第1届国际物理奥林匹克竞赛试题与解答
第1届国际物理奥林匹克竞赛试题与解答
第１届国际物理奥林匹克竞赛试题与解答（1967年于波兰的华沙）【题１】质量Ｍ＝0.2kg 的小球静置于垂直柱上，柱高ｈ＝5m 。
一粒质量ｍ＝0.01kg 、以速度υ0＝500m/s 飞行的子弹水平地穿过球心。
球落在距离柱s ＝20m 的地面上。
问子弹落在地面何处？子弹动能中有多少转换为热能？解：在所有碰撞情况下，系统的总动量均保持不变：MV mv mv +=0其中v 和V 分别是碰撞后子弹的速度和小球的速度．两者的飞行时间都是 01.12==gh t s 球在这段时间沿水平方向走过20m 的距离，故它在水平方向的速度为： 8.1901.120==V （m/s ） 由方程0.01×500＝0.01v ＋0.2×19.8可求出子弹在碰撞后的速度为：v ＝104m/s子弹也在1.01s 后落地，故它落在与柱的水平距离为S ＝vt ＝104×1.01＝105m的地面上。
碰撞前子弹的初始动能为=2021mv 1250 J 球在刚碰撞后的动能为=221MV 39.2 J 子弹在刚碰撞后的动能为=221mv 54 J 与初始动能相比，两者之差为1250 J －93.2 J ＝1156.8 J这表明原来动能的92.5%被系统吸收而变为热能。
这种碰撞不是完全非弹性碰撞。
在完全弹性碰撞的情形下，动能是守恒的。
而如果是完全非弹性碰撞，子弹将留在球内。
【题２】右图（甲）为无限的电阻网络，其中每个电阻均为r ，求Ａ、Ｂ两点间的A rr r r r r r r总电阻。
解：如图（乙）所示Ａ、Ｂ两点间的总电阻应等于Ｃ、Ｄ两点间的总电阻与电阻ｒ的并联，再与ｒ串联 图（甲）后的等效电阻。
如果网络是无限的，则Ａ、Ｂ两点间的总电阻应等于Ｃ、Ｄ两点间的总电阻，设为Ｒx 。
根据它们的串并联关系有：rR rR r R x x x ++= 图（乙） 解上式可得： r R x 251+=【题３】给定两个同样的球，其一放在水平面上，另一个以细线悬挂。
奥林匹克物理竞赛试题及答案
奥林匹克物理竞赛试题及答案比赛设立了由参赛成员国组成的国际物理奥林匹克委员会。
竞赛章程规定，目的是促进中学物理教学的国际交流，通过竞赛促进物理课外活动，加强不同国家青少年之间的友好关系和人与人之间的相互了解与合作。
同时，它有助于参赛者开发他们在物理方面的创造力，并将他们在学校学到的知识应用到解决实际问题的能力中。
国际物理奥林匹克竞赛每年举行一次。
它由会员国轮流主办，由各代表团团长和东道国指定的一名主席组成。
国际委员会的任务是公正合理地评价论文，监督章程的实施，决定竞赛结果。
每个成员国可派出五名高中生或技校学生参加比赛。
参赛者在比赛当天之前不得超过20岁。
参赛队伍要有两个团长，两个团长都是国际委员会成员，前提是能胜任解决竞赛问题，能参与竞赛试卷的讨论和评分，熟悉国际物理奥林匹克的工作语言。
国际体育奥林匹克的工作语言是英语、法语、德语和俄语。
当代表团到达东道国时，代表团团长应向东道国的组织者说明学生和团长的情况。
竞赛于每年6月底举行。
竞赛分两天进行。
第一天进行3道理论计算题竞赛，另一天的竞赛内容是1—2道实验题。
中间有一天的休息。
参赛者可使用计算尺、不带程序编制的计算器和对数表、物理常数表和制图工具，但不能使用数学和物理公式一览表。
比赛题目由参赛国提供，主办国命题。
比赛前，问题要保密。
竞赛内容包括中学物理四个部分(力学、热力学与分子物理、光学与原子核物理、电磁学)，要求使用标准的中学数学而不是高等数学解题。
东道国提出评估标准并指定审查人员。
每道题满分10分。
同时，各代表团团长将对其成员的竞赛论文复印件进行评审，并最终协商决定结果。
评奖标准是以参赛者前三名的平均分数计为100%，参赛者达90% 以上者为一等奖，78—90%者为二等奖，65—78%者为三等奖，同时发给证书。
50—65%者给予表扬，不满50%者发给参赛证明。
竞赛只计个人名次，不计团体总分。
最后竞赛结果由国际委员会决定宣布。
国际物理奥林匹克竞赛流程赛期一般为9天。
