第届全国中学生物理竞赛预赛试题含答案
第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（铀核）衰变为22288Rn（氡核）要经过次α衰变，16次β衰变次α衰变，4次β衰变次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/sB ．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90 o ，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.22214Q Q S R + B. 2221Q Q SR + C.2221212Q Q Q Q S R ++ D.222121Q Q Q Q SR ++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 拉静止在水平桌面上的小物块，在F 从0开始逐渐增大的过程中，物块的加速度a 随时间变化的图象如图b 所示．重力加速度大小为10m/s 2。
历届全国中学生物理竞赛预赛试题（含答案）
目录第二十届全国中学生物理竞赛预赛试卷2003年9月 (1)第二十届全国中学生物理竞赛预赛题参考答案、评分标准 (6)第21届全国中学生物理竞赛复赛题试卷 (14)第22届全国中学生物理竞赛复赛题 (25)第24届全国中学生物理竞赛复赛试卷 (45)第24届全国中学生物理竞赛复赛试题参考解答 (70)第24届全国中学生物理竞赛预赛试卷2007.9.2 (90)第25届全国中学生物理竞赛预赛题试卷 (104)第26届全国中学生物理竞赛复赛试卷 (113)第27 届全国中学生物理竞赛复赛试卷 (123)第二十届全国中学生物理竞赛预赛试卷2003年9月一、（20分）两个薄透镜L1和L2共轴放置，如图所示．已知L1的焦距f1=f , L2的焦距f2=—f，两透镜间距离也是f．小物体位于物面P上，物距u1＝3f．（1）小物体经这两个透镜所成的像在L2的__________边，到L2的距离为_________，是__________倍（虚或实）、____________像（正或倒），放大率为_________________。
（2）现在把两透镜位置调换，若还要给定的原物体在原像处成像，两透镜作为整体应沿光轴向____________边移动距离_______________．这个新的像是____________像（虚或实）、______________像（正或倒）放大率为________________。
二、(20分)一个氢放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为4.86×10-7m．试计算这是氢原子中电子从哪一个能级向哪一个能级（用量子数n表示）跃迁时发出的？已知氢原子基态（n＝1）的能量为E l=一13.6eV＝－2.18×10-18J，普朗克常量为h=6.63×10－34J·s。
三、(20分)在野外施工中，需要使质量m＝4.20 kg的铝合金构件升温。
除了保温瓶中尚存有温度t ＝90.0℃的1.200 kg的热水外，无其他热源．试提出一个操作方案，能利用这些热水使构件从温度t0=10℃升温到66.0℃以上（含66.0℃），并通过计算验证你的方案．已知铝合金的比热容c＝0.880×l03J·(Kg·℃)-1，水的比热容c0 =4.20×103J·(Kg·℃)-1，不计向周围环境散失的热量。
第最新届全国中学生物理竞赛预赛试卷与答案
