第三届全国中学生物理竞赛预赛试题
全国第37届中学生物理竞赛预赛试题及答案
全国第37届中学生物理竞赛预赛试题及答案一、选择题（每题5分，共25分）1. 物体做直线运动，当速度与加速度的方向相同时，物体的速度（）。
A. 增大B. 减小C. 保持不变D. 无法确定答案：A2. 下列哪种情况下，物体处于平衡状态（）。
A. 加速度不为零B. 受到非平衡力作用C. 速度不变D. 受到平衡力作用答案：D3. 一个物体做匀速圆周运动，下列哪个物理量是不变的（）。
A. 速度大小B. 速度方向C. 加速度大小D. 加速度方向答案：A4. 下列哪种现象是由于光的折射引起的（）。
A. 彩虹B. 平面镜成像C. 太阳光直射D. 水中的鱼看起来更浅答案：A5. 一个物体做自由落体运动，下列哪个物理量与时间成正比（）。
A. 速度B. 加速度C. 位移D. 动能答案：A6. 下列哪种设备是利用电磁感应原理工作的（）。
A. 电吹风B. 电动机C. 发电机D. 电磁铁答案：C7. 在真空中，光速是（）。
A. 299,792,458 m/sB. 149,000,000 m/sC. 98,000,000 m/sD. 300,000,000 m/s答案：A8. 下列哪种现象是由于光的反射引起的（）。
A. 彩虹B. 平面镜成像C. 太阳光直射D. 水中的鱼看起来更浅答案：B9. 下列哪个物理量是标量（）。
A. 速度B. 加速度C. 位移D. 力答案：D10. 一个物体做简谐振动，下列哪个物理量与时间成正比（）。
A. 速度B. 加速度C. 位移D. 动能答案：C二、填空题（每题5分，共25分）1. 一个物体做直线运动，当速度与加速度的方向相同时，物体的速度______（填“增大”、“减小”、“保持不变”或“无法确定”）。
答案：增大2. 下列哪种情况下，物体处于平衡状态______（填“加速度不为零”、“受到非平衡力作用”、“速度不变”或“受到平衡力作用”）。
答案：受到平衡力作用3. 一个物体做匀速圆周运动，下列哪个物理量是不变的______（填“速度大小”、“速度方向”、“加速度大小”或“加速度方向”）。
2013年上海市第3届全国中学生物理竞赛预赛试卷及参考答案
2013年上海市第3届全国中学生物理竞赛预赛试卷一、选择题（以下每题只有一个选项符合题意．每小题4分，共32分）1．（4分）在一张白纸上用红色水彩笔写上红色的“E”字。
当你通过红色玻璃观察写在这张白纸上的“E”字时，观察到的现象是（）A．清晰的红色“E”字B．清晰的黑色“E”字C．清晰的红底白色“E”字D．几乎看不出“E”字2．（4分）小明把粗细均匀的细铜丝紧密地绕在铅笔杆上。
用刻度尺测得绕有17匝细铜丝的铅笔的长度L=18.4mm．如图所示。
则正确的表示细铜丝直径的是（）A．1.1mm B．1.08mm C．1.079mm D．1.0787mm3．（4分）在弹性限度内。
当弹簧的长度为16cm时。
它产生的弹力大小为20N；弹簧的长度变为7cm时。
它产生的弹力大小为10N．则弹簧的劲度系数为（）A．1.25N/cm B．1.43N/cm C．3.33N/cm D．1.11N/cm4．（4分）某中学的科技研究小组为太空工作站的宇航员设计了如图所示的四种电加热水壶。
其中合理的是（）A．B．C．D．5．（4分）将阻值相等的电阻R1和R2串联后接在一个电压恒定的电源两端。
若其中R1的电阻值不随温度的变化而变化。
而R2的电阻值随温度升高而增大。
随温度的下降而减小。
则对R2加热或冷却，R2的电功率的变化情况为（）A．加热升温时，电功率增大，而冷却降温时，电功率减小B．加热升温时，电功率减小，而冷却降温时，电功率增大C．无论是加热还是冷却，电功率均增大D．无论是加热还是冷却，电功率均减小6．（4分）夜晚有两个高矮不同的小朋友A和B，A比B高，相距d．他们分别站在路灯下，O′点是路灯在地面上的投影。
A、B两人的连线通过O′点，如图所示。
他们头部分别在地面上留下两个影子A′和B′，相距d′，当两人沿过O′点的直线，以相同的速度行进时。
A′和B′的距离将（）A．不断增大B．不断减小C．先增大，后减小 D．先减小，后增大7．（4分）一焦距为f的凸透镜。
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3届全国中学生物理竞赛预赛试卷及解析
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/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90o ，测得通过线框的电荷量为Q 2。
全国高中物理竞赛历年(2009-2013年)试题与详解答案汇编
法拉第电磁感应定律。