物理竞赛考试题及答案
物理竞赛考试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 光在真空中的速度是多少？A. 299,792,458 m/sB. 299,792,458 km/sC. 299,792,458 cm/sD. 299,792,458 mm/s答案：A2. 牛顿第三定律描述的是：A. 力的合成B. 力的分解C. 作用力和反作用力D. 力的平衡答案：C3. 根据能量守恒定律，下列哪项描述是错误的？A. 能量可以在不同形式之间转换B. 能量可以在系统中自由创造C. 能量的总量在封闭系统中保持不变D. 能量转换过程中总能量守恒答案：B4. 以下哪种力不是基本力？A. 重力B. 电磁力C. 强核力D. 弱核力答案：A二、填空题（每题5分，共20分）1. 根据库仑定律，两个点电荷之间的力与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的________成反比。
答案：平方2. 欧姆定律表明，电流I与电压V和电阻R之间的关系是：I =________。
答案：V/R3. 一个物体在自由落体运动中，其速度v与时间t的关系是：v = ________。
答案：gt4. 根据热力学第一定律，系统内能的增加等于系统吸收的热量Q与系统对外做的功W之和，即：ΔU = ________。
答案：Q + W三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述波粒二象性的概念。
答案：波粒二象性是指微观粒子如电子、光子等，既表现出波动性也表现出粒子性。
在某些实验条件下，它们表现出波动性，如干涉和衍射现象；而在另一些条件下，它们表现出粒子性，如光电效应。
这一概念是量子力学的基础之一。
2. 描述牛顿第一定律的内容及其意义。
答案：牛顿第一定律，也称为惯性定律，指出一个物体会保持静止或匀速直线运动状态，除非受到外力的作用。
这一定律的意义在于，它揭示了力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。
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2秒后的速度和位移。
物理奥林匹克竞赛题
物理奥林匹克竞赛题一、选择题（每题5分，共20分）1. 关于力的作用，下列说法正确的是：A. 力只能改变物体的形状，不能改变物体的运动状态B. 力只能改变物体的运动状态，不能改变物体的形状C. 力既能改变物体的形状，也能改变物体的运动状态D. 力既不能改变物体的形状，也不能改变物体的运动状态答案：C2. 在光滑的水平地面上，有一个质量为m的小球以速度v做匀速直线运动。
现给小球施加一个恒力F，使其在时间t内速度变为2v。
则该恒力F 的大小为：A. m(3v)/tB. m(2v)/tC. m(4v)/tD. m(5v)/t答案：C3. 关于电磁感应现象，下列说法正确的是：A. 只要闭合电路中的部分导体在磁场中运动，就一定会产生感应电流B. 只有当闭合电路中的部分导体在磁场中切割磁感线运动时，才会产生感应电流C. 只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，就一定会产生感应电流D. 只有当闭合电路中的部分导体在磁场中做变速运动时，才会产生感应电流答案：C4. 关于光的折射现象，下列说法正确的是：A. 光从一种介质进入另一种介质时，传播方向一定会发生改变B. 光从空气进入水中时，传播速度会变大C. 光从水中射入空气时，折射角小于入射角D. 光在不同介质中传播时，其速度不变答案：A二、填空题（每题5分，共20分）5. 在自由落体运动中，若忽略空气阻力，物体下落的高度h与时间t的关系式为：h = _________。
答案：gt^2 / 26. 质量为m的物体以速度v在半径为R的圆周上做匀速圆周运动，则其所受向心力的大小为：F = _________。
