第二十屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽試卷.doc

第二十屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽試卷題 號(hào)一二三四五六七總計(jì)得 分復(fù)核人全卷共七題，總分為 140分一、（20分）兩個(gè)薄透鏡L1和L2共軸放置，如圖所示已知L1的焦距f1=f , L2的焦距f2=f，兩透鏡間距離也是f小物體位于物面P上，物距u1 3f （1）小物體經(jīng)這兩個(gè)透鏡所成的像在L2的_邊，到L2的距離為_(kāi)，是_倍（虛或?qū)崳像（正或倒），放大率為_(kāi)。 （2）現(xiàn)在把兩透鏡位置調(diào)換，若還要給定的原物體在原像處成像，兩透鏡作為整體應(yīng)沿光軸向_邊移動(dòng)距離_這個(gè)新的像是_像（虛或?qū)崳像（正或倒）放大率為_(kāi)二、(20分）一個(gè)氫放電管發(fā)光，在其光譜中測(cè)得一條譜線(xiàn)的波長(zhǎng)為48610-7m試計(jì)算這是氫原子中電子從哪一個(gè)能級(jí)向哪一個(gè)能級(jí)（用量子數(shù)n表示）躍遷時(shí)發(fā)出的？已知?dú)湓踊鶓B(tài)（n1）的能量為El=一13.6eV21810-18J，普朗克常量為 h=6631034Js三、(20分）在野外施工中，需要使質(zhì)量 m 420 kg的鋁合金構(gòu)件升溫除了保溫瓶中尚存有溫度 t 90.0的1200 kg的熱水外，無(wú)其他熱源試提出一個(gè)操作方案，能利用這些熱水使構(gòu)件從溫度 t0=10升溫到 66.0C以上（含66.0C），并通過(guò)計(jì)算驗(yàn)證你的方案已知鋁合金的比熱容 c 0880l03J(KgC)-1，水的比熱容c0 =4.20103J(KgC)-1，不計(jì)向周?chē)h(huán)境散失的熱量四、 (20分）從 z軸上的 O點(diǎn)發(fā)射一束電量為q（0）、質(zhì)量為m的帶電粒子，它們速度統(tǒng)方向分布在以O(shè)點(diǎn)為頂點(diǎn)、z軸為對(duì)稱(chēng)軸的一個(gè)頂角很小的錐體內(nèi)（如圖所示），速度的大小都等于v試設(shè)計(jì)一種勻強(qiáng)磁場(chǎng)，能使這束帶電粒子會(huì)聚于z軸上的另一點(diǎn)M，M點(diǎn)離開(kāi)O點(diǎn)的經(jīng)離為d要求給出該磁場(chǎng)的方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和最小值不計(jì)粒子間的相互作用和重力的作用五、(20分)有一個(gè)擺長(zhǎng)為l的擺（擺球可視為質(zhì)點(diǎn)，擺線(xiàn)的質(zhì)量不計(jì)），在過(guò)懸掛點(diǎn)的豎直線(xiàn)上距懸掛點(diǎn)O的距離為x處（xl）的C點(diǎn)有一固定的釘子，如圖所示，當(dāng)擺擺動(dòng)時(shí)，擺線(xiàn)會(huì)受到釘子的阻擋當(dāng)l一定而x取不同值時(shí)，阻擋后擺球的運(yùn)動(dòng)情況將不同現(xiàn)將擺拉到位于豎直線(xiàn)的左方（擺球的高度不超過(guò)O點(diǎn)），然后放手，令其自由擺動(dòng)，如果擺線(xiàn)被釘子阻擋后，擺球恰巧能夠擊中釘子，試求x的最小值六、(20分)質(zhì)量為M的運(yùn)動(dòng)員手持一質(zhì)量為m的物塊，以速率v0沿與水平面成a角的方向向前跳躍（如圖）為了能跳得更遠(yuǎn)一點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員可在跳遠(yuǎn)全過(guò)程中的某一位置處，沿某一方向把物塊拋出物塊拋出時(shí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)員的速度的大小u是給定的，物塊拋出后，物塊和運(yùn)動(dòng)員都在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng) (1)若運(yùn)動(dòng)員在跳遠(yuǎn)的全過(guò)程中的某時(shí)刻to把物塊沿與x軸負(fù)方向成某角的方向拋出，求運(yùn)動(dòng)員從起跳到落地所經(jīng)歷的時(shí)間 (2)在跳遠(yuǎn)的全過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員在何處把物塊沿與x軸負(fù)方向成角的方向拋出，能使自己跳得更遠(yuǎn)？若v0和u一定，在什么條件下可跳得最遠(yuǎn)？并求出運(yùn)動(dòng)員跳的最大距離七、（20分）圖預(yù)20-7-1中 A和B是真空中的兩塊面積很大的平行金屬板、加上周期為T(mén)的交流電壓，在兩板間產(chǎn)生交變的勻強(qiáng)電場(chǎng)己知B板電勢(shì)為零，A板電勢(shì)UA隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖預(yù)20-7-2所示，其中UA的最大值為的U0，最小值為一2U0在圖預(yù)20-7-1中，虛線(xiàn)MN表示與A、B扳平行等距的一個(gè)較小的面，此面到A和B的距離皆為l在此面所在處，不斷地產(chǎn)生電量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電的微粒，各個(gè)時(shí)刻產(chǎn)生帶電微粒的機(jī)會(huì)均等這種微粒產(chǎn)生后，從靜止出發(fā)在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)設(shè)微粒一旦碰到金屬板，它就附在板上不再運(yùn)動(dòng)，且其電量同時(shí)消失，不影響A、B板的電壓己知上述的T、U0、l，q和m等各量的值正好滿(mǎn)足等式 若在交流電壓