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第24届全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案

第24届全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案
第24届全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案

第24届全国中学生物理竞赛预赛试卷2007.9.2

本卷共八题。满分200分

一、(25分)填空题

1.2006年诺贝尔物理学奖授予美国科学家约翰·马瑟和乔治.斯穆特,以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体辐射形式和各向异性.这一发现为有关宁宙起源的理论提供了进步的支持,使宇宙学进入了“精确研究”时代.

2.恒星演化到了后期,某些恒星在其内部核燃料耗尽时,会发生强烈的爆发,在短短的几天中亮度陡增千万倍乃至上亿倍.我国《宋史》第五十六卷中对当时观测到的上述现象作了详细记载.2006年5月是我国发现此现象一千周年,为此在杭州召开了有关的国际学术研讨会.天文学上把演化到这一阶段的恒星称为,恒星演变到这一阶段,预示着一颗恒星的终结.此后,它可能成为或.

3.2006年ll月21日,中国、欧盟、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度七方在法国总统府正式签署一个能源方面的联合实施协定及相关文件,该协定中的能源是指能源.

4.潮汐是一种常见的自然现象,发生在杭州湾钱塘江入海口的“钱江潮”是闻名世界的潮汐现象.在农历初一和十五前后各有一次大潮,在两次大潮之间又各有一次小潮.

试把每月中出现两次大潮时地球、月球和太阳的相对位置示意图定性地画在下面.

试把每月中出现两次小潮时地球、月球和太阳的相对位置示意图定性地画在下面.

5.如图所示,用双线密绕在一个长直圆柱上,形成两个螺线管线圈aa/和bb/(分别以实线和虚线表示),已知两个线圈的自感都是L.今若把a与b两端相连,把a/和b/两端接人电路,这时两个线圈的总自感等于;

若把b与a/相连,把a和b/两端接入电路,这

时两个线圈的总自感等

于;若把a 与b 两端相连作为一端,a /与b /相连作为另一端,把这两端接入电路,这

时两个线圈的总自感等于.

二、(25分)如图所示,一块光滑的平板能绕水平固定轴HH /

调节其与水平面所成的倾角.板上一根长为l=1.O0m 的轻细绳,它的一端系住一质量为m 的小球P ,另一端固

定在HH /轴上的0点.当平板的倾角固定在α时,先将轻绳沿水平轴HH /拉直(绳与HH /重合),然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度=0υ50m /s .若小球能保持在板面内作圆周运动,问倾角α的值应在什么范围内(取图中α处箭头所示方向为α的

正方向).取重力加速度g=10 m /s 2.

三、(25分)如图所示,绝热的活塞s 把一定质量的稀薄气体(可视为理想气体)密封在水半放置的绝热气缸内.活塞可在气缸内无摩擦地滑动.气缸左端的电热丝可通弱电流对气缸内气体十分缓慢地力热.气缸处在大气中,大气压强为P 0.初始时,气体的体积为V 0、压强为Po

已知l 摩尔该气体温度升高1K 时其内能的增量为一已知恒量c .求以下两种过程中电热丝传给气体的热量Q 1与Q 2之比.

1.从初始状态出发,保持活塞s 位置固定,在电热丝中通以弱电流,并持续一段时间,然后停止通电,待气体达到热平衡时,测得气体的压强为P 1

2仍从初始状态出发,让活塞处在自由状态,在电热丝中通以弱电流,也持续一段时间,然后停止通电,最后测得气体的体积为V 2.

四、(25分)如图所示,M 1M 2和M 3都是由无限多根无限长的外表面绝缘的细直导

线紧密排列成的导线排横截面,两导线排相交成l200,00/为其角平分线.每根细导

线中都通有电流I ,两导线排中电流的方向相反,其中M 1M 2中电流的方向垂直纸面向里.导线排中单位长度上细导线的根数为λ.图中的矩形abcd 是用N 型半导体材料做成的长直半导体片的横截面,(ab 《bc ),长直半导体片与导线排中的细导线平行,并在片中通有均匀电流0I ,电流方向垂

直纸面向外.已知ab 边与00/垂直,

l bc =,该半导体材料内载流子密度为

n ,每个载流子所带电荷量的大小为q .求

此半导体片的左右两个侧面之间的电势

差.

已知当细的无限长的直导线中通有

电流I 时,电流产生的磁场离直导线的距离为r 处的磁感应强度的大小为B=k

r I ,式中k 为已知常量

五、(25分)如图所示,ACD 是由均匀细导线制成的边长为d 的等边三角形线框,它以AD 为转轴,在磁感应强度为B 的恒定的匀强磁场中以恒定的角速度ω转动(俯视为逆时针旋转),磁场方向与AD 垂直.已知三角形每条边的电阻都等于R .取图示线

框平面转至与磁场平行的时刻为t=0.

1.求任意时刻t 线框中的电流.

2.规定A 点的电势为0,求t=0时,三角形线

框的AC 边上任一点P(到A 点的距离用x 表示)的电

势U P ,并画出与U P 与x 关系的图线

六、(25分)空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场,其方向随时间作周期性变化,磁感应强度B 随时间t 变化的图线如图l 所示.规定B>0时,磁场的方向穿出纸面.现在磁场区域中建立一与磁场方向垂直的平面坐标0xy ,如图2所示.一电荷量q=5

C 710-?π,质量m=kg 10105-?的带电粒子,位于原点0处,在t=0时刻以初速度

s m /0πυ=沿x 轴正方向开始运动.不计重力的作用,不计磁场的变化可能产生的一

切其它影响

1.试在图2中画出0~20ms时间内粒子在磁场中运动的轨迹,并标出图2中纵横坐标的标度值(评分时只按图评分,不要求写出公式或说明.)

2.在磁场变化N个(N为整数)周期的时间内带电粒子的平均速度的大小等于 .

七、(25分)如图所示,L是一焦距为f的薄凸透镜(F与F/为其焦点).在透镜右侧焦

点F/处放置一曲率半径大小为R的球面反射镜(其顶点位于F/处),透镜和球面镜组成

一轴对称的光学系统.在透镜L左侧光轴上有限远处有一发光点P,它发出的傍轴光线经此光学系统后,恰好成像在P点.试在下面笫1和第2小题中填空,在第3小题中作图.

1.若球面镜为凹面镜,则P点到透镜的距离等于;若球面镜为凸面镜,则P点到透镜的距离等于.

2.若将一短细杆垂直于光轴放置,杆的下端位于P点,则此细杆经上述光学系统所成的最后的像的大小与物的大小之比对凹面镜等于;对凸面镜等于.

