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浙江名校高中物理竞赛模拟试题(八)(Word版含答案)

浙江省一级重点名校高中物理竞赛模拟试题（八）
一、（20 分）某甲设计了 1 个如图复 19-1 所示的“自动喷泉”装置，其中 A、B、 C 为 3 个容器，D、E、F 为 3 根细管，管栓 K 是关闭的．A、B、C 及细管 D、E 中
均盛有水，容器水面的高度差分别为 h1 和 h1 如图所示．A、B、C 的截面半径为 12cm，
D 的半径为 0.2cm．甲向同伴乙说：“我若拧开管栓 K，会有水从细管口喷出．” 乙认为不可能．理由是：“低处的水自动走向高外，能量从哪儿来？”甲当即拧开 K，果然见到有水喷出，乙哑口无言，但不明白自己的错误所在．甲又进一步演示．在拧开管栓 K 前，先将喷管 D 的上端加长到足够长，然后拧开 K，管中水面即上升，最后水面静止于某个高度处．
(1)．论证拧开 K 后水柱上升的原因． (2)．当 D 管上端足够长时，求拧开 K 后 D 中静止水面与 A 中水面的高度差． (3)．论证水柱上升所需能量的来源．
二、 (18 分) 在图复 19-2 中，半径为 R 的圆柱形区域内有匀强磁场，磁场方向垂直纸面指向纸外，磁感应强度 B 随时间均匀变化，变化率 ?B/ ?t ? K ( K 为一正值常量),圆柱形区外空间没有磁场，沿图中 AC 弦的方向画一直线，并向外延长，弦 AC 与半径 OA 的夹角? ?? / 4 ．直线上有一任意点，设该点与 A点的距离为 x ，求从 A沿直线到该点的电动势的大小．
三、（18 分）如图复 19-3 所示，在水平光滑绝缘的桌面上，有三个带正电的质点 1、2、3，位于边长为 l 的等边三角形的三个顶点处。C 为三角形的中心，
三个质点的质量皆为 m ，带电量皆为 q 。质点 1、3 之间和 2、3 之间用绝缘的
轻而细的刚性杆相连，在 3 的连接处为无摩擦的铰链。已知开始时三个质点的速度为零，在此后运动过程中，当质点 3 运动到 C 处时，其速度大小为多少？
四、（18 分）有人设计了下述装置用以测量线圈的自感系数．在图复 19-4-1 中， E 为电压可调的直流电源。 K 为开关，L 为待测线圈的
自感系数， rL 为线圈的直
流电阻，D 为理想二极管， r 为用电阻丝做成的电阻
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器的电阻，A 为电流表。将图复 19-4-1 中 a 、 b 之间的电阻线装进图复 19-4-2 所示的试管 1 内，图复 19-4-2 中其它装置见图下说明．其中注射器筒 5 和试管 1 组成的密闭容器内装有某种气体（可视为理想气体），通过活塞 6 的上下移动可调节毛细管 8 中有色液注的初始位置，调节后将阀门 10 关闭，使两边气体隔开．毛细管 8 的内直径为 d ．
已知在压强不变的条件下，试管中的气体温度升高 1K 时，需要吸收的热量为 Cq ，大气压强为 p 。设试管、三通管、注射器和毛细管皆为绝热的，电阻丝的热容不计．当接通电键 K 后，线圈 L 中将产生磁场，已知线圈中储存的磁场能量W ? 1 LI 2 ， I 为通过线圈的电流，其值可通过电流表 A 测量，现利用此装置及
2 合理的步骤测量的自感系数 L ．
1．简要写出此实验的步骤． 2．用题中所给出的各已知量（ r 、 rL 、 Cq 、 p 、 d 等）及直接测得的量导出 L 的表达式，
五、（20 分）薄凸透镜放在空气中时，两侧焦点与透镜中心的距离相等。如果此薄透镜两侧的介质不同，其折射率分别为 n1 和 n2 ，则透镜两侧各有一个焦点（设为 F1和 F2 ），但 F1、 F2 和透镜中心的距离不相等，其值分别为 f1 和 f2 。现有一个薄凸透镜 L ，已知此凸透镜对平行光束起会聚作用，在其左右两侧介质的折射率及焦点的位置如图复 19-5 所示。
1．试求出此时物距 u ，像距 v ，焦距 f1 、 f2 四者之间的关系式。 2．若有一傍轴光线射向透镜中心，已知它与透镜主轴的夹角为?1 ，则与之相应的出射线与主轴的夹角?2 多大？ 3． f1 ， f2 ， n1 ， n2 四者之间有何关系？
六、（20 分）在相对于实验室静止的平面直角坐标系 S 中，有一个光子，沿 x 轴正方向射向一个静止于坐标原点 O 的电子．在 y 轴方向探测到一个散射光子．已
知电子的静止质量为 m0 ，光速为 c ,入射光子的能量与散射光子的能量之差等于
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电子静止能量的 1／10． 1．试求电子运动速度的大小 v ,电子运动的方向与 x 轴的夹角? ；电子运动
到离原点距离为 L0 （作为已知量）的 A点所经历的时间 ?t ． 2．在电子以 1 中的速度 v 开始运动时，一观察者 S? 相对于坐标系 S 也以速度
v 沿 S 中电子运动的方向运动(即 S? 相对于电子静止)，试求 S? 测出的 OA 的长度．
七、（26 分）一根不可伸长的细轻绳，穿上一粒质量为 m 的珠子（视为质点），绳的下端固定在 A点，上端系在轻质小环上，小环可沿固定的水平细杆滑动（小环的质量及与细杆摩擦皆可忽略不计），细杆与 A在同一竖直平面内．开始时，珠子紧靠小环，绳被拉直，如图复 19-7-1 所示，已知，绳长为 l ， A点到杆的距离为 h ，绳能承受的最大张力为 Td ，珠子下滑过程中到达最低点前绳子被拉断，求细绳被拉断时珠子的位置和速度的大小（珠子与绳子之间无摩擦）注：质点在平面内做曲线运动时，它在任一点的加速度沿该点轨道法线方向的分量称为法向加速度 an ，可以证明，an ? v2 / R ，v 为质点在该点时速度的大小， R 为轨道曲线在该点的“曲率半径”，所谓平面曲线上某点的曲率半径，就是在曲线上取包含该点在内的一段弧，当这段弧极小时，可以把它看做是某个“圆”的弧，则此圆的半径就是曲线在该点的曲率半径．如图复 19-7-2 中曲线在 A点的曲率半径为 RA ，在 B 点的曲率半径为 RB ．
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物理竞赛模拟（八）答案
一、参考解答实践证明，甲的设计是正确的，所以乙的结论肯定是错的。
（1）设大气压为 p0 ，水的密度为 ? 。拧开 K 前的情况如图复解19-l
的（a）图所示。由流体静力学可知， B 、 C 中气体的压强为
pB ? pC ? p0 ? ? g(h1 ? h2 )
（1）
D 中气体的压强为
pD ? pB ? ? gh1
（2）
由（1）、（2）两式可得
pD ? p0 ? ? gh2
即 pD ? p0 ，当拧开 K 后， D 中气体压强降至 p0 ，此时
K
H
K
D
AA h1
E
BB
h2 F
CC
(a)
(b)
图复解 19-1
pB ? p0 ? ? gh1
（3）
即 D 管中容器 B 水面以上的那一段水柱所受合力向上，所以 D 管中水柱上升。（2）拧开 K 后，水柱上升，因 D 管上端已足够长，故水不会从管口喷出．设
到 D 中的水面静止时 D 中增加水量的体积为 ?V ，则 B 中减少水量的体积亦为 ?V ，其水面将略有降低，因而 B 及 C 中气体压强路有下降， A中的水将通过 E 管流入 C 中，当从 A流入水量的体积等于 ?V 时，B 、C 中气体压强恢复原值。因为 A、 B 、C 的半径为 D 管半径的 60 倍，截面积比为 3600 倍，故 A、 B 、C 中少量水
的增减（ ??V ）引起的 A、 B 、C 中水面高度的变化可忽略不计，即 h1 和 h2 的数
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值保持不变。设 D 中水面静止时与 A中水面的高度差为 H ，（见图复解19-1（b）），则
有
p0 ? ? g(h1 ? h2 ) ? p0 ? ? g(H ? h1)
（4）
由此可得
H ? h2
（5）
（3）将图复解 19-l（a）和(b)两图相比较可知，其差别在于体积为 ?V 的水从 A移至 C 中，另 ?V 的水又由 B 移入 D 中，前者重力势能减少，而后者重力势能增大，前者的重力势能减少量为
?E1 ? ? g?V (h1 ? h2 )
（6）
D 中增加的水柱的重心离 A中水面的高度为 h2 / 2 ，故后者的重力势能增量为
?E2
?
? g?V (h1
?
1 2
h2 )
（7）
即 ?E1 ? ?E2 。
由此可知，体积为 ?V 的水由 A流入 C 中减少的势能的一部分转化为同体积的水由 B 进入 D 中所需的势能，其余部分则转化为水柱的动能，故发生上下振动， D 中水面静止处为平衡点．由于水与管间有摩擦等原因，动能逐步消耗，最后水
面停留在距 A中水面 h2 处。
二、参考解答由于圆柱形区域内存在变化磁场，在圆柱形区域内外空间中将产生涡旋电场，
电场线为圆，圆心在圆柱轴线上，圆面与轴线垂直，如图中虚点线所示．在这样的电场中，沿任意半径方向移动电荷时，由于电场力与移动方向垂直，涡旋电场力做功为零，因此沿半径方向任意一段路径上的电动势均为零．
1．任意点在磁场区域内：令 P 为任意点（见图复解19-2-1） x ? 2R ，在图
中连直线 OA 与 OP 。取闭合回路 APOA，可得回路电动势 E1 ? EAP ? EPO ? EOA ，
式中 EAP ， EPO ， EOA 分别为从 A 到 P 、从 P 到 O 、从 O 到 A 的电动势。由前面
的分析可知 EPO ? 0 ， EOA ? 0 ，故
EAP ? E1
（1）
令 ?AOP 的面积为 S1 ，此面积上磁通量?1 ? BS1 ，由电磁感应定律，回路的电
动势大小为
E1
?
??1 ?t
?
S1
?B ?t
6 / 15