第30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.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. 下列说法正确的是：A. —束单色光从真空射入时，在玻璃表面处发生折射现象，这与光在玻璃中的传播速度不同于在真空中的传播速度有关B. 白纸上有两个非常靠近的小黑斑，实际上是分开的，没有重叠部分.但通过某一显微镜所成的象却是两个连在一起的没有分开的光斑，这与光的衍射现象有关C. 雨后虹的形成与光的全反射现象有关D. 老年人眼睛常变为远视眼，这时近处物体通过眼睛所成的像在视网膜的前方（瞳孔与视网膜之间），故看不清2. 图中A、B是两块金属板，分别与高压直流电源的正负极相连.一个电荷量为q、质量为m的带正电的点电荷自贴近A板处静止释放（不计重力作用）.已知当A、B两板平行、两板的面积很大且两板间的距离较小时，它刚到达B板时的速度为U。
，在下列情况下以u表示点电荷刚到达B板时的速度A. 若A、B两板不平行，则u< u oB. 若A板面积很小，B板面积很大，则u< u oC. 若A、B两板间的距离很大，则u< u oD. 不论A、B两板是否平行、两板面积大小及两板间距离多少，u都等于u o3. a粒子和B粒子都沿垂直于磁场的方向射入同一均匀磁场中，发现这两种粒子沿相同半径的圆轨道运动.若a粒子的质量是m，B粒子的质量是m2,则a粒子与B粒子的动能之比是m2 m m 4mA. B. C. D.m m2 4m m4. 由玻尔理论可知，当氢原子中的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，有可能A. 发射岀光子，电子的动能减少，原子的势能减少B. 发射岀光子，电子的动能增加，原子的势能减少C. 吸收光子，电子的动能减少，原子的势能增加D. 吸收光子，电子的动能增加，原子的势能减少5. 图示两条虚线之间为一光学元件所在处，AB为其主光轴.P是一点光源，其傍轴光线通过此光学元件成像于Q点.该光学元件可能是一P *A. 薄凸透镜A•B. 薄凹透镜C. 凸球面镜D. 凹球面镜、填空题和作图题.只要给岀结果，不需写岀求得结果的过程6. （ 8分）国际上已规定133Cs 原子的频率f=7.（8分）质量为 m 的小滑块，沿一倾角为0的光滑斜面滑下，斜面质量为m2置于光滑的水平桌面上 .设重力加速度为 g ,斜面在水平桌面 上运动的加速度的大小为 __________________________________8.（ 8分）一线光源，已知它发岀的光包含三种不同频率的可见光，若要使它通过三棱镜分光,最后能在屏上看到这三种不同频率的光的谱线，则除了光源、三棱镜和屏外，必须的器件至少还应有 ______________ .其中一个的位置应在 _________________ 和________________ 之间，另一个的位置应在 ______________ 和 _______________ 之间.9.（12分）如图所示，A 为放在水平光滑桌面上的长方形物块，在它上面放有物块B 和、B 、C的质量分别为m 5m 、 C 与A 之间的静摩擦系数和滑动摩擦系数皆为,在这种情况时，B 、A 之间沿水平方向的作用力的大小等于ii.有一块横截面为矩形的长板，长度在 81cm 与82cm 之间，宽度在 5cm 与6cm 之间，厚度在1cm 与2cm 之间.现用直尺（最小刻度为 mn ）、卡尺（游标为50分度）和千分尺（螺旋测微器）去测量此板的长度、的演算步骤，只写岀最后结果的不能得分 .有数值计算的，答案中必须明确写岀数值和单位11.（20分）在水平地面某处，以相同的速率 V o 用不同的抛射角分别抛射两个小球 A 和B , 相同.已知小球A 在空中运行的时间为 T A ,求小球B 在空中运行的时间 T B .重力加速度大小为 空气阻力. 12.（20分）从地球上看太阳时，对太阳直径的张角0 =53° .取地球表面上纬度为1°的长度21= 110km,地球表面处的重力加速度 g=10m/s ，地球公转的周期 T=365天.试仅用以上数据计算地球和太阳密度之比.假设太阳和地球都是质量均匀分布的球体K 为轻滑轮，绕过轻滑轮连接B和C 的轻细绳都处于水平位置 .现用水平方向的恒定外力F 拉滑轮，使A 的加速度等于，g 为重力加速度.，C A 之间沿水平方向的作用力的大小等于 ，外力F 的大小等于10. （14分）i.