3.若球面镜的半径大小R=2f,试按作图法的规范要求,画出第2问中短杆对上述光学系统逐次成的像及成像光路图.(要求将凹面镜和凸面镜分别画在两张图上.评分时只按图评分,不要求写出作图理由和说明,但须用已知量标出各个像在光轴上的

具体位置.)

八、(25分)如图所示,有一固定的、半径为a、内壁光滑的半球形碗(碗口处于水平位置),0为球心.碗内搁置一质量为m、边长为a的等边三角形均匀薄板ABC.板的顶点以位于碗内最低点,碗的最低点处对A有某种约束使顶点A不能滑动(板只能绕A点转动).

1.当三角形薄板达到平衡时,求出碗对顶点A、B、C的作用力的大小各为多少.2当板处于上述平衡状态时,若解除对A点的约束,让它能在碗的内表而上从静止开始自由滑动,求此后三角形薄板可能具有的最大动能.

第24届中学生物理竞赛预赛试卷参考解答2007.9.2 一、参考答案

1.大爆炸

2.超新星中子星黑洞

3.核聚变

4.

小潮时

5.0,4L,L.

评分标准:本题25分.

第1小题3分.

第2小题6分,每一空格2分.

第3小题3分,

第4小题6分.第一空格中画对一个图给2分,画对两个图给3分;第二空格中画对一个图给2分,画对二个图给3分.

第5小题7分.第一空格2分,第二空格3分,第三空格2分.

二、参考解答:

当光滑平板与水平面的倾角为α时,无论小球P处在斜面上什么位置,它受的重力在斜面上的投影总是垂直于HH’,大小总是等于mgsinα.以此作为重力的一个分力,则重力的另一个分力即垂直于斜面的分力mgcosα总是与斜面对小球P的支持力平衡.这样,小球P在斜面内只受上述重力的分量mgsina和细绳拉力的作用.当小球P运动到圆周的最高点时,细绳垂直于HH’,绳的拉力与小球所受重力的分

量mgsin α沿同一直线,这时只要细绳不松弛,小球就能保持在板面内作圆周运动.设小球到达圆周最高点时的速度为v ,绳的拉力为T ,有

l

mg T 2

v m sin =+α(1) 由能量关系,有

a mg m m sin 2

121220+=υυ(2) 由(1)、(2)式得

)sin 3(20αg l

v m T -= (3) 细绳不松弛的条件是

T 0≥ (4) 由(3)、(4)式得 a )lg 3arcsin(

20υ≤ (5) 代入有关数据,得 a )65arcsin(≤ (6) 当倾角a<0时,经相同的分析可得 a )65arcsin(-≥ (7) 由(6)、(7)两式,可知a 的取值范围为≤-)

65arcsin(a )65arcsin(≤ (8) 评分标准:本题25分.

(1)式7分,(2)式7分,(4)式5分,(5)式或(6)式3分,(7)式3分.

三、参考解答:

以m 表示气缸内气体的质量,μ表示其摩尔质量.当气体处在初始状态时,已知其压强为P 。、体积为V 0.设其温度为T 0,由理想气体状态方程有

000RT m

V P μ= (1)

在过程1中,对气体加热时,活塞s 位置固定不动,气体体积保持不变,气体对外不做功.根据热力学第一定律有

)(011T T c m

Q -=μ (2)

式中T 1为加热后气体的温度.根据题意,这时气体的压强为P 1,由理想气体状态方程可知

101RT m V P μ=

(3)

由(1)、(2)、(3)式得 )(2101P P V R

c Q -= (4) 在过程2中,对气体加热时,活塞要移动,气体的压强保持P 0不变,体积由V 0变为V 2,气体对外做功.根据热力学第一定律,有

)()(120022V V P T T c m

Q -+-=μ (5)

式中T 2为加热后气体的温度.由理想气体状态方程可知

220RT m

V P μ= (6)

由(1)、(5)、(6)式,得

)(0202V V P R

R c Q -+=

(7) 由(4)、(7)式得 0

02001

21)()(P V V V P P R c c Q Q --?+= (8) 评分标准:本题25分.

(1)式2分,(2)式7分,(3)式2分,(5)式7分,(6)式2分,(8)式5分.

四、参考解答

1.两导线排的电流产生的磁场

考察导线排M 1,M 2中的电流产生的磁场,取x 轴与导线排M 1M 2重合,Y 轴与导线排M l M 2垂直,如图l 所示.位于x 和x+△x(?x 为小量)之间的细导线可以看作是“一根”通有电流I x ?λ的长直导线,它在Y 轴上P 点产生的磁感应强度的大小为

r

x I k B ?=?λ (1)

r 为P 点到此直长导线的距离,?B 的方向与r 垂直,与电流构成右手螺旋.将AB 分解成沿x 方向和Y 方向的两个分量△B x 和△B y ,有

θλcos r

x I k B x ?=? (2) θλsin r

x I k B y ?=? (3) 根据对称性,位于一x 到一(x+Δx)之间的细导线中电流产生的磁感应强度在Y 方向的分量与△B y ,大小相等、方向相反.可见整个导线排中所有电流产生的磁场在Y 方向的合磁场为0.由图1可看出一

θθ?=?r

x cos (4)

把(4)式代入(2)式得

θλ?=?kI B x (5)

导线排上所有电流产生的磁感应强度

B=

∑∑?=?θλkI B x (6) 注意到∑=?πθ得

B=k I πλ (7)

即每个导线排中所有电流产生的磁场

是匀强磁场,磁场的方向分别与M 1M 2

和M 3M 4线排平行.如图2所示,两

导线排中电流产生的磁感应强度

B(M 1M 2)与B(M 3M 4)成1200,它们的

合磁场的磁感应强度的大小

I k B B πλ==0060cos 2 (8)

方向与00’平行,由0指向0’

2.半导体片左右两侧面间的电势差

当半导体片中通有均匀电流I 0时,半导体片中的载流子作定向运动,N 型半导体

的载流子带负电荷,故其速度v 的方向与I 0方向相反,垂直纸面向里,且有:

I 0=nqvS (9)

式中S 为半导体片横截面的面积

S=l ab ? (10) 载流子作定向运动时要受到磁场洛伦兹力f B 的作用,其大小为

f B =qvB 0 (11)

对带负电荷的载流子此力的方向指向左侧,于是负电荷积聚在左侧面上,从而左侧面带负电,右侧面带正电,两侧面间出现电势差U=U 右-U 左.带负电荷的载流子受到静电力f E 由左侧面指向右侧面,达到稳定时,f E 与f B 平衡,即 f B E f q ab

U == (12) 由(8)、(9)、(10)、(II)、(12)各式得 U=k nql II 0

πλ (13)

评分标准:本题25分.

