第三届全国学生物理竞赛预赛试题
第三届全国中学生物理竞赛预赛试题
姓名 成绩
1．木星的公转周期约为12年。设地球至太阳的距离为1单位（称为1天文单位），则木星至太阳的距离为 天文单位。
2．把托在手掌中的物体沿竖直方向向上抛出，在物体脱离手掌的瞬间，手掌的运动方向应是 ；手掌的加速度的方向应是 ，大小应是 。
3．如图3-1所示，一质量为m 的物体位于一质量可忽略的直立
弹簧上方h 高度处，该物块从静止开始落向弹簧。设弹簧的倔强
系数为k ，则物块可能获得的最大动能为 。
4．网球拍以速度v 1击中以速度v 0飞来的网球，被击回的网球的最大速率为 。 （以上所有的速率都是相对于地面）
5．质量为m 的小木块，停放在水平地面上，它与地面间的静摩擦系数为μ。一人想用最小的作用力F 使木块移动，则此最小力F 的大小为 。
6．一火车沿直线轨道从静止出发由A 地驶向B 地，并停止在B 地。A 、B 两地相距s 。火车作加速运动时，其加速度最大为a 1；作减速运动时，其加速度的绝对值最大为a 2。由此可以判断出该火车由A 到B 所需的最短时间 。
7．已知氢原子n=1能级的能量为-13.6电子伏，氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时所发射的光谱线为 色。
8．一物体沿x 轴在A x -=和A x =的区间内作简谐振动，对此物体作随机观察。则该物体出现在微小间隔a x ≤≤0中的几率是 。
9．图3-2中所示为一两臂内径相同的U 形管，其
中盛有乙醚。两臂中各有一活塞与液面紧密接触起
始时两活塞在同一水平面上，现将两活塞同时十分
缓慢的上提，左右臂活塞提高的距离分别为h 和2h ，
然后将两活塞固定，两臂中液面的高度差
为 。
图3-1 图
3-2
10．设一氢气球可自由膨胀以保持球内外的压强相等，则随着气球的不断升高，因大气压强随高度而减小，气球将不断膨胀。如果氢气与大气皆可视为理想其他，大气的温度、平均摩尔质量以及重力加速度随高度的变化皆可忽略，则气球在上升过程中所受的浮力将 。
11．一直立的不传热的刚性封闭圆筒，高度为2h ，被一水平透热
隔板C 分成体积皆为V 的A 、B 两部分，如图3-3，A 中充有一
摩尔较轻的理想气体，其密度为ρA 。B 中充有一摩尔较重的理想
气体，其密度为ρB 。现将隔板抽开，上A 、B 两部分的气体在短
时间内均匀混合。若A 、B 中气体的定容摩尔热容量（一摩尔的
气体在体积不变的条件下温度升高1K 所吸收的热量），则两部分
气体完全混合后的温度T 2与混合前的温度T 1之差
为 。
12．两个形状相同、相距很远的金属小球A 和B ，带有等量同号电荷，它们之间的库仑作用力为F 。现用一带有绝缘手柄的不带电的金属小球C 与小球A 接触，小球C 的大小与A 、B 完全相同。C 与A 接触后再去和B 接触，最后将C 移走。此时A 、B 之间的库仑作用力是 。
13．图3-4中所示为一具有金属罩壳的金箔验电器。
A 为金属小球，
B 为金属杆，
C 为金箔，
D 为金属罩
壳。验电器放在绝缘板S 上，现将一定量的正电荷移
至小球A 上，于是两金箔
将 。
然后用一具有绝缘柄的金属叉将小球A 与金属罩壳D
相连，则两金箔
将 ；最后
移去金属叉，再用手指触及小球A ，此时二金箔又
将
。
图3-3 A B C 图
3-4
14．用N 个相同的电池串联成的电池组对一电容器充电。第一种充电方式是：将此电容器与一电阻串联后，接在N 个串联电池的两端。第二种充电方式是：将此电容器与同一电阻串联后，先用一个电池充电，接着改为用两个串联电池继续充电，再改为用三个串联电池继续充电，……，最后改为用N 个串联电池继续充电。这两种充电方式的电能损失是否相同？若不同，则那种方式损失的电能多？答： 。
15．太阳光通过一个三角形的小孔射在观察屏上，在改变屏到小孔的距离的过程中。
（1）屏上能否出现三角形的光斑？若能，出现这种光斑的条件是什么？若不能，其理由是什么？答： 。
（2）在屏上能否出现圆形的光斑？若能，出现这种形状光斑的条件是什么？若不能，理由是什么？答： 。
16．物体沿主轴向凹镜移动，当移至焦点以内时，无论把屏放在什么位置，屏上都得不到物体的象，但是镜前的观察者可以看到镜后有正立的象，象的尺度比物体大。物体越靠近凹镜，象比物体大得越 。
17．虹和霓是太阳光射入太气中的水珠时经折射、反射和色散产生的光学现象。虹的外圈是红色的，内圈是紫色的，霓的外圈是紫色的，内圈是红色的。虹是太阳光在水珠中经过 次折射和 次全反射形成的。霓是太阳光在水珠中经 次折射和 次全反射形成的。 18．1961年有人从高度H=22.5米的大楼上向地面发射频率为ν0的γ光子，并在地面测量接受到的γ光子的频率ν，测得的ν与ν0不同，与理论预计一致。试从理论上求出
00ννν-的值。答：0
0ννν-= 。 19．如图3-5所示，一束平行白光沿x 方向通过屏P 上小孔C 后，射向玻璃立方体A 。设A 的折射率在y 方向上随着y 值的增加而线性增大；但在与y 轴垂直的平面内均匀的。从A 射出的光线经过折射率均匀的玻璃三棱镜B 后，照到与x 轴垂直的观察屏（毛玻璃）E 上。试在右图中定性的画出所看到的E 上的图象。
图
3-5
大学生物理竞赛规则