在做“把电流表改装成电压表”的实验4BIU1 ------- 卩—中，必须测岀电流表的内阻和用标准电压表对改装成的电压表进行 校准.某同学对图示的器材进行了连线，使所连成的电路只要控制单 标吃电压芸刀双掷开关的刀位和调节电阻箱及变阻器，不需改动连线，就能: （1）在与电阻箱断路的条件下测岀电流表的内阻；（2）对改装成的电压表所有的刻度进行校准 .试在图中画出该同学的全部连线 单71取掷开关宽度和厚度，要求测岀后的最后一位有效数字是估读的 .试设想一组 可能的数据天灾下面的空格处.板的长度 cm ，板的 宽度cm ，板的厚度cm ，三、计算题.计算题的解答应写岀必要的文字说明、方程式和重要单刀开关它们的射程g ，不考虑电浦表电池13. （16分）一个用电阻丝绕成的线圈，浸没在量热器所盛的油中，油的温度为0 °C .当线圈两端加上一定的电压后，油温渐渐上升.0 C时温度升高的速率为•min-1,持续一段时间后，油温上升到30C,此时温度升高的速率变为•min-1,这是因为线圈的电阻与温度有关.设温度为BC时线圈的电阻为R e，温度为0C时线圈的电阻为R）,则有R尸R o （1+ a0 ）,a称为电阻的温度系数.试求此线圈电阻的温度系数.假设量热器及其中的油以及线圈所构成的系统温度升高的速率与该系统吸收热量的速率（即单位时间内吸收的热量）成正比；对油加热过程中加在线圈两端的电压恒定不变；系统损失的热量可忽略不计.14. （18分）如图所示，一摩尔理想气体，由压强与体积关系的p-V图中的状态A岀发，经过一缓慢1的直线过程到达状态B,已知状态B的压强与状态A的压强之比为2，若要使整个过程的最终结果是气体从外界吸收了热量，则状态B与状态A的体积之比应满足什么条件？已知此理想气体每摩尔的内能为32RT , R为普适气体常量，T为热力学温度. P15. （23分）女口图所示，匝数为Ni的原线圈和在数为 2的副线圈绕在同一闭合的铁心上，畐y线圈两端与电阻R相联，原线圈两端与平行金属导轨相联.两轨之间的距离为L,其电阻可不计.在虚线的左侧，存在方向与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为 B pq是一质量为m电阻为r与导轨垂直放置的金属杆，它可在导轨上沿与导轨平行的方向无摩擦地滑动.假设在任何同一时刻通过线圈每一匝的磁通都相同，两个线圈的电阻、铁心中包括涡流在内的各种损耗都忽略不计，且变压器中的电磁场完全限制在变压器铁心中.现于t=0时开始施一外力，使杆从静止岀发以恒定的加速度a向左运动.不考虑连接导线的自感若已知在某时刻t时原线圈中电流的大小l i,i. 求此时刻外力的功率ii. 此功率转化为哪些其他形式的功率或能量变化率？试分别求岀它们的大小16. （23分）如图所示，一质量为m半径为R的由绝缘材料制成的薄球壳，均匀带正电，电荷量为Q球壳下面有与球壳固连的底座，底座静止在光滑水平面上.球壳内部有一劲度系数为n的轻弹簧（质量不计），弹簧始终处于水平位置，其一端与球壳内壁固连，另一端恰位于球心处，球壳上开有一小孔壳很远的0C小孔位于过球心的水平线上.在此水平线上离球处有一质量也为m电荷量也为Q的带正电的点电荷P,它以足够大的初速V0沿水平的0C方向开始运动.并知P能通过小孔C进入球壳内，不考虑重力和底座的影响.已知静电力常量k.求P刚进入C孔到刚再由C孔岀来所经历的时间.。
2023年全国中学生物理竞赛预赛试题参考解答
全国中学生物理竞赛预赛试题参考解答、评分标准一、参考解答（1）在地面附近，沙尘扬起要能悬浮在空中，则空气阻力至少应与重力平衡，即201Av mg αρ= ① 式中m 为沙尘颗粒的质量，而2A r π= ②3s 43m r πρ= ③得 1v =④ 代入数据得 11 4.0m s v =⋅－ ⑤（2）用h ρ、h 分别表达19.0m s v =⋅－时扬沙到达的最高处的空气密度和高度，则有0h (1)Ch ρρ=- ⑥此时式①应为2h Av mg αρ= ⑦由②、③、⑥、⑦可解得20s 4113r g h C v ραρ⎛⎫=- ⎪⎝⎭⑧ 代入数据得 36.810m h =⨯ ⑨评分标准：本题15分。