(7)式8分,(8)式4分,(9)式3分,(t2)式5分,(13)式5分

五、参考解答:

1.在线框转动过程中,三角形的AC 、CD 两边因切割磁感应线而产生感应电动势,因长度为d 的AC 边和CD 边都不与磁场方向垂直,每条边切割磁感应线的有效长度,即垂直于磁场方向的长度为 l=dsin30d 2

10= (1) 因AC 边上不同部分到转轴的距离不同,它们的速度随离开转轴的距离的增大而线性增大,故可认为AC 边上各部分产生的总电动势,数值上等同于整条AC 边均以AC 边中点处的速度v 运动时产生的电动势.而:

d d v ωω4

330cos 210== (2) 设在t=0至时刻t,三角形从平行于磁场方向的位置绕轴转过角度为θ,则

θ=ωt (3)

因而边上各点速度的方向不再与磁场方向垂直,v 沿垂直磁场方向的分量

θcos v v =⊥ (4)

由些得到t 时刻AC 边中的感应电动势

⊥=v Bl AC ε (5)

其方向由A 指向C ,由(1)、(2)、(3)、(4)、(5)各式得

t d B AC ωωεcos 8

32= (6) 同理可得

t d B CD ωωεcos 8

32=(7) 其方向由C 指向D ,三角形线框中的总电动势

t d B CD AC ωωεεεcos 4

32=+= (8) 其方向沿ACDA 回路方向.因线框中的总电阻为3R ,故t 时刻线框中的电流 t d B R

R i ωωε

cos 12332==(9) 2.对于AP 来说,长度为x ,在t=0时刻,cos ωt=1,而以x 代替(6)式中的d ,即可得AP 段中的感应电动势的大小

ωε28

3Bx AP =(10) 方向由A 点指向P 点.由(9)式,此时线框的电流

2123d B R

I ω=(11) 根据含源电路欧姆定律,P 点的电势 x d R I

U AP P -=ε (12) 把(10)、(11)两式代入(12)式,经整理后得

)3

2(832xd x B U P -=ω (13) 为了画出U P (x)图线,先求出若干特征点的电势值:(13)式右侧是一个关于x 的二次方程,故U P (x)图线为一抛物线,(13)式可改写为

22)31(83723d x B d B U P -=+ωω (14)

第十四届全国中学生物理竞赛预赛试题

第十四届全国中学生物理竞赛预赛试题 ( 全卷共九题,总分为 140 分) 一 .(10 分 ) 一质点沿χ轴作直线运动 , 其中ν随时间 t 的变化如图 1(a) 所示 , 设 t=0 时 , 质点位于坐标原点Ο处 . 试根据ν -t 图分别在图 1(b) 及图 1(c) 中尽可能准确的画出 : 1. 表示质点运动的加速度α随时间 t 变化关系的α -t 图 . 2. 表示质点运动的位移χ随时间 t 变化关系的χ -t 图 . 二 .(12 分 ) 三个质量相同的物块 A,B,C 用轻弹簧和一根轻线相连 ,, 挂在天花板上 , 处于平衡状态 , 如图 2 所示。现将 A,B 之间的轻线剪断 , 在刚剪断的瞬间 , 三个 ` 物体的加速度分别是 ( 加速度的方向以竖直向下为正 ):

A 的加速度是 ________; B 的加速度是 _________; C 的加速度是 _________; 三 (10 分 ) 测定患者的血沉 , 在医学上有助于医生对病情作出判断 , 设血液是由红血球和血浆组成的悬浮液 . 将次悬浮液放入竖直放置的血沉管内 , 红血球就会在血浆中匀速下沉 , 其下沉速率称为血沉 . 某人的血沉υ的值大约是 10毫米/小时. 如果把红血球近似看作是半 径为 R 的小球 , 且认为它在血浆中所受的粘滞阻力为f=6πηRυ . 在室温下η≈ 1.8 × 10-3帕. 秒 . 已知血浆的密度ρ0≈1.0 × 103千克 / 米3, 红血球的密度ρ≈1.3 × 103千克 / 米3 . 试由以上数据估算红血球半径的大小 ( 结果取一位有效数字 ). 四 .(12 分 ) 有一半径为 R 的不导电的半球薄壳 , 均匀带电 , 倒扣在χΟ y 平面上 , 如图 3 所示图中Ο为球心 ,ABCD 为球壳边缘 ,AOC 为直径 . 有一电量为 q 的点电荷位于 OC 上的 E 点 ,OE=r. 已知将此点电荷由 E 点缓慢移至球壳顶点 T 时 , 外力需要作功 W,W>0, 不计重力影响 . 1. 试求将次点电荷由 E 点缓慢移至 A 点外力需做功的正负大小 , 并说明理由 .

2020年第27届全国中学生物理竞赛复赛试卷及答案 精品

第 27 届全国中学生物理竞赛复赛试卷 本卷共九题,满分 160 分.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.有数字计算的题.答案中必须明确写出数值和单位.填空题把答案填在题中的横线上,只要给出结果,不需写出求解的过程. 一、( 15 分)蛇形摆是一个用于演示单摆周期与摆长关系的实验仪器(见图).若干个摆球位于同一高度并等间距地排成一条直线,它们 的悬挂点在不同的高度上,摆长依次减小.设重 力加速度 g = 9 . 80 m/ s2 , 1 .试设计一个包含十个单摆的蛇形摆(即求 出每个摆的摆长),要求满足: ( a )每个摆的 摆长不小于 0 . 450m ,不大于1.00m ; ( b ) 初始时将所有摆球由平衡点沿 x 轴正方向移动 相同的一个小位移 xo ( xo <<0.45m ) ,然后同 时释放,经过 40s 后,所有的摆能够同时回到初 始状态. 2 .在上述情形中,从所有的摆球开始摆动起,到它们的速率首次全部为零所经过的时间为________________________________________. 二、( 20 分)距离我们为 L 处有一恒星,其质量为 M ,观测发现其位置呈周期性摆动,周期为 T ,摆动范围的最大张角为△θ.假设该星体的周期性摆动是由于有一颗围绕它作圆周运动的行星引起的,试给出这颗行星的质量m所满足的方程. 若 L=10 光年, T =10 年,△θ = 3 毫角秒, M = Ms (Ms为太阳质量),则此行星的质量和它运动的轨道半径r各为多少?分别用太阳质量 Ms 和国际单位 AU (平均日地距离) 作为单位,只保留一位有效数字.已知 1 毫角秒=1 1000角秒,1角秒= 1 3600 度,1AU=1.5×108km, 光速 c = 3.0 ×105km/s.