附件3 2014年第一届河北省大学生物理竞赛（实验部分）规则 参照国际青年物理学家锦标赛（IYPT）规则，本项竞赛以普通话为工作语言，以抽签分组、团队辩论的方式进行。赛前通过抽签分组，每支队伍均参加11月29日上午的对抗赛，每轮对抗赛由三支或四支队伍参赛。最后，依据各队竞赛成绩进行排名（见附件4），前10名进入下午的决赛。 每一轮对抗赛分为三个或四个阶段，若有三支队伍参赛，这三支参赛队在不同的阶段扮演三种不同角色，即：正方、反方和评论方,进行三个阶段的比赛。若有四支队伍参加，则这四支参赛队扮演四种不同角色，即：正方、反方、评论方和观摩方,进行四个阶段的比赛。每一轮对抗赛中角色的转换顺序如下： 三支队伍参加比赛 四支队伍参加比赛
每一阶段比赛定时50分钟，具体流程如下： 对抗赛中对不同角色的要求： 正方就某一问题做陈述时，要求重点突出，包括实验设计、实验结果、理论分析以及讨论和结论等。 反方就正方陈述中的弱点或者谬误提出质疑，总结正方报告的优点与缺点。但是，反方的提问内容不得包括自己对问题的解答，只能讨论正方的解答。 评论方对正反方的陈述给出简短评述。 观摩方不发表意见。 在每一阶段的比赛中，每支队伍只能由一人主控报告，其他队员只能做协助工作，可以和主控队员交流,但不能替代主控队员进行陈述。在每一轮对抗赛中每个队员最多只能作为主控队员出场两次。 作为正方，在一支队伍的全部比赛中，每个队员作为主控队员进行陈述次数不能超过三次。 题目挑战和拒绝规则：
在同一轮对抗赛中，题目不能相同。反方可以向正方挑战任何一道题目，正方可以拒绝一次而不被扣分，拒绝两次，将不计名次，不参与评奖。 成绩 在一轮对抗赛中，每一次阶段赛过后，每位裁判就各队承担的角色表现打分，分数为1 至10 分的整数分数，裁判组的平均分数作为该阶段赛的成绩（角色成绩），计算参赛队的一轮比赛成绩时，不同角色的加权系数不同：正方：× 3.0； 反方：× 2.0 评论方：×1.0 各参赛队在一轮对抗赛中的成绩为各阶段赛成绩的加权总和，并把结果四舍五入保留一位小数。各参赛队的总成绩为该队在所有对抗赛中取得的成绩总和。以参赛总成绩进行排名。 2014年第一届河北省大学生物理竞赛组委会 2014年10月14日
湖南省大学生物理竞赛试卷及答案
湖南省第4届大学生物理竞赛试卷 2０11年5月14日 时间：１50分钟 满分１20分 一、 选择题 （每题3分,共１8分) １.设某种气体的分子速率分布函数为)(v f ，则速率在1v ~2v 内的分子的平均速率为（ )。 (A) ?21 )(v v v d v vf ； (B ） ?2 1 )(v v v d v f v ； (C ） ? ?2 1 2 1 )()(v v v v v d v f v d v vf ; (D) ? ?∞ )()(2 1 v d v f v d v f v v 。 ２. 如图所示带负电的粒子束垂直地射入两磁铁之间的水平磁场,则( )。 （A ） 粒子向N 极移动； (B ） 粒子向S 极移动; (C ） 粒子向下偏转; (D) 粒子向上偏转。 3.如图所示,一个带电量为 q 的点电荷位于立方体的 A 角上,则通过侧面 abcd 的电场强度通量等于（ )。 A 、 06εq ； B 、012εq ; C 、 024εq ； D 、0 48εq 。 4. 如图a 所示， 一光学平板玻璃 Ａ 与待测元件 Ｂ 之间形成空气劈尖，用波长 nm 500=λ 的单色光垂直照射，看到的反射光的干涉条纹如图b 所示,有些条纹弯曲部分的顶点恰好于其右边条纹的直线部分的切线相切,则工件的上表面缺陷是 ( ) 。 （A ） 不平处为凸起纹，最大高度为nm 500; （B ） 不平处为凸起纹,最大高度为nm 250； A q c b d a
（C ） 不平处为凹槽,最大高度为nm 500； （D ） 不平处为凹槽,最大高度为nm 250。 5. 在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射,在反射光中看到干涉条纹,则在接触点Ｐ处形成的圆斑为( ) 。 （A) 全明; (Ｂ) 全暗; （C) 右半部明，左半部暗; (D) 右半部暗,左半部明。 6. 已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为： a x a x 23cos 1)(πψ?= )(a x a ≤≤- 那么粒子在6/5a x =处出现的几率密度为（ ）。 (Ａ) )2/(1a ； (Ｂ） a /1 ； (C) a 2/1 ； (D) a /1 。 二、填空题(每题3分，共2１分) 1. 一匀质细杆长为l ，质量为m ,杆两端用线吊起,保持水平,现有一条线突然断开,则断开瞬间另一条线的张力为 。 2． 图示两条曲线分别表示氦、氧两种气体在相同温度T 时分子按速率的分布,其中曲线 1 表示 _ _气分子的速率分布曲线,曲线 2 表示 ＿＿ _ 气分子的速率分布曲线。 3． 一氧气瓶的容积为V ,充入氧气的压强为1P ,用了一段时间后压强降为2P ,则瓶中剩下的氧气的内能与未用前氧气的内能之比为 。 v f(v) 1 2 I a l V A B
2018年第35届全国中学生物理竞赛预赛试卷(纯WORD版)
