第二十五届上海市大同杯物理竞赛复赛试题和答案

2011年上海市第25届“大同中学杯”初中物理竞赛复赛试卷参考答案与试题解析一、选择题（以下每题只有一个选项符合题意，每小题4分，共32分）2．（4分）磁带录放机可高速播放正常录制的声音，在高速播放时最有可能听不到的声音是3．（4分）两个人共同搬一个50千克质量分布均匀的木箱上楼梯，如图所示．木箱长1.25米，高0.5米；楼梯和地面成45°，而且木箱与楼梯平行．如果两人手的用力方向都是竖直向上的，那么在下面的人对木箱施加的力与上面的人对木箱施加的力的比值是（）A．B．C．D．考点：轮轴及其他常见简单机械．专题：简单机械．分析：找出两个人搬箱子时的支点和动力臂、阻力臂，然后根据杠杆的平衡条件来求解．解答：解：如图，木箱质量均匀故其重心在几何中心，标为G，则此题变为一个杠杆问题，下面的人抬箱子时，支点在上面的人手B处，动力臂为BF，阻力臂为BH，根据杠杆的平衡条件可得：F1×BF=G×BH；上面的人抬箱子时，支点在下面的人手A处，动力臂为AC，阻力臂为AD，根据杠杆的平衡条件可得：F2×AC=G×AD；∵AC=BF，BH=CD，∴两个力的比值为F1：F2=DC：AD下面是DC：AD的求法∵∠BAC=45度∴AC=BC===，∵木箱为一个矩形故对角线长为=∴GB=AG=×对角线=+=BC=解得AD=所以CD=AC﹣AD=﹣=∴F1：F2=DC：AD=7：3故选B点评：此题主要考查的是学生对杠杆平衡条件的理解和掌握，几何图形的分析是本题的重点．4．（4分）月球是地球的卫星，在地球上我们总是只能看到月球的一面，是因为月球绕地球A．既有绕月球的转动，又有自转B．只有绕月球的转动，没有自转C．只有自转，没有绕月球的转动D．既没有绕月球的转动，也没有自转考点：运动和静止的相对性．专题：长度、时间、速度．分析：物体的运动和静止是相对的，判断物体的运动情况要看物体相对于参照物之间的位置是否发生改变．根据地球与月球的位置关系及自转、公转情况，结合运动和静止的相对性可做出判断．解答：解：由题意知，在地球上我们总是只能看到月球的一面，是因为月球绕地球公转的周期与自转的周期相等，也就是说，以月球上的某一点为参照物，整个地球相对于月球的位置没有发生变化，所以是静止的，即看不出绕月球的转动．又因为地球的整个位置虽然与月球之间保持不变，但地球自身在发生转动，即总是变换着朝向月球的一面．故登上月球的航天员在月球上看地球，将看到地球只有自转，没有绕月球的转动．选项C符合题意．故选C．点评：本题的解答用到了运动静止的相对性，但更要从地球、月球的运动实际出发进行分析，有一定的难度，属易错题．5．（4分）（2012•武侯区一模）在如图所示的电路中，当电键S闭合后，电压表有示数，调节可变电阻R的阻值，电压表的示数增大了△U．则（）A．可变电阻R被调到较小的阻值B．电阻R2两端的电压减小，减小量等于△UC．通过电阻R2的电流减小，减小量小于△U/R2D．通过电阻R2的电流减小，减小量等于△U/R1考点：欧姆定律的应用；串联电路的电压规律；并联电路的电压规律．专题：图析法．分析：（1）由图可见，电阻R和R1并联，然后再与R2和R0串联，电压表并联在R和R1两端，测量的是它们并联后的总电压；（2）串联电路中，总电压等于各用电器两端的电压之和，并联电路中，各支路两端的电压相等．解答：解：（1）整个电路为串联电路，串联分压，电压大小与电阻成正比，电压表的示数增大了△U，说明R与R1并联后的总电阻是增大的，故A选项错误；（2）总电压U不变，电压表示数增大了△U，说明电阻R2和R0串联后的总电压减小了△U，单独拿R2来说，它两端的电压减小量要比△U小，因此电流减小量要比小，故选项BD都错误，选项C正确．故选C．点评：本题重点是考查串联电路电压的特点，串联分压，电阻越大电压越大，电阻越小电压越小．6．（4分）如图所示，甲、乙两小球沿光滑轨道ABCD运动，在水平轨道AB上运动时，两小球的速度均为5米/秒，相距10米，水平轨道AB和水平轨道CD的高度差为1.2米，水平段与斜坡段间均有光滑小圆弧连接，且两小球在运动中始终未脱离轨道，两小球在轨道BC上的平均速度均为6米/秒，在CD上的速度均为7米/秒，则（）A．两小球在水平轨道CD上运动时仍相距10米B．两小球在水平轨道CD上运动时距离小于10米C．两小球到达图示位置P点的时间差为2秒D．两小球到达图示位置P点的时间差为1.4秒考点：速度公式及其应用．专题：长度、时间、速度．分析：（1）在水平轨道AB上运动时，两小球的速度相同，知道相互之间的距离，可求两球先后到达斜面顶端的时间差，而两球在斜面上的平均速度相同，所以在斜面上的时间相同，进而求出两球先后到达斜面低端的时间差，进一步得出甲乙在CD面上距离；（2）在水平轨道AB上运动时，两小球的速度相同，知道相互之间的距离，可求两球先后到达斜面顶端的时间差，而两球在斜面上的平均速度相同，所以在斜面上的时间相同，进而求出两球先后到达斜面低端的时间差，而CD表面是光滑的，甲乙速度相同，可求甲乙到达P点的时间间隔．解答：解：AB、在水平轨道AB上运动时，两小球的速度均为5m/s，相距s=10m，当乙球斜面开始下落后2s甲才到达斜面；两球在斜面上的平均速度相同，在斜面上的时间相同，所以当乙到达斜面低端后2s甲才到达斜面低端，可见当乙在CD面上运动2s后甲才到达CD面，所以甲乙在CD面上距离s=vt=7m/s×2s=14m，故AB都错．CD、在水平轨道AB上运动时，两小球的速度均为5m/s，相距s=10m，当乙球斜面开始下落后2s甲才到达斜面；两球在斜面上的速度相同，在斜面上的时间相同，所以当乙到达斜面低端后2s甲才到达斜面低端，可见当乙在CD面上运动2s后甲才到达CD面，而CD表面是光滑的，甲乙速度相同，所以甲乙到达P点的时间间隔还是2s，故C正确、D错．故选C．点评：解决本题的关键知道两球的运动情况相同，通过某点的时间间隔不变，抓住速度大小的变化判断两球之间距离的变化．7．（4分）如图所示，将一柔软的导线弯成星形，并将其置于光滑水平桌面上，然后将电键S闭合，则该星形回路将（）A．不会变形B．会变形，所围面积增大C．会变形，所围面积减小D．会变形，所围总面积不变考点：通电螺线管的磁场；磁场．专题：电和磁．分析：电流通过导线时，会产生磁场，而电磁场的方向与电流的方向有关，分析电流方向，可进一步推导出导体在电磁场中受力的方向．解答：解：由题意知，当电流通过导线时，会产生电磁场，而导体在磁场中受力的方向与电流的方向有关，由于这是直流稳压电路，当开关闭合后电流不变，此时角上相邻靠近的两条导线电流方向相反，根据左手定则，让四指与大拇指相互垂直，并在同一平面内，四指指向电流的方向，磁感线穿过手心，则大拇指所指的方向为导体受力的方向，由于电流方向相反，所以受力方向也相反，故所围面积会增大．故选B．点评：分析相邻导线中电流的方向，进一步判断磁场的方向，最后根据磁场方向相反，可知道其互相排斥，从而得出结论，考查角度新颖，有一定难度．8．（4分）（2013•吴中区三模）随着人民生活水平的提高，饭桌上的菜肴日益丰富，吃饭时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，阻碍了水的蒸发考点：汽化及汽化吸热的特点．专题：应用题．分析：液体在任何温度下都会发生蒸发现象，蒸发具有制冷的作用；油这种物质不易导热．解答：解：发现多油的菜汤与少油的菜汤相比不易冷却．这主要是因为油的密度比水小，漂浮在水面上，油层覆盖在汤面，阻碍了水的蒸发，水蒸发吸热程度小，达不到冷却的效果；故D正确，ABC错误；故选D．点评：抓住蒸发的概念和蒸发吸热的特点，可做出正确的选择．二、填空题（每小题6分，共30分）9．（6分）如图所示，某同学从桌面上的近视眼镜中看到自己身后同一个窗户的两个像，这两个像为虚像（填“实”或“虚”），是凸面镜（填“平”“凹”或“凸”）所成的像．考点：凸面镜和凹面镜．专题：光的传播和反射、平面镜成像．分析：（1）近视眼镜是凹透镜，从镜子前面观察，其外面呈弧形，类似于凸面镜；（2）外面的物体经凸面镜成像，成的是正立的虚像，像的大小与物体到镜面的距离有关．