1. 第一小题8分。
其中①式3分，②式1分，③式1分，④式2分，⑤式1分。
2. 第二小题7分。
其中⑥式1分，⑦式1分，⑧式3分，⑨式2分。
二、参考解答（1）212C E ，0 （2）214C E ，212C E评分标准：本题20分。
（1）10分。
其中每个空5分。
（2）10分。
其中每个空5分。
三、参考解答（1）神舟3号（2）设飞船飞行时间为t ，绕地球飞行的圈数为N ，周期为T ，飞船的质量为m ，离地面的平均高度为h ，地球半径为R ，地球质量为M ，则有t T N= ① 222()()mM G m R h T R h π⎛⎫=+ ⎪+⎝⎭② 2Mm Gmg R = ③ 由①、②、③式解得 1/322224gR t h R N π⎛⎫=- ⎪⎝⎭ ④由题给数据可知55.853610s t =⨯，代入t 及其它有关数据得52.910m h =⨯ ⑤评分标准：本题20分（1）4分（2）16分。
其中①、②、③、④式各3分，⑤式4分（答案在52.710m ⨯～53.110m ⨯之间均给这4分）四、参考解答根据题设的条件，可知：开始时A 中氦气的质量3He 4.00310kg m -=⨯，B 中氪气的质量3Kr 83.810kg m -=⨯，C 中氙气的质量3Xe 131.310kg m -=⨯。
第届全国中学生物理奥林匹克竞赛预赛试卷及答案试卷纯
第 3 1 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．（6 分）一线膨胀系数为α的正立方体物块，当膨胀量较小时，其体膨胀系数等2．（6 分）按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤，称为密度秤，其外形和普通的杆秤差不多，装秤钩的地方吊着一体积为1cm3 较重的合金块，杆上有表示液体密度数值的刻度，当 砣放在 Q 点处时秤杆恰好平衡，如图所示．当合金块 全浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣的悬挂点， 至秤杆恰好重新平衡，便可直接在杆秤上读出液体的密度，下列说法中错误的是A ．密度秤的零点刻度在 Q 点B ．秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边C ．密度秤的刻度都在 Q 点的右侧D ．密度秤的刻度都在 Q 点的左侧 3．（6 分）一列简谐横波在均匀的介质中沿 x 轴正向传播，两质点 P 1和 p 2的平衡位 置在 x 轴上，它们相距 60cm ，当 P 1质点在平衡位置处向上运动时， P 2质点处在波谷 位置，若波的传播速度为 24m/s ，则该波的频率可能为A ．50HzA ． α B． 1/3 C 3 α3α 的 秤 完 直B．60HzC．400HzD.410Hz4．（6 分）电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动方式．电磁驱动的原理如图所示，当直流电流突然加到一固定线圈上，可以将置于线圈上的环弹射出去．现在同一个固定线圈上，先后置有分别用铜、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三种环 , 当电流突然接通时，它们所受到的推力分别为 F1、F2 和 F3。
