第五届全国物理竞赛预赛(第一试)试题
一.在月球上能看到地球的地方,以月球为参照系时:
(1)地球有无绕月球的公转?答。若有公转,周期大约是多少?答。(2)地球有无自转?答。若有自转,周期大约是多少?答
(3)在月球上观察,地球有无圆缺变化?答。若有圆缺变化,周期大约是多少?答。
二.把本题中所有正确说法前的字母填写在题后的括号后内。
有三个点电荷甲、乙、丙,甲带电+Q,乙带电-q,且Q>q,每一个电荷受其他两个电荷的电场作用力的合力都为零,则
A.丙的位置一定在甲和乙的连线的延长线上,且距乙较近;
B.丙一定是正电荷
C.丙所带的电量一定大于q;
D.丙所带的电量一定小于Q
E.若将甲、丙固定,且限定乙只能在与甲连线方向上运动,则乙是不稳定平衡;
F.若将甲、乙固定,且限定丙只能在与甲连线方向上运动,则丙是不稳定平衡;
答案:。
三.用单色光作如图5-1所示的双缝干
涉实验时,位置的调节很难作的完全精确。
(1)如果光源前狭缝S(看作线光源)
的位置向中线OO'的一侧偏离了一个小距
离,则与调节精确时相比,观察屏E上条
纹间距。(回答变大,变小或
不变)
(2)如果观察屏E(垂直于图面)与它的正确位置成一个小角度,则与调节精确时相比,屏上条纹间距。(回答变大,变小或不变)
四.220V、100W的白炽灯泡A和220V、60W
的白炽灯泡B的伏安特性如图5-2所示。
(1)若将二灯泡并联接在110V的电源上时,二灯泡实际消耗的电功率分别为:
P A= ,P B= 。
(2)若将二灯泡串联接在220V的电源上时,二灯泡实际消耗的电功率分别为:
P A= ,P B= 。
A
B 050100150200电压(V)电流(A)
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
图5-2
O S
S1
S2
O'
E 图5-1
五.图5-3中所示是一潜望镜壳体的侧视图。MN 为光线的入口。在上方AB 处已放置一块与纸面垂直的平面镜,它和与纸面垂直的竖直面之间的夹角为45°。眼睛在观察孔S 处观察,在CD (与竖直面的夹角也是45°)处放置一块平面镜,今要使观察到的视场不受CD 处的平面镜的限制,则平面镜CD 至少要多大的线度才行?要求直接在图上用作图法画出即可,但要说明作图的步骤。 作图步骤:
六.给你一把杆秤(带有它自己的秤砣),一个玻璃瓶(瓶的质
量比秤砣的质量小),一些细沙,一根细绳。要求只用这些器材测出上述杆秤的秤砣的质量,试简要写出测量步骤。
七.已知太阳光从太阳射到地球需要3分20秒,地球公转轨道可近似看成圆轨道,地球半径约为6.4×106米。试估算太阳质量M 与地球质量m 之比M/m 为多少?(取1位有效数字即可)
八.一无限长均匀带电细线弯成如图5-4所示的平面图形,其中AB 是半径为R 的半圆弧,AA '平行于BB ',试求圆心处的电场强度。
九.在水平放置的洁净的玻璃板上一些水银,由于重力与表面张力的影响,水银近似呈圆饼形状(侧面向外突出),过圆饼轴线的竖直截面如图5-5所示。为了计算方便,水银和玻璃的接触
角可按180°计算。已知水银的密度33/106.13m kg ?=ρ,水银的表面张力系数m N /49.0=σ。
当圆饼的半径很大时,试估算其厚度h 的数值大约是多少?(取1位有效数字即可)
M N A B C
D
图5-3 A B O R
A'
图5-4 h 图5-5
十.一个密闭容器内盛有水(未满),处于平衡状态。已知水在14℃时的饱和蒸气压为
12.0mmHg 柱高。设水蒸气分子碰到水面时都变成水,气体分子的平均速率与气体的热力学温度的平方根成正比,试近似计算在100℃和14℃时,单位时间内通过单位面积水面的蒸发变成水蒸气分子数之比n 100/n 14等于多少?(取一位有效数字即可)
十一.欲测电阻R 的阻值,现有几个标准电阻,一个电池和一只未经标定的电流计,联成如图5-6所示的电路。第一次与电流计并联的电阻r 为50.00Ω,电流计示度为3.9格;第二次r 改用100.00Ω,电流计示度为5.2格;第三次r 改用10.00Ω,同时将待测电阻R 换成一个20.00k Ω的标准电阻,结果电流计的示度为7.8格,已知电流计的示度与所通过的电流成正比,求电阻R 的阻值。
十二.想用两个薄凸透镜,最后在物体所在处形成一个与物体大小相等的倒立的虚象。已知靠近物体的那个透镜的焦距为f 1,物体与此透镜的距离为u 1。试求第二个透镜的焦距为f 2,及它与第一个透镜间的距离L 。
十三.1979年,七颗人造卫星同时接收到来自远方的中子星发射的γ射线,经分析确认,这些γ光子是由电子—正电子湮没时放出的,即γn e e →++
,其中n 表示光子的数目。已知电子、正电子的静止质量2140/102.8c J m -?=。静止质量为m 0的粒子,其能量E 和动量P 满足
42
0222c m P c E +=. 式中c 表示光速。普朗克恒量s J h ??=-341063.6。
(1)试证明1≠n 。
(2)若电子、正电子的动量为零,n = 2,求γ光子的频率。
十四.倔强系数为k 的水平轻质弹簧,左端固定,右端系一质量为m 的物体。物体可在有摩擦的水平桌面上滑动(如图5-7)。弹簧为原长时物体位于O 点,现在把物体沿弹簧长度方向向右拉到距离O 点为A 0的P 点按住,放手后弹簧把物体拉动。设物体在第二次经过O 点前,在O 点左方停住。计算中可以认为滑动摩擦系数与静摩擦系数相等。 (1)讨论物体与桌面间的摩擦系数μ的大小应在什么范围内。 (2)求出物体停住点离O 点的距离的最大值。并回答:
这是不是物体在运动过程中所能达到的左方最远值?为什么?