解答：解：近视镜从前面观察，会由于光的反射成像，镜片是有弧度的，从前面看向外凸，与凸面镜成像是一样的，成的是虚像，离镜片越近，所成的像越大．故答案为：虚、凸．点评：本题考查凸面镜的成像特点，解题的关键是对凸面镜成像的特点有所了解．10．（6分）一端封闭的玻璃管自重为G，横截面积为S，内装一段高为h的水银柱，封闭了一定质量的气体．现将玻璃管封闭端用弹簧测力计悬起，另一端没入水银槽中，如图所示．当玻璃管没入一定深度后，弹簧测力计的示数为G．若当时的大气压为p0，则此时管内上方气体的压强为p0，玻璃管内、外水银面的高度差△x为h．（设玻璃管壁的厚度不计）考点：压强的大小及其计算．专题：压强、液体的压强．分析：（1）对玻璃管进行受力分析，由平衡条件可以求出上方气体的压强；（2）求出下部分气体的压强，然后求出△x．解答：解：∵p=，测力计示数F=G，∴玻璃管受到大气向下的压力p0S，竖直向下的重力G，封闭气体竖直向上的支持力pS，测力计拉竖直向上的力F，对玻璃管，由平衡条件得：G+p0S=F+pS，则：G+p0S=G+pS，解得：p=p0；玻璃管下部封闭气体压强：p下=p0+hp下=p0+△x，解得：△x=h；故答案为：p0；h．点评：本题考查了求气体压强与水银的深度，应用平衡条件、压强公式即可正确解题．12．（6分）因为环境污染，北极的冰山上常年沉积着灰尘，使冰山表面吸收了更多太阳光，加速了冰山的熔化．假设覆盖着灰尘的冰山上表面每单位时间单位面积所吸收的太阳光为98瓦/米2（此数据已将太阳光白天和黑夜的不同日照量平均计算在内）．若有厚度为30米的冰山，如图所示，则仅靠阳光的暴晒，在0℃的海水中，需要约1062天才能将此冰山熔化．（冰的熔化热为3.33×105J/kg）考点：太阳能的其他相关计算．专题：功和能综合题．分析：求出冰融化需要的熔化热，该熔化热等于冰吸收的太阳能，然后求出冰熔化需要的天数．解答：解：∵ρ=，∴冰的质量：m=ρV=ρSh，冰熔化需要吸收的热量：Q=qm=qρSh，冰吸收的太阳能：E=PSt，冰熔化需要吸收的热量等于获得的太阳能，Q=E，即：qρSh=PSt，则冰熔化需要的时间：t==≈9.17×107s≈1062天；故答案为：1062．点评：本题考查了求冰熔化需要的时间，知道冰熔化需要吸收的热量等于冰接受的太阳能，即可正确解题．三、计算题（本题共36分）14．（10分）一底面积是100厘米2的柱形容器内盛有适量的水，现将含有石块的冰块投入容器的水中，恰好悬浮，此时水位上升了6厘米．当水中冰块全部熔化后，相比熔化前水对容器底部的压强改变了55.28帕．求石块的密度．考点：密度的计算．专题：密度及其应用．分析：冰块悬浮时水位上升了6cm，据此求出冰块和石块的总体积，根据悬浮条件求冰块和石块的总重、总质量；根据液体压强公式求冰溶化后水位下降的高度，因为冰熔化后质量不变，冰的体积减去熔化成水的体积等于减小的体积，根据此等式求出冰的质量，从而求出石块的质量；根据求得的冰的质量计算出冰的体积，又知道总体积，两者之差即为石块的体积，根据公式ρ=求出石块的密度．解答：解：含有石块的冰块悬浮时，水位上升了△h=6cm=0.06m，冰块和石块的总体积：V总=S×△h=100×10﹣4m2×0.06m=6×10﹣4m3，（m石+m冰）g=F浮=G排=ρ水gS×△h=1000kg/m3×10N/kg×0.01m2×0.06m=6N，∴石块和冰的总质量：（m石+m冰）===0.6kg，冰熔化后，水位下降的高度：h降===5.528×10﹣3m，冰熔化成水质量m不变，∵ρ=∴V=，∴﹣=S×h降，冰的质量：m=S×h降×=100×10﹣4m2×5.528×10﹣3m×=0.49752kg，石块质量：m石=0.6kg﹣0.49752kg=0.10248kg，石块体积：V石=V总﹣V冰=V总﹣=6×10﹣4m3﹣=4.72×10﹣5m3，石块的密度：ρ石===2.17×103kg/m3．答：石块的密度为2.17×103kg/m3．点评：本题考查浮力、密度和压强的计算，关键是公式及其变形的应用以及单位换算，难点是求石块的质量和体积．16．（10分）将一功率为P=500瓦的加热器置于装有水的碗中，经过2.0分钟后，碗中水温从T1=85℃上升到T2=90℃，之后将加热器关掉1.0分钟，发现水温下降1.0℃．试估算碗中所装水的质量．考点：热量的计算．专题：计算题；比热容、热机、热值．分析：水温每下降1℃，需要1分钟，所以根据碗中水的散热情况，利用热平衡方程即Q吸=Q放得出关于碗中水加热2.0分钟水吸收的热量与加热器产生的热量之间的关系式，即可解决此题．解答：解：∵加热器在2分钟内所供应的总热量，等于水温升高所吸收的热量，加上散失到周围环境的热量，∴Pt=cm（T2﹣T1）+Q散；∵加热器关掉1分钟，从热水散失的热量为Q=cm△t，若水温变化不大，则散失到周围环境的热量与时间成正比．∴在2分钟内的加热过程中碗中水散失的热量为的热器Q散=2Q=2cm△t，从上两式可得：Pt=cm（T2﹣T1）+2cm△t，∴m===2kg．答：碗中所装水的质量为2kg．解决此类问题要结合热量公式及热平衡进行分析计算．点评：17．（10分）如图所示的电路中，电源电压E=6伏，R=2欧；S为电键；其他8个电阻一个未知，设为R x．剩下的7个电阻的阻值均为1欧．若闭合电键S以后，电源的输出功率为12瓦，则R x的阻值为多少？通过R x中的电流为多少？考点：欧姆定律的应用．专题：欧姆定律．分析：题干中未提及电源内阻，故可以忽略电源的内阻，知道电源的输出功率和电源的电动势，根据P=求出外电阻的阻值，根据串联电路的电阻特点求出AB之间的总电阻；把AB端口的那包含7个阻值均为1欧的电阻从电路中分离出来，经过两次星三角变换后可得总电阻R0，此时R x与R0并联，根据电阻的并联特点求出R x的阻值，根据串联电路的分压特点求出AB部分的电压，利用并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R x中的电流．解答：解：由E的6V，输出功率为12W，由P=可得，外电阻的阻值为：R总===3Ω，∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，∴R AB=R总﹣R=3Ω﹣2Ω=1Ω；如图所示，用圈圈出来的区域电压相同，可以收缩成点，等效电路图如右图所示：把AB端口的那包含7个阻值均为1欧的电阻从电路中分离出来，经过两次星三角变换后可得总电阻R0=Ω，此时R x与R0并联，∵并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，∴=+，解答：R x=8Ω，∵串联电路中各电阻分得的电压与电阻成正比，∴U AB=E=×6V=2V，∵并联电路中各支路两端的电压相等，∴根据欧姆定律可得，流过R x的电流：R x===0.25A．答：R x的阻值为8Ω，通过R x中的电流为0.25A．点评：本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，画出AB部分的等效电路图求出7个阻值均为1欧电阻的总电阻是关键．四、实验题（本题共12分）18．（3分）用最小刻度值为1毫米的刻度尺测量物理课本的长度，下列记录结果中正确的A．238.0毫米B．23.8厘米C．237.90毫米D．2.38分米考点：长度的测量．专题：长度、时间、速度．分析：同一把刻度尺的准确程度一定，对每个选项进行分析，确定符合题意的选项．解答：解：A、238.0mm，“8”对应的单位是mm，所以分度值为1mm．符合题意；B、23.8cm，“3”对应的单位是cm，所以分度值为1cm．不符合题意；C、237.90mm，“9”对应的单位是0.1mm，所以分度值为0.1mm．不符合题意；D、2.38dm，“3”对应的单位是cm，所以分度值为1cm．不符合题意．故选A．点评：使用刻度尺测量物体长度时，要估读到分度值的下一位．19．（9分）在做光学实验时，某同学需要将一束平行光的宽度放大为2倍，于是他在光束路径中放置了由两片透镜组成的透镜组来到达此目的，如图所示．