2018年第35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.居里夫人发现了元素钋(Po),其衰变的核反应方程式为206 082a c e b d b f P P αγ→++,其中,a 、b 、 c 、 d 、 e 、 f 的值依次为[ ] A.211、84、4、2、1、0 B.210、84、4、2、0、0 C.207、84、1、1、0、1 D.207、83、1、1、0、0 2.如图,一劲度系数为k 的轻弹簧上端固定在天花板上,下端连接一质量为 m 的小球,以小球的平衡位置O 作为坐标原点,x 轴正方向朝下。若取坐标 原点为系统势能的零点,则当小球位于坐标为x 0的位置时,系统的总势能 为[ ] A.20012kx mgx - B. 2001()2mg k x mgx k +- C.201()2mg k x k + D.2012kx 3.库伦扭摆装置如图所示,在细银丝下悬挂一根绝缘棒,棒水平静止;棒的 两端各固定一相同的金属小球a 和b,另一相同的金属小球c 固定在插入 的竖直杆上,三个小球位于同一水平圆周上,圆心银丝为棒的悬点O 。细 银丝自然悬挂时,a 、c 球对0点的张角α=4°。现在使a 和c 带相同电 荷,库伦力使细银丝扭转,张角a 增大,反向转动细银丝上端的旋钮可使张 角a 变小;若将旋钮缓慢反向转过角度β=30°,可使小球a 最终回到原来 位置,这时细银丝的扭力矩与球a 所受球c 的静电力的力矩平衡。设细 银丝的扭转回复力矩与银丝的转角B 成正比。为使最后a 、c 对0点的 张角α=2°,旋钮相对于原自然状态反向转过的角度应为[ ] A.β=45° B.β=60° C.β=90° D.β=120°
第35届全国中学生物理竞赛决赛试题(word版)
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。
2018年第35届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题
2018年第35届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题 2018年9月22日 一，（40分）假设地球是一个质量分布各向同性的球体。从地球上空离地面高度为h 的空间站发射一个小物体，该物体相对于地球以某一初速度运动，初速度方向与其到地心的连线垂直。已知地球半径为R ，质量为M ，引力常量为G 。地球自转及地球大气的影响可忽略。 （1）若该物体能绕地球做周期运动，其初速度的大小应满足什么条件？ （2）若该物体的初速度大小为v 0，且能落到地面，求其落地时速度的大小和方向（即速度与其水平分量之间的夹角），以及它从开始发射直至落地所需的时间。 已知对于2040c b ac ， 有 322()b C c =-+- ，式中 C 为积分常数。
二，（40分）如图，一劲度系数为k的轻弹簧左端固定，右端连一质量为m的小球，弹簧水平水平，它处于自然状态时小球位于坐标原点O；小球课在水平地面上滑动，它与地面之间的摩擦因数为 。初始时小球速度为0，将此时弹簧相对于其原长的伸长记为-A0（A0>0但是它并不是已知量）。重力加速度大小为g，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 （1）如果小球至多只能向右运动，求小球最终静止的位置，和此种情形下A0应满足的条件； （2）如果小球完成第一次向右运动至原点右边后，至多只能向左运动，求小球最终静止的位置，和此种情形下A0应满足的条件； （3）如果小球只能完成n次往返运动（向右经过原点，然后向左经过原点，算1 次往返） （4）如果小球只能完成n次往返运动，求小球从开始运动直至最终静止的过程中运动的总路程。
三、（40 分）如图，一质量为M 、长为l 的匀质细杆AB 自由悬挂于通过坐标原点O 点的水平光滑转轴上（此时，杆的上端A 未在图中标出，可视为与O 点重合），杆可绕通过O 点的轴在竖直平面（即 x -y 平面， x 轴正方向水平向右）内转动；O 点相对于地面足够高，初始时杆自然下垂；一质量为m 的弹丸以大小为v 0 的水平速度撞击杆的打击中心（打击过程中轴对杆的水平作用力为零）并很快嵌入杆中。在杆转半圈至竖直状态时立即撤除转轴。重力加速度大小为 g 。 （1）求杆的打击中心到O 点的距离； （2）求撤除转轴前，杆被撞击后转过θ （0θ π<< ）角时转轴对杆的作用力 （3）以撤除转轴的瞬间为计时零点，求撤除转轴后直至杆着地前，杆端 B 的位置随时间t 变化的表达 式 ()B x t 和 ()B y t ； （4）求在撤除转轴后，杆再转半圈时O 、B 两点的高度差。
全国大学生物理竞赛25届
考场 姓名 准考证号 所在学校 *****************************密******************封*******************线**************************** 考生类别 第25届全国部分地区大学生物理竞赛试卷 北京物理学会编印 2008.12.14 北京物理学会对本试卷享有版权，未经允许，不得翻印出版或发生商业行为，违者必究。 一 二 题号 1 ~ 12 13 14 15 16 分数 阅卷人 三 题号 17 18 19 总分 分数 阅卷人 答题说明：前16题是必做题，满分是100分；文管组和农林医组只做必做题；非物理B 组限做17题，满分110分；非物理A 组限做17、18题，满分120分；物理组限做17、19题，满分120分。请同学们自觉填上与准考证上一致的考生类别，若两者不符，按废卷处理，请各组考生按上述要求做题，多做者不加分，少做者按规定扣分。 一、填空题（必做，共12题，每题2空，每空2分，共48分） 1. 沿x 轴运动的质点，速度υ = αx ，α > 0。t = 0时刻，质点位于x 0 > 0处，而后的运动过程中， 质点加速度与所到位置 x 之间的函数关系为a = ，加速度与时刻t 之间的函数 关系为a = 。 2. 质量可忽略的圆台形薄壁容器内，盛满均匀液体。 容器按图1所示方式平放在水平地面上时，因液体重力而使容器底面所受压强记为P 1，地面给容 器底板向上的支持力记为N 1；容器按图2所示方式放置时，相应的力学参数记为P 2、N 2。那么，必定有P 1 P 2，N 1 N 2。（分别选填“小于”、“等于”或“大于”。） 图2 3. 在一车厢内，有图示的水平桌面、质量分别为m A 和m B 的物块A 和 B 、轻绳和质量可忽略的滑轮装置。（1）设系统处处无摩擦，车厢具有竖直向上的匀加速度a 0，则物块B 相对车厢竖直向下的加速度a = 。（2）设B 与水平桌子侧面间的摩擦因
