全國中學(xué)生物理競賽試卷

1、全國中學(xué)生物理比賽初賽試卷本卷共16題，滿分200分.一、選擇題.此題共5小題，每題6分.在每題給出的4個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一項(xiàng)切合題意，有的小題有多項(xiàng)切合題意.所有選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分.以下說法正確的選項(xiàng)是：A.一束單色光從真空射入時(shí)，在玻璃表面處發(fā)生折射現(xiàn)象，這與光在玻璃中的流傳速度不一樣于在真空中的流傳速度相關(guān)B.白紙上有兩個(gè)特別湊近的小黑斑，其實(shí)是分開的，沒有重疊部分.但經(jīng)過某一顯微鏡所成的象卻是兩個(gè)連在一同的沒有分開的光斑，這與光的衍射現(xiàn)象相關(guān)C.雨后虹的形成與光的全反射現(xiàn)象相關(guān)老年人眼睛常變成遠(yuǎn)視眼，這時(shí)近處物體經(jīng)過眼睛所成的像在視網(wǎng)膜的前面（瞳

2、孔與視網(wǎng)膜之間），故看不清2.圖中A、B是兩塊金屬板，分別與高壓直流電源的正負(fù)極相連.一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的點(diǎn)電荷自切近A板處靜止開釋（不計(jì)重力作用）.已知當(dāng)A、B兩板平行、兩板的面積很大且兩板間的距離較小時(shí)，它剛抵達(dá)B板時(shí)的速度為u0，在以下狀況下以u(píng)表示點(diǎn)電荷剛抵達(dá)B板時(shí)的速度A.若A、B兩板不平行，則uu0B.若A板面積很小，B板面積很大，則uu0C.若A、B兩板間的距離很大，則uu0D.無論A、B兩板能否平行、兩板面積大小及兩板間距離多少，u都等于u0粒子和粒子都沿垂直于磁場的方向射入同一平均磁場中，發(fā)現(xiàn)這兩種粒子沿同樣半徑的圓軌道運(yùn)動(dòng).若粒子的質(zhì)量是m1，粒子的質(zhì)量是m2

3、，則粒子與粒子的動(dòng)能之比是m2m1m14m2A.m1B.m2C.4m2D.m1由玻爾理論可知，當(dāng)氫原子中的核外電子由一個(gè)軌道躍遷到另一軌道時(shí)，有可能發(fā)射出光子，電子的動(dòng)能減少，原子的勢能減少發(fā)射出光子，電子的動(dòng)能增添，原子的勢能減少汲取光子，電子的動(dòng)能減少，原子的勢能增添汲取光子，電子的動(dòng)能增添，原子的勢能減少圖示兩條虛線之間為一光學(xué)元件所在處，AB為其主光軸.P是一點(diǎn)光源，其傍軸光芒經(jīng)過此光學(xué)元件成像于Q點(diǎn).該光學(xué)元件可能是薄凸面鏡B.薄凹面鏡C.凸球面鏡D.凹球面鏡二、填空題和作圖題.只需給出結(jié)果，不需寫出求得結(jié)果的過程.6.（8分）國際上已規(guī)定133Cs原子的頻次f=9192631770

4、Hz（沒有偏差）.這樣，秒的定義_.國際上已規(guī)定一個(gè)公認(rèn)的光速值c=299792458m/s（沒有偏差）.長度單位由時(shí)間單位導(dǎo)出，則米定義為_.（8分）質(zhì)量為m1的小滑塊，沿一傾角為的圓滑斜面滑下，斜面質(zhì)量為m2，置于圓滑的水平桌面上.設(shè)重力加快度為g，斜面在水平桌面上運(yùn)動(dòng)的加快度的大小為_（8分）一線光源，已知它發(fā)出的光包含三種不一樣頻次的可見光，若要使它經(jīng)過三棱鏡分光，最后能在屏上看到這三種不一樣頻次的光的譜線，則除了光源、三棱鏡和屏外，一定的器件起碼還應(yīng)有_.此中一個(gè)的地點(diǎn)應(yīng)在_和_之間，另一個(gè)的地點(diǎn)應(yīng)在_和_之間.（12分）如下圖，A為放在水平圓滑桌面上的長方形物塊，在它上邊放有物塊B

5、和C.A、B、的質(zhì)量分別為m、5m、m.B、C與A之間的靜摩擦系數(shù)和滑動(dòng)摩擦系數(shù)皆為0.10，K為輕滑輪，繞過輕滑輪連結(jié)B和C的輕微繩都處于水平川點(diǎn).現(xiàn)用水平方向的恒定外力F拉滑輪，使A的加快度等于0.20g，g為重力加快度.在這類狀況時(shí)，B、A之間沿水平方向的作使勁的大小等于_，C、A之間沿水平方向的作使勁的大小等于_，外力F的大小等于_.（14分）i.在做“把電流表改裝成電壓表”的實(shí)驗(yàn)中，一定測出電流表的內(nèi)阻和用標(biāo)準(zhǔn)電壓表對(duì)改裝成的電壓表進(jìn)行校準(zhǔn).某同學(xué)對(duì)圖示的器械進(jìn)行了連線，使所連成的電路只需控制單刀雙擲開關(guān)的刀位和調(diào)理電阻箱及變阻器，不需變動(dòng)連線，就能：（1）在與電阻箱斷路的條件下測出

