38届全国高中物理竞赛复赛试题
第38届物理竞赛决赛实验试题二
3.实验内容
A.
用低频正弦信号测量同轴电缆的等效电容与等效电感（8分）
当正弦信号的频率
0很低、波长远大于待测同轴电缆的长度时，待测同轴电缆可近似用图 2 所示电路等
效，其中1、1分别是低频条件下整条待测同轴电缆的等效电容和等效电感，且满足以下关系：
图 1 同轴电缆(a) 及其结构(b) 和示意图(c) 。为简便起见，示意图( c) 中只画出了中心导体和外层
导体。在同轴电缆两端，中心导体和外层导体都可与导线、负载等相连接。
本实验用不同的方法测量同一根均匀同轴电缆的多个特征参数。忽略同轴电缆的损耗。所有结果都不评
估不确定度。
2.实验装置
长度为 5.00 米的待测同轴电缆、信号源（内阻为 R0，可以产生不同频率、不同波形的信号）、交流电压
应的反射系数为 1。末端反射的信号沿−方向传输至始端后，透射出去的部分被信号源内阻0和交流电阻消
耗，反射的部分在同轴电缆中沿+方向传输。由（3）式可知，此时始端的反射系数
1为：
1=
(
0+)−0
(
0+)+0
（5）
所以，第二个台阶电压
2=
1+
1+
1
1，其中第一个
m，末端开路，始端的中心导体与交流电阻 =1000
Ω相连。信号源内阻
0=50
.
0Ω，可产生幅度
.
0V、脉宽=50
.
0μs
、频率为100
Hz
的脉冲信号。脉冲信号的脉宽远大于信
0=10
号在同轴电缆中往返一次的时间，即≫ 2
异“曲”同“工”——一道竞赛题的多角度解析
异“曲”同“工”——一道竞赛题的多角度解析
肖莹莹;丛小涵;罗宇芳;叶晴莹
【期刊名称】《中学理科园地》
【年(卷),期】2023(19)1
【摘要】对2021年第38届全国中学生物理竞赛复赛(扬州、福建赛区)理论试题第一题进行分析,分别采用等效质量和拉格朗日方程得到与评分标准不同的两种方法,有助于促进学生物理观念的形成,进一步培养学生的科学思维。
【总页数】3页(P4-6)
【作者】肖莹莹;丛小涵;罗宇芳;叶晴莹
【作者单位】福建师范大学物理与能源学院
【正文语种】中文
【中图分类】G63
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第38届物理竞赛预赛试题
第38届物理竞赛预赛试题选择题：以下哪个物理量是标量？A. 力B. 加速度C. 速度D. 动量一个物体以10 m/s的速度向上抛出，最高点的速度是多少？A. 10 m/sB. 0 m/sC. -10 m/sD. 5 m/s一个物体以10 m/s的速度向上抛出，最高点的加速度是多少？A. 10 m/s²B. 0 m/s²C. -10 m/s²D. 9.8 m/s²以下哪个物理量与质量无关？A. 重力B. 动量C. 加速度D. 力一个物体以10 m/s的速度向上抛出，最高点的动能是多少？A. 0 JB. 10 JC. -10 JD. 5 J一个物体以10 m/s²的加速度向上抛出，最高点的速度是多少？A. 10 m/sB. 0 m/sC. -10 m/sD. 5 m/s填空题：牛顿第二定律的公式是F = _______。
一个物体的质量是5 kg，加速度是2 m/s²，求作用在物体上的力是 _______ N。
一个物体以10 m/s的速度向上抛出，最高点的动能是 _______ J。
一个物体以10 m/s²的加速度向上抛出，最高点的速度是 _______ m/s。
一个物体的质量是2 kg，重力加速度是9.8 m/s²，求物体所受的重力是 _______ N。
牛顿第三定律是指力的作用与反作用力 _______。
解答题：请解释牛顿第一定律是什么，并给出一个例子。
请解释动量守恒定律是什么，并给出一个例子。
请解释功的定义，并给出一个计算功的例子。
请解释弹性势能是什么，并给出一个计算弹性势能的例子。
请解释摩擦力是如何影响物体的运动的，并给出一个例子。
请解释电阻是什么，并解释电阻对电流的影响。
第38届物理竞赛预赛试题
第38届物理竞赛预赛试题本次第38届物理竞赛预赛试题共包含四道题目，涵盖了力学、电磁学、光学等多个物理领域的知识。
以下将逐题进行解析：1. 一枚小球从斜面顶端以一定的初速度沿斜面向下滚动，滚动过程中发生了滑动。
试问该小球在滚动过程中的动能与滑动过程中的动能之比是多少？解析：首先要明确滚动动能与滑动动能的计算公式，滚动动能为1/2mv^2，滑动动能为1/2Iω^2，其中I为小球的转动惯量，ω为小球的角速度。
在滚动过程中，动能主要来源于小球的平动动能和转动动能，滑动过程中动能主要来源于小球的滑动动能。
动能的总和等于滚动动能加滑动动能，因此动能之比为滚动动能与滑动动能之比，即(1/2mv^2)/(1/2Iω^2)。
根据动能的表达式，我们可以通过计算小球的动能来求得动能之比的数值。
2. 一根导线长度为L，电阻为R，置于磁感应强度为B的磁场中，导线的两端加上电动势为ε的电动机。
试问导线中的电流强度为多少？解析：根据欧姆定律，电动机的电动势与导线的电阻和电流强度有关，即ε = IR。
同时，根据洛伦兹力的定义，导线在磁场中受到的洛伦兹力与电流方向垂直于磁场方向，即F = BIL。
因此，我们可以通过欧姆定律和洛伦兹力的公式来求解导线中的电流强度。
3. 一束光线从空气中垂直射入水中，试问光线的入射角和折射角之比是多少？解析：根据折射定律，光线从一个介质射入另一个介质中，入射角、折射角和介质的折射率之间存在一定的关系，即n1sinθ1 = n2sinθ2，其中n1和n2分别为两个介质的折射率，θ1和θ2分别为入射角和折射角。
因此，我们可以通过折射定律来求解光线的入射角和折射角之比的数值。
4. 一辆汽车以初速度v0匀速行驶，突然遇到一段长度为L的水平路段，试问汽车在水平路段上的行驶时间是多少？解析：根据匀速直线运动的基本公式，汽车在水平路段上的行驶时间取决于汽车的初速度、加速度和路段的长度，即t = L/v0，其中t为行驶时间，L为路段的长度，v0为汽车的初速度。
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38届全国高中物理竞赛复赛试题
第 38 届全国高中物理竞赛复赛试题：
一、机械运动
1、初始质量为8kg的物体，沿X轴直线运动，用μ=500kg/m·s2，把物体从X1=2m加速到X2=6m，求：（1）加速时间；（2）运动过程中受力；（3）运动最后能量变化。
2、物体如果绕一固定轴转动，它的能量是？请画出这个物体的动量角表示。
3、磁体是一种什么样的力？如何调整磁场的强度？
二、电的性质
1、当磁感应强度B逐渐增加时，会产生什么效果？
2、请解释正电和负电之间的相互作用？
3、导电体中电流不同点之间会出现什么现象？
三、电磁波
1、什么是电磁波？电磁波有哪些特点？
2、电磁波传播时受到哪些因素的影响？
3、什么是波的传播？它的速度是多少？
四、量子物理
1、量子物理涉及哪些领域？
2、量子物理是如何影响人类生活的？
3、量子力学的原理是什么？
五、热力学
1、热力学的主要原理是什么？
2、什么是热力学第三定律？
3、一个热系统中，熵的含量是怎么确定的？。