第24届全国中学生物理竞赛预赛试卷docbqah.docx

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1、侯 军 高中物理奥赛资料库得分阅卷复核第24届届全国中中学生物物理竞赛赛预赛试试卷全国统统一考试试时间：20007年99月2日日（星期期天）上午8830 1130题号一二三四五六七八总分得分阅卷复核本卷共八八题，满满分2000分得分阅卷复核一、（225分）填填空题1、20006年诺诺贝尔物物理学奖奖授予美美国科学学家约翰翰马瑟和和乔治斯穆特特，以表表彰他们们发现了了宇宙微微波背景景辐射的的黑体辐辐射形式式和各向向异性。这一发发现为有有关宇宙宙起源的的理论提提供了进进一步的的支持，使使宇宙学学进人了了“精确研研究”时代。2、恒星星演化到到了后期期，某些些恒星在在其内部部核燃料料耗尽时时，会发发生

2、强烈烈的爆发发，在短短短的几几天中，亮亮度陡增增千万倍倍甚至上上亿倍。我国宋宋史第第五十六六卷中对对当时观观测到的的上述现现象作了了详细记记载。20066年5月月是我国国发现此此现象一一千周年年，为此此在杭州州召开了了有关的的国际学学术研讨讨会。天文学学上把演演化到这这一阶段段的恒星星称为，恒恒星演变变到这一一阶段，预预示着一一颗恒星星的终结结。此后，它它可能成成为或。3、20006年年11月月21日日，中国国、欧盟盟、美国国、日本本、韩国国、俄罗罗斯和印印度七方方在法国国总统府府正式签签署一个个能源方方面的联联合实施施协定及及相关文文件，该该协定中中的能源源是指能能源。4、潮汐汐是一种种常见

3、的的自然现现象，发发生在杭杭州湾钱钱塘江入入海口的的“钱江潮潮”是闻名名世界的的潮汐现现象。在农历历初一和和十五前前后各有有一次大大潮，在在两次大大潮之间间又各有有一次小小潮。试把每每月中出出现两次次大潮时时地球、月月球和太太阳的相相对位置置示意图图定性地地画在下下面。试把每月月中出现现两次小小潮时地地球、月月球和太太阳的相相对位置置示意图图定性地地画在下下面。5、如图图1所示，用用双线密密绕在一一个长直直圆柱上上，形成成两个螺螺线管线线圈aaa和bbb（分别别以实线线和虚线线表示），已已知两个个线圈的的自感都都是L 。今若把把a与bb两端相相连，把把a和b两端接接人电路路，这时时两个线线圈的

4、总总自感等等于；若若把b与与a相连，把把a和bb两端接接人电路路，这时时两个线线圈的总总自感等等于；若若把a与与b两端端相连作作为一端端，a与b相连作作为另一一端，把把这两端端接人电电路，这这时两个个线圈的的总自感感等于。二、（225分）如图2所示，一块光滑的平板能绕水平固定轴HH调节其与水平面所成的倾角板上一根长为l=l .00m 的轻细绳，它的一端系住一质量为m的小球 P ，另一端固定在HH轴上的O点。当平板的倾角固定在时，先将轻绳沿水平轴HH拉直（绳与HH重合），然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0 = 5. 0m/s 。若小球能保持在板面内作圆周运动，问倾角的值应在什么范围内（

5、取图中处箭头所示方向为的正方向）。取重力加速度g=10m/s2。得分阅卷复核三、（225分）如如图3所示，绝绝热的活活塞S把把一定质质量的稀稀薄气体体（可视视为理想想气体）密密封在水水平放置置的绝热热气缸内内。活塞可可在气缸缸内无摩摩擦地滑滑动。气缸左左端的电电热丝可可通弱电电流对气气缸内气气体十分分缓慢地地加热。气缸处处在大气气中，大大气压强强为p00 。初始始时，气气体的体体积为VV0 、压压强为pp0 。已知知1摩尔尔该气体体温度升升高1KK 时其其内能的的增量为为一已知知恒量。求求以下两两种过程程中电热热丝传给给气体的的热量QQl 与QQ2之比。1从初初始状态态出发，保保持活塞塞S位置

6、置固定，在在电热丝丝中通以以弱电流流，并持持续一段段时间，然然后停止止通电，待待气体达达到热平平衡时，测测得气体体的压强强为pll。2仍从从初始状状态出发发，让活活塞处在在自由状状态，在在电热丝丝中通以以弱电流流，也持持续一段段时间，然然后停止止通电，最最后测得得气体的的体积为为V2 。得分阅卷复核四、（225分）如如图4所示， MlM2和M3M4都是由由无限多多根无限限长的外外表面绝绝缘的细细直导线线紧密排排列成的的导线排排横截面面，两导导线排相相交成1120，OOO为其角角平分线线每根根细导线线中都通通有电流流I ，两两导线排排中电流流的方向向相反，其其中MllM2中电流流的方向向垂直纸纸

