第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷 附答案_.docx

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1、第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案_第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷班级_姓名_一、选择题此题共5小题，每题6分在每题给出的4个选项中，有的小题只要一项符合题意，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，能够讲明光具有粒子性的是()A光的双缝干预实验B黑体辐射C光电效应D康普顿效应2系统l和系统2质量相等，比热容分别为C1和C2，两系统接触后到达共同温度T；整个经过中与外界(两系统之外)无热交换。两

2、系统初始温度T1和T2的关系为()AT1=C2C1(TT2)TBT1=C1C2(TT2)TCT1=C1C2(TT2)+TDT1=C2C1(TT2)+T3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。对于核子数一样的原子核，下列讲法正确的是()A质量密度是基本一样的B电荷密度是基本一样的C外表积是基本一样的D体积是基本一样的4一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0到东经0+之间的区域。已知地球半径为R0，地球外表处的重力加速度大小为g，地球自转周期为T.的值等于()Aarcsin(42R0T2g)1/3B2

3、arcsin(42R0T2g)1/3Carccos(42R0T2g)1/3D2arccos(42R0T2g)1/35有3种不同波长的光，每种光同时发出、同时中断，且光强都一样，总的光强为I，脉冲宽度(发光持续时间)为，光脉冲的光强I随时间t的变化如下图。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)()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经过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0.1

4、0kg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第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案7(10分)先用波长为1的单色可见光照射杨氏双缝干预实验装置；再加上波长为2(21)的单色可见光照射同一个杨氏双缝干预实验装置。观察到波长为1的光的干预条纹的l、2级亮纹之间本来是暗纹的位置出现了波长为2的光的干预条纹的1级亮纹，则两种光的波长之比2：1=_。8(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6C，每次金属板与导体脱离接触后，金属板又被充满6C的电荷量。已知导体第一次与金属板接

5、触后，导体上带的电荷量为2C；经过无穷次接触，导体上所带的电荷量最终为_。9(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该光束通过透镜后会聚点的位置坐标为_。10(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_。三、计算题计算题的解答应写出必要的文字

6、讲明、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，如下图。A、B、C为三根一样的火柴棍，火柴棍长为l，细实线为棉线，棉线的直径为d(d第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案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，铜线的半径为r0，质量密度为

7、，重力加速度大小为g(1)当框平面与水平面abef的夹角为时，求该方形线框所遭到的重力矩。(2)当框平面与水平面abef的夹角为时，框平面恰好处于平衡状态。求此时线框中cd边所遭到的磁场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，可根据(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的夹角总为在保持夹角不变的情形下，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Bt第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案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

8、，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，构成“工字形活塞，它把整个气缸分隔成三个气室，其中I、室密闭摩尔数分别为和2的同种理想气体，两个气室内都有电加热器；室的缸壁上开有一小孔，与大气相通；1mol该种气体内能为CT(C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，室内空气的摩尔数为320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、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

9、求 (1)室内气体初态气柱的长度；(2)室内气体末态的温度；(3)此经过中I、室密闭气体吸收的总热量。第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案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，半导体材料的六个外表分别与相应的坐标平面平行；磁感应强度大小为Bx在垂直于电场和磁场的+y或y方向将产生一个横向电场Ey，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Ey与电流的电流密度Jx和磁感应强度Bx的乘积成正比，即Ey=RHJxBz，比例系数RH称为霍尔系数。某半导体材料样

10、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p和n，空穴和电子的数密度分别为p和n，电荷分别为e和一e试确定该半导体材料的霍尔系数。第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案15(20分)某根水平固定的长滑竿上有n(n3)个质量一样的滑扣(即能够滑动的圆环)，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倍。开场时所有滑扣可近似地看成挨在一起(但未互相挤压)；今给第1个滑扣一个初速度使其在滑竿上开场向左滑行(平

11、动)；在滑扣滑行的经过中，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个滑扣开场的(n一1)个滑扣互相之间都依次拉紧，继续滑行距离l(0第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案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0，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)证实小物块做简谐振动；(2)若k=0.50N/m、m=50g、0=30、l0=2.0m，重力加速度g=9.8m/s。，求

12、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第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷附答案解析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，光的颜色各不一样，黑体呈现由红橙红黄黄白白蓝白的渐变经过。普朗克由黑体辐射提出能量子的观点！CD明显正确！选BCD2从表达式看，应是物体1的放热=物体2的吸热，建立方程：C1m(T1T)=C2m(TT2)选D3核子数一样质量数一样由题知半径一样

13、CD对；质量数一样质量基本一样质量密度基本一样选ACD4首先算出同步卫星绕地球公转的半径r，地球本身半径为R，几何关系如右图所示，选C5由于能量是没有损失的，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)一样。又由于是三种不同波长的光，所以在同种介质中传播的速度都不一样，所以到达玻璃棒右端点的时间都不同，所以选D6典型的单摆模型：T=2Lg=8.88s，实际时间是14T=2.22s7两束光到达I位置的光程差记为d；对于波长为1而言，d=321；对于波长为2的单色光而言，d=2，故2：1=3：8两者电势相等！由第一次知，当电荷量为4C：2C时，1时，两者电势相等。故最

14、终为6C：3C！答案：3C9过F平行于透镜，作一副光轴。把过原点O(薄透镜光心)延长后交副光轴于P，则所有光会聚于P点。故位置坐标为(20,10不守恒；墙壁对弹簧有作用力(外力)该力的作用点有位移，所做的功不为零。11(1)不能。从力的平衡看，单一的A矿泉水的重力平衡。从力矩的平衡看，重物相对于支撑点O有一力矩，此力矩没有其它力矩与其平衡，会使火柴棍转动直至掉下。 (2)由于火柴棍A水平，火柴棍B的下端正好在A的中点的正下方，由几何关系知，火柴棍A和B之间的夹角为=60。桌面上外表边沿O点到火柴棍B的下端(即火柴棍C的中点)的距离为L=32l又由于火柴棍C水平，由几何关系知，从O点到火柴棍C两端的距离均为l如图11(a)所示。据题意，三根火柴的构造在重物质量逐步增大时是稳定的。因此火柴棍C继续保持水平，火柴棍B和A之间的夹角也能得以保持不变，即图11(b)中，火柴棍A和B之间的夹角仍然为60瓶最终稳态应该在何处？应该在O点正下方！又由于棉线是有一定的线度，直径为d。一开场瓶的纵向几何中心与棉线的纵向几何一直线，最终瓶的波长为1的单色光波长为2的单色光