若环的重力可忽略，下列说法正确的是A.F1>F2>F3B.F2>F3>F1C.F3>F2>F1D.F1=F2=F3 5．（6 分）质量为 m A的 A球，以某一速度沿光滑水平面向静止的 B球运动，并与 B 球发生弹性正碰，假设 B球的质量 m B 可选取为不同的值，则A．当 m B=m A时，碰后 B 球的速度最大B．当 m B=m A时，碰后 B 球的动能最大C．在保持 m B>m A的条件下， m B越小，碰后 B 球的速度越大D．在保持 m B<m A的条件下， m B越大，碰后 B 球的动量越大二、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）用国家标准一级螺旋测微器（直标度尺最小分度为 0.5mm，丝杆螺距为 0.5mm,套管上分为 50 格刻度）测量小球直径．测微器的初读数如图（a）历示，其值为____________ m m，测量时如图（b）所示，其值为________________________________ m m，测得小球直径d= __________________ mm.7．（10 分）为了缓解城市交通拥堵问题，杭州交通门在禁止行人步行的十字路口增设“直行待行区”（行可从天桥或地下过道过马路），如图所示，当其他车道的车辆右拐时，直行道上的车辆可以提前进入“直行待行区”；当直行绿灯亮起时，可从“直行待行区”直行通过十字路口．假设某十字路口限速 50km/h，“直行待行区”的长度为 12m，从提示进入“直行待行区” 到直行绿灯亮起的时间为4s. 如果某汽车司机看到上述提示时立即从停车线由静止开始匀加速直线运动，运动到“直行待行区”的前端虚线处正好直行绿灯亮起，汽车总质量为 1.5t ，汽车运动中受到的阻力恒为车重的 0.1 倍，则该汽车的行驶加速度为__________________ ；在这 4s 内汽车发动机所做的功为___________________________ 。
第一届全国中学生物理竞赛预赛试题与参考答案(修正版)
第一届全国中学生物理竞赛预赛试题（1984年）姓名第一部分1、火车以速率V1向前行驶。
司机忽然发现，在前方同一轨道上距车为S处有另一辆火车，它正沿相同的方向以较小的速率V2作匀速运动。
于是他立即使车作匀减速运动，加速度的大小为a。
要使两车不致相撞，则a应满足关系式。
2、如图1所示，物体Q与一质量可以忽略的弹簧相连结，静止在光滑水平面上，物体P以某一速度v与弹簧和物体Q发生正碰。
已知碰幢是完全弹性的，而且两物体的质量相等，碰幢过程中，在下列哪种情况下弹簧刚好处于最大压缩状态？A、当P的速度恰好等于零时B、当P与Q的速度相等时C、当Q恰好开始运动时D、当Q的速度等于v时，E、当P刚好把它的动能全部传递给弹簧时。
3、在图2中，A、B是两个带柄（a和b）的完全相同的长方形物体，C是另一长方体，其厚度可以忽略，质量为m，A、B与斜面间以及与C之间皆有摩擦，C与A或B间的静摩擦系数均为μ0，设它们原来都处于静止状态。
（1）若一手握住a，使A不动，另一手握住b，逐渐用力将B沿倾角为θ的斜面向上拉。
当力增大到能使B刚刚开始向上移动时，C动不动？若动，如何动？（2）此时A与C之间的摩擦力为多大？（3）若握住b使B不动，握住a逐渐用力将A沿倾角为θ的斜面向下拉。
当A开始移动时，C动不动？若动，如何动？4、在图3中，A是一质量为M的木块，B是一质量为m的小铁块，共同浮在水面上。
若将铁块取下，直接放在水内，最后杯中水面的高度。
5、质量可以忽略的弹簧上端固定，下端悬挂一质量为m的物体，物体沿竖直方向做振幅较小的简谐振动。
取平衡位置O处为原点，位移x向下为正，则在图4的A、B、C、D和E五个图中（1）图是描述物体的速度随x的变化关系。
（2）图是描述加速度随x的变化关系。
（3）图是描述弹簧的弹性势能随x的变化关系。
（4）图是描述总势能（重力势能与弹性势能）随x的变化关系（重力势能取原点处为零）。
6、夏天，在运输大量冰块的卡车上，有时看到冰面上有淡乳白色的气体漂动，出现这种现象是由于。
2024年第41届全国中学生物理竞赛预赛试卷+答案解析
2024年第41届全国中学生物理竞赛预赛试卷一、单选题：本大题共3小题，共36分。
1.n mol理想气体经过一个缓慢的过程，从状态P沿抛物线到达状态Q，其体积绝对温度图如图所示。
已知此过程中当时，温度达到最大值其中和分别是状态P的压强和体积，R是普适气体常量。
若状态P和Q的温度和都等于，则该过程的压强图为()A. B.C. D.2.一个动能为的电子从很远处向一个固定的质子飞去。