7、面向里里导线线排中单单位长度度上细导导线的根根数为 。图中中的矩形形abccd是用用N型半半导体材材料做成成的长直直半导体体片的横横截面，（），长直半导体片与导线排中的细导线平行，并在片中通有均匀电流I0，电流方向垂直纸面向外。已知ab边与 OO垂直，= l，该半导体材料内载流子密度为n ，每个载流子所带电荷量的大小为q 。求此半导体片的左右两个侧面之间的电势差。已知当细的无限长的直导线中通有电流I时，电流产生的磁场离直导线的距离为r处的磁感应强度的大小为B = k，式中k为已知常量。得分阅卷复核得分阅卷复核五、（225分）如图图5所示，AACD是是由均匀匀细导线线制成的的边长为为d的等等边三

8、角角形线框框，它以以AD为为转轴，在在磁感应应强度为为B的恒恒定的匀匀强磁场场中以恒恒定的角角速度田田转动（俯俯视为逆逆时针旋旋转），磁场方方向与AAD垂直直。已知三三角形每每条边的的电阻都都等于RR 。取图图示线框框平面转转至与磁磁场平行行的时刻刻为t = 00 。1求任任意时刻刻t线框框中的电电流。2规定定A点的的电势为为0，求求t = 0时时，三角角形线框框的ACC边上任任一点PP（到AA点的距距离用xx表示）的的电势UUp，并画画出Upp与x之之间关系系的图线线。六、（225分）空间间存在垂垂直于纸纸面方向向的均匀匀磁场，其其方向随随时间作作周期性性变化，磁磁感应强强度B随随时间tt变

9、化的的图线如如图6-a所示示。规定BB0时，磁磁场的方方向穿出出纸面。现在磁磁场区域域中建立立一与磁磁场方向向垂直的的平面坐坐标Oxxy，如如图6-b所示示。一电荷量量q = 5107C，质量量m =51010kgg的带电电粒子，位位于原点点O处，在在t =0时刻刻以初速速度v00=m/ss沿x轴轴正方向向开始运运动，不不计重力力的作用用，不计计磁场的的变化可可能产生生的一切切其它影影响。1试在在图6-b中画画出020mms时间间内粒子子在磁场场中运动动的轨迹迹，并标标出图66-b中中纵横坐坐标的标标度值（评评分时只只按图评评分，不不要求写写出公式式或说明明。）2在磁磁场变化化N个（NN为整数

10、数）周期期的时间间内带电电粒子的的平均速速度的大大小等于于。得分阅卷复核七、（225分）如图7所示，L 是一焦距为f的薄凸透镜（F与F为其焦点）。在透镜右侧焦点F处放置一曲率半径大小为R的球面反射镜（其顶点位于F处），透镜和球面镜组成一轴对称的光学系统。在透镜L左侧光轴上有限远处有一发光点P，它发出的傍轴光线经此光学系统后，恰好成像在P点。试在下面第1和第2小题中填空，在第3小题中作图。1若球球面镜为为凹面镜镜，则PP点到透透镜的距距离等于于；若球球面镜为为凸面镜镜，则PP点到透透镜的距距离等于于。2若将将一短细细杆垂直直于光轴轴放置，杆杆的下端端位于PP点，则则此细杆杆经上述述光学系系统所成

11、成的最后后的像的的大小与与物的大大小之比比对凹面面镜等于于；对凸凸面镜等等于。3若球球面镜的的半径大大小 RR=2ff，试按按作图法法的规范范要求，画画出第22问中短短杆对上上述光学学系统逐逐次成的的像及成成像光路路图。（要求将将凹面镜镜和凸面面镜分别别画在两两张图上上。评分时时只按图图评分，不不要求写写出作图图理由和和说明，但但须用已已知量标标出各个个像在光光轴上的的具体位位置。）得分阅卷复核八、（225分）如图8所示，有一固定的、半径为a 、内壁光滑的半球形碗（碗口处于水平位置），O为球心。碗内搁置一质量为m 、边长为a的等边三角形均匀薄板ABC 。板的顶点A位于碗内最低点，碗的最低点处对A有某种约束使顶点A不能滑动（板只能绕A点转动）。1当三三角形薄薄板达到到平衡时时，求出出碗对顶顶点A、BB、C的的作用力力的大小小各为多多少。2当板板处于上上述平衡衡状态时时，若解解除对AA点的约约束，让让它能在在碗的内内表面上上从静止止开始自自由滑动动，求此此后三角角形薄板板可能具具有的最最大动能能。第24届预赛-第6页（共4页）