第届全国中学生物理竞赛预赛试题含答案

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 ,贝y 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 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 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 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 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 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 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 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 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。管中的水银把一段气体柱密封在 b 、 c 内, 平衡时,管内水银面的位置如图所示。现缓慢地降低气柱中气体的温度, 的水银面上升了一小段高度 A h ,则 A. b 中的水银面也上升 A h B. b 中的水银面也上升,但上升的高度小于 A h C. 气柱中气体压强的减少量等于高为 A h 的水银柱所产生的压强 场中, 属杆 以向右 列哪种 的气 机从静 程可视

《全国中学生物理竞赛大纲》2020版

《全国中学生物理竞赛大纲2020版》 (2020年4月修订,2020年开始实行) 2011年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订,修订稿经全国中学生物理竞赛委员会第30次全体会议通过,并决定从2020年开始实行。修订后的“内容提要”中,凡用※号标出的内容,仅限于复赛和决赛。 力学 1.运动学 参考系 坐标系直角坐标系 ※平面极坐标※自然坐标系 矢量和标量 质点运动的位移和路程速度加速度 匀速及匀变速直线运动及其图像 运动的合成与分解抛体运动圆周运动 圆周运动中的切向加速度和法向加速度 曲率半径角速度和※角加速度 相对运动伽里略速度变换 2.动力学 重力弹性力摩擦力惯性参考系 牛顿第一、二、三运动定律胡克定律万有引力定律均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式(不要求导出) ※非惯性参考系※平动加速参考系中的惯性力 ※匀速转动参考系惯性离心力、视重 ☆科里奥利力 3.物体的平衡 共点力作用下物体的平衡 力矩刚体的平衡条件 ☆虚功原理 4.动量 冲量动量质点与质点组的动量定理动量守恒定律※质心 ※质心运动定理 ※质心参考系 反冲运动 ※变质量体系的运动 5.机械能 功和功率

动能和动能定理※质心动能定理 重力势能引力势能 质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式(不要求导出)弹簧的弹性势能功能原理机械能守恒定律 碰撞 弹性碰撞与非弹性碰撞恢复系数 6.※角动量 冲量矩角动量 质点和质点组的角动量定理和转动定理 角动量守恒定律 7.有心运动 在万有引力和库仑力作用下物体的运动 开普勒定律 行星和人造天体的圆轨道和椭圆轨道运动 8.※刚体 刚体的平动刚体的定轴转动 绕轴的转动惯量 平行轴定理正交轴定理 刚体定轴转动的角动量定理刚体的平面平行运动9.流体力学 静止流体中的压强 浮力 ☆连续性方程☆伯努利方程 10.振动 简谐振动振幅频率和周期相位 振动的图像 参考圆简谐振动的速度 (线性)恢复力由动力学方程确定简谐振动的频率简谐振动的能量同方向同频率简谐振动的合成 阻尼振动受迫振动和共振(定性了解) 11.波动 横波和纵波 波长频率和波速的关系 波的图像 ※平面简谐波的表示式 波的干涉※驻波波的衍射(定性) 声波 声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声

第届全国中学生物理竞赛预赛试卷及解析

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/s B .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。该处地磁场的磁感应强度大小应为 A.22 214 Q Q S R + B.2221Q Q S R + C.2 2 21212 Q Q Q Q S R ++ D.222121Q Q Q Q S R ++ 二、填空题.把答案填在题中的横线上.只要给出结果,不需写出求得结果的过程. 6.(10分)水平力F 方向确定,大小随时间的变化如图a 所示;用力F 拉静止在水平

全国高中物理竞赛初赛试题及标准答案

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.αB.α1/3 C.α3D.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lcm3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>F2>F3B.F2>F3 >F1 C.F3 >F2> F1D.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

全国中学生物理竞赛内容提要(俗称竞赛大纲)2020版

说明: 1、2016版和2013版相比较,新增了一些内容,比如☆科里奥利力,※质心参考系☆虚功原理,☆连续性方程☆伯努利方程☆熵、熵增。另一方面,也略有删减,比如※矢量的标积和矢积,※平行力的合成重心,物体平衡的种类。有的说法更严谨,比如反冲运动及火箭改为反冲运动※变质量体系的运动,※质点和质点组的角动量定理(不引入转动惯量) 改为质点和质点组的角动量定理和转动定理,并且删去了对不引入转动惯量的限制,声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声增加限制(前3项均不要求定量计算)。 2、知识点顺序有调整。比如刚体的平动和绕定轴的转动2013版在一、运动学的最后,2016版独立为一个新单元,---很早以前的版本也如此。 3、2013年开始实行的“内容提要”中,凡用※号标出的内容,仅限于复赛和决赛。2016年开始实行的进一步细化,其中标☆仅为决赛内容,※为复赛和决赛内容,如不说明,一般要求考查定量分析能力。 全国中学生物理竞赛内容提要 (2015年4月修订,2016年开始实行) 说明:按照中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会第9次全体会议(1990年)的建议,由中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会常务委员会根据《全国中学生物理竞赛章程》中关于命题原则的规定,结合我国中学生的实际情况,制定了《全国中学生物理竞赛内容提要》,作为今后物理竞赛预赛、复赛和决赛命题的依据。它包括理论基础、实验、其他方面等部分。1991年2月20日经全国中学生物理竞赛委员会常务委员会扩大会议讨论通过并开始试行。1991年9月11日在南宁经全国中学生物理竞赛委员会第10次全体会议通过,开始实施。 经2000年全国中学生物理竞赛委员会第19次全体会议原则同意,对《全国中学生物理竞赛内容提要》做适当的调整和补充。考虑到适当控制预赛试题难度的精神,《内容提要》中新补充的内容用“※”符号标出,作为复赛题和决赛题增补的内容,预赛试题仍沿用原规定的《内容提要》,不增加修改补充后的内容。 2005年,中国物理学会常务理事会对《全国中学生物理竞赛章程》进行了修订。依据修订后的章程,决定由全国中学生物理竞赛委员会常务委员会组织编写《全国中学生物理竞赛实验指导书》,作为复赛实验考试题目的命题范围。 2011年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订,修订稿经全国中学生物理竞赛委员会第30次全体会议通过,并决定从2013年开始实行。修订后的“内容提要”中,凡用※号标出的内容,仅限于复赛和决赛。 2015年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订,其中标☆仅为决赛内容,※为复赛和决赛内容,如不说明,一般要求考查定量分析能力。 力学 1. 运动学 参考系 坐标系直角坐标系 ※平面极坐标※自然坐标系 矢量和标量 质点运动的位移和路程速度加速度 匀速及匀变速直线运动及其图像 运动的合成与分解抛体运动圆周运动 圆周运动中的切向加速度和法向加速度