6、電流表的內(nèi)阻；（2）對(duì)改裝成的電壓表所有的刻度進(jìn)行校準(zhǔn).試在圖中畫出該同學(xué)的所有連線.ii.有一塊橫截面為矩形的長板，長度在81cm與82cm之間，寬度在5cm與6cm之間，厚度在1cm與2cm之間.現(xiàn)用直尺（最小刻度為mm）、卡尺（游標(biāo)為50分度）和千分尺（螺旋測微器）去丈量此板的長度、寬度和厚度，要求測出后的最后一位有效數(shù)字是估讀的.試假想一組可能的數(shù)據(jù)天災(zāi)下面的空格處.板的長度_cm，板的寬度_cm，板的厚度_cm，三、計(jì)算題.計(jì)算題的解答應(yīng)寫出必需的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后結(jié)果的不可以得分.有數(shù)值計(jì)算的，答案中一定明確寫出數(shù)值和單位.11.（20分）在水平川面某處，

7、以同樣的速率v0用不一樣的拋射角分別拋射兩個(gè)小球A和B，它們的射程同樣.已知小球A在空中運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間為TA，求小球B在空中運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間TB.重力加快度大小為g，不考慮空氣阻力.12.（20分）從地球上看太陽時(shí)，對(duì)太陽直徑的張角=53.取地球表面上緯度為1的長度l=110km，地球表面處的重力加快度g=10m/s2，地球公轉(zhuǎn)的周期T=365天.試僅用以上數(shù)據(jù)計(jì)算地球和太陽密度之比.假定太陽和地球都是質(zhì)量平均散布的球體.（16分）一個(gè)用電阻絲繞成的線圈，淹沒在量熱器所盛的油中，油的溫度為0.當(dāng)線圈兩頭加上必定的電壓后，油溫逐漸上漲.0時(shí)溫度高升的速率為5.0Kmin-1，連續(xù)一段時(shí)間后，油溫上漲到30

8、，此時(shí)溫度高升的速率變成4.5Kmin-1，這是由于線圈的電阻與溫度相關(guān).設(shè)溫度為時(shí)線圈的電阻為R，溫度為0時(shí)線圈的電阻為R0，則有R=R0(1+)，稱為電阻的溫度系數(shù).試求此線圈電阻的溫度系數(shù).假定量熱器及此中的油以及線圈所組成的系統(tǒng)溫度高升的速率與該系統(tǒng)汲取熱量的速率（即單位時(shí)間內(nèi)吸收的熱量）成正比；對(duì)油加熱過程中加在線圈兩頭的電壓恒定不變；系統(tǒng)損失的熱量可忽視不計(jì).14.（18分）如下圖，一摩爾理想氣體，由壓強(qiáng)與體積關(guān)系的p-V圖中的狀態(tài)A出發(fā)，經(jīng)過一遲緩的直線過程抵達(dá)狀態(tài)B，已知狀態(tài)B的壓強(qiáng)與狀態(tài)A的壓強(qiáng)之比為12，若要使整個(gè)過程的最后結(jié)果是氣體從外界汲取了熱量，則狀態(tài)B與狀態(tài)A的體積

9、之比應(yīng)知足什么條件？已知3此理想氣體每摩爾的內(nèi)能為2RT，R為普適氣體常量，T為熱力學(xué)溫度.（23分）如下圖，匝數(shù)為N1的原線圈和在數(shù)為N2的副線圈繞在同一閉合的死心上，副線圈兩頭與電阻R相聯(lián)，原線圈兩頭與平行金屬導(dǎo)軌相聯(lián).兩軌之間的距離為L，其電阻可不計(jì).在虛線的左邊，存在方向與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感覺強(qiáng)度的大小為B.pq是一質(zhì)量為m電阻為r與導(dǎo)軌垂直擱置的金屬桿，它可在導(dǎo)軌上沿與導(dǎo)軌平行的方向無摩擦地滑動(dòng).假定在任何同一時(shí)刻經(jīng)過線圈每一匝的磁通都同樣，兩個(gè)線圈的電阻、死心中包含渦流在內(nèi)的各樣消耗都忽視不計(jì)，且變壓器中的電磁場完整限制在變壓器死心中.現(xiàn)于t=0時(shí)開始施一外力，使桿從靜止出發(fā)以恒定的加快度a向左運(yùn)動(dòng).不考慮連結(jié)導(dǎo)線的自感.若已知在某時(shí)刻t時(shí)原線圈中電流的大小I1，i.求此時(shí)刻外力的功率ii.此功率轉(zhuǎn)變成哪些其余形式的功率或能量變化率？試分別求出它們的大小.16.（23分）如下圖，一質(zhì)量為m半徑為R的由絕緣資料制成的薄球殼，平均帶正電，電荷量為Q，球殼下邊有與球殼固連的底座，底座靜止在圓滑水平面上.球殼內(nèi)部有一勁度系數(shù)為的輕彈簧（質(zhì)量不計(jì)），彈簧一直處于水平川點(diǎn)，其一端與球殼內(nèi)壁固連，另