电子接近质子时被俘获，同时放出一个光子，电子和质子形成一个处于基态的静止氢原子。
已知氢原子的基态能量为，光在真空中的速度为，电子电量的大小和普朗克常量分别为和。
所放出的光子的波长最接近的值是()A.79nmB.91nmC.107nmD.620nm3.某人心跳为60次每分钟，每次心跳心脏泵出60mL血液，泵出血液的血压为100mmHg。
已知。
该人的心脏向外泵血输出的机械功率最接近的值为()A. B. C. D.二、多选题：本大题共2小题，共24分。
4.一边长为a的正方形处于水平面上，其四个顶点各固定一个正电子。
一个电子在该正方形的中心点O的正上方、P两点的距离远小于处自静止释放。
不考虑空气阻力、重力、电磁辐射、量子效应和其他任何扰动。
该电子()A.会运动到无穷远处B.与正电子构成的系统的能量守恒C.会在过O点的竖直线上做周期运动D.会在正方形上方振荡5.如图，两竖直墙面的间距为l，一个质量为m、边长为d的正方形木块被一轻直弹簧顶在左侧墙面上，弹簧右端固定在右侧墙面上，且弹簧与墙面垂直。
已知木块与墙面之间的静摩擦因数为，弹簧原长为l，劲度系数为k，重力加速度大小为g。
下列说法正确的是()A.如果，则木块不处于平衡状态B.如果，则墙面对木块的正压力为C.如果，则木块受到的静摩擦力大小为D.为使木块在此位置保持平衡状态，k最小为三、填空题：本大题共5小题，共100分。
6.时间、长度、质量、电荷的单位通常和单位制有关。
量子论的提出者普朗克发现利用真空中的光速c、万有引力常量G、普朗克常量h、真空介电常量可以组合出与单位制无关的质量单位、长度单位、时间单位、电荷单位，这些量分别称为普朗克质量、普朗克长度、普朗克时间、普朗克电量。
全国高中物理竞赛预赛试卷及答案
全国中学生物理竞赛预赛试题本卷共九题，满分200分一、（20分，每小题10分）1. 如图所示，弹簧S1的上端固定在天花板上，下端连一小球A，球A 与球B 之间用线相连。
球B 与球 C 之间用弹簧S2相连。
A、B、C的质量分别为m A、m B、m C，弹簧与线的质量均可不计。
开始时它们都处在静止状态。
现将A、B 间的线突然剪断，求线刚剪断时A、B、C 的加速度。
2. 两个相同的条形磁铁，放在平板AB 上，磁铁的N、S 极如图所示，开始时平板及磁铁皆处于水平位置，且静止不动。
（ⅰ）现将AB 突然竖直向下平移（磁铁与平板间始终相互接触），并使之停在A B''处，结果发现两个条形磁铁碰在一起。
''''位置，结果发现两条形磁铁也碰在一（ⅱ）如果将AB 从原位置突然竖直向上平移，并使之停在A B起。
试定性地解释上述现象。
1. 老爷爷的眼睛是老花眼。
（ⅰ）一物体P 放在明视距离处，老爷爷看不清楚。
试在示意图1中画出此时P 通过眼睛成像的光路示意图。
（ⅱ）带了一副300度的老花镜后，老爷爷就能看清楚放在明视距离处的物体P，试在示意图2中画出P 通过老花镜和眼睛成像的光路示意图。
图12. 有两个凸透镜，它们的焦距分别为f1和f2，还有两个凹透镜，它们的焦距分别为f3和f4。
已知，f1＞f2＞| f3 |＞| f4 |。
如果要从这四个透镜中选取两个透镜，组成一架最简单的单筒望远镜，要求能看到放大倍数尽可能大的正立的像，则应选焦距为_________的透镜作为物镜，应选焦距为________的透镜作为目镜。
1. 如图所示，电荷量为q1的正点电荷固定在坐标原点O处，电荷量为q2的正点电荷固定在x轴上，两电荷相距l 。
已知q2＝2q1。
（ⅰ）求在x轴上场强为零的P点的坐标。
（ⅱ）若把一电荷量为q0的点电荷放在P点，试讨论它的稳定性（只考虑q0被限制在沿x轴运动和被限制在沿垂直于x轴方向运动这两种情况）。
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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 hB. b 中的水银面也上升，但上升的高度小于 A hC. 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D. 气柱中气体压强的减少量等于高为 2 A h的水银柱所产生的压强6. 图中L是绕在铁心上的线圈，它与电阻R、R0、电键和电池E可构合回路。