答案：mv^2 / R7. 在一个闭合电路中，电源的电动势为ε，内阻为r，外电阻为R。
当外电阻R增大时，电路中的电流I将_________（填“增大”或“减小”）。
答案：减小8. 一束单色光从空气斜射到水面上，入射角为θ，折射角为γ。
若逐渐增大入射角θ，则折射角γ将_________（填“增大”或“减小”）。
国际物理奥林匹克竞赛试题.doc
国际物理奥林匹克竞赛试题理论试题题1A 某蹦迪运动员系在一根长弹性绳子的一端，绳的另一端固定在一座高桥上，他自静止高桥向下面的河流下落，末与水面相触，他的质量为m，绳子的自然长度为L，绳子的力常数（使绳子伸长lm所需的力）为k，重力场强度为g。
求出下面各量的表达式。
（a）运动员在第一次达到瞬时静止前所落下的距离y。
（b）他在下落过程中所达到的最大速率v。
（c）他在第一次达到瞬时静止前的下落过程所经历的时间t。
设运动员可以视为系于绳子一端的质点，与m相比绳子的质量可忽略不计，当绳子在伸长时服从胡克定律，在整个下落过程中空气的阻力可忽略不计。
B 一热机工作于两个相同材料的物体之间，两物体的温度分别为T A和T B（T A＞T B），每个物体的质量均为m，比热恒定，均为s。
设两个物体的压强保持不变，且不发生相变。
（a）假定热机能从系统获得理论上允许的最大机械能，求出两物体A和B最终达到的温度T?的表达式，给出解题全部过程。
（b）由此得出允许获得的最大功的表达式。
（c）假定热机工作于两箱水之间，每箱水的体积为2.50m3，一箱水的温度为350K，另一箱水的温度为300K。
计算可获得的最大机械能。
已知水的比热容= 4.19×103kg-1K-1，水的密度=1.00 x 103kgm.-3C 假定地球形成时同位素238U和235U已经存在，但不存在它们的衰变产物。
238U和235U的衰变被用来确定地球的年龄T。
（a）同位素238U以4.50×109年为半衰期衰变，衰变过程中其余放射性衰变产物的半衰期比这都短得多，作为一级近似，可忽略这些衰变产物的存在，衰变过程终止于铅的同位素206Ph。
用238U的半衰期、现在238U的数目238N表示出由放射衰变产生的206Pb原子的数目206n。
（运算中以109年为单位为宜）（b）类似地，235U在通过一系列较短半衰期产物后，以0.710×109年为半衰期衰变，终止于稳定的同位素207Pb。
国际物理奥林匹克竞赛试题
国际物理奥林匹克竞赛试题一、在双缝干涉实验中，当光屏上某点到双缝的路程差为半个波长时，该点将出现：A. 明条纹B. 暗条纹C. 无法确定明暗D. 既是明条纹又是暗条纹（答案：A）二、一个物体在地球表面附近做匀速圆周运动，其向心加速度与地球同步卫星的向心加速度相比：A. 两者相等B. 物体的大C. 卫星的大D. 无法比较（答案：B）三、关于光的波动性与粒子性，下列说法正确的是：A. 光只具有波动性，不具有粒子性B. 光只具有粒子性，不具有波动性C. 光在某些情况下表现出波动性，在某些情况下表现出粒子性D. 光的波动性与粒子性是相互矛盾的，不能同时存在（答案：C）四、在量子力学中，描述粒子位置不确定度与动量不确定度之间关系的是：A. 牛顿第二定律B. 能量守恒定律C. 海森堡不确定性原理D. 薛定谔方程（答案：C）五、关于电磁感应现象，下列说法错误的是：A. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流B. 感应电流的磁场总是试图阻碍产生它的磁通量的变化C. 感应电动势的大小与线圈匝数成正比D. 在电磁感应现象中，机械能转化为电能（答案：C）六、在相对论中，关于时间膨胀效应，下列说法正确的是：A. 高速运动的物体内部时间流逝速度比静止时快B. 高速运动的物体内部时间流逝速度比静止时慢C. 时间膨胀效应与物体的运动速度无关D. 时间膨胀效应只在接近光速运动时才显著（答案：B）七、关于量子纠缠，下列说法正确的是：A. 量子纠缠是一种超距作用，违反了相对论中的光速限制B. 量子纠缠是量子系统之间的一种特殊关联，不能通过经典通信实现C. 量子纠缠只存在于相同的粒子之间D. 量子纠缠可以被观测而不影响系统的状态（答案：B）八、在杨-米尔斯理论中，描述基本粒子相互作用的是：A. 引力场B. 电磁场C. 规范场D. 标量场（答案：C）。