A R
r
图
5-6
图5-7
十五.有一质量及线度足够大的水平板,它绕垂直于水平板的竖直轴以匀角速度ω旋转。在板的上方h 处有一群相同的小球(可视为质点),它们以板的转轴为中心、R 为半径均匀的在水平面内排成一个圆周(以单位长度内小球的个数表示其数线密度)。现让这些小球同时从静止状态开始自由落下,设每个球与平板发生碰撞的时间非常短;而且碰撞前后小球在竖直方向上速度的大小不变,仅是方向反向;而在水平方向上则会发生滑动摩擦,摩擦系数为μ。
(1)试求这群小球第二次和第一次与平板碰撞时小球数线密度之比值ν1。
(2)如果2/ωμg R <(g 为重力加速度),且2/11=ν,试求这群小球第三次和第一次与平板碰撞时的小球数线密度之比值ν2。
第五届全国物理竞赛预赛(第一试)参考解答
一.1. 无 2. 有 24小时 3. 有 一个月 二. A 、B 、C 、E 、F 三. 1.不变 2.增大
四. 1. 40 W 24 W 2. 14 W 41 W
五、先作出MN 在AB 镜中的虚象M ’N ’
,再作出眼睛
在CD 处镜中的虚象S ’.将S ’与M ’N ’
相连,与CD 面
相交于C ’D ’处,C ’D ’
即为所求的结果.(图5—8)
六、首先用细绳将玻璃瓶系住,挂在秤杆上零刻度处. 然后向玻璃瓶内放一些细沙,增减瓶内细沙的质量,使秤杆 在水平位置达到平衡.最后以此充沙的玻璃瓶当作秤砣, 将原来待测的秤砣放在秤钩上,用此杆秤称出秤砣的质量
即为所求.或用此杆秤称出充沙的玻璃瓶的质量,它就是原来待
测秤砣的质量.
七、以R 表示地球到太阳的距离,ω表示地球公转的角速度.由万有引力定律和牛顿运动定律可知 22ωmR R
Mm
G
= (1) 以r 表示地球半径,则地面处质量为m ’
的物体所受地球的引力为
g m r
mm G '2='
(2)
由以上两式可得
g r R m
M 22
3ω= (3) 而 )(105.1500103.11
8
m t c R ?=??== (4)
)(606024365/21-???=s πω (5)
将(4)、(5)两式及 、m r 6
104.6?= 8.9=g m /s 2
代人(3)式,可得
5103?=m
M
八,设细线单位长度带正电荷η,在半圆弧AB 上任取小段孤ab=θ?R ,可看作点电荷,它在圆心0点处产生的电场强度的大小是
,2
R
k
R R k
E θ
ηθ
η?=?=?
图 5—8
方向如图5—9所示.延长ao ,b0,分别交细线的直线部分于a ’b ’.把a ’ b ’
也看作点电荷,带
电ηa ’b ’,距圆心O 的距离用r 表示(Δθ越小,以上考虑越准确).作a ’a ”垂直于ab ’
,
,'"θθθ≈?+≈'∠='∠OB b b a a 因而 θsec '"'a a b a ='./"R r a a '= 但."θ??='r a a
故./:2R r b a θ?=''
点电荷a ’
b’在0点产生的电场强度的大小是
E R
k r b a k E ?=?=?='?θ
ηη2'
'
方向与ΔE 相反.因此ab 弧与a ,b ,
在O
点产生
的场强之和为零,根据同样的分析可知,AB 弧 上各小段电荷与细线直线部分各小段电荷一一对应
地在0点产生的场强相消,故细线电荷在0点的电场强度为零.
九、如图5—10所示,在圆饼的侧面处取宽度为Δx 、高为h 的面积元ΔS ,由于重力而产生的水银对ΔS 的侧压力为
x gh x h gh s p F ?=???=
??=22
1
21ρρ (1) 式中.2
1
gh p ρ=
为水银对侧面的平均压强.由于 压力F 使圆饼侧面向外凸出,因而使侧面的面积
增大(如图).但是,在水银与空气接触的表面层中,
由于表面张力的作用使水银表面有收缩到尽可能小的趋势:
上下两层的表面张力的合力的水平分力F ’
是指向水银内部的,
其方向与F 的方向相反.设上表面处的表面张力F ’
的方向与
水平方向成θ角,则F ’
的大小为
)cos 1(cos cos 21θσσθσθ+?=?+??=+='x x x F F F (2)
当水银的形状稳定时,F ’
=F ,由于圆饼半径很大,ΔS 两侧的表面张力F 3、F 4可认为方向相反而抵消.因而
,2
1
)cos 1(2x gh x ??=
+?ρθσ (3) 由(3)式解出 g
h ρθσ)
cos 1(2+=
(4)
由于θ的实际数值一定大于0,小于2/π,所以 2cos 11<+<θ
将ρ和σ的数值代入(4)式,得到
)(cos 10027.08
.9106.13)
cos 1(49.023m h θθ+≈??+?=
(5)
图 5--9
图 5—10
h 的取值范围是 3
3107.24.1107.2--??<
所以水银层的厚度的估算数值可取为3×10-3
或4×10-3
米.
十、因为处于平衡态,水面上的蒸汽是饱和汽,所以单位时间内由水变为水蒸汽的分子数等于由水蒸汽变为水的分子数.设用n 表示单位时间内碰到水面单位面积上的水蒸汽分子数,n 0表示单位体积内的水蒸汽分子数,v 表示其平均速率,则有
v n n 0∝ (1)
由于我们只要求取一位有效数字,所以水蒸汽在平衡态时各参量之间的关系可以近似地用理想气体状态方程来处理.因此,在热力学温度为T 和T ’时,分别有
RT PN n /0= 和 '''
0/RT N P n =
式中N 为阿伏伽德罗常数,R 为摩尔气体恒量. 可见 T P n /0∝ (2)
将(2)式和题中已知的 T v ∝代入(1)式中可得 T P n /∝ (3) 因而
287
/3731410014100P
P n n = (4) 因为P 100=1大气压=760毫米汞高,且已知P 14=12.0毫米汞高,代入(4)式可得
5637312287
76014001≈??=n n (5)
十一、本题电流计读数只有两位有效数字,所以标准电阻的四位有效数字并无意义,答案只有两位有效数字可靠.又因本题已知数据不足,故须进行近似计算.