线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向，当电流的流向与箭头的方向相同时，该电流为正，否则为负。
电键K1和K2都处在断开状态。
t=0时刻，接通电键K1，经过一段时间，在t=t i时刻，再接通电键K2 , 较正确地表示L中的电流I随时间t变化的图线是下面给出的四个图中成闭所示设在则能的哪二、填空题和作图题。
把答案填在题中的横线上或把图画在题指定的地方。
只要给出结果，不需写出求得结果的过程。
7. （ 8分）为了估算水库中水的体积，可取一瓶无毒的放射性同位素的水溶液，测得瓶内溶液每分 钟衰变6X 101 2 3 4 5 6 7 8次，已知这种同位素的半衰期为 2天。
现将这瓶溶液倒入水库， 8天后可以认为溶液已均匀分布在水库中， 这时取1.0m 3水库中的水样，测得水样每分钟衰变 20次。
由此可知水库中水 的体积约为 _________________ m 3。
8. （8分）在一条笔直的公路上依次设置三盏交通信号灯 L i 、L 2和L 3, L 2与L i 相距80m , L 3与L i 相距120m 。
每盏信号灯显示绿色的时间间隔都是 20s ，显示红色的时间间隔都是 40s 。
L i 与L 3同 时显示绿色，L 2则在L i 显示红色经历了 10s 时开始显示绿色。
规定车辆通过三盏信号灯经历的时间 不得超过150S 。
若有一辆匀速向前行驶的汽车通过 L i 的时刻正好是L i 刚开始显示绿色的时刻，则 此汽车能不停顿地通过三盏信号灯的最大速率 _________ m/s 。
若一辆匀速向前行驶的自行车通过 L i 的 时刻是L i 显示绿色经历了 10s 的时刻，则此自行车能不停顿地通过三盏信号灯的最小速率是 _______________ m/s 。
9. （8分）位于水平光滑桌面上的 n 个完全相同的小物块，沿一条直线排列，相邻小物块间都存在 一定的距离。
自左向右起，第 1个小物块标记为 P i ,第2个小物块标记为 P 2,第3个小物块标记 为P 3 ,……，最后一个小物块即最右边的小物块标记为 P n 。
现设法同时给每个小物块一个方向都向 右但大小各不相同的速度，其中最大的速度记作 V i ，最小的速度记作 V n ,介于最大速度和最小速度 间的各速度由大到小依次记为 V 2、V 3、…、V n?i 。
若当小物块发生碰撞时，碰撞都是弹性正碰，且碰 撞时间极短，则最终小物块 P i 、 P 2、P 3、…、P n 。
速度的大小依次为11. （10分）一列简谐横波在 x 轴上传播（振动位移沿 y 轴）。
已知x=12cm 处的质元的振动图线 如图1所示，x=18cm 处的质元的振动图线如图 2所示。
根据这两条振动图线，可获得关于这列简10. （11分）有两块无限大的均匀带电平面，一块带正电，一块带负电，单位面积所带电荷量的数值相等。
现把两带电平面正交放置 如图所示。
图中直线A i B i 和A 2B 2分别为带正电的平面和带负电的 平面与纸面正交的交线， O 为两交线的交点。
2 试根据每块无限大均匀带电平面产生的电场（场强和电势）具有 对称性的特点，并取O 点作为电势的零点，在右面给的整个图上画出电场（正、负电荷产生的总电场）中电势分别为 0、1V 、2V 、 3V 、?1V 、?2V 和?3V 的等势面与纸面的交线的示意图，并标出每 个等势面的电势。
（ii ） 若每个带电平面单独产生的电场的场强是 E o =m ，则可求出d= ______________________________ 。
个图A.图I图1B.图2C.图3i ）中相邻两等势面间的距离谐横波的确定的和可能的信息（如频率、波速、波长等）是哪些12. （ 8分）一座平顶房屋，顶的面积 S=40m 2。