根据题给的条件有
E1 ? S1k
由图复解19-2-2可知
S1
?
1 2
xR sin ?
?
xR 22
由（1）、（2）、（3）式可得沿 AP 线段的电动势大小为
EAP
?
kR 22
x
（2）（3）（4）
AR ? x
C P
O
A?
C
?
??
Q
R
D
O
图复解 19-2－1
图复解 19-2－2
2．任意点在磁场区域外：令 Q 为任意点（见图复解19-2-2）， x ? 2R 。在
图中连 OA 、 OQ 。取闭合回路 AQOA ，设回路中电动势为 E2 ，根据类似上面的
讨论有
EAQ ? E2
（5）
对于回路 AQOA ，回路中磁通量等于回路所包围的磁场区的面积的磁通量，
此面积为 S2 ，通过它的磁通量?2 ? BS2 。根据电磁感应定律可知回路中电动势的
大小
E2 ? S2k
（6）
在图中连 OC ，令 ?COQ ? ? ，则 ?OQC ?? ? ? ，于是
S2 ? ?AOC的面积 ? 扇形OCD的面积
? (1 Rsin? ) ? 2R cos? ? ? ? R2
2
2?
? 1 R2 (sin 2? ? ? ) 2
当?
??
/4
时，
S2
?
1 2
R2
(1 ?
?
)
，
?OCQ 中有
7 / 15

x ? 2R ?
R
sin ? sin[(? / 4) ? ? ]
Rsin ? ? (x ? 2R)sin(? ? ? ) 4
? (x ? 2R) 1 (cos ? ? sin ? ) 2
(R ? x ? 2R )sin ? ? x ? 2R cos ?
2
2
tan ? ? x ? 2R x
于是得
S2
?
1 2
R2 (1?
arctan
x
?
x
2R)
由（5）、（6）、（7）式可得沿 AQ 线的电动势的大小为
EAQ
?
kR2 2
(1 ?
arctan
x
?
x
2R)
（7）（8）
三、参考解答
以三个质点为系统，由对称性可知，开始时其质心应位于 C 处，
1
因为质点系所受的合外力为零，由质心运动定理可知，质心总是固
A
定不动的。质点 1、2 在静电力作用下，彼此间距离必增大，但不
可能保持在沿起始状态时 1、2 连线上运动，若是那样运动，由于
C3
杆不能伸长，质点 3 必向左运动，三者的质心势必亦向左运动，这
与“质心不动”相矛盾，故不可能。由此可知，由于杆为刚性，质点 1、2 在静电力作用下，要保持质心不动，质点 1、2 必将分别向
B2
题图中右上方和右下方运动，而质点 3 将向左运动．当 3 运动到 C 图复解 19-3
处时，1、2 将运动到 A、 B 处， A、 B 、 C 三点在一直线上，1、2 的速度方向
向右，3 的速度方向左（如图复解 19-3 所示）。令 v1 、 v2 、 v3 分别表示此时它
们的速度大小，则由对称性可知此时三质点的总动能为
EK
?
1 2
mv32
?
2(
1 2
mv12
)
再由对称性及动量守恒可知
（1）
mv3 ? 2mv1
系统原来的电势能为
EP
?
3k
q2 l
其中 k 为静电力常数．运动到国复解 19-3 所示的位置时的电势能为
（2）（3）
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EP?
?
2k
q2 l
?
k
q2 2l
根据能量守恒有
EP ? EP? ? EK 由以上各式可解得
v3 ?
2kq2 3lm
（4）（5）（6）
四、参考解答 1.（1）调整活塞6使毛细管8中有色液柱处于适当位置，将阀门10关闭使两边气体隔绝，记下有色液柱的位置；
（2）合上开关 S ，测得电流 I ；（3）打开开关 S ；（4）测出有色液体右移的最远距离 ?x ；（5）改变电源电压，重复测量多次，记下多次的 I 和 ?x 值。
2.合上开关 S 后，线捆贮有磁场能量W ? 1 LI 2 ，因二极管 D 的存在，r 中无电流。 2
打开开关 S 后，由于 L 中有感应电动势，在线圈 L 、电阻器 ab 和二极管 D 组成的回路中有电流通过，最后变为零。在此过程中原来线圈中储存的磁场能量将转化
为 r 和 rL 上放出的热量，其中 r 上放出的热量为
?Q ? 1 LI 2 ? r 2 r ? rL
（1）
此热量使试管中的气体加热、升温。因为是等压过程，所以气体吸热为
?Q
?
m ?
C p?T
（2）
式中 m 为气体质量， ? 为其摩尔质量， ?T 为温升，因为是等压过程，设气体体
积改变量为 ?V ，则由理想气体状态方程可得
p?V ? m R?T ?
（3）
而由以上各式可得
?V ? ? d 2 ?x 4
（4）
L
?
?x I2
?
rL ? 2r
r
?
Cp
p? R
d
2
（5）
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五、参考解答利用焦点的性质，用作图法可求得小物 PQ 的像 P?Q? ，如下图所示。
Q
n1
y
f1
P
F1
u
n2
F2
f2 v
P?
y ?
Q?
图复解 19-5-1
（1）用 y 和 y? 分别表示物和像的大小，则由图中的几何关系可得
y ? u ? f1 ? f2 y? f1 v ? f2
（1）
(u ? f1)(v ? f2 ) ? f1 f2
简化后即得物像距公式，即 u ， v ， f1 ， f2 之间的关系式
f1 ? f2 ? 1 uv
（2）
（2）薄透镜中心附近可视为筹薄平行板，入射光线经过两次折射后射出，
放大后的光路如图复解19-5-2所示。图中?1 为入射角，?2 为与之相应的出射角，
? 为平行板中的光线与法线的夹角。设透镜的折射率为 n ，则由折射定律得
n1 sin?1 ? nsin? ? n2 sin?2 对傍轴光线，?1 、? 2 ≤1，得 sin?1 ? ?1 ， sin?2 ? ?2 ，因而得
?2
?
n1 n2
?1
（4）
（3）由物点 Q 射向中心 O 的入射线，经 L 折射后，出
射线应射向 Q? ，如图复解19-5-3所示，
（3）
?1
n
1
n
?
n
2
?
?2
图复解 19-5-2
Q
n1 L n2
y
?1
F2
P?
P
F1
u
?2 10v / 15 u
y? Q?
图复解 19-5-3

