第33届全国中学生物理竞赛预赛试题_.docx

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1、第33届全国中学生物理竞赛预赛试题_第33届全国中学生物理竞赛预赛试题第33届全国中学生物理竞赛预赛试题第33届全国中学生物理竞赛预赛试卷本卷共16题，满分200分一、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页的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如图，球心在坐标原点O的球面上有三个相互绝缘的金属环，它们分别与xy-平面、yz-平面、zx-平面与球面的交线大圆重合，各自通有大小相等的电流，电流的流向如图中箭头所示坐标原点处的磁场方向与x轴、y轴、z轴的夹角分别是A-

2、，-，B，CarcsinD，2从楼顶边缘以大小为0v的初速度竖直上抛一小球；经过0t时间后在楼顶边缘从静止开场释放另一小球若要求两小球同时落地，忽略空气阻力，则0v的取值范围和抛出点的高度应为A00012gtvgt此页面能否是列表页或首页？未找到适宜正文内容。第33届全国中学生物理竞赛预赛试题第33届全国中学生物理竞赛预赛试题经过610分2016年2月11日美国国家科学基金会公布：美国的“激光干预引力波天文台()LIGO的两台孪生引力波探测器初次直接探测到了引力波该引力波是由13亿光年之外的两颗黑洞在合并的最后阶段产生的初始质量分别为29倍太阳质量和36倍太阳质量的两颗黑洞，合并成了一颗62倍

3、太阳质量、高速旋转的黑洞；亏损的质量以引力波的形式释放到宇宙空间这亏损的质量为_kg，相当于_J的能量已知太阳质量约为302.010kg?，光在真空中的速度为83.010m?710分在一水平直线上相距18m的A、B两点放置两个波源这两个波源振动的方向平行、振幅相等、频率都是30Hz，且有相位差它们沿同一条直线在其两边的媒质中各激起简谱横波波在媒质中的传播速度为360m/s这两列波在A、B两点所在直线上因干预而振幅等于原来各自振幅的点有_个，它们到A点的距离依次为_m810分如图，以a、b为端点的线圈1的自感为1L，以c、d为端点的线圈2的自感为2L，互感为M线圈1中的电流的变化在线圈2中产生的

4、感应电动势与线圈中电流随时间的变化率成正比，比例系数称为互感21M；且1221MMM=若将两线圈1和2首尾相连顺接而串联起来，如图a所示，则总自感为_；若将两线圈1和2尾尾相接反接而串联起来，如图b所示，则总自感为_910分如图，一小角度单摆的轻质摆杆的长度ABL=，地球半径OCR=，单摆的悬点到地面的距离ACL=已知地球质量为M，引力常量为G当LR时，单摆做简谐运动的周期为_；当LR时，单摆做简谐运动的周期为_悬点相对于地球不动，不考虑地球自转1010分-子与电子的性质类似，其电量与电子一样，而质量m约为电子的206.8倍用-子代替氢原子中的电子就构成-子氢原子，-子氢原子的线状光谱与氢原子

5、具有类似的规律-子氢原子基态的电离能为_eV，-子氢原子从第二激发态跃迁到第33届全国中学生物理竞赛预赛试题第33届全国中学生物理竞赛预赛试题第一激发态发出的光子的波长为_A已知质子质量pm是电子的1836倍，氢原子基态的电离能为13.605eV；光在真容中的速度为82.99810m/s?，普朗克常量为154.13610eVs-?按玻尔理论计算时，在-子氢原子中若仍将质子视为不动，则-子相当于质量为ppmmmm+的带电粒子三、计算题计算题的解答应写出必要的文字讲明、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1120分一足球运发动1自A点向球门的B