若其中一片透镜是焦距f 的凸透镜，则：（1）如果另一片透镜采用的是凸透镜，则其焦距应为多少？应置于何处？请作图说明．（2）如果另一片透镜采用的是凹透镜，则其焦距应为多少？应置于何处？请作图说明．考点：透镜的光路图．专题：透镜及其应用．分析：根据平行于主光轴的光线经凸透镜折射后通过焦点，经凹透镜折射后反向延长通过焦点，分别作出四个透镜组合对光线的作用，找到满足题干要求的选择项．解答：（1）有两种解法：①放置一个2f的凸透镜，放置在第一片后2f处，如下图所示：②放置一个的凸透镜，放置在第一片后前处，如下图所示：（2）放置一个﹣的凹透镜，放置在第一片前处，如下图所示：点评：透镜组合对光线的作用，要充分利用凸透镜和凹透镜的三条特殊光线，找到各自焦距和透镜距离间的关系，作出光路图．五．判断与说理题（本题共40分）20．（20分）2010上海世博会给广大的参观者带来了很多新科技的体验，有亚克力杆、喷雾降温、触摸屏、LED发光二极管等，请通过阅读以下材料并回答相应的问题．（1）2010上海世博会英国馆是由6万根透明亚克力杆组成﹣﹣这些杆的顶端都带有一个细小的彩色光源．白天，亚克力杆会将室外的光线导入来提供内部照明，从而营造出敞亮的空间感，到了晚上顶端的光源又使整个展馆散发出璀璨迷人的光影．如图1所示．请简述亚克力杆如何将光线从外界传导到馆内；（2）2010上海世博会期间，气温较高的世博园区内许多区域都安装了喷雾降温装置，喷雾装置采用物理的方式，以水为原料，利用高压，将其以较高的速度输送到喷嘴，撞击喷嘴中的撞针后形成直径4微米左右的雾滴．请简述喷雾降温的原理；（3）电阻式触摸屏将矩形区域中触摸点（X，Y）的物理位置转换为代表X坐标和Y坐标的电压．电阻式触摸屏有两层电阻，当未在触摸屏上施力时，两层电阻不接触．当有物体在触摸屏表面施以一定的压力时，上层电阻与下层电阻发生接触，该结构可以等效为如图2（a）所示的电路．此时在Y+、Y﹣之间加驱动电压，测量X+电压，如图2（b）所示；然后在X+、X﹣之间加驱动电压，测量Y+电压，如图2（c）所示．利用两次测得的电压值可获得接触点的坐标．现在有一块长10厘米，宽6厘米的手机触摸屏，以其中心为原点建立坐标轴，则触点坐标X方向的范围是[﹣3厘米，3厘米]，Y方向的范围是[﹣5厘米，5厘米]．触摸屏的驱动电压为5伏．一位同学用笔按在屏上某点，当Y+电极施加驱动电压时，测得X+电极的电压为3.2伏；当X+电极施加驱动电压时，测得Y+电极的电压为1.5伏．请通过计算判断笔按在触摸屏上位置的坐标．（4）2010年上海世博会大量使用LED发光二极管．小明设计了一个研究LED发光二极管特性的实验，他采用滑动变阻器改变阻值的方法，用电压表和电流表测LED发光二极管两U D/V 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.6 2.8 3.0I/mA 0 0.9 2.3 4.3 6.8 13.0 15.8 24.0 28.2 37.0①数据表中有一电压表的数据空白，根据图3电压表的示数完成填写空白；②用笔画线表示导线，在下图4中连接实验器材画出小明实验的实物图；③在I﹣U图5上用描点法画出LED发光二极管的伏安特性曲线；④已知该LED发光二极管的最佳工作电压为2.5伏，现用5伏稳压电源供电，需要串联一个电阻R才能使二极管工作在最佳状态，试在I﹣U图上画出R的图线．考点：欧姆定律的应用．专题：其他综合题．分析：（1）根据亚克力杆的折射率比空气的折射率大进行解答；（2）根据题干中“撞击喷嘴中的撞针后形成直径4微米左右的雾滴”从影响蒸发的因素进行解答；（3）电阻式触摸屏是采用分压器（串联电阻分压原理）来产生代表X坐标和Y坐标的电压．当通过笔尖或手指进行按压触摸屏表面时，触摸屏的电阻性表面被分隔为两个串联的电阻，根据串联电阻的特点及触摸屏的电阻与触摸点到接地边之间的距离成正比，就可计算出触摸点的坐标；（4）②由表格数据可知，该实验中电压从零开始变化，故应采用滑动变阻器分压接法，从表格中数据看，二极管的电阻更接近电流表的内阻，所以电流表应该用外接法；①③用表格中的数据可以描点，并用平滑的曲线将各点相连，再从图象中读出15.8mA对应两端的电压；④根据二极管的工作电流结合I﹣U图线求出工作电压，再求出串联的电阻，最后做出I﹣U图上R的图线．解答：解：（1）亚克力杆的折射率比空气的折射率大，入射光在杆内通过多次全反射，从一端传入室内．（2）喷雾降温主要是利用了以下几点：①水滴在变成4微米的雾滴的过程中，表面积增大了，易于水分子与外界交换热量，易于蒸发．②水滴的体积变小了，质量变轻，易于随空气对流，被风带走，带走热量．（3）串联电路中电阻越大分得的电压越大，且电阻分布是均匀的．触点到Y﹣的距离为：×10cm=6.4cm，则Y坐标为6.4cm﹣5cm=1.4cm，触点到X﹣的距离为：×cm=1.8cm，则X坐标为1.8cm﹣3cm=﹣1.2cm，因此触点的坐标为（﹣1.2cm 1.4cm）；（4）②电压电流要从0测起，所以滑动变阻器应该用分压式；二极管的电阻更接近电流表的内阻，电流表应该用外接法，如图；①③根据表中数据，在图上描出各点，用光滑的曲线连接起来，如下图绿线所示；由图象可知，当通过二极管的电流为15.8mA时，两端的电压为2.2V；④根据U﹣I图线，当二极管的工作电压为2.5V时，工作电流约为22mA，串联电阻上分到电压应为2.5V，故应串联的电阻为：R==≈113.6Ω，电阻R的伏安特征图线如下图黑线所示：答：（1）亚克力杆的折射率比空气的折射率大，入射光在杆内通过多次全反射，从一端传入室内；（2）喷雾降温主要是利用了以下几点：①水滴在变成4微米的雾滴的过程中，表面积增大了，易于水分子与外界交换热量，易于蒸发；②水滴的体积变小了，质量变轻，易于随空气对流，被风带走，带走热量；（3）触点的坐标为（﹣1.2cm 1.4cm）；（4）①2.2；②实物图如上图所示；③LED发光二极管的伏安特性曲线如上图绿线所示；④I﹣U图上R的图线如上图黑线所示．点评：本题是一道热学和电学的综合应用题目，涉及到折射率、影响蒸发的因素、串联电路的特点、欧姆定律的应用，综合性强，难度较大．21．（20分）薄膜干涉是一种重要的光学现象，其装置如图1所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入几张纸片，从而在两片玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当某单色光垂直入射后，利用显微镜可观测到空气薄膜附近的明暗相间条纹，当纸张数不同时，条纹数也不同．如图2所示，条纹平行且等间距．某同学测量在相同的范围内看到的亮纸张数2610 12 14条纹数3915 18 21（1）请你分析上述数据，猜测单位长度内的数目与薄膜的顶角的关系（2）将一根金属丝，替换纸片夹在两玻璃板之间，数出条纹数量为6条，请问它的直径相当于几张纸．（3）现在有两根粗细不相等（微有差别）的金属丝A和B，将A和B放在钢质平台上，A 和B上面用一透明平板T压住，如图3所示．则在T和钢质平台间形成了尖劈形空气薄层，它们在某单色光垂直照射下各产生明暗相间的条纹，试简述怎样判断A和B谁粗谁细？考点：控制变量法与探究性实验方案．专题：探究型实验综合题．分析：（1）纸张数越多，则顶角越大，根据条纹数和纸张数的变换关系得出结论；（2）根据表格中数据得出条纹数与纸张数的关系，从而判断条纹数是6时的纸张数；（3）用力压其中一端，根据条纹数的变化得出角度的变化，从而可得出A、B的粗细关系．解答：解：（1）由表格中数据知，纸张数增大为原来的几倍，条纹数也增大为原来的几倍，说明单位长度内的数目与薄膜的顶角成正比关系；（2）由表格中数据知，条纹数为6条，则是3条的2倍，则纸张数为2的2倍，即为4张，用内插法可知，直径相当于4张纸．（3）可以在靠近B端施力向下压玻璃板，如果看到明暗相间的条纹变稀疏，说明角度变小，则说明B比A的直径要粗．如果看到明暗相间的条纹变密集，则说明B比A的直径要细．点评：此题考查了学生对实验数据的分析及结论的得出，同时考查了对实验结论的应用．。