在傍轴的条件下，有
y u
?
tan?1
? ?1，yv?
?
tan?2
??2
二式相除并利用（4）式，得
y?u ? n1 yv n2
用（1）式的 y? / y ? f1 /(u ? f1) 代入（6）式，得
f1u ? n1 (u ? f1)v n2
即
f1
?
n1uv n2u ? n1v
用（1）式的 y? / y ? (v ? f2 ) / f2 代入（6）式，得
(v ? f2 )u ? n1
f2v
n2
即
f2
?
n2uv n2u ? n1v
从而得 f1 ， f2 ， n1 ， n2 之间关系式
（9）
f2 ? n2 f1 n1
六、参考解答（1）由能量与速度关系及题给条件可知运动电子的能量为
m0c2 1? (v2 / c2 )
? 1.10m0c2
由此可解得
v ? 0.21 ? 0.417c ? 0.42c 1.10
（5）（6）（7）（8）
（1）（2）
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入射光子和散射光子的动量分别为 p ? h? 和 p? ? h? ? ，方向如图复解19-6所
c
c
示。电子的动量为 mv ， m 为运动电子的相对论质
量。由动量守恒定律可得
光子散射方向
m0v cos? ? h?
1? (v2 / c2 )
c
（3）
电子
光子入射方向 ?
m0v sin? ? h? ?
1? (v2 / c2 )
c
（4）
A 光子入射方向
图复解 19-6
已知
h? ? h? ? ? 0.10m0c2
由（2）、（3）、（4）、（5）式可解得
（5）
? ? 0.37m0c2 / h
（6）
? ? ? 0.27m0c2 / h
（7）
? ? tan－1 ? ? ? arctan(27) ? 36.1?
?
37
（8）
电子从 O 点运动到 A所需时间为
?t
?
L0 v
? 2.4L0
/c
（9）
（2）当观察者相对于 S 沿 OA 方向以速度 v 运动时，由狭义相对论的长度收
缩效应得
L ? L0 1? (v2 / c2)
（10）
（11）
L ? 0.91L0
七、参考解答 1. 珠子运动的轨迹
建立如图复解19-7所示的坐标系，原点 O 在过 A 点的竖直线与细杆相交处，
x 轴沿细杆向右，y 轴沿 OA 向下。当珠子运动到 N 点处且绳子未断时，小环在 B
处， BN 垂直于 x 轴，所以珠子的坐标为 x ? PN，y ? BN
由 ?APN 知
( AP)2 ? (PN )2 ? ( AN )2
即有 (h ? y)2 ? x2 ? (l ? y)2 ，得
x2 ? ?2(l ? h) y ? (l2 ? h2 )
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（1）

这是一个以 y 轴为对称轴，顶点位于 y ? 1 (l ? h) 处，焦点与顶点的距离为 2
1 (l ? h) 的抛物线，如图复解19-7-1所示，图中的 H ? 1 (l ? h) ， A为焦点。
2
2
2. 珠子在 N 点的运动方
程因为忽略绳子的质
量，所以可把与珠子接触的那一小段绳子看做是珠子的一部分，则珠子受的力有三个，一是重力
mg ；另外两个是两绳子
对珠子的拉力，它们分别沿 NB 和 NA 方向，这两个
O
h
H
P
A
C
y
B
xM x
FT
切线
? ?
N
T ? 法线
mg
C?
H
A ?
法线
N?
?
O
m xM x
g
P AT
切线
N
mg
Cy
拉力大小相等，皆用T 表示，则它们的合力的大小为
图复解 19-7-1
图复解 19-7-2
F ? 2T cos?
（2）
? 为 N 点两边绳子之间夹角的一半， F 沿 ?ANB 的角平分线方向。
因为 AN 是焦点至 N 的连线， BN 平行于 y 轴，根据解析几何所述的抛物线
性质可知，N 点的法线是 ?ANB 的角平分线．故合力 F 的方向与 N 点的法线一致。由以上的论证．再根据牛顿定律和题中的注，珠子在 N 点的运动方程（沿法
线方向）应为
2T cos? ? mg cos? ? m v2 R
（3）
2T cos? ? mv2 ? mg cos? R
（4）
式中 R 是 N 点处轨道曲线的曲率半径；v 为珠子在 N 处时速度的大小。根据机械
能守恒定律可得
v ? 2gy
（5）
3. 求曲车半径 R 当绳子断裂时T ? Td ，由（4）式可见，如果我们能另想其他办法求得曲率半
径 R 与 y 的关系,则就可能由（4）、（5）两式求得绳子断裂时珠子的纵坐标 y 。
现提出如下一种办法。做一条与小珠轨迹对于 x 轴呈对称状态的抛物线，如图复解19-7-2所示。由此很容易想到这是一个从高 H 处平抛物体的轨迹。平抛运动是我们熟悉的，我们不仅知道其轨迹是抛物线，而且知道其受力情况及详细的运动学方程。这样我们可不必通过轨道方程而是运用力学原理分析其运动过程即可
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求出与 N 对称的 N? 点处抛物线的曲率半径 R 与 y 的关系，也就是 N 处抛物线的
曲率半径 R 与 y 的关系。
设从抛出至落地的时间为 t ，则有
由此解得
v0t ? l2 ? h2
v0 ? g(l ? h)
（7）
设物体在 N? 处的速度为 v%，由机械能守恒定律可得
v%2 ? v02 ? 2g(H ? BN?) 物体在 N? 处法线方向的运动方程为
（8）
mg cos? ? mv%2 R
（9）
式中 R 即为 N? 处抛物线的曲率半径，从（7）、（8）、（9）式及 H ? 1 (l ? h) , 2
可求得
R ? 2(l ? BN?) cos?
这也等于 N 点抛物线的曲率半径， BN ? BN? ? y ，故得
R ? 2(l ? y) cos?
4. 求绳被拉断时小珠的位置和速度的大小把（5）式和（10）式代入（4）式，可求得绳子的张力为
（10）
T ? mgl 2(l ? y)
（11）当 T ? Td 时绳子被拉断，设此时珠子位置的坐标为 (xd , yd ) ，由（11）式得
yd
? l(1?
mg 2Td
)
（12）代入（1）式，得
xd ?
mgl(l ? h) ? (l ? h)2 Td
绳子断开时珠子速度的大小为
（13）
14 / 15

vd ?
2gyd ?
2gl(1? mg ) 2Td
（14）
15 / 15

2012年全国高中物理竞赛夏令营模拟试题

2010年全国高中物理竞赛模拟试题（全卷10题，共200分，做题时间120分钟） 1．（10分）正点电荷ｑ１和负点电荷-ｑ２（ｑ２＞0）固定在ｘ轴上，分居于垂直ｘ轴的光滑绝缘薄板的两侧，带正电的小球也处于ｘ轴上且靠着板，如图所示，起初，板处于负电荷不远处，球处于平衡，板开始沿ｘ轴缓慢平移扩大与负电荷的距离，当距离扩大到Ｌ/３时，小球从ｘ轴“逃逸”，求比值ｑ１／ｑ２。物体对电场的影响忽略，重力也不计。 2.（18分）步行者想要在最短的时间内从田野A处出发到田野B处，A、B两处相距1300m，一条直路穿过田野，A处离道路600m，B处离道路100m，步行者沿田野步行速度为3km/h，沿道路步行速度为6km/h，问步行者应该选择什么样的路径？最短时间为多少？讨论A、B两处位于道路同侧与异侧两种情况。 3.（16分）滑轮、重物和绳组成如图所示系统，重物1和2的质量已知：m1=4kg、m2=6kg，应如何设置第三个重物的质量m 3 ，才能使系统处于平衡。滑轮和绳无重，滑轮摩擦不计，不在滑轮上的绳均处于水平或竖直。

