第25届全国物理竞赛决赛试题
1 考生考试前请认真阅读本须知。
2 本试题包括试题纸和答题纸两部分,其中试题纸从本页开始,共3张(6页),含7道大题,(其中第七题包括7-1和7-2两部分),总分为140分,试题纸的每一页下面标出了该页的页码和试题纸的总页数,请认真核对每一页的页码和试题纸的总页数是否正确每一页是否有不清楚的地方,发现问题请及时与监考老师联系。
3 本试卷的第二部分为答题纸,紧接在试题纸的后面,共10张(20页),请认真核对答题纸的每一页的页码和答题纸的总页数,请在标有对应题号的答题纸上解答相应的题目。
4 答题纸的密封线内,答题纸的背面和试题纸一律不能写解答,所写的解答一律无效。
5 试题纸与答题纸已经装订在一起,严禁拆开。
6 考生可以用发的草稿纸打草稿,但需要阅卷老师评阅的内容一定要写到答题纸上,阅卷老师只评阅答题纸上的内容,写在草稿纸上的内容一律无效。
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一(18分)、足球比赛,一攻方队员在图中的A处沿AX方向传球,球在草地上以速度V匀速滚动,守方有一队员在图中B处以d表示A、B间的距离,以θ表示AB与AX之间的夹角,已知θ<90?,设在球离开A处的同时,位于B处的守方队员开始沿一直线在匀速运动中去抢球,以Vp表示他的速率,在不考虑场地边界限制的条件下,求解以下问题(要求用题中所给参量间的关系式表示所求得的结果)。
1.求出守方队员可以抢到球的必要条件。
2.如果攻方有一接球队员个处在AX线上等球,以Lr表示他到A点的距离,求球不被原在B处的守方队员抢断的条件。
3.如果攻方有一接球队员个处在AX线上等球,以L表示他到A点的距离,在球离开A处的同时,他开始匀速跑动去接球,以Vr表示其速率,求在这种情况下球不被原在B处的守方队员抢断的条件。
二 (25分)卫星的运动可有地面的观测来决定,而知道了卫星的运动,又可以用空间的飞行体或地面上物体的运动,这都涉及到时间和空间坐标的测定,为简化分析和计算,不考虑地球的自转和公转,把它作惯性系。 1.先来考虑卫星的测定,设不考虑相对论效应,在卫星上装有发射电波的装置和高精度的原子钟。假设在卫星上每次发出的电波信号,都包含该信号发出的时刻这一信息。
(1) 地面观测系统(包含若干个观测站)可利用从电波中接收到的这一信息,并根据自己所处的已知位置和自己的时钟来确定卫星每一时刻的位置,从而确定卫星的运动。这种测量系统至少需要包含几个地面观测站?列出可以确定卫星位置的方程。
(2)设有两个观测站1,2D D ,分别位于同一经线上的北纬θ 度和南纬θ 度处,若它们同时收到时间τ之前卫星发出的电波信号。(a )试求发出电波时刻卫星距地面的最大高度H 。(b )当1,2D D 处观测站的位置的纬度都有很小的误差θ?时,试求的H 误差。(3)如果上述的时间τ有很小的误差τ?,试求的H 误差。
2. 在上面的小题(1)中,若θ=45?,τ=0.10s ,(a )试问卫星发射时刻卫星距地面的最大高度H 是多少km? (b) 若θ?=±1.0?,定出的H 有多大误差?(c ) 若τ?=±0.010s μ,定出的H 有多大误差? 假设地球为半径R= 3
6.3810km ?的球体,光速8
2.99810c km =? ,地面处的重力加速度29.81/g m s =.
3. 再来考虑根据参照卫星的运动来测定一个物体的运动。设不考虑相对论效应。假设从卫星持续发出的电波信号包含卫星运动状态的信息,即每个信号发出的时刻及该时刻卫星的位置,再假设被观测的物体上有一台卫星信号接收器(设其上没有时钟),从而可获知这些信息。为了利用这些信息来确定物体的运动状态,即物体接收到卫星信号时物体当时所处的位置,以及当时的时刻,一般来说物体至少需要同时接收到几个卫星同时发来的信号电波?列出确定物体当时位置和当时时刻的方程。
4. 根据狭义相对论,运动的钟比静止的钟慢,钟在引力场中慢。现在来考虑在上述测量中相对论的这两种效应。已知天上卫星的钟与地面观测站的钟零点已对准,假设卫星在离地面
42.0010h m =?的圆形轨道上运行,地球半径R 、光速c 和地球表面重力加速度g 取小题2
中给的值。
(1) 根据狭义相对论,试估算地上的钟经过24小时后,它的示数与卫星上的钟的示数差多少?设在处理这一问题时可以把匀速直线运动的时钟走慢的公式用于匀速圆周运动。 (2) 根据广义相对论,钟在引力场中变慢的因子是1
2
22(1),c
φφ-
是钟所在位置的引力势
(引力势能与所受引力作用的物体的质量之比,取无限远处引力势为0)的大小,试问地上的钟24小时后,卫星上的钟的示数与地面上的钟的示数差多少?