楞次定律。
自感系数。
互感和变压器。
6、交流电
交流发电机原理。交流电的最大值和有效值。
纯电阻、纯电感、纯电容电路。
整流和滤波。
三相交流电及其连接法。感应电动机原理。
7、电磁振荡和电磁波
电磁振荡。振荡电路及振荡频率。
电磁场和电磁波。电磁波的波速，赫兹实验。
电磁波的发射和调制。电磁波的接收、调谐，检波。
全国高中物理竞赛历年试题与详解答案汇编
———广东省鹤山市纪元中学
2014年5月
全国中学生物理竞赛提要
编者按：按照中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会第九次全体会议的建议，由中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会常务委员会根据《全国中学生物理竞赛章程》中关于命题原则的规定，结合我国目前中学生的实际情况，制定了《全国中学生物理竞赛内容提要》，作为今后物理竞赛预赛和决赛命题的依据，它包括理论基础、实验基础、其他方面等部分。其中理论基础的绝大部分内容和国家教委制订的（全日制中学物理教学大纲》中的附录，即 1983年教育部发布的《高中物理教学纲要（草案）》的内容相同。主要差别有两点：一是少数地方做了几点增补，二是去掉了教学纲要中的说明部分。此外，在编排的次序上做了一些变动，内容表述上做了一些简化。1991年2月20日经全国中学生物理竞赛委员会常务委员会扩大会议讨论通过并开始试行。1991年9月11日在南宁由全国中学生物理竞赛委员会第10次全体会议正式通过，开始实施。
功能原理。机械能守恒定律。
碰撞。
6、流体静力学
静止流体中的压强。
浮力。
7、振动
简揩振动。振幅。频率和周期。位相。
振动的图象。
参考圆。振动的速度和加速度。
30届预赛,全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案.docx
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“°，在下列情况下以“表示点电荷刚到达B 板时的速度A.若A、B两板不平行,则B.若A板面积很小，B板面积很大，则u< uoC.若A、B两板间的距离很大，则H<W 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，"都等于«（）3.□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nn，B粒子的质量是m2,则a粒子与B粒子的动能之比是m? * m】一m】=4m?A•百 B.云 C.阪 D.孟4.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.发射出光子，电子的动能减少，原子的势能减少B.发射出光子，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Z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QA.薄凸透镜p•B.薄凹透镜A•BC.凸球面镜D.凹球面镜二、填空题和作图题•只要给出结果，不需写出求得结果的过程.6.（8分）国际上已规定,33Cs 原子的频率/=9192631770Hz （没有误差）•这样，秒的定义______________________________ •国际上已规定一个公认的光速值c=299792458m/s （没有误差）.长度单 位由时间单位导出，则米定义为 __ .7. （8分）质量为g 的小滑块，沿一倾角为e 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分）一线光源，已知它发出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 之问.绕过轻滑轮连接B 和C 的轻细绳都处于水半位置.现用水平方向的恒定外力F 拉滑轮，使A 的加速度等于0.20g, g 为重力加速度.在这种情况吋，B 、A 之间沿水平方向的作用力的大小等于 ________________ , 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”的实验中，必须测出电流表的内阻和用标進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 只要控制单刀双掷开关的刀位和调节电阻箱及变阻器，不需.J.改动连线，就能：（1）在与电阻箱断路的条件下测出电流表 单刀双掷开关 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.