4.（20分）一根长金属丝烧成螺距为h、半径为R的螺旋线，螺旋线轴竖直放置，珠子沿螺旋线滑下，求珠子的稳定速度υ ，金属丝与珠子之间的摩擦因数为μ。 5.（20分）用长1m的不可伸长的弹性轻线系上两个同样小球，使它们静止在光滑水平面上，彼此相距50cm，现使其中一个球沿着垂直与两球心连线方向，以速度υ =0.1m/s抛去，求经过3min后两球速度。 6.（30分）质量为Ｍ的航天站和对接上的质量为ｍ的卫星一起沿着圆轨道绕地球运行，其轨道半径为地球半径Ｒ的ｎ倍（ｎ＝１.２５）某一时刻，卫星沿运动方向从航天站上射出后，沿椭圆轨道运行，其远地点到地心距离为８ｎＲ。当质量之比ｍ／Ｍ为何值时，卫星刚好绕地球转一圈后再次回到航天站。（ｍ＜Ｍ） 7.（20分）在循环１－２－３－１中１－２是等温线，２－３是等容线，３－１是绝热线，在此循；在循环１－３－４－１中，１－３是绝热线，３－４是等温线，４－１是等容环中热机效率为η １线，在此循环中热机效率为η ；求热机沿循环１－２－３－４－１的效率η。工作物质是理想的单２原子气体。

高二物理竞赛试题及答案()

2016高平一中高二物理竞赛专题讲座命题人:李文锋一、选择题（每题4分，共28分） 1．若质点做直线运动的速度v 随时间t 变化的图线如图1所示，则该质点的位移s （从t ＝0开始）随时间t 变化的图线可能是图2中的哪一个？（） 2．烧杯内盛有0?C 的水，一块0?C 的冰浮在水面上，水面正好在杯口处。最后冰全部熔解成0?C 的水，在这过程中（）（A ）无水溢出杯口，但最后水面下降了（B ）有水溢出杯口，但最后水面仍在杯口处（C ）无水溢出杯口，水面始终在杯口处（D ）有水溢出杯口，但最后水面低于杯口 3.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗，让漏斗左、右摆动，于是桌面上漏下许多砂子，经过一段时间形成一砂堆，砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状 4.特技演员从高处跳下，要求落地时必须脚先着地，为尽量保证安全，他落地时最好是采用哪种方法 A.让脚尖先着地，且着地瞬间同时下蹲 B.让整个脚板着地，且着地瞬间同时下蹲 C.让整个脚板着地，且着地瞬间不下蹲 D.让脚跟先着地，且着地瞬间同时下蹲 5.如图Ⅰ-4所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab= Ubc ，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 A.三个等势面中，a 的电势最高 B.带电质点通过 P 点时电势能较大 C.带电质点通过 P 点时的动能较大 D.带电质点通过 P 点时的加速度较大 6．如图所示，电容量分别为C 和2C 的两个电容器a 和b 串联接在电动势为E 的电池两端充电，达到稳定后，如果用多用电表的直流电压挡V 接到电容器a 的两端（如图），则电压表的指针稳定后的读数是（） E/3 （B ）2E/3 （C ）E （D ）0 7. 如图所示电路中，电源的内电阻为r ，R2、R3、R4均为定值电阻，电表均为理想电表。闭合电键S ，当滑动变阻器R1的滑动触头P 向右滑动时，电流表和电压表的示数变化量的大小分别为 I 、U ，下列说法正确的是（） A ．电压表示数变大 B ．电流表示数变大 C ．DU DI ＞r D ．DU DI ＜r 二、填空题（每题5分，共20分） 8.在国际单位制中，库仑定律写成 22 1r q q k F =，式中静电力常量 922 8.9810N m C k -=???，电荷量 q1和q2的单位都是库仑，距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿.若把库仑定律写成更简洁的形式 22 1r q q F = ，式中距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿，由此式可定义一种电荷量 q

2011大学物理竞赛题标准版(含答案)

2011年浙江省大学生物理竞赛理论竞赛卷考试形式：闭卷，允许带无存储功能的计算器入场考试时间： 2011 年 12 月 10 日上午8:30~11:30 气体摩尔常量 K mol J 31.8??=R 玻尔兹曼常量 K J 10 38.1??=k 真空介电常数 ε0=8.85?10-12C 2/(N ?m 2) 真空中光速 c =3?108m/s 普朗克常数h =6.63?10-34J ?s 基本电荷e =1.6?10-19C 真空介电常数ε 0=8.85?10-12C 2/(N ?m 2) 电子质量m e =9.1? 10-31kg 真空磁导率μ0=4π?10-7H/m 真空中光速c =3?108m/s 里德伯常数-1 7 m 10097.1?=R 电子伏特 1eV=1.6? 10-19J 氢原子质量 m =1.67? 10-27kg 维恩位移定律常数b =2.898×10-3m K 斯忒恩-波尔兹曼常数σ=5.67×10-8W/m 2K 4 这三项是公式编的，字号偏大。字号改小后：-1 1 -K mol J 31.8??=R ，-1 23 K J 1038.1??=-k ， -1 7 m 10097.1?=R 一、选择题：（单选题，每题3分，共30分） 1．质量为m 的质点在外力作用下，其运动方程为 j t B i t A r ρρρ ωωsin cos +=，式中A 、B 、 ω 都是正的常量．由此可知外力在t =0到t =π/(2ω)这段时间内所作的功为（） A ． )(21 222B A m +ω B ．)(222B A m +ω C ．)(21222B A m -ω D ．)(2 12 22A B m -ω 2．一座塔高24m ，一质量为75kg 的人从塔底走到塔顶. 已知地球的质量为6?1024kg ，从日心参考系观察，地球移动的距离为？（）（不考虑地球的转动） A ．12m B ．24m C ．4.0?-24m D ．3.0?-22m 3．边长为l 的正方形薄板，其质量为m ．通过薄板中心并与板面垂直的轴的转动惯量为（） A ． 231ml B ．261ml C ．2121ml D ．224 1 ml 4．μ子的平均寿命为2.2?10-6s ．由于宇宙射线与大气的作用，在105m 的高空产生了相对地面速度为0.998c （c 为光速）的μ子，则这些μ子的（） A ．寿命将大于平均寿命十倍以上，能够到达地面 B ．寿命将大于平均寿命十倍以上，但仍不能到达地面 C ．寿命虽不大于平均寿命十倍以上，但能够到达地面 D ．寿命将不大于平均寿命十倍以上，不能到达地面 5．乐器二胡上能振动部分的弦长为0.3m ，质量线密度为=ρ4?10-4kg/m ，调音时调节弦的

40道有趣的物理竞赛试题及答案

40道有趣的物理竞赛试题及答案 1、想从镜子里看到放大的像应该使用( )。 A.凸面镜 B.凹面镜 C.平面镜答：B 2、用手电筒同时斜射在一面镜子和一张灰色纸上，观察发现( )。 A.镜子亮 B.灰纸亮 C.一样亮答：B 3、一朵花放在夹角为60两面镜子中间，从镜子里可以看到( )。 A .2朵 B.4朵 C.5朵答：C 4、在游泳池的水下，仰望水面，水面( )。 A.清澈透明 B.浑浊 C.像水银一样反光答:C 5、彩色电视荧光屏上的彩色是3种光合成的( )。 A.红、黄、蓝 B.红、黄、青 C.红、绿、蓝答：C 6、黄昏时，太阳呈红色，是因为黄昏时( )。 A.太阳发出较多的红光 B.阳光经过空气的路途较长 C.太阳距地球较近。答：B 7、从以下的哪种镜子中看到的像是和你自己一模一样( )。 A.平面镜 B.两个相交为90的平面镜 C.两个相交为45的平面镜答：B 平面镜照出的人是一个反的，可以用报纸上的字在镜子上照一下试一试，你会发现镜子里的字是反的。偶镜把光线反射两次，所以镜子中看到的是和你一模一样的人。 8、高山上的平均气温比海平面的要低，原因是( )。 A.高山终年积雪 B.风大、日照少 C.高山的气压低答：C 9、冬天触摸室外的铁器和木材，会感到冷热不一样，那么( )。 A.木头的温度高 B.铁的温度高 C.铁和木头的温度一样高答：C