全国中学生物理竞赛决赛试题及答案

第27届全国中学生物理竞赛决赛试题及答案 一、(25分)填空题 1.一个粗细均匀的细圆环形橡皮圈,其质量为M,劲度系数为k,无形变时半径为R。现将它用力抛向空中,忽略重力的影响,设稳定时其形状仍然保持为圆形,且在平动的同时以角速度ω绕通过圆心垂直于圆面的轴线匀速旋转,这时它的半径应为。 2.鸽哨的频率是f。如果鸽子飞行的最大速度是u,由于多普勒效应,观察者可能观测到的频率范围是从到。(设声速为V。) 3.如图所示,在一个质量为M、内部横截面积为A 的竖直放置的绝热气缸中,用活塞封闭了一定量温 度度为 T的理想气体。活塞也是绝热的,活塞质量 以及活塞和气缸之间的摩擦力都可忽略不计。已知 大气压强为 p,重力加速度为g,现将活塞缓慢上提,当活塞到达气 缸开口处时,气缸刚好离开地面。已知理想气体在缓慢变化的绝热过程中pVγ保持不变,其中p是气体的压强,V是气体的体积,γ是一常数。根据以上所述,可求得活塞到达气缸开口处时气体的温度为。

4.(本题答案保留两位有效数字)在电子显微镜中,电子束取代了光束被用来“照射”被观测物。要想分辨101.010m -?(即原子尺度)的结构,则电子的物质波波长不能大于此尺度。据此推测电子的速度至少需被加速到 。如果要想进一步分辨121.010m -?尺度的结构,则电子的速度至少需被加速到 ,且为使电子达到这一速度,所需的加速电压为 。 已知电子的静止质量 319.110kg e m -=?,电子的电量 191.610C e -=-?,普朗克常量346.710J s h -=??,光速813.010m s c -=??。

二、(20分)图示为一利用传输带输送货物的装置,物块(视为质点)自平台经斜面滑到一以恒定速度v运动的水平长传输带上,再由传输带输送到远处目的地,已知斜面高 2.0m h=,水平边长 4.0m L=,传输带宽 2.0m d=,传输带的运动速度 3.0m/s v=。物块与斜面间的摩擦系数 10.30 μ=。物块自斜面顶端下滑的初速度为零。沿斜面下滑的速度方向与传输带运动方向垂直。设斜面与传输带接触处为非常小的一段圆弧,使得物块通过斜面与传输带交界处时其速度的大小不变,重力加速度2 10m/s g=。 1.为使物块滑到传输带上后不会从传输边缘脱离,物块与传输带之 间的摩擦系数 2 μ至少为多少? 2.假设传输带由一带有稳速装置的直流电机驱动,与电机连接的电源的电动势200V E=,内阻可忽略;电机的内阻10 R=Ω,传输带空载(无 输送货物)时工作电流 02.0A I=,求当货物的平均流量(单位时间内输送货物的质量),稳定在640kg/s 9 η=时,电机的平均工作电流等于多少?假设除了货物与传输带之间的摩擦损耗和电机的内阻热损耗外,其它部分的能量损耗与传输带上的货物量无关。

第全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案完全

第28 届全国中学生物理竞赛预赛试卷 1-5678总分 9101112 13141516 16 200 一、选择题.本题共 5 小题,每小题 6 分.在每小题给出的 得分阅卷复核 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.常用示波器中的扫描电压u 随时间t 变化的图线是()2.下面列出的一些说法中正确的是() A.在温度为200C 和压强为 1 个大气压时,一定量的水蒸发为同温度的水蒸气,在此过程中,它所吸收的热量等于其内能的增量. B.有人用水银和酒精制成两种温度计,他都把水的冰点定为0 度,水的沸点定为100度,并都把0 刻度与100 刻度之间均匀等分成同数量的刻度,若用这两种温度计去测量同一环境的温度(大于0 度小于100 度)时,两者测得的温度数值必定相同. C .一定量的理想气体分别经过不同的过程后,压强都减小了,体积都增大了,则从每个 过程中气体与外界交换的总热量看,在有的过程中气体可能是吸收了热量,在有的过程中气体可能是放出了热量,在有的过程中气体与外界交换的热量为0 . D .地球表面一平方米所受的大气的压力,其大小等于这一平方米表面单位时间内受 上方作热运动的空气分子对它碰撞的冲量,加上这一平方米以上的大气的重量. 3.把以空气为介质的两个平行板电容器a和b串联,再与电 阻R 和电动势为 E 的直流电源如图连接.平衡后,若把一块玻 璃板插人电容器 a 中,则再达到平衡时,()A.与玻璃板插 人前比,电容器 a 两极间的电压增大了B.与玻璃板插人前比, 电容器 a 两极间的电压减小了C.与玻璃板插入前比,电容器 b 贮存的电能增大了 D.玻璃板插人过程中电源所做的功等于两电容器贮存总电 能的增加量4.多电子原子核外电子的分布形成若干壳层,K 壳层离核最近,L 壳层次之,M 壳层更次之,??,每一壳层中可容纳的电子数是一定的,当一个壳层中的电子填满后,余下的电子将分布到次外的壳层.当原子的内壳层中出现空穴时,较外壳层中的电子将跃迁至空穴,并以发射光子(X 光)的形式释放出多余的能量,但亦有一定的概率将跃迁中放出的能量传给另一个电子,使此电子电离,这称为俄歇(Auger)效应,这样电离出来的电子叫俄歇电子.现用一能量为40.00keV 的光子照射Cd(镐)原子,击出Cd 原子中K层一个电子,使该壳层出现空穴,己知该K 层电子的电离能为26.8keV.随后,Cd 原子的L 层中一个电子跃迁到K 层,而由于俄歇效应,L层中的另一个的电子从Cd原子射出,已知这两个电子的电离能皆为 4.02keV,则射出的俄歇电子的动能等于()

历届全国初中物理竞赛(物态变化)