2019-2020年初中物理竞赛(大同杯)复赛试题2019-2020年初中物理竞赛（大同杯）复赛试题一、选择题1.潜泳的人，从水下向上看，会看到一彩色镶边、内有图像的圆面，那么(。

)。

A．圆面内只能呈现水面上的部分景物B．彩色镶边是由于水面四周各种物体的颜色所引起的C．彩色镶边是由于不同颜色的光折射程度略有不同所致D．圆面中图像呈现的是水面外的景物，且看到景物的高度比实际景物要低答案：C解析：彩色镶边是由于光在水面与空气中的折射率不同，导致不同颜色的光在折射时发生偏转，从而形成彩色镶边。

2.磁带录放机可高速播放正常录制的声音，在高速播放时最有可能听不到的声音是正常录音时(。

)。

A．音调较低的声音B．音调较高的声音C．响度较小的声音D．响度较大的声音答案：C解析：在高速播放时，声音的频率不变，但声音的时长变短，因此响度较小的声音可能听不到。

3.两个人共同搬一个50千克质量分布均匀的木箱上楼梯，如图所示。

木箱长1.25米，高0.5米；楼梯和地面成45，而且木箱与楼梯平行。

如果两人手的用力方向都是竖直向上的，那么在下面的人对木箱施加的力与上面的人对木箱施加的力的比值是(。

)。

A．8/3.B．7/3.C．5/3.D．5/4答案：B解析：由于木箱与楼梯平行，所以斜面上的重力分解为两个方向，即竖直向上和沿斜面向上。

因此，下面的人需要承受的重力分量比上面的人多，所以下面的人对木箱施加的力与上面的人对木箱施加的力的比值为7/3.4.月球是地球的卫星，在地球上我们总是只能看到月球的一面，是因为月球绕地球公转的周期与自转的周期相等，请问登上月球的航天员在月球上看地球，将看到地球(。

)。

A．既有绕月球的转动，又有自转B．只有绕月球的转动，没有自转C．只有自转，没有绕月球的转动D．既没有绕月球的转动，也没有自转答案：C解析：月球的自转周期与绕地公转周期相等，因此月球上的一面始终面向地球，航天员在月球上看地球时只能看到地球的一面，而且没有绕月球的转动。

上海市初中物理竞赛(大同中学杯)复赛试题及解答阐明：1、本试题共有五大题，答题时间为120分钟，试卷满分为150分。

2、答案及解答过程均写在答卷纸上。

其中第一大题～第二大题只要写出答案，不写解答过程；第三大题～第五大题除选取题以外，均要写出完整解答过程。

试题一、选取题(如下每题只有一种选项符合题意．每小题4分，共32分)1．在寻常生活中．有时会发现这样现象，在商场中，通过挑选．自己感到满意衣服．回家后却发现衣服色彩发生了变化，导致这种状况重要因素是 ( )(A)衣服染料质量有问题。