物竞复赛35届试卷(2018.09.22)
第35 届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题 2018 年9 月22 日 说明：所有解答必须写在答题纸上，写在试题纸上的无效。 一、（40 分）假设地球是一个质量分布各向同性的球体。从地球上空离地面高度为h的空间站发射一个小物体，该物体相对于地球以某一初速度运动，初速度方向与其到地心的连线垂直。已知地球半径为R，质量为M ，引力常量为G。地球自转及地球大气的影响可忽略。 （1）若该物体能绕地球做周期运动，其初速度的大小应满足什么条件？ （2）若该物体的初速度大小为v0 ，且能落到地面，求其落地时速度的大小和方向（即速度与其水平分量之间的夹角）、以及它从开始发射直至落地所需的时间。 已知：对于c< 0 ，240 b ac ?=?>，有 3/2 2() b C c c? 式中C为积分常数。
二、（40 分）如图，一劲度系数为k的轻弹簧左端固定，右端连一质量为m的小球；弹簧水平，它处于自然状态时t=0小球位于坐标原点O；小球可在水平地面上滑动，它与地面之间的动摩擦因数为 。初始时小球速度为零，将此时弹簧相对于其原长的伸长记为-A0 （A0 > 0，但A0 并不是已知量）。重力加速度大小为g，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)如果小球至多只能向右运动，求小球最终静止的位置，和此种情形下A0 应满足的条件； (2)如果小球完成第一次向右运动至原点右边后，至多只能向左运动，求小球最终静止的位置，和此种情形下A0 应满足的条件； (3)如果小球只能完成n次往返运动（向右经过原点，然后向左经过原点，算 1 次往返），求小球最终静止的位置，和此种情形下A0 应满足的条件； (4)如果小球只能完成n 次往返运动，求小球从开始运动直至最终静止的过程中运动的总路程。
湖南省大学生物理竞赛试卷及答案
湖南省第4届大学生物理竞赛试卷 2011年5月14日 时间：150分钟 满分120分 一、 选择题 (每题3分，共18分) 1.设某种气体的分子速率分布函数为)(v f ，则速率在1v ～2v 内的分子的平均速率为（ ）。 (A) ?21 )(v v v d v vf ； (B) ?2 1 )(v v v d v f v ； (C) ? ?2 1 2 1 )()(v v v v v d v f v d v vf ； (D) ? ?∞ )()(2 1 v d v f v d v f v v 。 2. 如图所示带负电的粒子束垂直地射入两磁铁之间的水平磁场，则( )。 (A) 粒子向N 极移动； (B) 粒子向S 极移动； (C) 粒子向下偏转； (D) 粒子向上偏转。 3.如图所示，一个带电量为 q 的点电荷位于立方体的 A 角上，则通过侧面 abcd 的电场强度通量等于（ ）。 A 、 06εq ； B 、012εq ； C 、 024εq ； D 、0 48εq 。 4. 如图a 所示, 一光学平板玻璃 A 与待测元件 B 之间形成空气劈尖，用波长 nm 500=λ 的单色光垂直照射，看到的反射光的干涉条纹如图b 所示，有些条纹弯曲部分的顶点恰好于其右边条纹的直线部分的切线相切，则工件的上表面缺陷是 ( ) 。 （A ） 不平处为凸起纹，最大高度为nm 500； （B ） 不平处为凸起纹，最大高度为nm 250； A q c b d a
（C ） 不平处为凹槽，最大高度为nm 500； （D ） 不平处为凹槽，最大高度为nm 250。 5. 在图示三种透明材料构成的牛顿环装置中，用单色光垂直照射，在反射光中看到干涉条纹，则在接触点P 处形成的圆斑为( ) 。 (A) 全明； (B) 全暗； (C) 右半部明，左半部暗； (D) 右半部暗，左半部明。 6. 已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为： a x a x 23cos 1)(πψ?= )(a x a ≤≤- 那么粒子在6/5a x =处出现的几率密度为（ ）。 (A) )2/(1a ； (B) a /1 ； (C) a 2/1 ； (D) a /1 。 二、填空题(每题3分，共21分) 1. 一匀质细杆长为l ，质量为m ，杆两端用线吊起，保持水平，现有一条线突然断开，则断开瞬间另一条线的张力为 。 2. 图示两条曲线分别表示氦、氧两种气体在相同温度T 时分子按速率的分布，其中曲线 1 表示 _ _气分子的速率分布曲线，曲线 2 表示 __ _ 气分子的速率分布曲线。 3. 一氧气瓶的容积为V ，充入氧气的压强为1P ，用了一段时间后压强降为2P ，则瓶中剩下的氧气的内能与未用前氧气的内能之比为 。 4. 长直导线中通有电流 I ，长L 的金属棒AB 以速度V 平行于 v f(v) 1 2 I a l V A B
第35届全国中学生物理竞赛预赛试卷及参考解答