最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题3--物态变化 一.选择题 1. (2013全国初中应用物理知识竞赛)在严寒的冬季,小明到滑 雪场滑雪,恰逢有一块空地正在进行人工造雪。他发现造雪机在工作 过程中,不断地将水吸入,并持续地从造雪机的前方喷出“白雾”, 而在“白雾”下方,已经沉积了厚厚的一层“白雪”,如图1所示。 对于造雪机在造雪过程中,水这种物质发生的最主要的物态变化,下 图1 列说法中正确的是( ) A.凝华 B.凝固 C.升华 D.液化 答案:B 解析:造雪机在造雪过程中,水这种物质发生的最主要的物态变化是凝固,选项B正确。2.(2012全国初中应用物理知识竞赛预赛)随着人民生活水平的提高,饭桌上的菜肴日益丰富,吃饭时发现多油的菜汤与少油的菜汤相比不易冷却。这主要是因为【】 A、油的导热能力比较差 B、油层阻碍了热的辐射 C、油层和汤里的水易发生热交换 D、油层覆盖在汤面,阻碍了水的蒸发 答案:D 解析:多油的菜汤不易冷却的原因是油层覆盖在汤面,阻碍了水的蒸发,选项D正确。 3.(2012全国初中应用物理知识竞赛)我国不少地区把阴霾天气现象并入雾,一起作为灾害性天气,统称为“雾霾天气”。关于雾和霾的认识,下列说法中正确的是() A.霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的 B.雾和霾是两种不同的天气现象 C.雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒形成的 D.雾和霾是同一个概念的两种不同说法 解析:雾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的,霾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒形成的,雾和霾是两种不同的天气现象,选项B正确。 答案:.B 4(2011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛)如图所示的4种物态变化中,属于放热过程的是,( )

第33届全国中学生物理竞赛预赛试题

第33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.把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后页的括号内.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,球心在坐标原点O 的球面上有三个彼此绝缘的金属环,它们分别与x y -平面、y z -平面、z x -平面与球面的交线(大圆)重合,各自通有大小相等的电流,电流的流向如图中箭头所示.坐标原点处的磁场方向与x 轴、y 轴、z 轴的夹角分别是 A .- ,-, B ., C . arcsin D .,, [ ] 2.从楼顶边缘以大小为0v 的初速度竖直上抛一小球;经过0t 时间后在楼顶边缘 从静止开始释放另一小球.若要求两小球同时落地,忽略空气阻力,则0v 的取值范围和抛出点的高度应为 A .00012gt v gt ≤<,2 2000001122v gt h gt v gt ?? ?-= ? ?-?? B .00v gt ≠,20020001122v gt h gt v gt ??- ?= ?- ??? - - -arcsin - arcsin

C .00012gt v gt ≤<,20020001122v gt h gt v gt ??- ?= ?- ??? D .0012v gt ≠,22000001122v gt h gt v gt ?? ?-= ? ?-?? [ ] 3.如图,四个半径相同的小球(构成一个体系)置于水平桌面的一条直线上,其中一个是钕永磁球(标有北极N 和南极S ),其余三个是钢球;钕球与右边两个钢球相互接触.让另一钢球在钕球左边一定距离处从静止释放,逐渐加速,直至与钕球碰撞,此时最右边的钢球立即以很大的速度被弹开.对于整个过程的始末,下列说法正确的是 A .体系动能增加,体系磁能减少 B .体系动能减少,体系磁能增加 C .体系动能减少,体系磁能减少 D .体系动能增加,体系磁能增加 [ ] 4.如图,一带正电荷Q 的绝缘小球(可视为点电荷)固定在光滑绝缘平板上,另一绝缘小球(可视为点电荷)所带电荷用(其值可任意选择)表示,可在平板上移动,并连在轻弹簧的一端,轻弹簧的另一端连在固定挡板上;两小球的球心在弹簧的轴线上.不考虑可移动小球与固定小球相互接触的情形,且弹簧的形变处于弹性限度内.关于可移动小球的平衡位置,下列说法正确的是 A .若0q >,总有一个平衡的位置 B .若0q >,没有平衡位置 C .若0q <,可能有一个或两个平衡位置 D .若0q <,没有平衡位置 [ ] 5.如图,小物块a 、b 和c 静置于光滑水平地面上.现让a 以速度V 向右运动,与b 发生弹性正碰,然后b 与c 也发生弹性正碰.若b 和c 的质量可任意选择,碰后c 的最大速度接近于 A .2V B .3V C .4V D .5V [ ] 二、填空题.把答案填在题中的横线上.只要给出结果,不需写出求得结果的

第29届全国中学生物理竞赛决赛试题及答案(word版)

29届全国中学生物理竞赛决赛试题 panxinw 整理 一、(15分) 如图,竖直的光滑墙面上有A 和B 两个钉子,二者处于同一水平高度,间距为l ,有一原长为l 、劲度系数为k 的轻橡皮筋,一端由A 钉固定,另一端系有一质量为m=g kl 4的小 球,其中g 为重力加速度.钉子和小球都可视为质点,小球和任何物体碰 撞都是完全非弹性碰撞而且不发生粘连.现将小球水平向右拉伸到与A 钉 距离为2l 的C 点,B 钉恰好处于橡皮筋下面并始终与之光滑接触.初始时刻小球获得大小为20gl v 、方向竖直向下的速度,试确定此后小球沿 竖直方向的速度为零的时刻.

二、(20分) 如图所示,三个质量均为m的小球固定于由刚性轻质杆构成的丁字形架的三个顶点A、B和C处.AD ⊥BC,且AD=BD=CD=a,小球可视为质点,整个杆球体系置于水平桌面上,三个小球和桌面接触,轻质杆架 悬空.桌面和三小球之间的静摩擦和滑动摩擦因数均为μ,在AD杆上距A点a/4 1.试论证在上述推力作用下,杆球体系处于由静止转变为运动的临界状态时, 三球所受桌面的摩擦力都达到最大静摩擦力; 2.如果在AD杆上有一转轴,随推力由零逐渐增加,整个装置将从静止开始绕 该转轴转动.问转轴在AD杆上什么位置时,推动该体系所需的推力最小,并求出 该推力的大小.

三、(20分) 不光滑水平地面上有一质量为m的刚性柱体,两者之间的摩擦因数记为μ.柱体正视图如图所示,正视图下部为一高度为h的矩形,上部为一半径为R的半圆形.柱体上表面静置一质量同为m的均匀柔软的链条,链条两端距地面的高度均为h/2,链条和柱体表面始终光滑接触.初始时,链条受到微小扰动而沿柱体右侧面下滑.试求在链条开始下滑直至其右端接触地面之前的过程中,当题中所给参数满足什么关系时, 1.柱体能在地面上滑动; 2.柱体能向一侧倾倒; 3.在前两条件满足的情形下,柱体滑动先于倾倒发生.