(B)商场和家中环境湿度不同。

(C)商场和家中环境温度不同(D)商场和家中照明用光源不同。

2．0℃冰块所有熔化为0℃水．体积将有所减小．比较这块冰和熔化成水所具备内能．下列说法中对的是： ( )(A)它们具备相等内能。

(B)O℃冰具备较大内能。

(C)O℃水具备较大内能。

(D)无法拟定3．既有甲、乙、丙三个通草球．将其中任意两个接近时都互相吸引．则它们也许有几种不同带电状况。

( )(A)3种。

(B)4种． (C)5种。

(D)6种．4．将一种小灯泡(2．5V、O．3A)和一种家用照明白炽灯(22OV、40W)串联后接到220伏电源上．将发生状况是： ( )(A)小灯泡和白炽灯都发光。

(B)小灯泡和白炽灯都被烧坏。

(C)小灯泡被短路．白炽灯正常发光。

(D)小灯泡被烧坏．白炽灯完好．但不发光。

5．在制造精密电阻时．经常采用双线绕法．即把电阻丝从螺线管一端绕到另一端，再从另一端绕回来。

如果电流方向如图l所示，那么 ( )(A)螺线管左、右两端都没有磁极。

(B)螺线管左端为N极，右端为S极。

(C)螺线管左端为S极．右端为N极。

(D)螺线管左端有磁极。

右端无磁极。

6．在图2所示电路中，两只电压表是相似抱负电表，它们量程均为0～3～15V。

电键K 闭合后，发现两只电表指针偏转角度相似．电路中R，、R：值也许是（）(A)100欧，200欧。

淘宝店铺:uvv教育上海市第二十五届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题（2011年）说明：1．本试卷共有五大题，答题时间为120分钟，试题满分为150分2．答案及解答过程均写在答卷纸上。

其中第一、第二大题只要写出答案，不写解答过程；第三至第五大题按题型要求写出完整的解答过程。

解答过程中可以使用计算器。

3．本试卷中常数g取10牛/千克，水的比热容4.2×103焦/千克·℃，水的密度1.0×103千克/米3，冰的密度0.9×103千克/米3，冰的熔化热为3.33×105焦/千克。

一、选择题（以下每题只有一个选项符合题意，每小题4分，共32分）1．潜泳的人，从水下向上看，会看到一彩色镶边、内有图像的圆面，那么( ) A．圆面内只能呈现水面上的部分景物B．彩色镶边是由于水面四周各种物体的颜色所引起的C．彩色镶边是由于不同颜色的光折射程度略有不同所致D．圆面中图像呈现的是水面外的景物，且看到景物的高度比实际景物要低解答C1 A,错，即使在圆圈内，没反射全反射，但是也不代表没发生反射，只不过反射的多少罢了，也能看到水下物体在水表面的反射。

B,错。

见C的分析C对，因为不同颜色的光的折射率不同，全反射角不同，反射回水下的角度不同，所以才形成一个圆圈。

D错，画光路图就知道了，透射光线向下偏折，所以如果光从水平上入射，也是向下偏折这样，反向延长以后会发现像的位置要不实际位置高！2．磁带录放机可高速播放正常录制的声音，在高速播放时最有可能听不到的声音是正常录音时( )A．音调较低的声音B．音调较高的声音C．响度较小的声音D．响度较大的声音上海市第二十五届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题第1页共16 页。

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、（5分）在国际单位制中，库仑定律写成122q q F kr =，式中静电力常量9228.9810k N m C -=⨯⋅⋅，电荷量q 1和q 2的单位都是库仑，距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿。

若把库仑定律写成更简洁的形式122q q F r =，式中距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿。

若把库仑定律写成更简洁的形式122q qF r=，式中距离r 的单位是米，作用力F的单位是牛顿，由此式可这义一种电荷量q 的新单位。

当用米、千克、秒表示此新单位时，电荷新单位= ；新单位与库仑的关系为1新单位= C 。

3、（5分）电子感应加速器（betatron ）的基本原理如下：一个圆环真空室处于分布在圆柱形体积内的磁场中，磁场方向沿圆柱的轴线，圆柱的轴线过圆环的圆心并与环面垂直。

圆中两个同心的实线圆代表圆环的边界，与实线圆同心的虚线圆为电子在加速过程中运行的轨道。

已知磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律为0cos(2/)B B t T π=，其中T 为磁场变化的周期。

B 0为大于0的常量。

当B 为正时，磁场的方向垂直于纸面指向纸外。

若持续地将初速度为v 0的电子沿虚线圆的切线方向注入到环内（如图），则电子在该磁场变化的一个周期内可能被加速的时间是从t= 到t= 。

二、（21分）嫦娥1号奔月卫星与长征3号火箭分离后，进入绕地运行的椭圆轨道，近地点离地面高22.0510n H km =⨯，远地点离地面高45.093010f H km =⨯，周期约为16小时，称为16小时轨道（如图中曲线1所示）。

