中学生奥林匹克物理竞赛

第十届全国中学生物理竞赛预赛试题

一、将正确的答案前面的字母填在横线上方（16分，每小题8分）

１．由于大气中CO2含量增多，导致全球气温增高，这被称为温室效应，是环境保护面临的一个重大问题。CO2对地面附近气温产生影响，主要是因为CO2气 。

A． 对射来的太阳光中的红外线有强烈的吸收作用，这就足以使全球气温增高。

B．在一昼夜中对射来的太阳光中吸收的热大于它向地球外四周辐射的热，这就使CO2的温度升高，导致全球气温增高。

C．对由地面向外辐射的红外线有强烈的吸收作用，是这些被吸收的热三大气温度升高。

D．强烈吸收由地面向外辐射的红外线，又向各方向辐射红外线，其中约一半向地面辐

射，从而地面附近气温增高。

E．对由地面向外辐射的红外线有强烈的反射作用，使这些能量返回地面，从而地面附近气温增高。

２．十九世纪末到二十世纪初，标志近代物理学诞生的两项最重要的科学成就是下列诸项中的

和 。

A、.晶体管的发明 B、麦克斯韦电磁场理论的建立

C、.狭义相对论的建立 D、.原子的核式结构的确定

E、.赫兹实验证实电磁波的存在 F、世界上第一台激光器研制成功

G、电子的发现 H、量子论的提出

I、放射性元素的发现 J、超导电性的发现

二、（16分，每小题8分）

１．图10-1中纵坐标为光电效应实验中所加电压（U），横坐标为光子的频率（v0），若某金属的极限频率为v0，普朗克恒量为h，电子电量为e，试在图中画出能产生光电流的区域（用斜线表示）。

２．一光学系统如图10-2所示，A为物平面，垂直于光轴，L为会聚透镜，M为与光轴成45°角的平面镜。P为像面，垂直于经平面镜反射后的光轴。图10-3为同一光学系统的透视图。设物为A面上的一个“上”字（如图10-3），试在图10-3中实像面P上画出像的形状。 OvU图10-1

初中奥林匹克物理竞赛题库

一、选择题

人体正常体温是（ ）

A. 33℃

B. 35℃

C. 37℃

D. 39℃

答案：C

原子中带负电粒子是（ ）

A. 质子

B. 中子

C. 电子

D. 原子核

答案：C

男高音、女高音是指声音的（ ）

A. 音调

B. 响度

C. 音色

D. 以上均不对

答案：A

光三原色是（ ）

A. 红绿蓝 B. 红黄蓝

C. 红黄绿

D. 红白蓝

答案：A

下列属于连通器的是（ ）

A. 液位计

B. 温度计

C. 订书机

D. 抽水机

答案：A

下列关于“呼麦”这种蒙古族演唱形式的说法正确的是（ ）

A. “呼麦”中的高音、低音指的是声音的响度

B. “呼麦”中的高音、低音都是振动产生的

C. “呼麦”中的高音是超声波，低音是次声波

D. “呼麦”中的高音和低音在空气中的传播速度不等

答案：B

二、填空题

在电学实验中，当闭合开关后发现灯不亮、电流表无示数，用电压表分别接在电路各部分时，发现接在某一处时电压表示数为零，而接在其他处时电压表示数均不为零，这说明该处电路存在______故障。

答案：断路

摄影师在帮我们拍摄完全班合影后，又用同一照相机帮我们每个人拍照，这时摄影师应该______（填“增大”或“减小”）照相机与人的距离，同时将镜头______（填“向外旋出”或“向内旋进”）。

答案：减小；向内旋进

舞蹈演员健身训练房中墙壁上安装的镜子是______镜，幻灯机的镜头是______镜。

答案：平面；凸透

三、简答题

请解释“呼麦”这种蒙古族演唱形式的原理。

答案：

“呼麦”是蒙古族的一种高超演唱形式。演唱者运用技巧，使气息剧烈冲击声带，形成低音，在此基础上调整口腔共鸣，形成高音，同步唱出高音和低音。这是一种特殊的演唱技巧，要求演唱者具备很高的声乐技巧和音乐素养。

请分析用飞机向云层喷洒干冰进行人工降雨的原理。

答案：

用飞机向云层喷洒干冰进行人工降雨的原理是：干冰升华时会吸收大量的热，使周围空气的温度迅速降低，空气中的水蒸气遇冷会液化成小水滴，从而形成降雨。此外，干冰升华形成的二氧化碳气体还可以作为凝结核，促进水蒸气的凝结和降雨的形成。