第一次连续下了 t=24小时的雨，雨滴沿竖直方向 以v=5.0m/s 的速度落到屋顶，假定雨滴撞击屋顶的时间极短且不反弹， 并立即流走。
第二次气温在 摄氏零下若干度，而且是下冻雨，也下了 24小时，全部冻雨落到屋顶便都结成冰并留在屋顶上，测 得冰层的厚度d=25mm 。
已知两次下雨的雨量相等， 冰的密度为9X 102kg/m 3。
由以上数据可估算得 第二次下的冻雨结成的冰对屋顶的压力为 __________ N ,第一次下雨过程中，雨对屋顶的撞击使整个屋 顶受到的压力为 ________ N 。
13. （10分）在示波器的YY'偏转 上，加电压 u i =U o sin2 nv,t 式中 尸50Hz 。
同时在示波器的 XX'偏极上加如图1所示的锯齿波电压 在图2中画出荧光屏上显示出的如果由于某种原因，此图线很缓慢地向右移动，则其原因是12 13 1415 16 17三、计算题。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后结果的不能得分。
有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
14 （14分）一电流表，其内阻 R g = Q,如果将它与一阻值 R 0=44990 Q 的定值电阻串联，便可成为 一量程U 0=50V 的电压表。
现把此电流表改装成一块双量程的电压表，两个量程分别为 U °1=5V 和 U 02=10V 。
当用此电压表的5V 挡去测量一直流电源两端的电压时， 电压表的示数为；当用此电压表 的10V 挡去测量该电源两端的电压时，电压表的示数为。
问此电源的电动势为多少15 （12分）为训练宇航员能在失重状态下工作和生活，需要创造一种失重的环境。
在地球表面附近，当飞机模拟某些在重力作用下的运动时，就可以在飞机座舱内实现短时间的完全失重状态。
现 要求一架飞机在速率为 V 1=500m/s 时进入失重状态试验，在速率为 V 2=1000m/s 时退出失重状态试 验。
重力加速度 g=10m/s 2。
试问：（i ） 在上述给定的速率要求下，该飞机需要模拟何种运动，方可在一定范围内任意选择失重时间的 长短试定量讨论影响失重时间长短的因素。
（ii ） 飞机模拟这种运动时，可选择的失重状态的时间范围是多少16 （12分）假定月球绕地球作圆周运动，地球绕太阳也作圆周运动，且轨道都在同一平面内。
已 知地球表面处的重力加速度 g=9.80m/s 2，地球半径 R °=X 106m ，月球质量 m m =X 1022kg ，月球半径 R m =x 106m ，引力恒量G = x 10?11N-m 2/kg 2，月心地心间的距离约为「em = x 108m（i ） 月球的球心绕地球的球心运动一周需多少天 （ii ） 地球上的观察者相继两次看到满月需多少天（iii ） 若忽略月球绕地球的运动，设想从地球表面发射一枚火箭直接射向月球，试估算火箭到达月球表 面时的速度至少为多少（结果要求两位数字）17 （12分）如图所示，1和2是放在水平地面上的两个 （可视为质点），与地面的滑动摩擦系数相同，两物块间 d=170.00m ,它们的质量分别为 m 1=2.00kg 、m 2=3.00kg 。
rn 门小物块 的距离 现令它转电 U 2,试 图线。
电极们分别以初速度 v i =10.00m/s 和V 2=2.00m/s 迎向运动，经过时间 t=,两物块相碰，碰撞时间极短， 碰后两者粘在一起运动。
求从刚碰后到停止运动过程中损失的机械能。
18. （ 11分）磅秤由底座、载物平台Q 、杠杆系统及硅码组 示为其等效的在竖直平面内的截面图。
Q 是一块水平放置的铁 过两侧的竖直铁板 H 和K 压在E 、B 处的刀口上。
杠杆系统 杆DEF 、ABCP 和竖杆CF 、MP 以及横梁 MON 组成，另有 位于A 、D 处的刀口分别压在磅秤的底座上（ Q 、K 、H 、E 、 D 沿垂直于纸面的方向都有一定的长度，图中为其断面） 。