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lcm 与2cm 之间.现用直尺 电阻箱（最小刻度为mm ）、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、宽度和厚度，要求测出后的 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单刀开关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C.A 、B 、C 的质量分别为m 、5m 、m.B 、C 与A 之间的静 摩擦系数和滑动摩擦系数皆为0.10, K 为轻滑轮,nKAr-i>fcl —c "1标准电压表面的空格处.板的长度 ClTb 板的宽度 cm,板的厚度 cm,电流表变阻器电池三、计算题•计算题的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，答案中必须明确写出数值和单位.11. （20分）在水平地面某处，以相同的速率巾用不同的抛射角分别抛射两个小球A和B,它们的射程相同•已知小球A在空中运行的吋间为7\,求小球B在空中运行的时间几•重力加速度大小为g，不考虑空气阻力.12.（20分）从地球上看太阳时，对太阳直径的张角〃二53°.取地球表面上纬度为1 °的长度匸110km,地球表面处的重力加速度g=10m/s2,地球公转的周期7=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.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5.0K・miJ,持续一段时间后，油温上升到30°C,此时温度升高的速率变为4.5K・ min1,这是因为线圈的电阻与温度有关.设温度为旷C时线圈的电阻为肌，温度为0°C 吋线圈的电阻为则有R.= R.（1+a 0）, 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；对油加热过稈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图中的状态A出发，经过一缓慢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* ,若耍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？己知此理想气体每摩尔的内能瑯T , R为普适气体常量，卩为热力学温度.15.（23分）如图所示，匝数为N、的原线圈和在数为M的副线圈绕在同一闭合的铁心上，副线圈两端与电阻R相联，原线圈两端与平行金属导轨相联.两轨之间的距离为厶，其电阻可不汁.在虚线的左侧，存在方向与导轨所在平血垂直的匀强磁场，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-•吋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1=0时开始施一外力，使杆从静止出发以恒定的加速度Q向左运动•不考虑连接导线的自感. 若已知在某吋刻t时原线圈中电流的大小/<,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，一质量为加半径为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"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C,小孔位于过球心的水平线上.在此水平线上离球壳很远的0处有一质量也为m电荷量也为Q的带正电的点电荷P,它以足够大的初速比沿水平的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.已知静电力常量上求P刚进入C孔到刚再由C孔出来所经历的时间.t 令F 表示此时刻外力的大小小表示此时杆的速度，P 表示外力的功率，则有 P = FxFat (1) 在*时刻，由牛顿定律有 (2) 由上两式得P = (ma ^I }BL)at(3)u.在*时刻，杆运动产生的电动势 & = BLat (4)令囲、鶴分别表示原、副线圈两端的感应电动势，并有浜二炭 5、4分别表示原、 副线圈两端的电压，厶表示副线圈中的电流，由欧姆定律有 鶴=» S 二 I Q R根据题的假设，利用法拉弟电磁感应定律.