第35届全国中学生物理竞赛预赛试卷及参考答案 本卷共16题，满分200分。 一、选择題，本题共5小题，每小题6分。在毎小题给出的4个选项中，有的小题只有一项符合題意，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題后面的方括号内全部，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.居里夫人发现了元家钋（Po), 其衰变的核反应方程式为→+其中，a、b、 c、d、e、f的值依次为 A. 211、84、4、2、1、0 B. 210、84、4、2、0、0 C. 207、84、1、1、0、1 D. 207、83、1、1、0、0 2.如图，一劲度系数为K的轻弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质 量为m 的小球，以小球的平衡位置O作为坐标原点，X轴正方向朝下。 若取坐标原点为系统势能的零点，则当小球位于坐标为X0的位置时，系 统的总势能为 A. -mg B. C. D. 3.库伦扭摆装置如图所示，在细银丝下悬挂一根绝缘棱，捧水平静止；棒 的两端各固定一相同的金厲小球a和b,另一相同的金厲小球c固定在插人的竖直 杆上，三个小球位于同一水平圆周上，圆心为棒的悬点0。细银丝自然悬挂时，a、 c球对o点的张角θ=40。现在使a和c带相同电荷，库伦力使细银丝扭转张角α 增大，反向转动细银丝上端的旋钮可使张角α变小；若将旋钮缓慢反向转过角度 β=300，可使小球a 最终回到原来位置这时细银丝的扭力矩与球a所受球c的静 电力的力矩平衡。设细银丝的扭转回复力矩与银丝的转角β成正比。为使最后a、 c对o点的张角α=20，旋钮相对于原自然状态反向转过的角度应为 A.β=45° B. β=60° C.β=90。 D.β = 1200 4．霍尔传感器的结构如图所示，图中H为一块长方体半导 体薄片，外加磁场的磁感应强度B和外加电流I的方向如相 应箭头所示（B与长方体的前后两个表面及电流I均番直）， 电压表（可判断直流电压的正负）按图中方式与H的上下表 面相连。以下测量方法中，能正确得到霍尔电压的值的是 A．直接读出电压表的示数 B．保持磁场方向不变，改变电流方向（I→－I），求出 改变前后的两次测量值之差的一半 C．保持电流方向不变，改变磁场方向（B→－B），求 出改变前后的两次测量值之差的一半 D．同时改变电流方向和磁场方向（I→-I，B→－B），求出改交前后的两次量值之和的一半 5．图a和图b分别表示某理想气体体系经历的两个循环过程；前者由甲过程（实线）和绝热过程（虚线）组成，后者由乙过程（实线）和等温过程（虚线）组成。下列说法正确的是A．甲、乙两过程均放热B．甲、乙两过 程均吸热 C．甲过程放热，乙过程吸热D．甲过程吸热， 乙过程放热
2015年第32届全国中学生物理竞赛预赛试题及参考答案
第32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115 o 52′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31 o 52′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
湖南大学生物理竞赛试题及答案
省第3届大学生物理竞赛试卷 （2010年4月24日） 时间150分钟 满分120分 一、选择题（每题3分，共12分） 1、真空中波长为λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ，若A ，B 两点相位差为3π，则此路径AB 的光程为 [ ] (A) 1.5λ (B) 1.5n λ (C) 1.5n λ (D) 3λ 2、氢原子中处于2p 状态的电子，描述其量子态的四个量子数(,,,)l s n l m m 可能取的值为 [ ] (A) 1(2,2,1,)2 - (B) 1(2,0,0,)2 (C) 1(2,1,1,)2 -- (D) 1(2,0,1,)2 3、某元素的特征光谱中含有波长分别为1450nm λ=和2750nm λ=（9 110nm m -=）的光 谱线。在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处2λ的谱线的级数将是 [ ] (A) 2,3,4,5…… (B) 2,5,8,11…… (C) 2,4,6,8…… (D) 3,6,9,12…… 4、长为2L 、质量为m 的均匀直棒的两端用绳自天花板竖直吊住，若一端突然剪断，剪断绳的瞬间另一端绳中的力为： [ ] (A) 1 2 mg (B) mg (C) 34 mg (D) 14 mg 二、填空题（每题3分，共18分） 1、电子枪的加速电压4 510U V =?，则电子的速度（考虑相对论效应）__________________，电子的德布罗意波长_______________________。 2、弦上一驻波，其相邻两节点的距离为65cm ，弦的振动频率为230Hz ，则波长为__________，形成驻波的行波的波速为______________。 3、长为L 的铜棒ab 在垂直于匀强磁场B 的平面以角速度ω作逆时针转动，B 垂直于转动平面向里，如图所示。则棒中的动生电动势为______________，a 、b 两端何端电势高_________（填a 或b ）。 4、一均匀带正电的无限长直导线，电荷线密度为λ，其单位长度上总共发出的电场线（E 线）的条数是___________________。 5、用白光垂直照射在厚度为5 410cm -?，折射率为1.5的薄膜表面上，在可见光围，反射 ?? ?
