第22届全国中学生物理竞赛预赛试题bpzw.docx

第22届全国中学生物理竞赛预赛题试卷题号一二三四五六七八九总分得分阅卷人本卷共九九题，满满分2000分一、（110分）在横线上填上恰当的内容1在220044年6月月10日日联合国国大会第第58次次会议上上，鼓掌掌通过一一项决议议。决议议摘录如如下：联合国大大会，承认物理理学为了了解自然然界提供供了重要要基础，注意到物物理学及及其应用用是当今今众多技技术进步步的基石石，确信物理理教育提提供了建建设人类类发展所所必需的的科学基基础设施施的工具具，意识到220055年是爱爱因斯坦坦科学发发现一百百周年，这这些发现现为现代代物理学学奠定了了基础， ； ；宣告220055年为 年2爱因因斯坦在在现代物物理学领领域作出出了很多多重要贡贡献，试试举出其其中两项项： ； 二、（117分）现现有一个个弹簧测测力计（可可随便找找地方悬悬挂），一一把匀质的的长为l的有刻刻度、零零点位于于端点的的直尺，一一个木块块及质量量不计的的细线试用这这些器件件设计一一实验装置置（要求求画出示示意图），通通过一次次测量（弹簧测测力计只只准读一一次数），求求出木块块的质量量和尺的质质量（已知重重力加速速度为gg）S2RROr 三、（118分）内内表面只只反射而而不吸收收光的圆圆筒内有有一半径径为R的黑球球，距球球心为22R处有一一点光源源S，球心心O和光源源S皆在圆圆筒轴线线上，如如图所示示若使使点光源源向右半半边发出出的光最最后全被被黑球吸吸收，则则筒的内内半径rr最大为为多少？四、（220分）处处在激发发态的氢氢原子向向能量较较低的状状态跃迁迁时会发发出一系系列不同同频率的的光，称称为氢光光谱氢氢光谱线线的波长长l 可以以用下面面的巴耳耳末里德伯伯公式来来表示n，k分分别表示示氢原子子跃迁前前后所处处状态的的量子数数，对对于每一一个k，有，R称为里里德伯常常量，是是一个已已知量对于于的一系系列谱线线其波长长处在紫紫外线区区，称为为赖曼系系；的一一系列谱谱线其波波长处在在可见光光区，称称为巴耳耳末系用氢原原子发出出的光照照射某种种金属进进行光电电效应实实验，当当用赖曼曼系波长长最长的的光照射射时，遏遏止电压压的大小小为U1，当用用巴耳末末系波长长最短的的光照射射时，遏遏止电压压的大小小为U2 已已知电子子电量的的大小为为，真空中中的光速速为，试试求：普普朗克常常量和该该种金属属的逸出出功AB五、（225分）一质量为m的小滑块A沿斜坡由静止开始下滑，与一质量为km的静止在水平地面上的小滑块B发生正碰撞，如图所示设碰撞是弹性的，且一切摩擦不计为使二者能且只能发生两次碰撞，则k的值应满足什么条件？v0R0六、（225分）如如图所示示，两根位位于同一一水平面面内的平平行的直直长金属属导轨，处处于恒定定磁场中中，磁场场方向与与导轨所所在平面面垂直一质量量为m的均匀匀导体细细杆，放在导导轨上，并并与导轨轨垂直，可可沿导轨轨无摩擦擦地滑动动，细杆杆与导轨轨的电阻阻均可忽忽略不计计导轨轨的左端端与一根根阻值为为R0的电阻阻丝相连连，电阻阻丝置于于一绝热热容器中中，电阻阻丝的热热容量不不计容容器与一一水平放放置的开开口细管管相通，细细管内有有一截面面为S的小液液柱（质质量不计计），液液柱将11moll气体（可可视为理理想气体体）封闭闭在容器器中已已知温度度升高11K时，该该气体的的内能的的增加量量为（R为普适适气体常常量），大大气压强强为p0，现令细杆沿导轨方方向以初速v0向右运运动，试试求达到到平衡时时细管中中液柱的的位移七、（225分）三个电容器分别有不同的电容值C1、C2、C3 现把这三个电容器组成图示的(a)、(b)、(c)、(d)四种混联电路，试论证：是否可以通过适当选择C1、C2、C3的数值，使其中某两种混联电路A、B间的等效电容相等C1C2C3ABC1C3C2ABC2C3BC1AC2C3BC1A(a)(b)(c)(d)八、（330分）如图所示，一根长为的细刚性轻杆的两端分别连结小球和，它们的质量分别为ma和mb.杆可绕距球为处的水平定轴在竖直平面内转动初始时杆处于竖直位置小球几乎接触桌面在杆的右边水平桌面上，紧挨着细杆放着一个质量为m的立方体匀质物块，图中ABCD为过立方体中心且与细杆共面的截面现用一水平恒力F作用于球上，使之绕轴逆时针转动，求当a转过a 角时小球b速度的大小设在此过程中立方体物块没有发生转动，且小球b与立方体物块始终接触没有分离不计一切摩擦aObABCDFBAOaBed九、（330分）如图所示，水平放置的金属细圆环半径为a，竖直放置的金属细圆柱（其半径比a小得多）的端面与金属圆环的上表面在同一平面内，圆柱的细轴通过圆环的中心O一质量为m，电阻为R的均匀导体细棒被圆环和细圆柱端面支撑，棒的一端有一小孔套在细轴O上，另一端A可绕轴线沿圆环作圆周运动，棒与圆环的摩擦系数为m圆环处于磁感应强度大小为、方向竖直向上的恒定磁场中，式中K为大于零的常量，r为场点到轴线的距离金属细圆柱与圆环用导线ed连接不计棒与轴及与细圆柱端面的摩擦，也不计细圆柱、圆环及导线的电阻和感应电流产生的磁场问沿垂直于棒的方向以多大的水平外力作用于棒的A端才能使棒以角速度w 匀速转动注：11