第25届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案

2008年第25届全国中学生物理竞赛复赛试卷 本卷共八题,满分160分 一、(15分) 1、(5分)蟹状星云脉冲星的辐射脉冲周期是0.033s 。假设它是由均匀分布的物质构成的球体,脉冲周期是它的旋转周期,万有引力是唯一能阻止它离心分解的力,已知万有引力常量 113126.6710G m kg s ---=???,由于脉冲星表面的物质未分离,故可估算出此脉冲星密度的下限是3kg m -?。 2、(522C -?,电荷量q 1洁的形式F q =C 。 3、(5强度B 当B 。 二、(21圆轨道,高 5 31 f H =1所示)使卫星以后的近地点点火,使卫星加速和变轨,抬高远地点,相继进入24小时轨道、转移轨道(分别如图中曲线3、4、5所示)。已知卫星质量32.35010m k g =?,地球半径 36.37810R km =?,地面重力加速度29.81/g m s =,月球半径31.73810r km =?。 1、试计算16小时轨道的半长轴a 和半短轴b 的长度,以及椭圆偏心率e 。 2、在16小时轨道的远地点点火时,假设卫星所受推力的方向与卫星速度方向相同,而且点火时间很短,可以认为椭圆轨道长轴方向不变。设推力大小F=490N ,要把近地点抬高到600km ,问点火时间应持续多长? 3、试根据题给数据计算卫星在16小时轨道的实际运行周期。 4、卫星最后进入绕月圆形轨道,距月面高度H m 约为200km ,周期T m =127分钟,试据此估算月球质量与地球质量之比值。

三、(22分)足球射到球门横梁上时,因速度方向不同、射在横梁上的位置有别,其落地点也是不同的。已知球门的横梁为圆柱形,设足球以水平方向的速度沿垂直于横梁的方向射到横梁上,球与横梁间的滑动摩擦系数0.70μ=,球与横梁碰撞时的恢复系数e=0.70。试问足球应射在横梁上什么位置才能使球心落在球门线内(含球门上)?足球射在横梁上的位置用球与横梁的撞击点到横梁轴线的垂线与水平方向(垂直于横梁的轴线)的夹角θ(小于90)来表示。不计空气及重力的影响。 四、(20分)图示为低温工程中常用的一种气体、蒸气压联合温度计的原理示意图,M 为指针压力表,以V M 表示其中可以容纳气体的容积;B 为测温饱,处在待测温度的环境中,以V B 表示其体积;E 为贮气容器,以V E 表示其体积;F 为阀门。M 、E 、B 由体积可忽略的毛细血管连接。在M 、E 、B 均处在室温T 0=300K 时充以压强50 5.210p Pa =?的氢气。假设氢的饱和蒸气仍遵从理想气体状态方125K 示的压强p 2时压力表M 在设25V T K =25K 时,3、的800五、(20个电子,时刻刚好到达电容器的左极板。电容器的两个极板上各开一个小孔,使电子束可以不受阻碍地穿过电容器。两极板图所示的周期性变化的电压AB V (AB A B V V V =-,图中只画出了一个周期的图线),电压的最大值和最小值分别为V 0和-V 0,周期为T 。若以τ表示每个周期中电压处于最大值的时间间隔,则电压处于最小值的时间间隔为T -τ。已知τ的值恰好使在V AB 变化的第一个周期内通过电容器到达电容器右边的所有的电子,能在某一时刻t b 形成均匀分布的一段电子束。设电容器两极板间的距离很小,电子穿过电容器所需要的时间可以忽略,且206mv eV =,不计电子之间的相互作用及重力作用。 1、满足题给条件的τ和t b 的值分别为τ=T ,t b =T 。 2、试在下图中画出t=2T 那一时刻,在0-2T 时间内通过电容器的电子在电容器右侧空间形成的电流I ,随离开右极板距离x 的变化图线,并在图上标出图线特征点的纵、横坐标(坐标的数字保留到小数点后第二位)。取x 正向为电流正方向。图中x=0处为电容器的右极板B 的小孔所在的位置,

第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷(解析版)

第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷解析版 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.下述实验或现象中,能够说明光具有粒子性的是( ) A .光的双缝干涉实验 B .黑体辐射 C .光电效应 D .康普顿效应 2.系统l 和系统2质量相等,比热容分别为C 1和C 2,两系统接触后达到共同温度T ;整个过程中与外界(两系统之外)无热交换。两系统初始温度T 1和T 2的关系为( ) A .T 1=C 2C 1(T -T 2) -T B .T 1= C 1C 2(T -T 2) -T C .T 1=C 1C 2(T -T 2) +T D .T 1=C 2 C 1 (T -T 2) +T 3.假设原子核可视为均匀球体。质量数为A 的中重原子核的半径R 可近似地用公式R =R 0A 1/3表示,其中 R 0为一常量。对于核子数相同的原子核,下列说法正确的是( ) A .质量密度是基本相同的 B .电荷密度是基本相同的 C .表面积是基本相同的 D .体积是基本相同的 4.一颗人造地球通讯卫星(同步卫星)对地球的张角能覆盖赤道上空东经θ0-Δθ到东经θ0+Δθ之间的区域。已知地球半径为R 0,地球表面处的重力加速度大小为g ,地球自转周期为T . Δθ的值等于( ) A .arcsin( 4π2R 0T 2g )1/3 B .2 arcsin( 4π2R 0T 2g )1/3 C .arccos ( 4π2R 0T 2g )1/3 D .2arccos ( 4π2R 0T 2g )1/3 5.有3种不同波长的光,每种光同时发出、同时中断, 且光强都相同,总的光强为I ,脉冲宽度(发光持续时间)为τ,光脉冲的光强I 随时间t 的变化如图所示。该光脉冲正入射到一长为L 的透明玻璃棒,不考虑光在玻璃棒中的传输损失和端面的反射损失。在通过玻璃棒后光脉冲的光强I 随时间 t 的变化最可能的图示是(虚线部分为入射前的总光强随时间变化示意图)( ) 二、填空题.把答案填在题中的横 线上.只要给出结果,不需写出求得结果的过程. 6.(10分)如图,一个球冠形光滑凹槽深度h =0.050m ,球半径为20m .现将一质量为0.10kg 的小球放在凹槽边缘从静止释放。重力加速度大小为9.8m/s .小球由凹槽最高点滑到最低点所用时间为__________s . 7.(10分)先用波长为λ1的单色可见光照射杨氏双缝干涉实验装置;再加上波长为λ2(λ2>λ1)的单色可见光照射同一个杨氏双缝干涉实验装置。观察到波长为λ1的光的干涉条纹的l 、2级亮纹之间原本是暗纹的位置出现了波长为λ2的光的干涉条纹的1级亮纹,则两种光的波长之比λ2:λ1=__________________。 8.(10分)某一导体通过反复接触某块金属板来充电。该金属板初始电荷量为6μC ,每次金属板与导体脱离接触后,金属板又被充满6μC 的电荷量。已知导体第一次与金属板接触后,导体上 带的电荷量为2μC ;经过无穷次接触,导体上所带的电荷量最终为______________。 9.(10分)如图,一焦距为20cm 的薄透镜位于x =0平面上,光心位于坐标原点0,光轴与x 轴重合。在z=0平面内的一束平行光入射到该透镜上,入射方向与光轴的夹角为30°.该光束通过透镜后汇聚点的位置坐标为_________________。 10.(10分)一质量为m 的小球与一劲度系数为k 的弹簧连接,置于光滑水平桌面上,弹簧的另一端与固定墙面相连,小球做一维自由振动,弹簧的伸缩方向与小球的振动方向一致。在一沿此弹簧长度方向以速度u 做匀速直线运动的参考系里观察,此弹簧和小球构成的系统的机械能___________(填“守恒”或“不守恒”),