由第三次测量结果可知,当R 用20千欧的电阻代替,而且r 的电阻减小时,流过电流表的电流明显增大,可见R 的阻值一定比20千欧还要明显的大.因此电源内阻完全可以忽略不计。用E 表示电源电动势,R 0表示电流表的内阻, i 0表示电流表偏转l 格的电流,当用欧姆定律求三次测量通过电流表的电流时,可得以下三式:
09.31
50505050I R R R R
R R E g
g
g g
g =?
+?++ 02.51
100100100100I R R R R
R R E g
g
g g
g =?
+?++
08.71101020000
1010I R R R R R E g
g g g
g =?+?++ 同样因为R 比20000欧还明显的大,而三次的r 值以及电流表内阻R g 都远小于20000欧,所以上列三式可近似地变为
09.35050I R R E g =+? (1) 02.5100100I R R E g =+? (2) 08.7101020000I R E g
=+? (3) 由(1)、(2)两式可解得 )(50Ω=g R (4) 将(4)式代入(2)、(3)式中消去E 和I 0,可得
)(120Ω=k R (5)
十二、根据凸透镜成象的规律,如果第一次成象为虚像,此虚像必为放大正立虚像,位于物体之后,它就是第二透镜之物,如再成虚像,必为进一步放大的正立虚像,这与题设不符.如果第一次成象为放大的实像,则经过第二透镜所成同侧虚像必为进一步放大的虚像,不可能与物体大小相等,亦与题设不符.所以第一次成象必为缩小的实像,如图5一11所示.
由透镜成像的规律可知
1
11
11f u u f v -=
(1)
l
l f u f u v PQ Q P -==''11
1 (2) 要使最后在PQ 所在处形成与物等大的虚像,P ’Q ,
与第二透镜的距离应小于第二透镜的焦距
f 2,且两透镜间的距离L 与u 1、f 2应满足下列两个条件:
1)()
(1
111111
1111111=--+=--+?-u f L f u L u f f u u f L L u f u f (3)
L u f u u f L f l +---
=-1111
1112 (4)
由(3)式可求得
1
11
122f u u f L -=
(5)
将(5)式代人(4)式,可求得
图 5—11
12
11122f f u u f ??????
?
?
-= (6) 十三、1.假设电子、正电子湮没时只产生一个光子(即n = 1),设正电子和电子的动量 分别为P +和P -,湮没过程如图5~12所示. 根据动量守恒定律有
0cos cos 21=--+θθp p (1) c h p p /sin sin 21νθθ=+-?+ (2)
根据能量守恒定律有
νh c m c p c m c p =++
+-+4
202242022 (3)
由(2)、(3)两式可得
2
2022
20221sin sin c m p c m p P P +++=+-+-+θθ (4)
将(1)式和(4)式各自平方后相加并化简得
)cos(221θθ+--+p p 2
2022202220
22c m p c m p c m +?++=-+ 显然,这要求,2/21πθθ>+ 设,)2/(21φπθθ+=+ 则有
φm
S p p -+22
202220222022c m p c m p c m +?++=-+ 此式右方显然大于2P +P - ,因而要求1sin >?这是不可能的.所以n 不能等于l ,产生的光子不能只是一个.
2. 由题设P + = P - = 0,它们的总动量为零,因而产生的两个光子的动量必然是等值反向(从而使总动量为零),它们的能量也相同.根据能量守恒定律有
hv h c m c m +=+ν2020
)(1024.1106.6102.8203414
20Hz h
c m ?=??==--ν 十四、1.物体在弹簧力与摩擦力作用下,、在距离0点为 l 处停住不动的条件是: I .物体速度为零;弹性势能的减少等于物体克服滑动摩擦力所作的功.
Ⅱ.弹簧力≤最大静摩擦力. 据此对物体运动作如下分析:
(1)物体向左运动并正好停在0点的条件是
02
02
1mgA kA μ= 解得 mg kA 2/0=μ
(1)
图 5—12
mg kA 2/)2(0<μ如果 物体将滑过0点.设物体滑至0点左边
B 处(设OB=L 1)时速度为零(如图5—13所示),则有
)(2121102120L A mg kL kA +=-μ 即 mg L A k μ=-)(2
1
10 (2) 若物体能停住,则 mg kL μ≤1 ,故μ应满足条件
mg kA 3/0≥μ (3)
(3). 如果(2)式能满足,但mg kA 3/0<μ则物体不会停住在B 处而要向右运动.μ值越小则往右滑动的距离越远.设物体正好停在O 处,则有
12
12
1mgL kL μ= (4) 由(2):(4)两式可求得 g m kA .4/0=μ
要求物体停住在O 点左方,则相应地要求 mg kA 4/0>μ (5) 综合以上分析结果,物体停住在O 点左方而不第二次经过O 点时,μ的数值的范围为
mg kA mg kA 2/4/00<<μ (6)
2. 当μ在 mg kA mg kA 2/3/00<≤μ范围内时,物体向左滑动直至停住而不返回.由(2)式可求出最远停住点(设为B 1点)到0点的距离为
k mg A L /20μ-=3/)3/)(/2(000A me kA k mg A =-= (7)
当mg kA 3/0<μ时,物体在B 1点(OB 1 =A 0/3)的速度大于零,因此物体将继续向左运动,但它不可能停在B 1点的左方.因为与B 1点相应的 μ=kA 0/3mg ,L 1=A 0/3,如果停留在 B 1点左方,则物体在B 1点的弹力大于KA 0/3,而摩擦力μmg 小于kA 0/3,弹力大于摩擦力,所以物体不可能停住而一定返回,最后停留在0和B 1之间.
所以无论μ值如何,物体停住点与0点的最大距离为A 0/3.但这不是物体在运动过程中所能达到的左方最远值.