10、南极海洋上的浮冰的味道是( )。? A.淡的 B.和海水一样咸 C.比海水咸答：A 11、两种物质被称为同位素，是因为它们( )。 A.原子核内质子数相等 B.原子核内中子数相等 C.原子核内中子加质数相等答：A 12、大气臭氧层的主要作用( )。 A.有助于杀菌 B.反射电磁波 C.吸收阳光中的紫外线答：C 13、冬天下雪后，为了融雪要在马路上撒盐，因为( )。 A.盐和冰混合后融点提高 B.盐和冰混合后融点降低 C.盐和冰发生化学反应答：B 14、湖面漂浮着一条船，船里有许多块石头，现在把石头拿出来，丢进水里，湖水水面会有什么变化( )。 A.不变 B.上升 C.下降答：C 15、水桶里装着水及大量的冰块，冰块触到桶底，冰融化以后，桶内的液面( )。 A.高于原来的液面 B.等于原来的液面 C.低于原来的液面答：A 16、在一个密闭的屋子里，有人建议用正在工作的电冰箱降低室内平均温度，哪个做法对( )。 A.打开电冰箱的门 B.降低制冷温度后，再打开电冰箱的门 C.拔掉电源，打开电冰箱的门答：C 17、一架抽水机，理论上最多能把多少米深的水抽到地面( )。 A.5米 B.10米 C.15米答：B 抽水是由于大气压力，大气压只能把水提高10米。 18、在火车上观看窗外开阔的原野，会感到( )。

高中物理竞赛试题及答案

高中物理竞赛模拟试卷（一）说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共150 分，考试时间 120 分钟. 第Ⅰ卷（选择题共 40 分）一、本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分，在每小题给出的 4 个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有错选或不答的得 0 分. 1.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗，让漏斗左、右摆动，于是桌面上漏下许多砂子，经过一段时间形成一砂堆，砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状 2.如图Ⅰ-2所示，甲乙两物体在同一光滑水平轨道上相向运动，乙上连有一段轻弹簧，甲乙相互作用过程中无机械能损失，下列说法正确的有 A.若甲的初速度比乙大，则甲的速度后减到 0 B.若甲的初动量比乙大，则甲的速度后减到0 C.若甲的初动能比乙大，则甲的速度后减到0 D.若甲的质量比乙大，则甲的速度后减到0 3.特技演员从高处跳下，要求落地时必须脚先着地，为尽量保证安全，他落地时最好是采用哪种方法 A.让脚尖先着地，且着地瞬间同时下蹲 B.让整个脚板着地，且着地瞬间同时下蹲 C.让整个脚板着地，且着地瞬间不下蹲 D.让脚跟先着地，且着地瞬间同时下蹲 4.动物园的水平地面上放着一只质量为M 的笼子，笼内有一只质量为 m 的猴子.当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时，笼子对地面的压力为F 1；当猴以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时，笼子对地面的压力为 F 2（如图Ⅰ-3），关于 F 1 和 F 2 的大小，下列判断中正确的是 A.F 1 = F 2＞(M + m )g B.F 1＞(M + m )g ,F 2＜(M + m )g C.F 1＞F 2＞(M + m )g D.F 1＜(M + m )g ，F 2＞(M + m )g 5.下列说法中正确的是 A.布朗运动与分子的运动无关 B.分子力做正功时，分子间距离一定减小 C.在环绕地球运行的空间实验室里不能观察热传递的对流现象 D.通过热传递可以使热转变为功 6.如图Ⅰ-4所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之图Ⅰ -3 图Ⅰ -4 图Ⅰ-2

初中物理竞赛试题和答案

初中物理竞赛试题第I卷（选择题）一、单选题 1．某一物体做变速直线运动,总路程为12m,已知它在前一半路程的速度为4m/s,后一半路程的速度为6m/s,那么它在整个路程中的平均速度是（） A. 4m/s B. 4.8m/s C. 5m/s D. 6m/s 2．小梅帮妈妈做饭时，把一个质量为l00g的土豆放进盛满水的盆里，有90g水溢出，则（） A. 土豆会浮在水面上 B. 土豆会沉入盆底 C. 土豆会悬浮在水中 D. 无法判断 3．将一小石块和小木块抛入一杯水中，结果发现木块浮在水面上，而石块却沉入水中，就此现象，下列分析正确的是（） A. 木块受到浮力，石块不受浮力 B. 石块沉入水中，所受浮力小于自身的重力 C. 木块受到的浮力一定大于石块所受的浮力 D. 木块浮在水面上，所受浮力大于自身的重力 4．如下图甲所示，将一挂在弹簧秤下的圆柱体金属块缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，图乙中能正确反应弹簧秤示数F和圆柱体下表面到水面的距离h关系的图像是（） A. B. C. D. 5．如图所示，将一长方体木块放入水平放置的圆柱形盛水容器中静止时，木块有1/4的体积露出水面，这时容器底部受到水的压强跟木块未放入水中时相比，增大了150P a；若在木块上放一块铁块，使木块刚好全部压入水中，且木块没接触容器底部。 A. 木块的密度为0.4g/ cm3 B. 则铁块的重力与木块重力之比是1:4 C. 则铁块的重力与木块重力之比是1:5 D. 这时容器底部所受水的压强跟木块未放入水中时相比，增加了200Pa

第II卷（非选择题）请点击修改第II卷的文字说明二、实验题 6．如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。（1）小华将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向__________，并通过调整_____________来改变拉力的大小。（2）当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片_________(能/不能)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足___________________的条件。（3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，小华下一步的操作是将卡片_____________。（4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验，其主要原因是能减少木块受到的_____________对实验的影响。（5）小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？小明提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着钩码在________ (水平方向/竖直方向/任意方向)做匀速直线运动，根据观察到弹簧测力计的读数________________的现象，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态。 7．如图是探究“阻力对物体运动的影响”的过程。（1）根据图中情景可以判断以下说法正确的是____。 A．①是假设，②③是实验事实，④是实验推论 B．①②③④都是实验事实 C．①②是实验事实，③④是实验推论 D．①②③是实验事实，④是实验推论（2）每次让小车从斜面同一高度由静止滑下，目的是_____________________；记下小车最终停在水平面上的位置。可知小车受到的阻力越小，小车运动的路程越______。（3）其中运动的小车在木板上最终停下来，是因为小车在水平方向上受________。8．实验中学物理课外实验小组，为了探究物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情况，进行了如下的实验：将一挂在弹簧测力计下的圆柱型金属体（高度为10cm）缓慢浸入水中（水足够深），从圆柱体接触水面至接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F．实验数据如下表．

2017第34届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题和答案

第34届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题解答 2017年9月16日一、（40分）一个半径为r 、质量为m 的均质实心小圆柱被置于一个半径为R 、质量为M 的薄圆筒中，圆筒和小圆柱的中心轴均水平，横截面如图所示。重力加速度大小为 g 。试在下述两种情形下，求小圆柱质心在其平衡位置附近做微振动的频率：（1）圆筒固定，小圆柱在圆筒内底部附近作无滑滚动；（2）圆筒可绕其固定的光滑中心细轴转动，小圆柱仍在圆筒内底部附近作无滑滚动。解：（1）如图，θ为在某时刻小圆柱质心在其横截面上到圆筒中心轴的垂线与竖直方向的夹角。小圆柱受三个力作用：重力，圆筒对小圆柱的支持力和静摩擦力。设圆筒对小圆柱的静摩擦力大小为F ，方向沿两圆柱切点的切线方向（向右为正）。考虑小圆柱质心的运动，由质心运动定理得 sin F mg ma θ-= ① R θ θ1 R