第25届全国中学生物理竞赛复赛理论试题参考解答一、答案 1. 14103.1⨯ 2. 31122kgm s -⋅⋅51.0610-⨯(答51.0510-⨯也给)3. 34T T二、参考解答：1. 椭圆半长轴a 等于近地址和远地址之间距离的一半，亦即近地址与远地址矢径长度〔皆指卫星到地心的距离〕n r 与f r 的算术平均值，即有()()()()n f n f n f 111222a r r H R H R H H R =+=+++=++⎡⎤⎣⎦(1) 代入数据得43.194610a =⨯km (2)椭圆半短轴b 等于近地址与远地址矢径长度的几何平均值，即有b = 代入数据得41.94210km b =⨯(4)椭圆的偏心率ab a e 22-=(5) 代入数据即得 0.7941e =(6)2. 当卫星在16小时轨道上运行时，以n v 和f v 别离暗示它在近地址和远地址的速度，按照 能量守恒，卫星在近地址和远地址能量相等，有22n f n f1122GMm GMm m m r r -=-v v (7) 式中M 是地球质量，G 是万有引力常量.因卫星在近地址和远地址的速度都与卫星到地心的连线垂直，按照 角动量守恒，有n n f f m r m r =v v (8)注意到g R GM=2(9) 由(7)、(8)、(9)式可得n =v(10)n f n f r r ==v v (11) 当卫星沿16小时轨道运行时，按照 题给的数据有由(11)式并代入有关数据得f 1.198=v km/s (12)依题意，在远地址星载策动机点火，对卫星作短时间加速，加速度的标的目的与卫星速度标的目的不异，加速后长轴标的目的没有改变，故加速结束时，卫星的速度与新轨道的长轴垂直，卫星地址处将是新轨道的远地址.所以新轨道远地址高度4f f 5.093010H H '==⨯km ，但新轨道近地址高度2n6.0010H '=⨯km .由(11)式，可求得卫星在新轨道远地址处的速度为f 1.230'=v km/s (13) 卫星动量的增加量等于卫星所受推力F 的冲量，设策动机点火时间为∆t ，有()f f m F t '-=∆v v (14)由(12)、(13)、(14)式并代入有关数据得 ∆t=21.510s ⨯ (约2.5分) (15)这比运行周期小得多.3. 当卫星沿椭圆轨道运行时，以r 暗示它地址处矢径的大小，v 暗示其速度的大小，θ暗示矢径与速度的夹角，那么卫星的角动量的大小 sin 2L rm m θσ==v (16) 此中1sin 2r σθ=v 〔17〕是卫星矢径在单元时间内扫过的面积，即卫星的面积速度.由于角动量是守恒的，故σ是恒量.操纵远地址处的角动量，得f f 12r σ=v (18)又因为卫星运行一周扫过的椭圆的面积为 πS ab =(19)所以卫星沿轨道运动的周期σST =(20)由(18)、(19)、(20)式得f f2πabT r =v (21)代入有关数据得45.67810T =⨯s (约15小时46分)(22)注：本小题有多种解法.例如，由开普勒第三定律，绕地球运行的两亇卫星的周期T 与T 0之比的平方等于它们的轨道半长轴a 与a 0之比的立方，即 假设0a 是卫星绕地球沿圆轨道运动的轨道半径，那么有得22203204π4πT a GM gR==从而得代入有关数据便可求得(22)式.4. 在绕月圆形轨道上，按照 万有引力定律和牛顿定律有2m m 2m m2π()GM m mr r T =(23) 这里m m r r H =+是卫星绕月轨道半径，m M 是月球质量.由(23)式和(9)式，可得23mm 22m4πr M M gR T =(24)代入有关数据得m0.0124M M=(25) 三、参考解答：足球射到球门横梁上的情况如下图〔图地址的平面垂直于横梁轴线〕.图中B 暗示横梁的横截面，O 1为横梁的轴线；11O O '为过横梁轴线并垂直于轴线的程度线；A 暗示足球，O 2为其球心；O 点为足球与横梁的碰撞点，碰撞点O 的位置由直线O 1OO 2与程度线11O O '的夹角θ 暗示.设足球射到横梁上时球心速度的大小为v 0，标的目的垂直于横梁沿程度标的目的，与横梁碰撞后球心速度的大小为v ，标的目的用它与程度标的目的的夹角ϕ暗示(如图).以碰撞点O 为原点作直角坐标系Oxy ，y 轴与O 2OO 1重合.以α0暗示碰前速度的标的目的与y 轴的夹角，以α暗示碰后速度的标的目的与y 轴(负标的目的)的夹角，足球被横梁反弹后落在何处取决于反弹后的速度标的目的，即角α的大小.以F x 暗示横梁作用于足球的力在x 标的目的的分量的大小，F y 暗示横梁作用于足球的力在y 标的目的的分量的大小，∆t 暗示横梁与足球彼此作用的时间，m 暗示足球的质量，有x 0x x F t m m ∆=-v v (1) y y 0y F t m m ∆=+v v (2)式中0x v 、0y v 、x v 和y v 别离是碰前和碰后球心速度在坐标系Oxy 中的分量的大小.按照 摩擦定律有x y F F μ=(3)由〔1〕、〔2〕、〔3〕式得0x xy 0yμ-=+v v v v (4)按照 恢复系数的定义有y 0y e =v v 〔5〕因0x00ytan α=v v 〔6〕 xytan α=v v 〔7〕 由〔4〕、〔5〕、〔6〕、〔7〕各式得⎪⎭⎫⎝⎛+-=e e 11tan 1tan 0μαα〔8〕 由图可知αθϕ+=〔9〕假设足球被球门横梁反弹后落在球门线内，那么应有90ϕ≥ (10)在临界情况下，假设足球被反弹后刚好落在球门线上，这时90ϕ=.由〔9〕式得()tan 90tan θα-=(11)因足球是沿程度标的目的射到横梁上的，故θα=0，有⎪⎭⎫⎝⎛+-=e e 11tan 1tan 1μθθ(12) 这就是足球反弹后落在球门线上时入射点位置θ所满足的方程.解〔12〕式得tan θ=13) 代入有关数据得 tan 1.6θ=(14) 即58θ=(15)现要求球落在球门线内，故要求58θ≥ (16)四、参考解答：1.当阀门F 关闭时，设封闭在M 和B 中的氢气的摩尔数为n 1，当B 处的温度为T 时，压力表显示的压强为p ，由抱负气体状态方程，可知B 和M 中氢气的摩尔数别离为RTpV n BB 1=(1) 0MM 1RT pV n =(2) 式中R 为普适气体恒量.因1M 1B 1n n n =+ (3)解〔1〕、〔2〕、〔3〕式得1MB B 011n R V T V p V T =- (4) 或1MB B 0p T n R V p V V T =-(5) (4)式说明，T1与p 1成线性关系，式中的系数与仪器布局有关.在理论上至少要测得两个温度下的压强，作T1对p 1的图线，就可求出系数.由于题中己给出室温T 0时的压强p 0，故至少还要测定另一己知温度下的压强，才能定量确定T 与p 之间的关系式.2.假设蒸气压温度计测量上限温度v T 时有氢气液化，那么当B 处的温度v T T ≤时，B 、M 和E 中气态氢的总摩尔数应小于充入氢气的摩尔数.由抱负气体状态方程可知充入氢气的总摩尔数()0B M E 20p V V V n RT ++=〔6〕假定液态氢上方的气态氢仍可视为抱负气体，那么B 中气态氢的摩尔数为v B2B vp V n RT =〔7〕 在〔7〕式中，已忽略了B 中液态氢所占的微小体积.由于蒸气压温度计的其它都分仍处在室温中，此中氢气的摩尔数为()νM E 2M 2E 0p V V n n RT ++=〔8〕按照 要求有2B 2M 2E 2n n n n ++≤〔9〕解〔6〕、〔7〕、〔8〕、〔9〕各式得()B vv 0v00v E M V T p p T p T p V V --≥+(10)代入有关数据得M E B 18V V V +≥(11)五、答案与评分尺度：1．59.022122=-=+(3分) 2 (2分)2．如图(15分.代表电流的每一线段3分，此中线段端点的横坐标占1分，线段的长度占1分，线段的纵坐标占1分)六、参考解答：如果电流有衰减，意味着线圈有电阻，设其电阻为R ，那么在一年时间t 内电畅通过线圈因发烧而损掉的能量为Rt I E 2=∆〔1〕以ρ 暗示铅的电阻率，S 暗示铅丝的横截面积，l 暗示铅丝的长度，那么有 SlR ρ= 〔2〕 电流是铅丝中导电电子定向运动形成的，设导电电子的平均速率为v ，按照 电流的定义有 I S ne =v 〔3〕 所谓在持续一年的时间内没有不雅测到电流的变化，并不等于电流必然没有变化，但这变化不会超过电流检测仪器的精度∆I ，即电流变化的上限为mA 0.1=∆I .由于导电电子的数密度n 是不变的，电流的变小是电子平均速率变小的成果，一年内平均速率由v 变为 v -∆v ，对应的电流变化I neS ∆=∆v 〔4〕导电电子平均速率的变小，使导电电子的平均动能减少，铅丝中所有导电电子减少的平均动能为lSnm ≈∆v v 〔5〕由于∆I<<I ，所以∆v <<v ，式中∆v 的平方项已被略去.由〔3〕式解出 v ，〔4〕式解出 ∆v ，代入〔5〕式得2k lmI IE ne S∆∆=(6) 铅丝中所有导电电子减少的平均动能就是一年内因发烧而损掉的能量，即E E k ∆=∆〔7〕由(1)、(2)、(6)、(7)式解得2Δm I ne Itρ=〔8〕 式中7365243600s=3.1510s t =⨯⨯⨯〔9〕在〔8〕式中代入有关数据得261.410Ωm ρ-=⨯⋅(10)所以电阻率为0的结论在这一尝试中只能认定到m Ω104.126⋅⨯≤-ρ(11)七、参考解答：按照斯特藩-玻尔兹曼定律，在单元时间内太阳外表单元面积向外发射的能量为4s s W T σ=(1)此中σ为斯特藩-玻尔兹曼常量，T s 为太阳外表的绝对温度.假设太阳的半径为R s ，那么单元时间内整个太阳外表向外辐射的能量为2s s s 4πP R W = (2)单元时间内通过以太阳为中心的任意一个球面的能量都是s P .设太阳到地球的距离为r se ，考虑到地球周围大气的吸收，地面附近半径为R 的透镜接收到的太阳辐射的能量为()2s 2seπ14πP P R r α=-(3)薄凸透镜将把这些能量会聚到置于其后焦面上的薄圆盘上，并被薄圆盘全部吸收. 另一方面，因为薄圆盘也向外辐射能量.设圆盘的半径为D R ，温度为D T ，注意到簿圆盘有两亇外表，故圆盘在单元时间内辐射的能量为24D D D 2πP R T σ=⋅⋅ (4)显然，当D P P = (5)即圆盘单元时间内接收到的能量与单元时间内辐射的能量相等时，圆盘到达不变状态，其温度到达最高.由(1)、(2)、(3)、(4)、(5)各式得()1224s D s 22se D12R R T T r R α⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦(6)依题意，薄圆盘半径为太阳的像的半径s R '的2倍，即D 2s R R '=.由透镜成像公式知s sseR R f r '= (7) 于是有sD se2R R f r = (8) 把(8)式代入(6)式得()124D s 218R T T f α⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦ (9)代入数据，注意到s s (273.15)T t =+K ， T D =1.4×103K(10) 即有3o D D 273.15 1.110C t T =-=⨯(11)八、参考解答：1．按照 爱因斯坦质能关系，3H 和3He 的结合能差为()332n p H He B m m m m c ∆=--+ (1)代入数据，可得763.0=∆B MeV (2)2．3He 的两个质子之间有库仑排斥能，而3H 没有.所以3H 与3He 的结合能差主要来自它们的库仑能差.依题意，质子的半径为N r ，那么3He 核中两个质子间的库仑排斥能为2C N2e E k r = (3) 假设这个库仑能等于上述结合能差，C E B =∆，那么有2N 2Δke r B= (4)代入数据，可得N 0.944r =fm (5)3．粗略地说，原子核中每个核子占据的空间体积是 3N (2)r .按照 这个简单的模型，核子数为A 的原子核的体积近似为33N N (2)8V A r Ar ==(6)另一方面，当A 较大时，有343V R π=〔7〕 由〔6〕式和〔7〕式可得R 和A 的关系为1/31/31/3N 06πR r A r A ⎛⎫== ⎪⎝⎭(8)此中系数1/30N 6πr r ⎛⎫= ⎪⎝⎭(9)把(5)式代入(9)式得17.10=r fm (10)由(8)式和(10)式可以算出Pb 208的半径Pb 6.93fm R =(11)。