十五、1.设小球总数为N ,第一次碰撞时小球数线密度为λ=N /2πR .在这些小球中任取一个,它与平板相碰前垂直向下的速率为gh v 20=
.设碰撞过程历时Δt ,平均法向作用力为N ,
根据题设,碰撞后小球垂直向上的速度大小仍为v 0,据动量定理有02mv t N =?,式中m 为小球质量.小球与平板刚接触时尚无水平方向速度,而平板被碰点有切向速度,大小为R u ω=1.这
图 5—13
样便会因相对滑动而使小球受到沿相对速度u 1方向的滑动摩擦力f =μN .由于N 很大,,对小球作用的结果是使得小球在Δt 内获得水平沿u 1方向的速度,其大小记为v l ,显然v 1≤u 1,因为一旦v 1达到u 1值,相对运动不再存在,滑动摩擦力也随之而消失,下面分两种情况讨论: (1)在Δt 末尾时刻v 1仍小于u 1,即小球与平板被碰点之间的相对速度未能达到零值,那么应有,N f μ=, 1mv t f =?.式中f 为Δt 时间内f 的平均值.结合02mv t N =?? 以及
gh v 20= 可得 gh v v 22201μμ==? (1)
(1)式只有在 R gh ωμ<22 时才成立.
(2)在Δt 末尾或更早一些时刻v 1已达u 1值,即小球与平板被碰点已相对静止,则f ≤N μ,不管f 取何值,碰撞后恒有 R u v ω==11 (2)
既然f ≤μ,f 所能提供的v 1自然不能超过在f =μ时所能提供的gh 22μ值,因此(2)式只能在R gh ωμ≥22的情况下发生.
第一次碰撞后小球以v 0为垂直方向速度、v 1为水平方向速度作斜抛运动.很容易算得水平射程为
,8h μ 当 R gh ωμ<22时 (3)
g h R /22ω 当R
gh ωμ≥22时 (4)
所有小球在第二次落到平板上时形成以
2
2
)8(h R μ+ 当 R gh ωμ<22时 (5) g h R /812
ω+ 当R gh ωμ≥22时 (6)
为半径的圆,且小球仍是均匀分布,小球数线密度为 1'
2/R N πλ=因此本题所求的比值v 1为
2
)81(/1R
h μ+
当 R gh ωμ<22时 (7) g
h
281/1ω+ 当R gh ωμ≥22时 (8)
2. 如果取(7)式的结果,那么在2/11=v 时,μ8/R h =,由R gh ωμ<22 可以得到 2
/ωμg R >, 这与题设条件2
/ωμg R < 是矛盾的.
如果取(8)式的结果,那么在2/11=v 时,28/ωg h =,由R gh ωμ≥22 可以得到 2/ωμg R ≤, 这与题设条件2/ωμg R < 是相符的.因此应该取R gh ωμ>22,
28/ωg h =. 将h 的值代入(4)式,就得到
R g h R L ==/221ω (9) 由 2/1/11==R R v 得到 R R 21= (10)
第二次碰撞过程中,每各小球在垂直方向上仍有 02mv t N =? .碰撞开始时,小球水平方向速度v 1以及平板被碰点的速度u 2 ,如图5—14所示,小球对平板被碰点的相对速度
21'2u u u -=其大小为
R v v v v v u v u u ω?==?-+=-+=1212121122122'22/2222cos 2 (11)
既然相对速度大小也为ωR ,那么在 R gh ωμ>22 的条件下,由第l 问的讨论可知,平板为小球提供的摩擦力必朝 '
2u 的反方向,而且能使小球与平板被碰点在Δt 结束前已处于相对静止状态.因此第二次碰撞后小球相对地面参照系的水平方向速度即为
22u v = 1122v R v ==ω (12)
它的水平射程为
111222/222/22R L g h v g h v L ==??== (13)
于是第三次相碰时这群小球对应的圆半径 如图5一l5所示,为
R R R 2212== (14)
小球数线密度为.222/R n πλ= ,所求比值为
.2/1//222===R R v λλ
(15)
图 5—14
图 5—15
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 .
2016高平一中高二物理竞赛专题讲座 命题人:李文锋 一、选择题(每题4分,共28分) 1.若质点做直线运动的速度v 随时间t 变化的图线如图1所示,则该质点的位移s (从t =0开始)随时间t 变化的图线可能是图2中的哪一个?( ) 2.烧杯内盛有0?C 的水,一块0?C 的冰浮在水面上,水面正好在杯口处。最后冰全部熔解成0?C 的水,在这过程中( ) (A )无水溢出杯口,但最后水面下降了 (B )有水溢出杯口,但最后水面仍在杯口处 (C )无水溢出杯口,水面始终在杯口处 (D )有水溢出杯口,但最后水面低于杯口 3.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗,让漏斗左、右摆动,于是桌面上漏下许多砂子,经过一段时间形成一砂堆,砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状 4.特技演员从高处跳下,要求落地时必须脚先着地,为尽量保证安全,他落地时最好是采用哪种方法 A.让脚尖先着地,且着地瞬间同时下蹲 B.让整个脚板着地,且着地瞬间同时下蹲 C.让整个脚板着地,且着地瞬间不下蹲 D.让脚跟先着地,且着地瞬间同时下蹲 5.如图Ⅰ-4所示,虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab= Ubc ,实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P 、Q 是这条轨迹上的两点,据此可知 A.三个等势面中,a 的电势最高 B.带电质点通过 P 点时电势能较大 C.带电质点通过 P 点时的动能较大 D.带电质点通过 P 点时的加速度较大 6.如图所示,电容量分别为C 和2C 的两个电容器a 和b 串联接在电动势为E 的电池两端充电,达到稳定后,如果用多用电表的直流电压挡V 接到电容器a 的两端(如图),则电压表的指针稳定后的读数是( ) E/3 (B )2E/3 (C )E (D )0 7. 如图所示电路中,电源的内电阻为r ,R2、R3、R4均为定值电 阻,电表均为理想电表。闭合电键S ,当滑动变阻器R1的滑动触头P 向右滑动时,电流表和电压表的示数变化量的大小分别为 I 、U ,下列说法正确的是( ) A .电压表示数变大 B .电流表示数变大 C .DU DI >r D .DU DI <r 二、填空题(每题5分,共20分) 8.在国际单位制中,库仑定律写成 22 1r q q k F =,式中静电力常量 922 8.9810N m C k -=???,电荷量 q1和q2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 22 1r q q F = ,式中距离r 的单位是米,作用力F 的单位是牛顿,由此式可定义一种电荷量 q