式中，a 是小圆柱质心运动的加速度。由于小圆柱与圆筒间作无滑滚动，小圆柱绕其中心轴转过的角度1 θ（规定小圆柱在最低点时1 0θ=）与θ之间的关系为 1 ()R r θθθ=+ ② 由②式得，a 与θ的关系为 22 12 2 ()d d a r R r dt dt θθ==- ③ 考虑小圆柱绕其自身轴的转动，由转动定理得 212 d rF I dt θ-= ④ 式中，I 是小圆柱绕其自身轴的转动惯量 2 12 I mr = ⑤ 由①②③④⑤式及小角近似 sin θθ≈ ⑥ 得 22 203() θθ+=-d g dt R r ⑦ 由⑦式知，小圆柱质心在其平衡位置附近的微振动是简谐振动，其振动频率为 1π6()g f R r =- ⑧ （2）用F 表示小圆柱与圆筒之间的静摩擦力的大小，1 θ和2 θ分别为小圆柱与圆筒转过的角度（规定

(完整版)2017年度全国初中应用物理竞赛试题及答案

2017年度全国初中应用物理竞赛试题一、单选题：（每题2分，共20分） 1. 录音棚的墙壁通常装有皮质材料的软包，如图所示，这样做的目的是（） A. 减弱声音的反射 B. 增强声音的反射 C. 增大声音的响度 D. 提高装饰的效果 2. 如图所示的两个完全一样的陶瓷杯中分别装有半杯刚冲好的热茶和半杯冷牛奶，如果将他们混合在一起，想尽快做一杯温度可能低一些的奶茶，以下方法中效果最好的是（） A. 将热茶冷却2min ，之后再把冷牛奶倒入热茶杯中 B.把冷牛奶倒入热茶杯中，再冷却2min C. 将热茶冷却2min ，之后再把热茶倒入冷牛奶杯中 D.把热茶倒入冷牛奶杯中，再冷却2min 3. 炎热的夏天，在玻璃杯中装有水和冰块，如图所示，左边杯子里的冰块压着杯底，右边杯子里的冰块漂浮在水面。若不考虑水的蒸发，当两个杯中的冰块全部熔化时，杯中水面和初始时刻杯中水面相比（） A. 都高于初始时刻杯中的水面 B. 都和初始时刻杯中的水面相平 C. 左侧杯中水面和初始时刻的水面相平，右侧杯中水面高于初始时刻杯中水面 D. 左侧杯中水面高于初始时刻杯中水面，右侧杯中水面和初始时刻的水面相平 4. 小明用塑料吸管喝汽水时发现，松手后原来插入瓶底的吸管会自己上浮，但放在凉开水中却不会，如图所示。对此现象的分析，下列说话中正确的是（） A. 吸管密度小于汽水密度，因此会上浮 B.吸管很细，由于内部液体表面张丽的作用导致上浮 C. 从汽水中析出的二氧化碳以气泡形式附着在吸管上，使他们整体所受浮力大于所受重力而上浮 D. 由于吸管内外大气压强的作用，使吸管上浮 5. 小明是一个爱动手并且善于思考的同学。一天他把自己的手机拆开，看到一块如图所示的锂电池。以下是他做出的判断，其中不正确的是（） A. 这块电池能提供的电能大约为2.3×104J B.

全国中学生物理竞赛模拟题

2014年高中物理竞赛复赛模拟训练卷一．（20分）在用质子 ) (1 1 P 轰击固定锂 ) (7 3 Li 靶的核反应中，（1）计算放出α粒子的反应能。（2）如果质子能量为1兆电子伏特，问在垂直质子束的方向观测到α粒子的能量大约有多大？有关原子核的质量如下： H 1 1，1.007825； He 4 2，4.002603； Li 7 3，7.015999。二．（20分）2mol初始温度为270C，初始体积为20L的氦气，先等压膨胀到体积加倍，然后是绝热膨胀回到初始温度。（1）在P—V图上画出过程方程；（2）在这一过程中系统总吸收热量等于多少？（3）氦气对外界做的总功等于多少？其中绝热膨胀过程对外界做功是多少？

三．（15分）观测者S测得两个事件的空间和时间间隔分别为600m和8×10-7s，而观测者S1测得这两个事件同时发生。试求S1相对S的速度，以及S1测得这两个事件的空间距离。

四．（20分）神奇的自聚焦透镜：自聚焦透镜依靠折射率的恰当变化对近轴光线成像。该透镜呈圆柱状，截面半径为R，长为l。其折射率在截面内延半径方向呈抛物线状连续变小，可表示为

)2 11(22202r a n n r -= 式中n 0为中心的折射率，a 为比1小得多的正数。 (1) 求从圆心入射与圆柱平面夹角为0θ的光线在自聚焦透镜内传播的轨迹方程。 (2) 平行于z 轴的平行入射光经过自聚焦透镜后交汇于一点，求自聚焦透镜的焦距。五．（20分）如图所示，有二平行金属导轨，相距l ，位于同一水平面内（图中纸面），处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向竖直向下（垂直纸面向里）．质量均为m 的两金属杆ab 和cd 放

高二物理竞赛试题及答案

1.宇宙飞船进入预定轨道并关闭发动机后，在太空运行，在这飞船中用天平测物体的质量，结果是（） A.和在地球上测得的质量一样大B比在地球上测得的大C比在地球上测得的小D测不出物体的质量 2.秋高气爽的夜里，当我仰望天空时会觉得星光闪烁不定，这主要是因为：（） A.星星在运动B地球在绕太阳公转C地球在自转D大气的密度分布不稳定，星光经过大气层后，折射光的方向随大气密度的变化而变化 3.1999年以美国为首的北约军队用飞机野蛮地对南联盟发电厂进行轰炸时，使用了一种石墨炸弹，这种炸弹爆炸后释放出大量的纤维状的石墨覆盖在发电厂的设备上，赞成电厂停电。这种炸弹的破坏方式主要是：（） A.炸塌厂房B炸毁发电机C使设备短路D切断输电线 4.小刚家中的几盏电灯突然全部熄灭了，检查保险丝发现并未烧断，用测电笔测试各处电路时，氖管都发光。他对故障作了下列四种判断，其中正确的是：（） A.灯泡全部都烧坏B进户零线断路C室内线路发生短路D进户火线断路 5.下列物体都能导热，其中导热本领的是：（） A.铁管B铝管C铜管D热管 6.室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图可确定：（）

A桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆B桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆C桶中有两个杠杆在起作用，用都是省力杠杆D桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆 7.小明拿着一个直径比较大的放大镜伸直执行手臂观看远处的物体，可以看到物体的像，下面说法中正确的是：（） A.射入眼中的光一定是由像发出的B像一定是虚像C像一定是倒立的D像一定是放大的 8.生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子，用来增加进入镜筒的光强。如果小镜子的镜面可以选择，在生物课上使用时，效果的是：（） A.凹型镜面B凸型镜面C平面镜面D乳白平面 9.小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住磁体的位置应在：（） A.磁体的重心处B磁体的某一磁极处C磁体重心的北侧D磁体重心的南侧 10.小红家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器，上面写着下表中的一些数据，在以下几种说法中，正确的是：（） A.漏电电流大于30mA，保护器会在0.1秒之内切断电源 B.漏电持续时间超过0.1秒时保护器才能动作 C.当漏电电流达到15mA时就能起到可靠的保护作用 D.只有当进户电压大于220V或用电电流大于20A 时，才能起保护作用

全国中学生物理竞赛模拟题(程稼夫)