第28届全国中学生物理竞赛复赛试题（2011）

一、（20分）如图所示，哈雷彗星绕太阳S沿椭圆轨道逆时针方向运动，其周期T为76.1年，1986年它过近日点P0时与太阳S的距离r0=0.590AU，AU是天文单位，它等于地球与太阳的平均距离，经过一段时间，彗星到达轨道上的P点，SP与SP0的夹角θP=72.0°。已知：1AU=1.50×1011m，引力常量G=6.67×10－11Nm2/kg2，太阳质量mS=1.99×1030kg，试求P到太阳S的距离rP及彗星过P点时速度的大小及方向（用速度方向与SP0的夹角表示）。

二、（20分）质量均匀分布的刚性杆AB、CD如图放置，A点与水平地面接触，与地面间的静摩擦系数为μA，B、D两点与光滑竖直墙面接触，杆AB和CD接触处的静摩擦系数为μC，两杆的质量均为m，长度均为l。

1、已知系统平衡时AB杆与墙面夹角为θ，求CD杆与墙面夹角α应该满足的条件（用α及已知量满足的方程式表示）。

2、若μA=1.00，μC=0.866，θ=60.0°。求系统平衡时α的取值范围（用数值计算求出）。

三、（25分）在人造卫星绕星球运行的过程中，为了保持其对称转轴稳定在规定指向，一种最简单的办法就是让卫星在其运行过程中同时绕自身的对称轴转，但有时为了改变卫星的指向，又要求减慢或者消除卫星的旋转，减慢或者消除卫星旋转的一种方法就是所谓消旋法，其原理如图所示。

一半径为R，质量为M的薄壁圆筒，，其横截面如图所示，图中O是圆筒的对称轴，两条足够长的不可伸长的结实的长度相等的轻绳的一端分别固定在圆筒表面上的Q、Q′（位于圆筒直径两端）处，另一端各拴有一个质量为2m的小球，正常情况下，绳绕在圆筒外表面上，两小球用插销分别锁定在圆筒表面上的P0、P0′处，与卫星形成一体，绕卫星的对称轴旋转，卫星自转的角速度为ω0。若要使卫星减慢或者停止旋转（消旋），可瞬间撤去插销释放小球，让小球从圆筒表面甩开，在甩开的整个过程中，从绳与圆筒表面相切点到小球的那段绳都是拉直的。当卫星转速逐渐减小到零时，立即使绳与卫星脱离，解除小球与卫星的联系，于是卫星转动停止。已知此时绳与圆筒的相切点刚好在Q、Q′处。

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第30届全国中学生物理竞赛复赛试题

一、（15分）一半径为R、内侧光滑的半球面固定在地面上，开口水平且朝上. 一小滑块在半球面内侧最高点处获得沿球面的水平速度，其大小为0v(00v). 求滑块在整个运动过程中可能达到的最大速率. 重力加速度大小为g.

二、（20分）一长为2l的轻质刚性细杆位于水平的光滑桌面上，杆的两端分别固定一质量为m的小物块D和一质量为m（为常数）的小物块B，杆可绕通过小物块B所在端的竖直固定转轴无摩擦地转动. 一质量为m的小环C套在细杆上（C与杆密接），可沿杆滑动，环C与杆之间的摩擦可忽略. 一轻质弹簧原长为l，劲度系数为k，两端分别与小环C和物块B相连. 一质量为m的小滑块A在桌面上以垂直于杆的速度飞向物块D，并与之发生完全弹性正碰，碰撞时间极短.

碰撞 时滑块C恰好静止在距轴为r（r>l）处.

1. 若碰前滑块A的速度为0v，求碰撞过程中轴受到的作用力的冲量；

2. 若碰后物块D、C和杆刚好做匀速转动，求碰前滑块A的速度0v应满足的条件.

三、（25分）一质量为m、长为L的匀质细杆，可绕过其一端的光滑水平轴O在竖直平面内自由转动. 杆在水平状态由静止开始下摆，

1. 令mL表示细杆质量线密度. 当杆以角速度绕过其一端的光滑水平轴O在竖直平面内转动时，其转动动能可表示为

kEkL

式中，k为待定的没有单位的纯常数. 已知在同一单位制下，两物理量当且仅当其数值和单位都相等时才相等. 由此求出、和的值.

2. 已知系统的动能等于系统的质量全部集中在质心时随质心一起运动的动能和系统在质心系（随质心平动的参考系）中的动能之和，求常数k的值.

3. 试求当杆摆至与水平方向成角时在杆上距O点为r处的横截面两侧部分的相互作用力. 重力加速度大小为g. 0v 2