6、点踢出球，已知A、B之间的距离为s，球自A向B的运动可视为水平地面上的匀速直线运动，速率为u另一足球运发动2到AB连线的距离为l，到A、B两点的距离相等运发动1踢出球后，运发动2以匀速v沿直线去拦截该球设运发动2开场出发去拦截球的时刻与球被运发动1踢出的时刻一样1假如运发动2能拦截到球，求运发动2开场出发去拦截球直至拦截到球的时间间隔、球被拦截时球到A点的距离、球到运发动2出发点的距离和运发动2运动的方向与A、B连线的夹角；2求为了使运发动2能拦截到球，u、v、s和l应当知足的条件1220分一固体星球可近似看作半径为R足够大的球形均匀的固体，构成星球的物质的密度为，引力常量为G1考虑星球外表山

7、体的高度假如山高超出某一限度，山基便发生流动可以为是山基部分物质熔化的结果，相当于超出山的最高限的那块固体物质从山顶移走了，进而使山的高度减低山在这种情况下其高度的小幅减低可视为一小块质量的物质从山顶移至山底假设该小块的物质重力势能的减小与其全部熔化所需要的能量相当，山体由同一种物质构成该物质的熔化热为，不考虑温度升到熔点所需要能量，也不考虑压强对固体熔化热的影响试估计由同一种物质构成的山体高度的上限2若由同一种物质构成的山高的上限不大于/10R，试估计在此条件下由同一种物质构成的星球半径的下限3月亮是一个固体星球，其密度和半径分别为333.3410kg/m?和61.710m?假设月亮全由2S

8、iO构成，2SiO的熔化热为52.410J/kg?已知11226.6710Nm/kgG-=?估计月球上的山体高度与月球半径比值的上限第33届全国中学生物理竞赛预赛试题第33届全国中学生物理竞赛预赛试题1320分真空中平行板电容器两极板的面积均为S，相距d，上、下极板所带电量分别为Q和()0QQ-现将一厚度为t、面积为/2S宽度和原来的极板一样，长度是原来极板的一半的金属片在上极板的正下方平行插入电容器，将电容器分成如下图的1、2、3三部分不考虑边缘效应静电力常量为k试求1插入金属片以后电容器的总电容；2金属片上外表所带电量；31、2、3三部分的电场强度；4插入金属片经过中外力所做的功1420分

9、如图，两个一样的正方形刚性细金属框ABCD和ABCD的质量均为m，边长均为a，每边电阻均为R；两框部分地交叠在同一平面内，两框交叠部分长为l，电接触良好将整个系统置于恒定的匀强磁场中，磁感应强度大小为0B，方向垂直于框面纸面向纸面内现将磁场忽然撤去，求流过框边重叠部分AD的横截面的总电荷量不计摩擦、重力和框的电感1520分牛顿曾观察到一束细日光射到有灰尘的反射镜上面会产生干预条纹为了分析这一现象背后的物理，考虑如下图的简单实验一平板玻璃的折射率为n，厚度为t，下外表涂有水银反射层，上外表撒有滑石粉灰尘粒子观察者O和单色点光源L光线的波长为的连线垂直于镜面垂足为N，LNa=，ONb=反射镜面上的

10、某灰尘粒子P与直线ON的距离为()rbart观察者能够观察到明暗相间的环形条纹1求第m个亮环到N点的距离；2若1.63n=，0.0495am=，0.245bm=，51.110tm-=?，680nm=，求最小亮环()1m=的半径已知：sinxx12x+，当1x1620分充有水的连通软管经常用来检验建筑物的水平度但软管中气泡会使得该软管两边管口水面不在同一水平面上为了讲明这一现象的物理原因，考虑如下图的连通水管由三管内径一样的U形管密接而成，其中封有第33届全国中学生物理竞赛预赛试题第33届全国中学生物理竞赛预赛试题一段空气可视为理想气体，与空气接触的四段水管均在竖直方向；且两个有水的U形管两边水面分别等高此时被封闭的空气柱的长度为aL已知大气压强为0P、水的密度为、重力加速度大小为g，()00/LPg现由左管口添加体积为VxS?=的水，S为水管的横截面积，在稳定后：1求两个有水的U形管两边水面的高度的变化和左管添水后封闭的空气柱长度；2当0xL、a0LL时，求两个有水的U形管两边水面的高度的变化用x112z+，当1z