有歹I N* 由(4)、(5)、(6)、(7)式可得U x = atBL -ZjT〃2 晋 WBU r M电阻厂上消耗的功率 电阻R 上消耗的功率变压器内场能的变化率第30届全国中学生物理竞赛预赛试卷参考解答与评分标准 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・ 答案：1. A 、 B 2. D 3・ D 4. B 、 C 5・ D 二、 填空题和作图题. 答案与评分标准： （共8分）康Cs 跃迁时所对应的电磁波振动9192631770个周期的时间（4分）・ 6. 7. 9. 光在真空中在丽扇面秒的时间内所传播距离的长度（4分） （共8分） /Hjsin &cos&m 2 + ^（Sin 2^（共8分）两个凸透镜（4分）.光源（1分）三棱镜（1分）.三棱镜（1分）屏（1分）（共12分）0. 10mg （4 分）0. \Qrng （4 分） 2. 2mg （4 分）（共14分）i.连线如图所示（8分）分.只要小数扌是二位数，都给这2分）5. 532 （2分.只要小数点后是三位数.都给这2分）1.8424 （2分.只要小数点后是四位数，都给 这2分）10.电流表电阻箱单刀开关电池单刀双掷开关物理竟赛预赛卷参考解答与评分标准 第1页 共6页标准电压表变阻器(5)(6)(7)N 、R (血一") 外力的功率转化为：杆的动能的变化率 Pg =ma 2^既=〃上-〃上=(叫BL-冷)-(制“(8)(9)(10)(11) (12)(13)(14)Pg 恥atBL — /jf)2三、计算题.计算题的解答应写出必要的文字说明.方程式和靈要的演算步骤.只写出最后结果的不能得分.有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位・11・参考解答：取抛射点为坐标原点，兀轴沿水平方向，y轴竖直向上，抛射角为8・抛出时刻时间/取为0,对任何斜抛小球有x = tv^cosO (1)y = ^o sin0 -(2)消去:得小球运动的轨迹方程为(3)取尸0,解出％即为射程d砧sin20a = -------g利用（4）式可彳Q小球在空中运行的时间其中，G为引力恒址，％和松分别为地球和太阳的质M, r为日地距离，T为地球公转周期.令心表示太阳半径，根据题意有(2)由（1）和（2）式得物理竞赛预赛卷参考解答与评分标准第2页共6页d 2v0sing 2"V O COS0 " g \'°以臥表示小球A的抛射角，弘表示小球B的抛射角，现要两小球射程相同，由（4）式有按题意有sin20A = sin20B而2/ =拓如由（5）式，小球A和B在空中运行的时间分别为2%血去g2%sin&Bg(6)(7)(8)(9)(10)本题20分.（1）、（2）式各4分，（4）、（7）式各3分，（8）、（9）、（10）式各2分.12.参考解答：地球绕太阳运行时，由万冇引力定律和牛顿定律有G響叫科(1)由⑺、（8由万有引力定律和牛顿定律，对地球表面处质ht 为加的物体有G 哝 ftl=^g其中R E 为地球半径.摇题意已知 2TT /?E = ：360Z代入上式得G%_ 窗g180/风二T -7pL= T -^7(4)(5)(6)⑺由⑶、(6)、(7)式得代入数据，得— = 3.92 Ps评分标准：本题20分.(1)、(2)式各3分，(3)式 (7)、(8)式各2分，(9)式2分(在3・参考解答： /扯热器、油和线圈构成的系统在单位时间内吸收的热员等于通过线圈的电流的电 功率.设加在线圈两端的电压为/当线圈的电阻为他时，电流的功率(1)式中％为0。
第33届全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案
（2）求为了使运动员 2 能拦截到球， u 、 v 、 s 和 l 应当满足的条件．
(1). 6 (2). 2.0，4.0，8.0，10，14，16
8.【答案】 (1). L1 + L2 + 2M (2). L1 + L2 − 2M
9.【答案】
(1). 2 LR2 MG
(2). 2 R3 MG
10.【答案】 (1). 2530 (2). 35.29
( ) us 4 v2 − u2 l2 + u2s2
10. − 子与电子的性质相似，其电量与电子相同，而质量 mμ 约为电子的 206.8 倍．用 − 子代替氢原子中
的电子就形成 − 子－氢原子， − 子－氢原子的线状光谱与氢原子具有相似的规律． − 子－氢原子基态
的电离能为______
eV
，
−
子－氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态发出的光子的波长为______
=
1 2
gt02
v0 − gt0
v0
−
1 2
gt0
h
=
1 2
gt02
v0
−
1 2
gt0
v0 − gt0
2
B. v0 gt0 ，
C.