物理奥赛初赛试题及答案
物理奥赛初赛试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是：A. 3×10^8 m/sB. 3×10^5 m/sC. 3×10^6 m/sD. 3×10^7 m/s答案：A2. 根据牛顿第二定律，力和加速度的关系是：A. F = maB. F = ma^2C. F = m/aD. F = a/m答案：A3. 以下哪个选项是正确的能量守恒定律表述？A. 能量可以被创造B. 能量可以被消灭C. 能量既不能被创造也不能被消灭D. 能量可以在不同形式之间转换答案：C4. 根据库仑定律，两个点电荷之间的力与它们之间的距离的关系是：A. 与距离成正比B. 与距离成反比C. 与距离的平方成正比D. 与距离的平方成反比答案：D二、填空题（每题5分，共20分）5. 一个物体在水平面上以初速度v0开始滑行，摩擦系数为μ，滑行距离为s，则物体滑行时间t为______。
答案：t = v0 / (μg)6. 一个质量为m的物体从高度h自由落下，忽略空气阻力，其落地时的速度v为______。
答案：v = √(2gh)7. 一个电路中，电阻R、电流I和电压V之间的关系是______。
答案：V = IR8. 根据欧姆定律，电阻R、电流I和电压V之间的关系是______。
答案：I = V / R三、计算题（每题10分，共40分）9. 一辆汽车以恒定加速度a从静止开始加速，经过时间t后，汽车的速度v和位移s分别为多少？答案：v = ats = 1/2 * a * t^210. 一个质量为m的物体从高度h自由落下，求物体落地时的动能。
答案：动能 = 1/2 * m * v^2 = 1/2 * m * (2gh) = mgh11. 一个电阻R与一个电容C串联后接在电压为V的直流电源上，求电路达到稳态时的电流I。
答案：I = V / (R + 1/(C * ω))12. 一个质量为m的物体在弹簧的弹力作用下做简谐振动，弹簧的劲度系数为k，求物体的最大速度。
历届国际物理奥林匹克竞赛试题与解答
历届国际物理奥林匹克竞赛试题与解答历届国际物理奥林匹克竞赛试题与解答第１届（1967年于波兰的华沙）【题１】质量Ｍ＝0.2kg的小球静置于垂直柱上，柱高ｈ＝5m。
一粒质量ｍ＝0.01kg、以速度 0＝500m/s飞行的子弹水平地穿过球心。
球落在距离柱s＝20m的地面上。
问子弹落在地面何处？子弹动能中有多少转换为热能？解：在所有碰撞情况下，系统的总动量均保持不变：mv0 mv MV其中v和V分别是碰撞后子弹的速度和小球的速度. 两者的飞行时间都是t 2h1.01s g球在这段时间沿水平方向走过20m的距离，故它在水平方向的速度为：V2019.8（m/s） 1.01由方程0.01__215;500＝0.01v＋0.2__215;19.8 可求出子弹在碰撞后的速度为：v＝104m/s子弹也在1.01s后落地，故它落在与柱的水平距离为S＝vt＝104__215;1.01＝105m 的地面上。
碰撞前子弹的初始动能为球在刚碰撞后的动能为12mv0 1250 J 21MV2 39.2 J 212子弹在刚碰撞后的动能为mv 54 J2与初始动能相比，两者之差为1250 J－93.2 J＝1156.8 J这表明原来动能的92.5%被系统吸收而变为热能。
这种碰撞不是完全非弹性碰撞。
在完全弹性碰撞的情形下，动能是守恒的。
而如果是完全非弹性碰撞，子弹将留在球内。
【题2】右图（甲）为无限的电阻网A络，其中每个电阻均为r，求Ａ、Ｂ两点rrrr间的总电阻。
解：如图（乙）所示BＡ、Ｂ两点间的总电阻应等于Ｃ、Ｄ两点间的总电阻与电阻ｒ的并联，再与ｒ串联图（甲）后的等效电阻。