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、（5分）在国际单位制中，库仑定律写成122q q F kr =，式中静电力常量9228.9810k N m C -=⨯⋅⋅，电荷量q 1和q 2的单位都是库仑，距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿。

若把库仑定律写成更简洁的形式122q q F r =，式中距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿。

若把库仑定律写成更简洁的形式122q qF r=，式中距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿，由此式可这义一种电荷量q 的新单位。

当用米、千克、秒表示此新单位时，电荷新单位= ；新单位与库仑的关系为1新单位= C 。

3、（5分）电子感应加速器（betatron ）的基本原理如下：一个圆环真空室处于分布在圆柱形体积内的磁场中，磁场方向沿圆柱的轴线，圆柱的轴线过圆环的圆心并与环面垂直。

圆中两个同心的实线圆代表圆环的边界，与实线圆同心的虚线圆为电子在加速过程中运行的轨道。

已知磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律为0cos(2/)B B t T π=，其中T 为磁场变化的周期。

B 0为大于0的常量。

当B 为正时，磁场的方向垂直于纸面指向纸外。

若持续地将初速度为v 0的电子沿虚线圆的切线方向注入到环内（如图），则电子在该磁场变化的一个周期内可能被加速的时间是从t= 到t= 。

二、（21分）嫦娥1号奔月卫星与长征3号火箭分离后，进入绕地运行的椭圆轨道，近地点离地面高22.0510n H km =⨯，远地点离地面高45.093010f H km =⨯，周期约为16小时，称为16小时轨道（如图中曲线1所示）。

第二十五届物理竞赛试题一、选择题（每题3分，共30分）1. 一个物体在水平面上做匀速直线运动，其速度为v，质量为m。

如果物体的质量增加到2m，而速度减半，那么物体的动能将如何变化？ - A. 保持不变- B. 减半- C. 增加到原来的两倍- D. 变为原来的四分之一2. 两个完全相同的金属球，分别放在两个不同的电场中，如果它们的电荷量相同，那么它们的电势能将：- A. 相等- B. 取决于金属球的半径- C. 取决于电场的强度- D. 无法确定3. 一个物体从静止开始自由下落，忽略空气阻力。

在落地时，它的动能和势能之和将：- A. 保持不变- B. 增加- C. 减少- D. 变为零4. 一个理想的气体在等压过程中膨胀，其内能将：- A. 增加- B. 减少- C. 保持不变- D. 无法确定5. 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，而不产生其他效果。

这表明：- A. 热机的效率可以无限接近100%- B. 热机的效率不能达到100%- C. 热机的效率必须为0%- D. 热机的效率必须小于100%6. 一个物体在斜面上下滑，如果斜面的角度增加，而物体的质量不变，那么物体下滑的加速度将：- A. 增加- B. 减少- C. 保持不变- D. 无法确定7. 一个光子的能量E与它的频率ν之间的关系为E=hν，其中h是普朗克常数。

如果光子的频率增加，那么它的能量将：- A. 增加- B. 减少- C. 保持不变- D. 无法确定8. 一个电路中的电流I与电压V之间的关系由欧姆定律V=IR描述。

如果电路中的电阻R增加，而电压V保持不变，那么电流I将：- A. 增加- B. 减少- C. 保持不变- D. 变为零9. 根据狭义相对论，一个物体的质量m随速度v的增加而增加，其关系为m=m0/√(1-v²/c²)，其中m0是静止质量，c是光速。

当速度v接近光速c时，物体的质量将：- A. 保持不变- B. 增加- C. 减少- D. 变为无穷大10. 一个物体在受到一个恒定的力F作用下做匀加速直线运动，如果力F增加，那么物体的加速度a将：- A. 增加- B. 减少- C. 保持不变- D. 变为零二、计算题（每题15分，共45分）1. 一个质量为2kg的物体从静止开始在水平面上受到一个恒定的力10N作用，求物体在前5秒内移动的距离。

上海市第二十五届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛参考答案一、选择题（每小题4分，共32分）二、填空题（每题6分，共30分）9、 虚 ， 凸 。