1 2
gt0
v0
gt0
，
h
=
1 2
gt02
v0
−
1 2
gt0
v0 − gt0
第届全国中学生物理竞赛预赛试卷和答案
第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷一、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．下述实验或现象中;能够说明光具有粒子性的是A．光的双缝干涉实验B．黑体辐射C．光电效应D．康普顿效应1．黑体辐射：在任何条件下;对任何波长的外来辐射完全吸收而无任何反射的物体;……但黑体未必是黑色的;例如太阳是一个黑体……在黑体辐射中;随着温度不同;光的颜色各不相同;黑体呈现由红——橙红——黄——黄白——白——蓝白的渐变过程..……普朗克由黑体辐射提出能量子的观点CD明显正确……选BCD2．系统l和系统2质量相等;比热容分别为C1和C2;两系统接触后达到共同温度T；整个过程中与外界两系统之外无热交换..两系统初始温度T1和T2的关系为A．T1=B．T1=C．T1=D．T1=从表达式看;应是物体1的放热=物体2的吸热;建立方程：C1mT1－T=C2mT－T2……选D 3．假设原子核可视为均匀球体..质量数为A的中重原子核的半径R可近似地用公式R=R0A1/3表示;其中R0为一常量..对于核子数相同的原子核;下列说法正确的是A．质量密度是基本相同的B．电荷密度是基本相同的C．表面积是基本相同的D．体积是基本相同的核子数相同→质量数相同→由题知半径相同→CD对；质量数相同→质量基本相同→质量密度基本相同……选ACD4．一颗人造地球通讯卫星同步卫星对地球的张角能覆盖赤道上空东经θ0－Δθ到东经θ0+Δθ之间的区域..已知地球半径为R0;地球表面处的重力加速度大小为g;地球自转周期为T.Δθ的值等于A．arcsin1/3B．2arcsin1/3C．arccos1/3D．2arccos1/3首先算出同步卫星绕地球公转的半径r;地球自身半径为R;几何关系如右图所示;……选C5．有3种不同波长的光;每种光同时发出、同时中断;且光强都相同;总的光强为I ;脉冲宽度发光持续时间为τ;光脉冲的光强I 随时间t 的变化如图所示..该光脉冲正入射到一长为L 的透明玻璃棒;不考虑光在玻璃棒中的传输损失和端面的反射损失..在通过玻璃棒后光脉冲的光强I 随时间t 的变化最可能的图示是虚线部分为入射前的总光强随时间变化示意图因为能量是没有损失的;所以通过玻璃棒后光脉冲的光强图中实线总面积应该与原来的光强虚线面积相同..又因为是三种不同波长的光;所以在同种介质中传播的速度都不相同;所以到达玻璃棒右端点的时间都不同;所以……选D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分如图;一个球冠形光滑凹槽深度h =0.050m;球半径为20m ．现将一质量为0.10kg 的小球放在凹槽边缘从静止释放..重力加速度大小为9.8m/s ．小球由凹槽最高点滑到最低点所用时间为__________s ．典型的单摆模型：T =2π=8.88s;实际时间是=2.22s7．10分先用波长为λ1的单色可见光照射杨氏双缝干涉实验装置；再加上波长为λ2λ2>λ1的单色可见光照射同一个杨氏双缝干涉实验装置..观察到波长为λ1的光的干涉条纹的l 、2级亮纹之间原本是暗纹的位置出现了波长为λ2的光的干涉条纹的1级亮纹;则两种光的波长之比λ2：λ1=__________________..两束光到达I 位置的光程差记为d ；对于波长为λ1的单色光而言;d =；对于波长为λ2的单色光而言;d =λ2;故λ2：λ1=3：28．10分某一导体通过反复接触某块金属板来充电..该金属板初始电荷量为6μC;每次金属板与导体脱离接触后;金属板又被充满6μC 的电荷量..已知导体第一次与金属板接触后;导体上带的电荷量为2μC ；经过无穷次接触;导体上所带的电荷量最终为______________..两个带电体不再交换电荷的条件;并不是两者电荷量相等;而是两者电势相等由第一次知;当电荷量为4μC ：2μC 时;既电荷量之比为2：1时;两者电势相等..……故最终为6μC ：3μC 答案：3μC9．10分如图;一焦距为20cm 的薄透镜位于x =0平面上;光心位于坐标原点0;光轴与x 轴重合..在z=0平面内的一束平行光入射到该透镜上;入射方向与光轴的夹角为30°．