AＣ如果网络是无限的，则Ａ、Ｂ两点间的总电阻应等于Ｃ、Ｄ rrrr两点间的总电阻，设为Ｒ_。
BＤ根据它们的串并联关系有：。
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第１届国际物理奥林匹克竞赛试题与解答
（1967年于波兰的华沙）
【题１】质量Ｍ＝0.2kg 的小球静置于垂直柱上，柱高ｈ＝5m 。
一粒质量ｍ＝0.01kg 、以速度 0＝500m/s 飞行的子弹水平地穿过球心。
球落在距离柱s ＝20m 的地面上。
问子弹落在地面何处？子弹动
能中有多少转换为热能？
解：在所有碰撞情况下，系统的总动量均保持不变：
MV mv mv +=0
其中v 和V 分别是碰撞后子弹的速度和小球的速
度. 两者的飞行时间都是01.12==g
h t s 球在这段时间沿水平方向走过20m 的距离，故它在水平方向的速度为：
8.1901
.120==V （m/s ） 由方程0.01×500＝0.01v ＋0.2×19.8
可求出子弹在碰撞后的速度为：v ＝104m/s
子弹也在1.01s 后落地，故它落在与柱的水平距离为S ＝vt ＝104×1.01＝105m 的地面上。
碰撞前子弹的初始动能为
=2021mv 1250 J 球在刚碰撞后的动能为=22
1MV 39.2 J 子弹在刚碰撞后的动能为=22
1mv 54 J 与初始动能相比，两者之差为1250 J －93.2 J ＝1156.8 J
这表明原来动能的92.5%被系统吸收而变为热能。
这种碰撞不是完全非弹性碰撞。
在完全弹性碰撞的情形下，动能是守恒的。
而如果是完全非弹性碰撞，子弹将留在球内。
【题2】右图（甲）为无限的电阻网络，其中每个电阻均为r ，求Ａ、Ｂ两点
间的总电阻。
解：如图（乙）所示 Ａ、Ｂ两点间的总电阻应等于Ｃ、Ｄ
两点间的总电阻与电阻ｒ的并联，再与ｒ串联 图（甲） 后的等效电阻。
如果网络是无限的，则Ａ、Ｂ
两点间的总电阻应等于Ｃ、Ｄ 两点间的总电阻，设为Ｒx 。
根据它们的串并联关系有：
r
R rR r R x x x ++= 图（乙）
A B r r r r r r r r A B r r
r r r r r r ＣＤ
解上式可得： r R x 2
51+= 【题3】给定两个同样的球，其一放在水平面上，另一个以细线悬挂。
供给两球相同的热量，问两球温度是否趋于相同？说明你的理由（忽略各种热
量损失）
解答：如右图所示，球体受热，体积增大。
放在水平面上
的球重心升高，克服重力做功要耗费一部分热量，于是剩下提
高球体温度的热量减少了些。
以细线悬挂的球与之相反。
结果
放在水平面上球的温度将稍小于以细线悬挂球的温度。
（这一差
别是很小的，对于半径为10cm 的铜球来说，相对差值约为10-7 K ）
【实验题】测定石油的比热。
可供使用的物品有：天平、量热器、温度计、电源、开关、导线、停表、电热器、容器、水和石油。
解答：把已知温度t 1和质量m 1的水，与已知温度t 2和质量m 2的石油在量热器里混合，测出混合物的温度t 3。
从包含一方放热和另一方吸热的方程中可算出石油的比热。
这是通常测定石油比热的方法。
也可以先用电热器加热水，再加热等量的石油，并且及时观察温度的改变。
两条温度曲线起始点的切线斜率与比热成反比关系，据此可以测定石油的比热。
【替换题】（为在校没有上过电学的学生而设。
）密闭容器中装有一个大气压、温度为 ０℃的干燥空气10升，加入3克水后将系统加热到100℃，求容器的压强。
解：在100℃时，全部水都处于汽相。
3克水是
61摩尔（18÷3＝6），它们在100℃和１atm 下的体积是：11.5273373614.22=⨯⨯
（升）㎏ 由状态方程求出6
1摩尔水蒸气的压强： 373
102734.2261⨯=⨯水气
p 解得：水气p ＝0.507 atm 由空气的状态方程：373
2731空气p = 解得：空气p ＝1.366 atm
把两部分压强相加得到总压强为：
水气空气p p p +=＝1.366 atm ＋0.507 atm ＝1.873 atm。