大学物理竞赛题标准版(含答案)
2011年浙江省大学生物理竞赛 理论竞赛卷 考试形式：闭卷，允许带 无存储功能的计算器 入场 考试时间： 2011 年 12 月 10 日 上午8:30~11:30 题序 选择 填空 计1～2 计3～4 计5～6 计7～8 总 分 附加题分 得 分 评卷人 气体摩尔常量 -1 -1 K mol J 31.8??=R 玻尔兹曼常量 -123 K J 1038.1??=-k 真空介电常数 =10-12C 2/(N m 2 ) 真空中光速 c =3108 m/s 普朗克常数h =10-34 J s 基本电荷e = 10-19 C 真空介电常数 0 =10-12C 2 /(N m 2 ) 电子质量m e = 10-31 kg 真空磁导率 =410-7 H/m 真空中光速c =3108 m/s 里德伯常数-1 7 m 10097.1?=R 电子伏特 1eV= 10-19 J 氢原子质量 m = 10-27 kg 维恩位移定律常数b =×10-3 m K 斯忒恩-波尔兹曼常数σ=×10-8 W/m 2K 4 这三项是公式编的，字号偏大。字号改小后：-1 1 -K mol J 31.8??=R ，-1 23 K J 1038.1??=-k ， -1 7 m 10097.1?=R 一、选择题：（单选题，每题3分，共30分） 1．质量为m 的质点在外力作用下，其运动方程为 j t B i t A r ρ ρρ ωωsin cos +=，式中A 、 B 、 都是正的常量．由此可知外力在t =0到t =/(2)这段时间内所作的功为（ ） A ． )(2 1 222B A m +ω B ．)(222B A m +ω C ． )(21222B A m -ω D ．)(2 1 222A B m -ω 2．一座塔高24m ，一质量为75kg 的人从塔底走到塔顶. 已知地球的质量为61024 kg ，从日心参考系观察，地球移动的距离为？（ ）（不考虑地球的转动） A ．12m B ．24m C ． 24 m D ． 22 m 3．边长为l 的正方形薄板，其质量为m ．通过薄板中心并与板面垂直的轴的转动惯量为（ ） 姓名 准考证号__________所在高校__________专业______________ _____________密_________________封_____________线_____________
第1届大学生物理竞赛试题
第一届大学生物理竞赛试题 2008年4月28日 时间：150分钟 满分120分 一、填空题（每空3分，共36分） 1. 一质点作直线运动，加速度为2 sin a A t ωω=，已知0t =时，质点的初始状态为000x v A ω==-，， 则该质点的运动方程为_______________________。 2. 用波长为400－760nm 的白光垂直照射衍射光栅，其衍射光谱的第2级和第3级重叠，则第2级光谱被重叠部分的波长范围为___________________。 3. 一远洋货轮在北冰洋中夜航，发出波长为589.3nm 的脉冲激光束，并用激光探测仪接收前方障碍物的反射光束。若货轮航线的正前方有一漂浮的冰山，该冰山在洋面上的最大高度为10m ，最大宽度为50m 。设探测仪镜头的直径为 1.0cm ，当探测仪恰能显示冰山浮出洋面上的大致轮廓时，货轮距冰山的距离为_________________m 。 4. 如图，A 、B 为两相干波源，相距4m ，波长为1m ，一探测仪由A 点出发沿 x 轴移动，第一次探测到强度极大值时移动的距离为__________m 。 5. 将温度为1T 的1mol 2H 和温度为2T 的1mol He 相混合，在混合过程中与 外界不发生任何能量交换，若这两种气体均可视为理想气体，则达到平衡后混合气体的温度为 ______________。 6. 设高温热源的绝对温度是低温热源的n 倍，则在一个卡诺循环中，气体将把从高温热源吸收热量的__________倍放给低温热源。 7. 中空球形静电高压金属电极球面半径为R ，电势为U ，其表面有一面积为S ?的极小锈孔，则球心处电场强度的大小为__________。 8. 为测定音叉C 的频率，另选取两个频率已知而且和音叉C 频率相近的音叉A 和B ，音叉A 的频率为400Hz ，B 的频率为397Hz 。若使A 和C 同时振动，则每秒种听到声音加强2次；再使B 和C 同时振动，每秒钟可听到声音加强1次，由此可知音叉C 的振动频率为_______Hz 。 9. 在实验室中观察一高速运动粒子，测得其速度为0.8c ，飞行3m 后衰变，则该粒子的固有寿命为____________s 。 10. 在宽度为a 的一维无限深势阱中运动的粒子，当量子数n →∞时，距势阱左壁 4 a 宽度内发现粒子的概率为___________。 11. 厚度为2d 的无限大导体平板，沿与板平行的方向均匀通以电流，电流密度为j ，则板内距对称面为x 处磁感应强度的大小为__________。 12. 实验测得太阳垂直射到地球表面的平均能流密度为321 1.410J m s --? ，已知太阳到地球的平均距离为111.510m ?，则每秒钟太阳因辐射而损失的质量为_________kg 。 二、证明题（每题5分，共10分） 1. 证明：对于一个作圆周运动的微观粒子，4h L θπ ??≥ （其中L 为角动量，θ为角位置）。 2. 证明：在同一P V -图上，一定量理想气体的一条绝热线与一条等温线不能相交于两点。 三、实验题（每题5分，共10分） 注：要求简略地说明实验原理，列出实验仪器并阐明实验方法和步骤。 1. 试设计一个实验，测量太阳的表面温度。 2. 试设计一个实验，确定半导体的类型及载流子浓度。
第30届大同杯物理竞赛初赛试题