第35届全国中学生物理竞赛决赛理论考试试题(上海交大) 1、(35分) 如图,半径为R 、质量为M 的半球静置于光滑水平桌面上,在半球顶点上有一质量为m 、半径为r 的匀质小 球。某时刻,小球收到微扰由静止开始沿半球表面运动。在运动过 程中,小球相对半球的位置由角位置θ描述,θ为两球心连线与竖直线的夹角。己知小球绕其对称轴的转动惯量为225 mr ,小球与半球间的动摩擦因数为μ,假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加 速度大小为g 。 (1)(15分)小球开始运动后在一段时间内做纯滚动,求在此过程中,当小球的角位置为θ1时,半球运动的速度大小1()M V θ和加速度大小1()M a θ; (2)(15分)当小球纯滚动到角位置θ2时开始相对于半球滑动,求θ2所满足的方程(用半球速度大小2()M V θ和加速度大小2()M a θ以及题给条件表示); (3)(5分)当小球刚好运动到角位置θ3时脱离半球,求此时小球质心相对于半球运动速度的大小3()m v θ 2、(35分) 平行板电容器极板1和2的面积均为S ,水平固定放置,它们之间的距离为 d ,接入如图所示的电路中,电源的电动势记为U 。不带电的导体薄平板3(厚 度忽略不计)的质量为m 、尺寸与电容器极板相同。平板3平放在极板2的 正上方,且与极板2有良好的电接触。整个系统置于真空室内,真空的介电 常量为0ε。合电键K 后,平板3与极板1和2相继碰撞,上下往复运动。假设导体板间的电场均可视为匀强电场;导线电阻和电源内阻足够小,充放电时间可忽略不计;平板3与极板1或2碰撞后立即在极短时间内达到静电干衡;所有碰撞都是完全非弹性的。重力加速度大小为g 。 (1)(17分)电源电动势U 至少为多大? (2)(18分)求平板3运动的周期(用U 和题给条件表示)。 已知积分公式 ( 2ax b C =+++,其中a >0,C 为积分常数。
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
40道有趣的物理竞赛试题及答案 1、想从镜子里看到放大的像应该使用( )。 A.凸面镜 B.凹面镜 C.平面镜 答:B 2、用手电筒同时斜射在一面镜子和一张灰色纸上,观察发现( )。 A.镜子亮 B.灰纸亮 C.一样亮 答:B 3、一朵花放在夹角为60两面镜子中间,从镜子里可以看到( )。 A .2朵 B.4朵 C.5朵 答:C 4、在游泳池的水下,仰望水面,水面( )。 A.清澈透明 B.浑浊 C.像水银一样反光 答:C 5、彩色电视荧光屏上的彩色是3种光合成的( )。 A.红、黄、蓝 B.红、黄、青 C.红、绿、蓝 答:C 6、黄昏时,太阳呈红色,是因为黄昏时( )。 A.太阳发出较多的红光 B.阳光经过空气的路途较长 C.太阳距地球较近。 答:B 7、从以下的哪种镜子中看到的像是和你自己一模一样( )。 A.平面镜 B.两个相交为90的平面镜 C.两个相交为45的平面镜 答:B 平面镜照出的人是一个反的,可以用报纸上的字在镜子上照一下试一试,你会发现镜子里的字是反的。偶镜把光线反射两次,所以镜子中看到的是和你一模一样的人。 8、高山上的平均气温比海平面的要低,原因是( )。 A.高山终年积雪 B.风大、日照少 C.高山的气压低 答:C 9、冬天触摸室外的铁器和木材,会感到冷热不一样,那么( )。 A.木头的温度高 B.铁的温度高 C.铁和木头的温度一样高 答:C
10、南极海洋上的浮冰的味道是( )。? A.淡的 B.和海水一样咸 C.比海水咸 答:A 11、两种物质被称为同位素,是因为它们( )。 A.原子核内质子数相等 B.原子核内中子数相等 C.原子核内中子加质数相等 答:A 12、大气臭氧层的主要作用( )。 A.有助于杀菌 B.反射电磁波 C.吸收阳光中的紫外线 答:C 13、冬天下雪后,为了融雪要在马路上撒盐,因为( )。 A.盐和冰混合后融点提高 B.盐和冰混合后融点降低 C.盐和冰发生化学反应 答:B 14、湖面漂浮着一条船,船里有许多块石头,现在把石头拿出来,丢进水里,湖水水面会有什么变化( )。 A.不变 B.上升 C.下降 答:C 15、水桶里装着水及大量的冰块,冰块触到桶底,冰融化以后,桶内的液面( )。 A.高于原来的液面 B.等于原来的液面 C.低于原来的液面 答:A 16、在一个密闭的屋子里,有人建议用正在工作的电冰箱降低室内平均温度,哪个做法对( )。 A.打开电冰箱的门 B.降低制冷温度后,再打开电冰箱的门 C.拔掉电源,打开电冰箱的门 答:C 17、一架抽水机,理论上最多能把多少米深的水抽到地面( )。 A.5米 B.10米 C.15米 答:B 抽水是由于大气压力,大气压只能把水提高10米。 18、在火车上观看窗外开阔的原野,会感到( )。
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。
2017年度全国初中应用物理竞赛试题 一、单选题:(每题2分,共20分) 1. 录音棚的墙壁通常装有皮质材料的软包,如图所示,这样做的目的是() A. 减弱声音的反射 B. 增强声音的反射 C. 增大声音的响度 D. 提高装饰的效果 2. 如图所示的两个完全一样的陶瓷杯中分别装有半杯刚冲 好的热茶和半杯冷牛奶,如果将他们混合在一起,想尽快做一杯 温度可能低一些的奶茶,以下方法中效果最好的是() A. 将热茶冷却2min ,之后再把冷牛奶倒入热茶杯中 B.把冷牛奶倒入热茶杯中,再冷却2min C. 将热茶冷却2min ,之后再把热茶倒入冷牛奶杯中 D.把热茶倒入冷牛奶杯中,再冷却2min 3. 炎热的夏天,在玻璃杯中装有水和冰块,如图所示,左边杯子里的冰块压着杯底,右边杯子里的冰块漂浮在水面。若不考虑水的蒸发,当两 个杯中的冰块全部熔化时,杯中水面和初始时刻杯中水面 相比() A. 都高于初始时刻杯中的水面 B. 都和初始时刻杯中的水面相平 C. 左侧杯中水面和初始时刻的水面相平,右侧杯中水面高于初始时刻杯中水面 D. 左侧杯中水面高于初始时刻杯中水面,右侧杯中水面和初始时刻的水面相平 4. 小明用塑料吸管喝汽水时发现,松手后原来插入瓶底的吸管会自己上浮,但放在凉开水中却不会,如图所示。对此现象的分析,下列说话中正 确的是() A. 吸管密度小于汽水密度,因此会上浮 B.吸管很细, 由于内部液体表面张丽的作用导致上浮 C. 从汽水中析出的二氧化碳以气泡形式附着在吸管 上,使他们整体所受浮力大于所受重力而上浮 D. 由于吸管内外大气压强的作用,使吸管上浮 5. 小明是一个爱动手并且善于思考的同学。一 天他把自己的手机拆开,看到一块如图所示的锂电 池。以下是他做出的判断,其中不正确的是() A. 这块电池能提供的电能大约为2.3×104J B.