竞赛模拟题 1. 如右图所示，平行四边形机械中，121211 22 O A O B O O AB l == ==，已知O 1A 以匀角速度ω转动，并通过AB 上套筒C 带动CD 杆在铅垂槽内平动。如以O 1A 杆为动参照系，在图示位置时，O 1A 、O 2B 为铅垂，AB 为水平，C 在AB 之中点，试分析此瞬时套筒上销钉C 点的运动，试求：（1）C 点的牵连速度的大小V e ；（2）C 点的相对速度的大小V r ；（3）C 点的牵连加速度的大小a e ；(4) C 点的相对加速度的大小a r ；（提示：C 点绝对加速度a e r c a a a a =++ ）（5）C 点的科里奥利加速度的大小a c ；（提示：2c r a v ω=? ） 2. 如右图所示，水平面内光滑直角槽中有两个质量均为m 的滑块A 和B ，它们由长为L 的轻刚性杆铰链连接，初始静止，OAB α∠=，今在OA 方向给滑块A 作用一冲量I ，证明：经过时间2sin ml t I πα = 后，A 和B 回到他们的初始状态。又证明：杆中张力在整个运动期间保持常值，并求出它的大小。 3. 如右图所示，气枪有一气室V 及直径3mm 的球形钢弹B ，气室中空气的初态为900kP a 、 21C ? ，当阀门迅速打开时，气室中的气体压力使钢弹飞离枪管，若要求钢弹离开枪管时有100m/s 的速度，问最小容积V 及枪管长度L 应为多少？已知空气C v =0.716kJ/(kg.k)，R 空气 =0.287kJ/(kg.k)，大气压P b =100kP a ，钢的密度3 7770/kg m ρ=。设枪管内径也为

大学物理竞赛题标准版(含答案)

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姓名准考证号__________所在高校__________专业___________________________密_________________封_____________线_____________密封线内不要答题题得序选分择填空计1～2计3～4计5～6计7～8总分附加题分-1-1?23评卷人气体摩尔常量R?8.31J?mol?K真空介电常数?0=8.85?10-12c2/(n?m2)普朗克常数h=6.63?10-34J?s 真空介电常数?0=8.85?10-12c2/(n?m2)真空磁导率?0=4??10-7h/m 里德伯常数R?1.097?10m氢原子质量m=1.67?10-27kg斯忒恩-波尔兹曼常数σ=5.67×10-8w/m2K4R?1.097?10m 7-17-1玻尔兹曼常量k?1.38?10真空中光速c=3?108m/s基本电荷e=1.6?10-19c电子质量me=9.1?10-31kg真空中光速c=3?108m/s J?K-1 电子伏特1eV=1.6?10-19J维恩位移定律常数b=2.898×10-3m?K -1-1?23这三项是公式编的，字号偏大。字号改小后：R?8.31J?mol?K，k?1.38?10J?K， -1一、选择题：（单选题，每题3分，共30分） ???1．质量为m的质点在外力作用下，其运动方程为r?Acos?ti?bsin?tj，式中A、b、 ?都是正的常量．由此可知外力在t=0到t=?/(2?)这段时间内所作的功为（） 1m?2(A2?b2)b．m?2(A2?b2)211222222c．m?(A?b)D．m?(b?A)

高中物理竞赛模拟试题及参考答案

物理竞赛模拟试题及参考答案 1．在听磁带录音机的录音磁带时发觉，带轴于带卷的半径经过时间t1=20 min减小一半．问此后半径又减小一半需要多少时间？ 2.一质量为m、电荷量为q的小球，从O点以和水平方向成α角的初速度v0抛出，当达到最高点A时，恰进入一匀强电场中，如图，经过一段时间后，小球从A点沿水平直线运动到与A相距为S的A`点后又折返回到A点，紧接着沿原来斜上抛运动的轨迹逆方向运动又落回原抛出点，求（1）该匀强电场的场强E的大小和方向；（即求出图中的θ角，并在图中标明E的方向）（2）从O点抛出又落回O点所需的时间。 3.两个正点电荷Q1＝Q和Q2＝4Q分别置于固定在光滑绝缘水平面上的A、 B两点，A、B两点相距L，且A、B两点正好位于水平放置的光滑绝缘半圆细管两个端点的出口处，如图所示。（1）现将另一正点电荷置于A、B连线上靠近A处静止释放，求它在 AB连线上运动过程中达到最大速度时的位置离A点的距离。（2）若把该点电荷放于绝缘管内靠近A点处由静止释放，已知它在管内运动过程中速度为最大时的位置在P处。试求出图中P A和AB连线的夹角θ。 4.（16分）如图所示，AB为光滑的水平面，BC是倾角为α的足够长的光滑斜面(斜面体固定不动)。AB、BC间用一小段光滑圆弧轨道相连。一条长为L的均匀柔软链条开始时静止的放在ABC面上，其一端D至B的距离为L－a。现自由释放链条，则： ⑴链条下滑过程中，系统的机械能是否守恒？简述理由； ⑵链条的D端滑到B点时，链条的速率为多大？

5.（22分）一传送带装置示意图，其中传送带经过 AB 区域时是水平的，经过BC 区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，未画出），经过CD 区域时是倾斜的，AB 和CD 都与BC 相切。现将大量的质量均为m 的小货箱一个一个在A 处放到传送带上，放置时初速度为零，经传送带运送到D 处，D 和A 的高度差为h 。稳定工作时传送带速度不变，CD 段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L 。每个箱子在A 处投放后，在到达B 之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动（忽略经BC 段的微小滑动）。已知在一段相当长的时间T 内，共运送小货箱的数目N 个。这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。求电动机的平均功率。 6.（10分）如图所示，横截面为 1 4 圆（半径为R ）的柱体放在水平地面上，一根匀质木棒OA 长为3R ，重为G 。木棒的O 端与地面上的铰链连接，木棒搁在柱体上，各处摩擦均不计。现用一水平推力F 作用在柱体竖直面上，使柱体沿着水平地面向左缓慢移动。问：（1）当木棒与地面的夹角θ = 30°时，柱体对木棒的弹力多大？（2）当木棒与地面的夹角θ = 30°时，水平推力F 多大？ 7.（12分）如图所示，ABC 为一吊桥。BC 为桥板，可绕B 轴转动。AC 为悬起吊索，通过转动轮轴A 而将吊桥收起或放下。放下时，BC 保持水平，A 在B 的正上方。已知AB 距离h ；桥板BC 的长度为L ，质量为M ，桥板的重心在板的中央，求此时吊索受的力F 。

全国初中物理竞赛试题和答案解析

2014年第二十四届初中应用物理竞赛（巨人杯）试题一、本题共10小题，每小题2分，共20分。以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 1.汽车的观后镜是用来观察车后路面情况的装置，一般为凸面镜。正常情况下，坐在驾驶员位置的人通过左侧观后镜应该看见如图1甲所示的效果。在某次准备驾车外出前，坐在驾驶员位置的王师傅发现，从左侧观后镜中看到的是如图1乙所示的情景。为确保行驶安全，左侧观后镜的镜面应适当完成图2中的哪种操作（） 2.“元旦文艺会演”时，物理老师和电工师傅合作给同学们表演了一个“不怕电”的节目(注意：因该节目有危险，同学们切勿模仿)。首先电工师傅将两根导线的接头A、B分别连接到一标有“PZ220 100”的灯泡（如图3甲所示）的接线柱C、 D上，闭合开关，灯泡正常发光。随后，电工师傅断开开关取下灯泡，物理老师站到干燥的木凳上，左、手两手分别抓住两导线接头A、B（如图3乙所示），此时电工师傅闭合开关，用测电笔分别测试导线接头A、B及物理老师的皮肤，发现测电笔的氖管均发光，而在这一过程中，物理老师依然谈笑自如。对以上现象的解释，你认为下列说法中正确的是（） A．物理老师有“特异功能”，确实不怕电 B．物理老师的双手戴着绝缘手套 C．在人、灯替换的过程中，电源的零线被断开了 D．在人、灯替换的过程中，电源的火线被断开了 3.图4甲为一把手工的锯条，图4乙为正对着锯齿看的效果，发现它的锯齿都“东倒西歪”的侧向两侧，而不在一个平面上。其原因是（） A．将锯齿做成这样的形状后，容易将锯齿打磨得更锋利 B．将锯齿做成这样的形状后，锯条承受撞击能力更强 C．锯条用得太久，锯齿被撞歪了 D．将锯齿做成这样的形状后，可以使锯口加宽，减小被锯物体对锯条的摩擦力 4．“嫦娥三号”探测器在月球表面降落时，没有使用降落伞，是因为（） A．月球表面非常松软，不需要使用降落伞减速 B．距离月球表面太近，用降落伞来不及减速 C．月球表面附近没有大气，降落伞无法起到减速的作用 D．“嫦娥三号”质量太大，不易制作足够大的降落伞