上海市第三十届初中物理竞赛（大同中学杯） 初赛试卷 （兼区县物理竞赛试卷） 2016年3月13日上午9:00—10:30 说明： 1、本试卷共分两部分，第一部分为单项选择题，每题3分，共30题，计90分；第二部 分为多项选择题，每题5分，全对得5分，部分选对得2分，选错或不选得0分，共12题，计60分。全 卷满分150分。 2、考试时间为90分钟。 3、考生使用答题纸（卡），把每题的正确选项填在答题纸（卡）相应位置。允许使用计算器，考试完毕后，请将试卷、答题纸（卡）一并交给监考人员。 4.常数g 10N / kg,sin370.6，cos37 0.8 第一部分：单项选择题 1.下列用电器中，利用电流热效应工作的是( ) A.电视机 B.电热毯 C.电风扇 D.电脑 2.目前，很多汽车的驾驶室里都有一个叫做GPS(全球卫星定位系统)接收器的装置，GPS接收器通过接 收卫星发射的导航信号，实现对车辆的精确定位并导航。卫星向GPS接收器传递信息依靠的是 ( ) A.无线电波 B.红外线 C.紫外线 D.激光 3.在如图所示的四种现象中，可用光的反射定律解释的是( ) A.林中光影 B.日食 C.雨后彩虹 D.水中倒影 ) 4.甲、乙两个物体相互接触后不发生热传递，这是因为它们具有相同的 ( A.密度 B.温度 C.体积 D.热量 5.如图所示，水平桌面上叠放着甲、乙两个物体，在拉力F 的作用下，乙、甲以相同的速度沿桌面向右做匀速直线运动，在不考虑空气阻力的情况下，乙物体受到的作用力的个数( ) A.3个 B.4个 C.5个 D.6个 6.如图所示，两板间夹一木块A，向左右两板施加压力F 时，木块A静止，若将压力都增大到2F ，则木 块A所受的摩擦力A.是原来的2倍 ( ) B.是原来的4倍 C.与原来相同 D.无法判断
第2届大学生物理竞赛试题讲解
第2届大学生物理竞赛试卷 （2009年4月25日） 时间150分钟 满分120分 一、填空题（共52分） 1、（4分）人造地球卫星绕地球作圆周运动，由于受到空气摩擦阻力，人造卫星速度____________（填减小或增大或不变），轨道半径________________（填减小或增大或不变）。 2、（4分）面积为S 的接地金属板，距板为d 处有一点电荷q +（q 很小），则板上离点电荷最近处的感应电荷面密度为___________________________。 3、（4分）半圆形载流线圈，半径为R ，电流为I 与B 共面，且直 径与B 夹角为θ。则线圈受的磁力矩大小为 _____________________；方向___________________。 4、（3分）从单一热源吸取热量并将其完全用来对外作功，则[ ]（请选A 或B 并填空） A 、此过程违反热力学第二定律； B 、此过程不违反热力学第二定律，例如_______________过程就是这种情况。 5、（4分）图中MN 为某理想气体的绝热曲线，AB C 是任意过程，箭头表示过程进行的方向，ABC 过程结束后气体的温度_______________（填 增加、减小或不变）；气体所吸收的热量为_______________（填正、负 或零）。 6、（6分）标准声源能发出频率为250.0o Hz ν=的声波，一音叉与该标准声 源同时发声，产生频率为1.5Hz 的拍音，若在音叉的臂上粘上一小块橡皮泥， 则拍频增加，音叉的固有频率ν_________________；将上述音叉置于盛水的玻璃管口，调节管中水面的高度，当管中空气柱高度L 从零连续增加时，发现在0.34L m =和1.03m 时相继产生两次共鸣，由以上数据算得声波在空气中的传播速度_________________________。 7、（5分）一容器内储有1mol 氧气，其压强为1atm ，温度为27℃，则单位体积中的分子数n =__________________，分子的平均速率v =____________________；氧气的内能E =______________________。 8、（5分）一束光强为0I 的自然光连续通过三个偏振片，它们的偏振化方向分别为13P P ⊥， 2P 与3P 夹角为θ，当出射光强I 为03I 时，θ角的大小为___________________。 q B
第30届全国中学生物理竞赛复赛考试试题 有答案
第30届全国中学生物理竞赛复赛考试试题 解答与评分标准 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 . 参考解答： 以滑块和地球为系统，它在整个运动过程中机械能守恒. 滑块沿半球面内侧运动时，可将其速度v 分解成纬线切向 (水平方向)分量?v 及经线切向分量θv . 设滑块质量为m ，在某中间状态时，滑块位于半球面内侧P 处，P 和球心O 的连线与水平方向的夹角为θ. 由机械能守恒得 2220111sin 222 m mgR m m ?θθ=-++v v v (1) 这里已取球心O 处为重力势能零点. 以过O 的竖直线为轴. 球面对滑块的支持力通过该轴，力矩为零；重力相对于该轴的力矩也为零. 所以在整个运动过程中，滑块相对于轴的角动量守恒，故 0cos m R m R ?θ=v v . (2) 由 (1) 式，最大速率应与θ的最大值相对应 max max ()θ=v v . (3) 而由 (2) 式，q 不可能达到π 2. 由(1)和(2)式，q 的最大值应与0θ=v 相对应，即 max ()0θθ=v . (4) (4)式也可用下述方法得到：由 (1)、(2) 式得
22 2 2sin tan 0gR θθθ-=≥v v . 若sin 0θ≠，由上式得 22 sin 2cos gR θθ≤v . 实际上，sin =0θ也满足上式。由上式可知 max 22 max 0 sin 2cos gR θθ=v . 由(3)式有 222max max 0max ()2sin tan 0gR θθθθ=-=v v . (4’) ] 将max ()0θθ=v 代入式(1)，并与式(2)联立，得 ()2220max max max sin 2sin 1sin 0gR θθθ--=v . (5) 以max sin θ为未知量，方程(5)的一个根是sin q =0，即q =0，这表示初态，其速率为 最小值，不是所求的解. 于是max sin 0θ≠. 约去max sin θ，方程(5)变为 22max 0max 2sin sin 20gR gR θθ+-=v . (6) 其解为 20max sin 14gR θ?=-??? v . (7) 注意到本题中sin 0θ≥，方程(6)的另一解不合题意，舍去. 将(7)式代入(1)式得，当 max θθ=时， (22012 ?= +v v , (8) 考虑到(4)式有 max == v (9) 评分标准：本题15分. (1)式3分， (2) 式3分，(3) 式1分，(4) 式3分， (5) 式1分，(6) 式1分，(7) 式1分， (9) 式2分. 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 α（α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.