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
高中物理竞赛模拟试卷(一) 说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共150 分,考试时间 120 分钟. 第Ⅰ卷(选择题 共 40 分) 一、本题共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分,在每小题给出的 4 个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得 4 分,选不全的得 2 分,有错选或不答的得 0 分. 1.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗,让漏斗左、右摆动,于是桌面上漏下许多砂子,经过一段时间形成一砂堆,砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状 2.如图Ⅰ-2所示,甲乙两物体在同一光滑水平轨道上相向运动,乙上连有一段轻弹簧,甲乙相互作用过程中无机械能损失,下列说法正确的有 A.若甲的初速度比乙大,则甲的速度后减到 0 B.若甲的初动量比乙大,则甲的速度后减到0 C.若甲的初动能比乙大,则甲的速度后减到0 D.若甲的质量比乙大,则甲的速度后减到0 3.特技演员从高处跳下,要求落地时必须脚先着地,为尽量保证安全,他落地时最好是采用哪种方法 A.让脚尖先着地,且着地瞬间同时下蹲 B.让整个脚板着地,且着地瞬间同时下蹲 C.让整个脚板着地,且着地瞬间不下蹲 D.让脚跟先着地,且着地瞬间同时下蹲 4.动物园的水平地面上放着一只质量为M 的笼子,笼内有一只质量为 m 的猴子.当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时,笼子对地面的压力为F 1;当猴以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时,笼子对地面的压力为 F 2(如图Ⅰ-3),关于 F 1 和 F 2 的大小,下列判断中正确的是 A.F 1 = F 2>(M + m )g B.F 1>(M + m )g ,F 2<(M + m )g C.F 1>F 2>(M + m )g D.F 1<(M + m )g ,F 2>(M + m )g 5.下列说法中正确的是 A.布朗运动与分子的运动无关 B.分子力做正功时,分子间距离一定减小 C.在环绕地球运行的空间实验室里不能观察热传递的对流现象 D.通过热传递可以使热转变为功 6.如图Ⅰ-4所示,虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面,相邻等势面之 图Ⅰ -3 图Ⅰ -4 图Ⅰ-2
第28届全国中学生物理竞赛决赛试题 一、(15分)在竖直面将一半圆形光滑导轨固定在A 、B 两点,导轨直径AB =2R ,AB 与竖直方向间的夹角为60°,在导轨上套一质量为m 的光滑小圆环,一劲度系数为k 的轻而细的光滑弹性绳穿过圆环,其两端系与A 、B 两点,如 图28决—1所示。当圆环位于A 点正下方C 点时,弹性绳刚好为原长。现将圆环从C 点无初速度释放,圆环在时刻t 运动到C'点,C'O 与半径OB 的夹角为θ,重力加速度为g .试求分别对下述两种情形,求导轨对圆环的作用力的大小:(1) θ=90°(2)θ=30° 二、(15分)如图28决—2所示,在水平地面上有一质量为M 、长度为L 的小车,车两端靠近底部处分别固定两个弹簧,两弹簧位于同一直线上,其原长分别为l 1和 l 2,劲度系数分别为k 1和k 2;两弹簧的另一端分别放着 一质量为m 1、m 2的小球,弹簧与小球都不相连。开始时,小球1压缩弹簧1并保持整个系统处于静止状态,小球2被锁定在车底板上,小球2与小车右端的距离等于弹簧2的原长。现无初速释放小球1,当弹簧1的长度等于其原长时,立即解除对小球2的锁定;小球1与小球2碰撞后合为一体,碰撞时间极短。已知所有解除都是光滑的;从释放小球1到弹簧2达到最大压缩量时,小车移动力距离l 3.试求开始时弹簧1的长度l 和后来弹簧2所达到的最大压缩量Δl 2 . 图28决—2
三、(20分)某空间站A 绕地球作圆周运动,轨道半径为 r A =6.73×106m.一人造地球卫星B 在同一轨道平面作圆周运 动,轨道半径为r B =3r A /2,A 和B 均沿逆时针方向运行。现从空间站上发射一飞船(对空间站无反冲)前去回收该卫星, 为了节省燃料,除了短暂的加速或减速变轨过程外,飞船在往返过程中均采用同样形状的逆时针椭圆转移轨道,作无动力飞行。往返两过程的椭圆轨道均位于空间站和卫星的圆轨道平面,且近地点和远地点都分别位于空间站和卫星的轨道上,如图28决—3所示。已知地球半径为R e =6.38×106m ,地球表面重力加速度为g =9.80m/s 2.试求: (1)飞船离开空间站A 进入椭圆转移轨道所必须的速度增量Δv A ,若飞船在远地点恰好与卫星B 相遇,为了实现无相对运动的捕获,飞船所需的速度增量Δv B . (2)按上述方式回收卫星,飞船从发射到返回空间站至少需要的时间,空间站 A 至少需要绕地球转过的角度。 图28决—3