该光束通过透镜后汇聚点的位置坐标为_________________..过F 平行于透镜;作一副光轴..把过原点O 薄透镜光心的光线延长后交副光轴于P;则所有光汇聚于P 点..故位置坐标为20;－ 0 2 2 1 0 I 波长为λ1 波长为λ2 I xF O y10．10分一质量为m的小球与一劲度系数为k的弹簧连接;置于光滑水平桌面上;弹簧的另一端与固定墙面相连;小球做一维自由振动;弹簧的伸缩方向与小球的振动方向一致..在一沿此弹簧长度方向以速度u做匀速直线运动的参考系里观察;此弹簧和小球构成的系统的机械能______填“守恒”或“不守恒”;理由是_________________________________..不守恒；墙壁对弹簧有作用力外力;且在运动参考系中;该力的作用点有位移;所做的功不为零..三、计算题．计算题的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;答案中必须明确写出数值和单位．11．20分某电视节目中演示了一个用三根火柴棍和细棉线悬挂起一瓶或多瓶矿泉水的实验;如图所示..A、B、C为三根相同的火柴棍;火柴棍长为l;细实线为棉线;棉线的直径为dd<<l..火柴棍A的一半在水平桌面内;另一半在桌面外;火柴棍A与桌面上表面的边沿垂直；桌面厚度为h；O是火柴棍A的中点与桌面边沿的接触点；棉线紧贴桌沿绕过A;压在水平火柴棍C的两端；火柴棍B的一端顶在火柴棍A的球状头部可近似忽略球状头部的尺度;另一端顶在火柴棍C的中点..这样的结构可以稳定地悬挂起一瓶或多瓶矿泉水..1如果没有火柴棍B和C;光靠A是否可能悬挂起一瓶矿泉水为什么2加上火柴棍B和C、小心挂上重物时;火柴棍A会在过A的竖直平面内绕O点有一个角位移;通过火柴棍B的带动;压在火柴棍C两端的棉线将绕桌面下表面的边沿转动一个很小的角度；只要角度大小合适;可使整个系统达到稳定平衡..求平衡时该角度的大小..已知火柴棍与桌沿、火柴棍与棉线以及火柴棍之间都足够粗糙即可以没有滑动;而且它们的质量与重物相比均可忽略..12．20分如图;一边长为L的正方形铜线框abcd可绕水平轴ab自由转动;一竖直向上的外力F作用在cd边的中点;整个线框置于方向竖直向上的均匀磁场中;磁感应强度大小随时间变化..已知该方形线框铜线的电导率即电阻率的倒数为σ;铜线的半径为r0;质量密度为ρ;重力加速度大小为g．1当框平面与水平面abef的夹角为θ时;求该方形线框所受到的重力矩..2当框平面与水平面abef的夹角为θ时;框平面恰好处于平衡状态..求此时线框中cd边所受到的磁场B的作用力的大小与外力的大小F之间的关系式..3随着磁感应强度大小随时间的变化;可按照2中的关系式随时调整外力F的大小以保持框平面与水平面abef的夹角总为θ．在保持夹角θ不变的情形下;已知在某一时刻外力为零时;磁感应强度大小为B；求此时磁感应强度随时间的变化率││．13．20分横截面积为S和2S的两圆柱形容器按图示方式连接成一气缸;每个圆筒中各置有一活塞;两活塞间的距离为l;用硬杆相连;形成“工”字形活塞;它把整个气缸分隔成三个气室;其中I、Ⅲ室密闭摩尔数分别为ν和2ν的同种理想气体;两个气室内都有电加热器；Ⅱ室的缸壁上开有一小孔;与大气相通；1mol该种气体内能为CTC是气体摩尔热容量;T是气体的绝对温度..当三个气室中气体的温度均为T1时;“工"字形活塞在气缸中恰好在图所示的位置处于平衡状态;这时I室内气柱长亦为l;Ⅱ室内空气的摩尔数为．已知大气压不变;气缸壁和活塞都是绝热的;不计活塞与气缸之间的摩擦..现通过电热器对I、Ⅲ两室中的气体缓慢加热;直至I室内气体的温度升为其初始状态温度的2倍时;活塞左移距离d．已知理想气体常量为R．求1Ⅲ室内气体初态气柱的长度；2Ⅲ室内气体末态的温度；3此过程中I、Ⅲ室密闭气体吸收的总热量..14．20分把沿x方向通有电流x方向的电场强度为Ex的长方体形的半导体材料;放在沿z方向的匀强磁场中;半导体材料的六个表面分别与相应的坐标平面平行；磁感应强度大小为B x．在垂直于电场和磁场的+y或－y方向将产生一个横向电场E y;这个现象称为霍尔效应;由霍尔效应产生的电场称为霍尔电场..实验表明霍尔电场E y与电流的电流密度J x和磁感应强度B x的乘积成正比;即E=R H J x B z;比例系数R H称为霍尔系数..y某半导体材料样品中有两种载流子：空穴和电子；空穴和电子在单位电场下的平均速度即载流子的平均速度与电场成正比的比例系数分别为μp和－μn;空穴和电子的数密度分别为p和n;电荷分别为e和-e．