07大学生物理竞赛试卷
最新第二十一届大学生物理竞赛试卷 北京物理学会编印 北京物理学会对本试卷享有版权，未经允许，不得翻印出版或发生商业行为，违者必究。 说明：所有题全体考生都必做，满分为120分。评奖时，将考生分为物理类组、非物理类A 组、非物理类B 组和物理少学时组，分别评奖。 一．填空题（每题两空，每空2分，共48分） 1．一火箭在环绕地球的椭圆轨道上运动，为使它进入逃逸轨道需要增加能量，为此发动机进行了短暂的点火，把火箭的速度改变了v ，只有当这次点火在轨道 点，且沿 着 方向时，所需v 为最小。 2．一个质量为m 的小球从一个半径为r ，质量为M 的光滑半圆柱顶点下滑，半圆柱底面和水平面光滑接触，写出小球在下滑过程中未离开圆柱面这段时间内相对地 面的xy o 坐标系的运动轨迹方程 。如果半圆柱固定，小球m 离开半圆柱面时相对y 轴的偏转角 。 3.常温下，氧气可处理成理想气体，氧气分子可视为刚性双原子分子。 6g 1的氧气在0T 温度下体积为0V . （1）若等温膨胀到02V ，则吸收热量为_______________________________；(2)若先绝热降温，再等压膨胀到（1）中所达到的终态，则吸收热量为 ___________________。 4． 我们可以用热机和热泵（逆循环热机）构成一个供暖系统：燃烧燃料为锅炉供热，令热机工作于锅炉与暖气水之间；用热机输出的功作为热泵的动力，热泵从室外天然水池取热，向暖气水供热. 设向锅炉供热量为0Q ，锅炉、暖气水、天然水池温度分别为C 227o 、C 57o 和C 7o ，则热机输出的功和暖气水所获的热量的理想值为________________________和 ______________________. （热机和热泵均是可逆卡诺机，不计各种实际损失）。 5．在半径为1R 、电荷密度为 的均匀带电球体中，有一个半径为2R 的球形空腔，球形空腔中心相对球体中心的位置矢量为0r ，如图所示。（1）则球形空腔内电场强度的分布为 E ______________________________； (2) 在图中用电场线图示电场强度的分布情况。
2016年湖南省大学生物理竞赛试卷
---○---○--- ---○---○--- ……… 评卷密封线…………… 密封线内不要答题,密封 线外不准填写考生信 息,违者考试成绩按0分处理…………… 评卷密封………线 ……… 第三届湖南省大学物理竞赛试卷 4、 根据气体动理论,温度就是气体分子平均平动动能得量度。如果盛有气体得容器相对某参照系做匀速运动,容器内得分子速率及动能相对该参照系也增大了,因此温度 也会升高。 [ ] 5、 在相同得时间内,一束波长为λ 得单色光在真空中与在玻璃中传播得几何路程不 相等,但走过得光程相等。 [ ] 6.三个等量同号得点电荷分别放在等边三角形得三个顶点上。为求该带电体系所产生 得电场强度,可以以三角形中心为球心作一个球面为高斯面,再利用高斯定理求场强。 [ ] 7、 一球形导体,带电量q ,置于任意形状得空腔导体中,如图1-7所示。当用导线将两 者连接后,与未用导线连接相比,系统静电场能量将减小。( ) 8、 由于磁场对运动电荷有作用力F qv B =?, 因此我们可以利用磁场对带电粒子得 作用来增大粒子得动能。( ) Question One 、 Fill in the blanks (24 marks total,4 marks each) 1、 A particle moves in circular motion with radius 0.5 m and speed described by 21v t =+ (SI)、 At any time t , the tangential acceleration of the particle is and its centripetal acceleration is 、 2、 A particle moves along a parabolic path 22y x =、 The force acting on it is 3i 4j F y =+(N)、 Work done on the particle as it moves from x = -1 m to x = 2 m is _______; the change in kinetic energy of the particle in this process is___________、 3、 A 2、0-kg particle moves so that its position (in meters) as a function of time (in seconds) is 2i 4j r t =+、 At any time t , the angular momentum of the particle about the origin is __________; the torque acting on the particle about