2014年第二十四届初中应用物理竞赛(巨人杯)试题 一、本题共10小题,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.汽车的观后镜是用来观察车后路面情况的装置,一般 为凸面镜。正常情况下,坐在驾驶员位置的人通过左侧 观后镜应该看见如图1甲所示的效果。在某次准备驾车 外出前,坐在驾驶员位置的王师傅发现,从左侧观后镜 中看到的是如图1乙所示的情景。为确保行驶安全,左 侧观后镜的镜面应适当完成图2中的哪种操作() 2.“元旦文艺会演”时,物理老师和电工师傅合作给同学们表 演了一个“不怕电”的节目(注意:因该节目有危险,同学们 切勿模仿)。首先电工师傅将两根导线的接头A、B分别连接到 一标有“PZ220 100”的灯泡(如图3甲所示)的接线柱C、 D上,闭合开关,灯泡正常发光。随后,电工师傅断开开关取 下灯泡,物理老师站到干燥的木凳上,左、手两手分别抓住两 导线接头A、B(如图3乙所示),此时电工师傅闭合开关,用 测电笔分别测试导线接头A、B及物理老师的皮肤,发现测电 笔的氖管均发光,而在这一过程中,物理老师依然谈笑自如。 对以上现象的解释,你认为下列说法中正确的是() A.物理老师有“特异功能”,确实不怕电 B.物理老师的双手戴着绝缘手套 C.在人、灯替换的过程中,电源的零线被断开了 D.在人、灯替换的过程中,电源的火线被断开了 3.图4甲为一把手工的锯条,图4乙为正对着锯齿看的效 果,发现它的锯齿都“东倒西歪”的侧向两侧,而不在一 个平面上。其原因是() A.将锯齿做成这样的形状后,容易将锯齿打磨得更锋利 B.将锯齿做成这样的形状后,锯条承受撞击能力更强 C.锯条用得太久,锯齿被撞歪了 D.将锯齿做成这样的形状后,可以使锯口加宽,减小被锯物体对锯条的摩擦力 4.“嫦娥三号”探测器在月球表面降落时,没有使用降落伞,是因为() A.月球表面非常松软,不需要使用降落伞减速 B.距离月球表面太近,用降落伞来不及减速 C.月球表面附近没有大气,降落伞无法起到减速的作用 D.“嫦娥三号”质量太大,不易制作足够大的降落伞
初中物理竞赛试题 第I卷(选择题) 一、单选题 1.某一物体做变速直线运动,总路程为12m,已知它在前一半路程的速度为4m/s,后一半路程的速度为6m/s,那么它在整个路程中的平均速度是() A. 4m/s B. 4.8m/s C. 5m/s D. 6m/s 2.小梅帮妈妈做饭时,把一个质量为l00g的土豆放进盛满水的盆里,有90g水溢出,则() A. 土豆会浮在水面上 B. 土豆会沉入盆底 C. 土豆会悬浮在水中 D. 无法判断 3.将一小石块和小木块抛入一杯水中,结果发现木块浮在水面上,而石块却沉入水中,就此现象,下列分析正确的是() A. 木块受到浮力,石块不受浮力 B. 石块沉入水中,所受浮力小于自身的重力 C. 木块受到的浮力一定大于石块所受的浮力 D. 木块浮在水面上,所受浮力大于自身的重力 4.如下图甲所示,将一挂在弹簧秤下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,图乙中能正确反应弹簧秤示数F和圆柱体下表面到水面的距离h关系的图像是() A. B. C. D. 5.如图所示,将一长方体木块放入水平放置的圆柱形盛水容器中静止时,木块有1/4的体积露出水面,这时容器底部受到水的压强跟木块未放入水中时相比,增大了150P a;若在木块上放一块铁块,使木块刚好全部压入水中,且木块没接触容器底部。 A. 木块的密度为0.4g/ cm3 B. 则铁块的重力与木块重力之比是1:4 C. 则铁块的重力与木块重力之比是1:5 D. 这时容器底部所受水的压强跟木块未放入水中时相比,增加了200Pa
第II卷(非选择题) 请点击修改第II卷的文字说明 二、实验题 6.如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。 (1)小华将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮,在线的两端挂上钩码,使作用在小卡片上的两个拉力方向__________,并通过调整_____________来改变拉力的大小。 (2)当小卡片平衡时,小华将小卡片转过一个角度,松手后小卡片_________(能/不能)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究二力平衡时,两个力必须满足___________________的条件。 (3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡,小华下一步的操作是将卡片_____________。 (4)在探究同一问题时,小明将木块放在水平桌面上,设计了如图乙所示的实验,同学们认为小华的实验优于小明的实验,其主要原因是能减少木块受到的_____________对实验的影响。 (5)小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态,那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢?小明提出了自己的实验方案:用弹簧测力计拉着钩码在________ (水平方向/竖直方向/任意方向)做匀速直线运动,根据观察到弹簧测力计的读数________________的现象,可以得出结论:物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态。 7.如图是探究“阻力对物体运动的影响”的过程。 (1)根据图中情景可以判断以下说法正确的是____。 A.①是假设,②③是实验事实,④是实验推论 B.①②③④都是实验事实 C.①②是实验事实,③④是实验推论 D.①②③是实验事实,④是实验推论 (2)每次让小车从斜面同一高度由静止滑下,目的是_____________________;记下小车最终停在水平面上的位置。可知小车受到的阻力越小,小车运动的路程越______。(3)其中运动的小车在木板上最终停下来,是因为小车在水平方向上受________。8.实验中学物理课外实验小组,为了探究物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情况,进行了如下的实验:将一挂在弹簧测力计下的圆柱型金属体(高度为10cm)缓慢浸入水中(水足够深),从圆柱体接触水面至接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F.实验数据如下表.