第24届全国中学生物理竞赛决赛试题及详细解答

第24届全国中学生物理竞赛决赛试题 ★ 理论部分 一、 A , B , C 三个刚性小球静止在光滑的水平面上.它们的质量皆为m ,用不可伸长的长度皆为l 的柔软轻线相连,AB 的延长线与BC 的夹角α = π / 3 ,如图所示.在此平面内取正交坐标系Oxy ,原点O 与B 球所在处重合,x 轴正方向和y 轴正方向如图.另一质量也是m 的刚性小球 D 位于y 轴 上,沿y 轴负方向以速度v 0(如图)与B 球发生弹性正碰,碰撞时间极短.设刚碰完后,连接A ,B ,C 的连线都立即断了.求碰后经多少时间,D 球距A ,B ,C 三球组成的系统的质心最近. 二、 为了近距离探测太阳并让探测器能回到地球附近,可发射一艘以椭圆轨道绕太阳运行的携带探测器的宇宙飞船,要求其轨道与地球绕太阳的运动轨道在同一平面内,轨道的近日点到太阳的距离为0.01AU (AU 为距离的天文单位,表示太阳和地球之间的平均距离:1AU = 1.495 ×1011 m ),并与地球具有相同的绕日运行周期(为简单计,设地球以圆轨道绕太阳运动).试问从地球表面应以多大的相对于地球的发射速度u 0(发射速度是指在关闭火箭发动机,停止对飞船加速时飞船的速度)发射此飞船,才能使飞船在克服地球引力作用后仍在地球绕太阳运行轨道附近(也就是说克服了地球引力作用的飞船仍可看做在地球轨道上)进入符合要求的椭圆轨道绕日运行?已知地球半径R e = 6.37 ×106 m ,地面处的重力加速度g = 9.80 m / s 2 ,不考虑空气的阻力. 三、 如图所示,在一个竖直放置的封闭的高为H 、内壁横截面积为S 的绝热气缸内,有一质量为m 的绝热活塞A 把缸内分成上、下两部分.活塞可在缸内贴缸壁无摩擦地上下滑动.缸内顶部与A 之间串联着两个劲度系数分别为k 1和k 2(k 1≠k 2)的轻质弹簧.A 的上方为真空;A 的下方盛有一定质量的理想气体.已知系统处于平衡状态,A 所在处的高度(其下表面与 y C

历届全国初中物理竞赛(浮力)

历届全国初中物理竞赛 (浮力) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题10--浮力 一、选择题 1. (2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题)下列各种现象与其涉及物理知识之间的关系中,说法错误的是 ( ) A.高原反应——大气压和海拔高度的关系 B.飞机飞行时获得升力——流体压强和流速的关系 C.水下潜水艇能够上浮——液体压强和深度的关系 D.利用高压锅容易将饭煮熟——沸点和气体压强的关系 1.答案:C 解析:水下潜水艇能够上浮,是由于浮力大于重力,选项C说法错误。 2. (2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题)如图7所示:在研究浮力的大小时,将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多。根据以上事实,下列猜想最符合研究目的的是 A.用力越大,物体排开水的体积越大 B.液体密度越大,物体所受浮力越大 C.物体的体积越大,所受浮力越大 D.物体排开水越多,所受浮力越大 2. 答案:D 解析:用力越大,物体排开水的体积越大,但是不符合研究浮力的大小的目的。根据将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多,不能得出液体密度越大,物体所受浮力越大,不能得出物体的体积越大,所受浮力越大。将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多,说明物体排开水越多。而用力大,说明所受浮力越大。选项D正确。

3.设想从某一天起,地球的引力减小一半,那么对于漂浮在水面上的船来说,下列说法中正确的是 A.船受到的重力将减小,船的吃水深度仍不变 B.船受到的重力将减小,船的吃水深度也减小 C.船受到的重力将不变,船的吃水深度也不变 D.船受到的重力将不变,船的吃水深度将减小 答案:A解析:对于漂浮在水面上的船来说,所受浮力等于船的重力;若地球的引力减小一半,其g值减小一半,船受到的重力将减小,船的吃水深度仍不变,选项A正确。 4.如图所示,将底面半径为2R的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,把高为h。密度为ρ(ρ<ρ水),半径为R的实心圆柱体木块竖直放在容器中,然后向容器内注水,则A.注水前,木块对容器底的压力为4πR2ρgh B.注水前,木块对容器底的压强为2ρgh C.若使木块竖直漂浮,向容器中注入水的质量至少为πR2ρh D.若使木块竖直漂浮,向容器中注入水的质量至少为3πR2ρh 答案:D 解析:根据柱体压强公式,注水前,木块对容器底的压强为ρgh,压力为 πR2ρgh,选项AB错误;若使木块竖直漂浮,由阿基米德定律,木块排开水的重力等于πR2ρgh,由于圆柱形薄壁容器底面是实心圆柱体木块底面面积的4倍,所以,向容器中注入水的质量至少为3πR2ρh,选项D正确C错误。 5.甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体,放置于水平桌面上,如图7所示。甲、乙两容器的底面积分别为S1和S2,且2S1=3S2。甲 容器中液体的密度为ρ1,液体对容器底产生的压强为 p1。乙容器中液体的密度为ρ2,液体对容器底产生的压

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