10、 p 0 ， h 。

11、 圆弧 ， 932Lπ 。

12、 1062 。

13、 下降 ， 600 。

三、计算题（本题共36分） 14、（本题共9分）解：由投入含有石块的冰块可知，F 浮＝G （冰+石块）ρ水gS Δh ＝(m 冰＋m 石)gm 冰＋m 石＝ρ水S Δh ＝1.0×103×100×10-4×6×10-2kg ＝0.6kg 冰熔化后，水位下降的高度： m g p h 3310528.510100.128.55-⨯=⨯⨯=∆='∆水ρ 水位下降就是由于冰化成水体积减小引起的，即 V 冰－V 水＝S Δh ’S h m m ρρ'-=∆冰冰冰水kg kg h S m 498.010528.510100109.0100.1109.0100.1343333=⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯='∆-=--冰水冰水冰ρρρρ 石块的质量m 石＝0.6kg －0.498kg ＝0.102kg石块的体积35333241067.4109.0498.010610100S m m m m h V ---⨯=⨯-⨯⨯⨯=-∆=冰冰石ρ 石块的密度335/1018.21067.4102.0m kg V m ⨯=⨯==-石石石ρ15、（本题共8分）设v 1=4km/s ，v 2=2km/s ，O 点为震中地点，t 和t ´分别为纵向地震波传至甲处(A 点)和(B 点)乙处的时间； 则km s km OA s v v t t v t v OA 164/4414)4(2121=⨯=⇒=-=⇒+==同理可得：km OB 40= O 点位置如图，由余弦定理可得：5.0401628.3440162cos 222222≈⨯⨯-+=⋅-+=OBOA ABOB OA θ，060≈⇒θ 16．（本题共9分）解答：加热器在2分钟内所供应的总热量，等于水温升高所吸收的热量，加上散失到周围环境的热量，即 21()Pt cm T T Q =-+若水温变化不大，则散失到周围环境的热量与时间成正比。

初中物理竞赛训练题（上海市第二十五届初中物理竞赛（大同中学杯）复赛试题（2011年））说明：1．本试卷共有五大题，答题时间为120分钟，试题满分为150分2．答案及解答过程均写在答卷纸上。

其中第一、第二大题只要写出答案，不写解答过程；第三至第五大题按题型要求写出完整的解答过程。

解答过程中可以使用计算器。

3．本试卷中常数g取10牛/千克，水的比热容4.2×103焦/千克·℃，水的密度1.0×103千克/米3，冰的密度0.9×103千克/米3，冰的熔化热为3.33×105焦/千克。

一、选择题（以下每题只有一个选项符合题意，每小题4分，共32分）1．潜泳的人，从水下向上看，会看到一彩色镶边、内有图像的圆面，那么( ) A．圆面内只能呈现水面上的部分景物B．彩色镶边是由于水面四周各种物体的颜色所引起的C．彩色镶边是由于不同颜色的光折射程度略有不同所致D．圆面中图像呈现的是水面外的景物，且看到景物的高度比实际景物要低2．磁带录放机可高速播放正常录制的声音，在高速播放时最有可能听不到的声音是正常录音时( )A．音调较低的声音B．音调较高的声音C．响度较小的声音D．响度较大的声音3．两个人共同搬一个50 千克质量分布均匀的木箱上楼梯，如图所示。

木箱长1.25米，高0.5米；楼梯和地面成45o，而且木箱与楼梯平行。

如果两人手的用力方向都是竖直向上的，那么在下面的人对木箱施加的力与上面的人对木箱施加的力的比值是( )A．8/3 B．7/3 C．5/3 D．5/44．月球是地球的卫星，在地球上我们总是只能看到月球的一面，是因为月球绕地球公转的周期与自转的周期相等，请问登上月球的航天员在月球上看地球，将看到地球( )A．既有绕月球的转动，又有自转B．只有绕月球的转动，没有自转C．只有自转，没有绕月球的转动D．既没有绕月球的转动，也没有自转第3题图5．在图所示的电路中，当电键S 闭合后，电压表有示数，调节可变电阻R 的阻值，电压表的示数增大了U ∆。

大同杯物理竞赛试题免费一、选择题（每题3分，共30分）1. 根据牛顿第二定律，如果一个物体的质量为m，受到的力为F，那么它的加速度a是多少？A. a = F/mB. a = m/FC. a = F * mD. a = m + F2. 光在真空中的速度是多少？A. 299792458 m/sB. 3.0 * 10^8 m/sC. 3.3 * 10^8 m/sD. 2.998 * 10^8 m/s3. 一个理想气体的压强P、体积V和温度T之间的关系可以用哪个公式描述？A. P = k * TB. P * V = k * TC. P * V^2 = k * TD. P * V / T = k...（此处省略其他选择题）二、填空题（每空2分，共20分）1. 根据能量守恒定律，在一个封闭系统中，能量______（不能/可以）被创造或消灭。

2. 欧姆定律的公式是 V = I * R，其中V代表电压，I代表电流，R 代表______。

...（此处省略其他填空题）三、简答题（每题10分，共20分）1. 请简述什么是电磁感应现象，并解释法拉第电磁感应定律。

2. 描述牛顿的万有引力定律，并解释其在天体物理学中的应用。

四、计算题（每题15分，共30分）1. 一个质量为2kg的物体从静止开始自由下落，忽略空气阻力，求物体下落5秒后的速度和位移。

2. 一个电路中有一个电阻R=10Ω，通过它的电流I=2A，求电路中的电压U。

五、实验设计题（10分）设计一个实验来验证动量守恒定律。

请描述实验的步骤、所需器材和预期结果。

答案解析1. 选择题答案：1-A，2-B，3-B，...（此处省略其他选择题答案）2. 填空题答案：1-不能，2-电阻，...（此处省略其他填空题答案）简答题解析1. 电磁感应现象是指当磁场中的磁通量发生变化时，会在闭合电路中产生电动势。

法拉第电磁感应定律表明，感应电动势的大小与磁通量变化的速率成正比。

2. 牛顿的万有引力定律指出，任何两个物体之间都存在引力，其大小与两个物体的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

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．（5分）在国际单位制中，库仑定律写成122q q F kr =，式中静电力常量9228.9810k N m C -=⨯⋅⋅，电荷量q 1和q 2的单位都是库仑，距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿。

若把库仑定律写成更简洁的形式122q q F r=，式中距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿。

若把库仑定律写成更简洁的形式122q qF r=，式中距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿，由此式可这义一种电荷量q 的新单位。

当用米、千克、秒表示此新单位时，电荷新单位= ；新单位与库仑的关系为1新单位= C 。

3．（5分）电子感应加速器（betatron ）的基本原理如下：一个圆环真空室处于分布在圆柱形体积内的磁场中，磁场方向沿圆柱的轴线，圆柱的轴线过圆环的圆心并与环面垂直。

圆中两个同心的实线圆代表圆环的边界，与实线圆同心的虚线圆为电子在加速过程中运行的轨道。

已知磁场的磁感应强度B 随时间t 的变化规律为0cos(2/)B B t T π=，其中T 为磁场变化的周期。

B 0为大于0的常量。

当B 为正时，磁场的方向垂直于纸面指向纸外。

若持续地将初速度为v 0的电子沿虚线圆的切线方向注入到环内（如图），则电子在该磁场变化的一个周期内可能被加速的时间是从t= 到t= 。

二、（21分）嫦娥1号奔月卫星与长征3号火箭分离后，进入绕地运行的椭圆轨道，近地点离地面高22.0510n H km =⨯，远地点离地面高45.093010f H km =⨯，周期约为16小时，称为16小时轨道（如图中曲线1所示）。