第34届全国中学生物理竞赛决赛理论考试试题(2017) 一、(35分)如图,质量分别为 、 的小球 、 放置在光滑绝缘水平面上,两球之间用一原长为 , 劲度系数为 .的绝缘轻弹簧连接. (1) 时,弹簧处于原长,小球 有一沿两球连线向右的初速度 ,小球 静止.若运动过程中弹簧始终处于弹性形变范围内,求两球在任一时刻 的速度. (2)若让两小球带等量同号电荷,系统平衡时弹簧长度为 ,记静电力常量为 .求小球所带电荷量和两球与弹簧构成的系统做微振动的频率(极化电荷的影响可忽略). 二、(35分)双星系统是一类重要的天文观测对象.假设某两星体均可视为质点,其质量分别为 和 ,一 起围绕它们的质心做圆周运动,构成一双星系统,观 测到该系统的转动周期为 .在某一时刻, 星突然 发生爆炸而失去质量 .假设爆炸是瞬时的、相对 于 星是各向同性的,因而爆炸后 星的残余体 星的瞬间速度与爆炸前瞬间 星 的速度相同,且爆炸过程和抛射物质 都对 星没 有影响.已知引力常量为 ,不考虑相对论效应. (1)求爆炸前 星和 星之间的距离 ; (2)若爆炸后 星和 星仍然做周期运动,求该运动的周期 ; (3)若爆炸后 星和 星最终能永远分开,求 和 三者应满足的条件. 三、(35分)熟练的荡秋千的人能够通过在秋千板上适时站起和蹲下使秋千越荡越高.一质量 为 的人荡一架底板和摆杆均为刚性的秋千, 底板和摆杆的质量均可忽略,假定人的质量集 中在其质心.人在秋千上每次完全站起时起质 心距悬点 的距离为 ,完全蹲下时此距离变为 .实际上,人在秋千上站起和蹲下过程都是在一段时间内完成的.作为一个简单的模型,假设人在第一个最高点 点从完全站立的姿 势迅速完全下蹲,然后荡至最低点 , 与 的高度差为 ;随后他在 点迅速完全站l 0 a b 爆炸前瞬间 爆炸后瞬间
2014年全国初中物理竞赛试题及答案
2014年第二十四届初中应用物理竞赛试题 试卷总分:120分时间:120分钟 启用前----绝密 一、本题共10小题,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.汽车的观后镜是用来观察车后 路面情况的装置,一般为凸面 镜。正常情况下,坐在驾驶 员位置的人通过左侧观后镜应该看见如图1甲 所示的效果。在某次准备驾车外出前,坐在驾驶员位置的王师傅发现,从左侧观后镜中看到的是如图1乙所示的情景。为确保行驶安全,左侧观后镜的镜面应适当完成图2中的哪种操作 0 0 &鬥 比佝外卑转m 向内庭转 c.向拆庭转m 向F庭转 阻2 2.“元旦文艺会演”时,物理老师和电工师傅合 作给同学们表演了一个“不怕电” 的节目(注意:因该节目有危险,同学们切勿模
仿)。首先电工师傅将两根导线的接头A、B分别连接到一标有“ PZ220 100”的灯泡(如图3 甲所示)的接线柱C、D上,闭合开关,灯泡正常发光。随后,电工师傅断开开关取下灯泡,物理老师站到干燥的木凳上,左、手两手分别抓住两导线接头A、B (如图3乙所示),此时电工师傅闭合开关,用测电笔分别测试导线接头A、B 及物理老师的皮肤,发现测电笔的氖管均发光,而在这一过程中,物理老师依然谈笑自如。对以上现象的解释,你认为下列说法中正确的是() A ?物理老师有“特异功能”,确实不怕电 B.物理老师的双手戴着绝缘手套 C .在人、灯替换的过程中,电源的零线被断开了 D .在人、灯替换的过程中,电源的火线被断开了单空 3?图4甲为一把手工的锯条,图4乙紬 为正对着锯齿看的效果,发现它的锯齿都“东倒西歪”的侧向两侧,而不在一个平面上。其原因是()
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()
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
1.宇宙飞船进入预定轨道并关闭发动机后,在太空运行,在这飞船中用天平测物体的质量,结果是() A.和在地球上测得的质量一样大B比在地球上测得的大C比在地球上测得的小D测不出物体的质量 2.秋高气爽的夜里,当我仰望天空时会觉得星光闪烁不定,这主要是因为:() A.星星在运动B地球在绕太阳公转C地球在自转D大气的密度分布不稳定,星光经过大气层后,折射光的方向随大气密度的变化而变化 3.1999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,使用了一种石墨炸弹,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,赞成电厂停电。这种炸弹的破坏方式主要是:() A.炸塌厂房B炸毁发电机C使设备短路D切断输电线 4.小刚家中的几盏电灯突然全部熄灭了,检查保险丝发现并未烧断,用测电笔测试各处电路时,氖管都发光。他对故障作了下列四种判断,其中正确的是:() A.灯泡全部都烧坏B进户零线断路C室内线路发生短路D进户火线断路 5.下列物体都能导热,其中导热本领的是:() A.铁管B铝管C铜管D热管 6.室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味,使用时用脚踩踏板,桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图可确定:()
A桶中只有一个杠杆在起作用,且为省力杠杆B桶中只有一个杠杆在起作用,且为费力杠杆C桶中有两个杠杆在起作用,用都是省力杠杆D桶中有两个杠杆在起作用,一个是省力杠杆,一个是费力杠杆 7.小明拿着一个直径比较大的放大镜伸直执行手臂观看远处的物体,可以看到物体的像,下面说法中正确的是:() A.射入眼中的光一定是由像发出的B像一定是虚像C像一定是倒立的D像一定是放大的 8.生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子,用来增加进入镜筒的光强。如果小镜子的镜面可以选择,在生物课上使用时,效果的是:() A.凹型镜面B凸型镜面C平面镜面D乳白平面 9.小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条线悬挂起来,使它平衡并呈水平状态,悬线系住磁体的位置应在:() A.磁体的重心处B磁体的某一磁极处C磁体重心的北侧D磁体重心的南侧 10.小红家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器,上面写着下表中的一些数据,在以下几种说法中,正确的是:() A.漏电电流大于30mA,保护器会在0.1秒之内切断电源 B.漏电持续时间超过0.1秒时保护器才能动作 C.当漏电电流达到15mA时就能起到可靠的保护作用 D.只有当进户电压大于220V或用电电流大于20A 时,才能起保护作用