初中物理竞赛试题及答案

初中物理竞赛试题及答案 1．选择题：以下各题所列答案中只有一个是正确的。把正确答案前面的字母填在题后的方括号内（共33分，每小题3分） 1. 宇宙飞船进入预定轨道并关闭发动机后，在太空运行，在这飞船中用天平测物体的质量，结果是（）A. 和在地球上测得的质量一样大B比在地球上测得的大C 比在地球上测得的小D测不出物体的质量 2. 秋高气爽的夜里，当我仰望天空时会觉得星光闪烁不定，这主要是因为：（）A. 星星在运动B地球在绕太阳公转C地球在自转D大气的密度分布不稳定，星光经过大气层后，折射光的方向随大气密度的变化而变化 3. 1999年以美国为首的北约军队用飞机野蛮地对南联盟发电厂进行轰炸时，使用了一种石墨炸弹，这种炸弹爆炸后释放出大量的纤维状的石墨覆盖在发电厂的设备上，赞成电厂停电。这种炸弹的破坏方式主要是：（）A. 炸塌厂房B炸毁发电机C使设备短路D切断输电线 4. 小刚家中的几盏电灯突然全部熄灭了，检查保险丝发现并未烧断，用测电笔测试各处电路时，氖管都发光。他对故障作了下列四种判断，其中正确的是：（）A. 灯泡全部都烧坏B进户零线断路C室内线路发生短路D进户火线断路 5. 下列物体都能导热，其中导热本领最好的是：（）A. 铁管B铝管C铜管D热管 6. 室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图可确定：（）A 桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆B 桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆C 桶中有两个杠杆在起作用，用都是省力杠杆D 桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆 7. 小明拿着一个直径比较大的放大镜伸直执行手臂观看远处的物体，可以看到物体的像，下面说法中正确的是：（）A. 射入眼中的光一定是由像发出的B像一定是虚像C 像一定是倒立的D像一定是放大的 8. 生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子，用来增加进入镜筒的光强。如果小镜子的镜面可以选择，在生物课上使用时，效果最好的是：（）A. 凹型镜面B凸型镜面C平面镜面D乳白平面 9. 小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住磁体的位置应在：（）A. 磁体的重心处B磁体的某一磁极处C磁体重心的北侧D磁体重心的南侧 10. 小红家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器，上面写着下表中的一些数据，在以下几种说法中，正确的是：（）A. 漏电电流大于30mA，保护器会在0.1秒之内切断电源B. 漏电持续时间超过0.1秒时保护器才能动作C. 当漏电电流达到15mA时就能起到可靠的保护作用D. 只有当进户电压大于220V或用电电流大于20A时，才能起保护

2019年第36届全国中学生物理竞赛复赛试题

-1- 第36届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题解答 2019年9月21日一（40分）、如图a ，旅行车上有一个半径为R 的三脚圆凳(可视为刚性结构)，三个相同凳脚的端点连线（均水平）构成边长为a 的等边三角形，凳子质心位于其轴上的G 点．半径为r 的一圆筒形薄壁茶杯放在凳面上，杯底中心位于凳面中心O 点处，茶杯质量为m （远小于凳子质量），其中杯底质量为5 m （杯壁和杯底各自的质量分布都是均匀的），杯高为H （与杯高相比，杯底厚度可忽略）．杯中盛有茶水，茶水密度为．重力加速度大小为g ． 1）为了使茶水杯所盛茶水尽可能多并保持足够稳定，杯中茶水的最佳高度是多少？ 2）现该茶水杯的底面边缘刚好缓慢滑移到与圆凳的边缘内切于D 点时静止（凳面边有小凸缘，可防止物体滑出；凳面和凳面边的凸缘各自的质量分布都是均匀的），且OD AC （见图b ），求此时旅行车内底板对各凳脚的支持力相对于滑移前（该茶水杯位于凳面中心处）的改变．图b G R D A B O a G R A B O a 图a 二（50分）、农用平板车的简化模型如图a 所示，两车轮的半径均为r （忽略内外半径差），质量均为m （车轮辐条的质量可忽略），两轮可绕过其中心的光滑细车轴转动（轴的质量可忽略）；车平板长为l 、质量为2m ，平板的质心恰好位于车轮的轴上；两车把手（可视为细直杆）的长均为2l 、质量均为m ，且把手前端与平板对齐．平板、把手和车轴固连成一个整体，车轮、平板和把手各自的质量分布都是均匀的．重力加速度大小为g ． 1）该平板车的车轮被一装置（图中未画出）卡住而不能前后移动，但仍可绕车轴转动．将把手提至水平位置由静止开始释放，求把手在与水平地面碰撞前的瞬间的转动角速度． 2）在把手与水平地面碰撞前的瞬间立即撤去卡住两车轮的装置，同时将车轮和轴锁死，在碰后的瞬间立即解锁，假设碰撞时间较短（但不为零），碰后把手末端在竖直方向不反弹．已知把手与地面、车轮与地面之间的滑动摩擦系数均为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）．求在车轮从开始运动直至静止的过程中，车轴移动的距离．把手末端图a. 农用平板车的简化模型

2012年浙江省大学生物理竞赛答案

2012年浙江省大学生物理创新竞赛试题一、选择题 1.我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行（即绕地球一圈需要24小时）；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球。如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比，则（） A.卫星动能增大，引力势能减小 B.卫星动能增大，引力势能增大 C．卫星动能减小，引力势能减小 D.卫星动能减小，引力势能增大 2.质点在平面上运动，方程为，速度为；若运动时，①；②，则（） A.①质点作圆周运动，②质点作匀加速曲线运动 B.①质点作圆周运动，②质点作匀速率曲线运动 C.①质点作变速率直线运动，②质点作匀速率曲线运动 D.①质点作变速率直线运动，②质点作匀加速曲线运动 3.质量为m的粒子在势能的保守立场中运动，其中a，b为正的常数，则该粒子的稳定平衡位置x为（） A. a B.–a C.b D.-B 4.地面上一静止的闪光灯发出两次闪光的时间间隔为4s，飞船上的观察者测得的时间间隔为5s，则飞船上的观察者测得两次闪光时闪光灯的空间间隔为（）m A.4×10^8 B.7.2×10^8 C.9×10^8 D.12×10^8 5.设空气中声速为330m/s，一列火车以30m/s的速度行驶，机车上汽笛的频率为600Hz。一行人沿铁轨以10m/s的速度与这列火车相向运动，则该行人在火车正前方和火车驶过后所听到的汽笛频率差为（）Hz 6.由高斯定理，当闭合曲面的电通量为零时，则( ) A.高斯面内一定没有电荷 B.高斯面外一定没有电荷 C.高斯面内必无净电荷 D.高斯面外必无净电荷 7.选无穷远处为电势零点，半径为R的导体球带电后，其电势为，则球外离球心距离为r处的电场强度的大小为（） A. B. C. D. 8.真空中两根很长的相距为2a的平行直导线与电源组成闭合回路。已知导线中的电流为I，则在两导线正中间某点P处的磁能密度为( ) A. B. C. D.0 9.在半径为0.2m，共100匝的大线圈中心有一小铜丝环，环面积为5.0×10^-4m2，两线圈共面。小铜丝环中的电流在0.01s内由20A减少至零，则它们的互感系数及大线圈中出现的感生电动势分别为( )