试确定该半导体材料的霍尔系数..15．20分某根水平固定的长滑竿上有nn≥3个质量相同的滑扣即可以滑动的圆环;每相邻的两个滑扣极薄之间有不可伸长的柔软轻质细线相连;细线长度均为L;滑扣在滑竿上滑行的阻力大小恒为滑扣对滑竿正压力大小的μ倍..开始时所有滑扣可近似地看成挨在一起但未相互挤压；今给第1个滑扣一个初速度使其在滑竿上开始向左滑行平动；在滑扣滑行的过程中;前、后滑扣之间的细线拉紧后都以共同的速度向前滑行;但最后一个即第n个滑扣固定在滑竿边缘..已知从第1个滑扣开始的n一1个滑扣相互之间都依次拉紧;继续滑行距离l0<l<L后静止;且所有细线拉紧过程的时间间隔极短..求1滑扣1的初速度的大小；2整个过程中克服摩擦力所做的功；3整个过程中仅仅由于细线拉紧引起的总动能损失..16．20分如图;两劲度系数均为k的同样的轻弹性绳的上端固定在一水平面上;下端悬挂一质量为m的小物块..平衡时;轻弹性绳与水平面的夹角为α;弹性绳长度为l0．现将小物块向下拉一段微小的距离后从静止释放..1证明小物块做简谐振动；2若k=0.50N/m、m=50g、α0=30°、l0=2.0m;重力加速度g=9.8m/s..;求小物块做简谐振动的周期T；3当小物块下拉的距离为0.010m时;写出此后该小物块相对于平衡位置的偏离随时间变化的方程..已知：当x<<1时;;．第34届物理竞赛预赛评析一、本次预赛特点1.总体模型经典;思维难度稳定..2.相比往年大题计算量没有减少;小题有陷阱;读题不仔细的同学很容易掉坑里..3.小量展开、质心动能定理这些往年更多在复赛中使用的知识点在预赛中也有考察..给同学们的建议：平心静气;不骄不躁;读题不要慌;计算不要怕;把会做的题做对就是高分..二、具体题目分析本次预赛分数仍然为200分满分;力学43%;电学25%;热学13%;光学13%;近代物理6%..一般预赛中的重点和难点设置都在力学中;咱们高二同学参赛;力学部分相对学习得透彻一些;这样区分度更好..和预赛不同;复赛中力学电学占比在1/3左右..1.近代物理：注意黑体辐射和光电效应体现的光的能量是一份一份的;因此也是粒子性体现；2.热学：初中学的比热定义；3.近代物理：和近代物理没关系;读题就可以了；4.力学;天体运动：画个图;不算也知道应该是arccos；5.光学：和光学没关系;其实是运动学;注意不同光的光强要相加；6.力学：看数据;可以用小量近似成单摆;动手积分的同学属于平时学习好高骛远;理解不深；7.光学;物理光学：画图;学好双缝干涉即可；8.电学;静电平衡：高考原题；9.光学;几何光学：虽然没说理想透镜;也应该知道按理想透镜算吧…10.力学;功能原理：做功的基本概念弄清楚..以及看清楚题目的参照系；11.力学;静力平衡：注意画截面图;看重心即可；12.电学;电磁感应：注意对平均的理解；13.热学;状态方程和热一定律：经典的气缸加杆子..细致的慢慢算即可;字母好多好长…14.电学;粒子在磁场中运动：霍尔效应;注意有两种粒子;要写粒子流平衡的条件；15.力学;碰撞：用质心动能定理可以秒杀;然而如果没学过的话就要数列递推;式子好长…16.力学;简谐振动：注意如果用受力要展开到1阶;如果用能量要展开到2阶。
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第三届全国中学生物理竞赛预赛试题
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 。
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 。
图
3-2 图3-1
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。
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 。
图3-3 A B
C 图
3-4
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0
ννν-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。