情景。
3、(9分)北京向阳中学的小明和小刚都是住校生,小明住在小刚的上铺。
冬季暖气供暖后,小明发现躺在上铺比躺在下铺要感到更暖和。
于是,他得出了结论:气温随高度的增加而升高。
小刚不同意他的看法,他认为高山上积雪常年不化,说明气温随高度的增加而降低。
其实两人说的现象都是事实,只是得出结论的条件不同。
请你分析为什么在室内和室外会出不同的结论?三.本题共5小题,共75分。
解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
只写出量后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
1、(14分)在我国用长征运载火箭成功地发射了“神舟”系列试验飞船的某次实验过程中,一监测系统采用在同一张底片上多次曝光的照相方法,从火箭点火时刻开始,每隔2.0s曝光一次,得到了一张记录火箭在开始运动最初l0s内6个不同位置的照片。
已知火箭的长度为58.3m ,起飞质量为479t ,当地的重力加速度为9.8m/s2 。
用刻度尺测量照片上的有关长度,结果如图9所示。
根据上述条件和图示,请回答:(1)分析在火箭点火后最初的10s内,火箭的运动性质。
要求写出分析的依据和结论。
(2)估算火箭点火最初10s内它受到的平均推力的大小。
2、(16分)由于生态环境被破坏,地表土裸露,大片土地沙漠化,加上干旱少雨,我国北方地区春天会出现扬尘天气甚至沙尘暴。
据环保部门测定,在北京地区出现严重沙尘暴时,最大风速可达到12m/s ,同时由于大量微粒在空中悬浮,天空呈橙黄色,能见度只有50m左右。
(1)根据光的散射规律可知,当空中悬浮的微粒直径d与入射光的波长λ之比d/λ = 0.1时,该波长的光散射最强。
在空气洁净时,主要是大气中的气体分子在散射日光,其中蓝光被散射得最强,所以天空呈蓝色。
发生沙尘暴时由于悬浮微粒对光的散射,使得天空呈橙黄色,已知橙黄色光波的平均波长为6.0×10-7m ,请计算悬浮微粒的平均直径为多大。
(2)若某次沙尘暴使空气中悬浮微粒的最高浓度达到 5.8×10-6kg/m3,已知单个悬浮微粒的密度为2.0×103k/m3,这时1.0cm3的空气约含多少颗悬浮微粒?(3)在一般扬尘天气,风力发电机还可以正常工作。
已知风力发电机将空气的动能转化为电能的效率为20%,空气密度为1.29kg/m3,某风力发电机风车的有效受风面积为4.0m2,此风力发电机在风速为l0m/s时的输出电功率为多大?3、(15分)2005年10月12日上午9:00我国成功地发射了“神舟六号’’载人宇宙飞船,并在当日的15:54:45开始变轨。
变轨发动机工作了t=63 s后,将飞船送入了绕地球的圆轨道,其运行周期T=90min,轨道平面与赤道平面的夹角α=430。
13日上午,航天员费俊龙用DV(数码摄像机)拍摄了在飞船上看到的地球景象。
取地球表面的重力加速度g=10m/s2,已知半径为R的球面面积为S=4 πR2,半径为R、高度为h的球冠面积为S=2πRh。
如果航天员能垂直地球表面进行拍摄,根据以上数据解答以下问题。
说明:第(2)、(3)两问用字母代表物理量,不必算出数值。
(1)飞船在圆轨道上运行的过程中,飞船内的航天员在24 h内看到多少次日出?(2)不考虑大气层对光传播的影响,求摄像机某时刻所能拍摄的地面最大面积。
(3)若考虑到大气层对光传播的影响,实际拍摄到的地面最大面积比第(2)问的结果大些还是小些?画出简图并说明理由。
4、(16分)为了测量列车运行的速度和加速度大小,可采用如图10所示的装置,它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出)。
当列车经过线圈上方时,线圈中产生的电流被记录下来,就能求出列车的速度和加速度。
如图11所示为铁轨和列车的俯视图,假设磁体端部磁感应强度B = 4.4×10-2T ,且全部集中在端面范围内,与端面垂直,磁体沿铁轨方向的宽度与线圈宽度相同,线圈的匝数n =5 ,垂直于铁轨方向长l = 0.20m ,电阻r = 0.40Ω(包括引出线的电阻),测量记录仪自身电阻R = 4.0Ω ,其记录下来的电流一位置关系图,即i-s 图如图12所示。
(1)试计算列车通过线圈I 和线圈II 时的速度v 1和v 2的大小。
(2)假设列车做的是匀加速直线运动,求列车在两个线圈之间的加速度的大小。
5、(14分)有一种“滚轴冰”的游艺活动,游艺时“溜冰”者脚穿带有小轮子的鞋,在场地内像溜冰一样滑行。
为了使此项活动更具有刺激性,有的场地设计了一些凸起的地面(如图13所示)。
但为了使“溜冰”的过程中不发生危险,要求“溜冰”者运动时不能脱离凸面。
已知“溜冰”的最大速度为v m ,“溜冰”场地要设计一段与水平面平滑连接的圆柱形的凸起面,那么该圆柱形凸起面的水平长度,与其高度h 应满足怎样的关系,才能保证“溜冰”者停止蹬地后冲上凸起面的过程中,既能从凸起面上通过而又不脱离凸起面而发生危险?(已知地球表面的重力加速度为g )惯 性 力参考王建忠主编的奥林匹克竞赛集训教材1. 如图,定滑轮A 的一侧挂有m 1=5kg 的物体,另一侧挂有轻滑轮B ,滑轮B 两侧挂着m 2=3kg 和m 3=2kg 的物体,求每个物体的加速度。