三.(15分)制冷机是通过外界对机器做功,把从低温吸取的热量连同外界对机器做功得到的能量一起送到高温处的机器。它能使低温处的温度降低,高温处的温度升高。已知当制冷机工作在绝对温度为1T 的高温处和绝对温度为2T 的低温处之间时,若制冷机从低温处吸取的热量为Q ,外界对制冷机做的功为W ,则有
212
T Q
W T T ≤
-
式中等号对应于理论上的理想情况。
某制冷机在冬天作热泵使用(即取暖空调机),在室外温度为-5.00?C 的情况下,使某房间内的温度保持在20. 00?C 。由于室内温度高于室外,故将有热量从室内传递到室外。本题只考虑传导方式的传热,它服从以下的规律:设一块导热层,其厚度为l ,面积为S ,两侧温度差的大小为T ? ,则单位时间内通过导热层由高温处传导到低温处的热量为
T
H S l
κ
?= 其中κ为导热率,取决于导热层材料的性质。
1. 假设该房间向外散热是由面向室外的面积为2
5.00S m =、厚度为 2.00l mm =的玻
璃引起的,已知该玻璃的导热率为1
10.75W m
k κ--=,电费为每度0.50元,试求在理想
情况下该热泵工作12小时需要多少度电? 2. 若将上述玻璃板换为“双层玻璃板”,两层玻璃的厚度均为2.00mm ,玻璃板之间夹有厚度为00.50l mm =的空气层,假设空气的导热率为1
10.025W m
k κ--=,电费仍为每度0.50
元,若该热泵仍然工作12小时,问这时的电费比上一问单层玻璃情形节省多少? 四.(25分)图1所示器件由相互紧密接触的金属层M 薄绝缘层I 和金属层M 构成,按照经典物理的观点,在I 层绝缘性能理想的情况下,电子不可能从一个金属层穿过绝缘层到达另一个绝缘层。但是按照量子物理的原理,在一定的条件下,这种渡越是可能的。习惯上将这一过程称之为“隧穿”,它是电子具有波动性的结果。隧穿是单个电子的过程,是独立的事件。通过绝缘层转移的电荷量只能是电子电荷量e -(19
1.610
e c -=?)的整数倍,因此也
称为“单电子隧穿”,MIM 器件也称为“隧穿结”,或“单电子隧穿结”。
本题涉及对单电子隧穿过程控制的库仑阻塞原理,由于据此可望制成尺寸很小的单电子
器件,这是目前研究的很多、有应用前景的领域。
1. 显示库仑阻塞原理的最简单的做法是将图1的器件看成一个电容为C的电容器。如图2所示,电容器极板上的电荷来源于金属极板上导电电子云相对于正电荷的背景的很小的位移,可以连续变化。如前所述,以隧穿方式通过绝缘层的只可能是分立的单电子电荷。如果隧穿过程会导致体系静电能上升,则此过程不能发生,这种现象称为库仑阻塞。试求出发生
库仑阻塞的条件。即电容器极板间的电势差
AB A B
V V V
=-在什么范围内单电子隧穿过程被
禁止。
2. 假定0.10
AB
V mV
=,是刚能发生的隧穿电压,试估算电容C的大小,
3. 将图1的器件与电压为V的恒压源相接时,通常采用图3所示的双结构器件来观察,电子隧穿,避免杂散电容的影响。中间的金属块层称为单电子岛。作为电极的左、右金属块层分别记为S、D。若已知岛中有净电荷量为-ne,其中净电子数n可为正、负整数或零,e
为电子电荷量大小,两个MIM结的电容分别为
S
C和
D
C,试证明:双结结构器件的静电能中
与岛上净电荷量相关的静电能(简称单电子岛静电能)为
2
()
2()
n
S D
ne
U
C C
-
=
+
4. 在图3给出的具有S(源)、D(漏)电极双结结构的基础上,通过和岛连接的电容
G
C添
加门电极G构成如图4
给出的单电子三极管结构,门电极和岛间没有单电子隧穿事件发生。
在V 较小且固定的情况下,通过门电压G V 可控制岛中的净电子数n ,简单的模型是将G V 的作用视为在岛中附加的等效电荷0G G q C V =,这时单电子岛的静电能可近似为
2
0()2n ne q U C -+=∑
式中,S D G C
C C C =++∑
。
利用答卷纸上的方格图,考虑库仑阻塞效应,用粗线画出净电子数从n=0开始,
G G
C V e
由0增大到3的过程中,单电子岛的静电能n U 随G G C V 的变化的图线(纵坐标表示n U ,取n U 的单位为2
e C ∑;横坐标表示G G C V ,取G G C V 的单位为e )
。要求表出关键点的坐标,并把n=0,1,2,3时
G G
C V e
的变化范围填在答卷纸表格中。
此小题只按作图及所填表格给分。 五.(15分)折射率为n=1.50、半径为R 的透明半圆柱体
放在空气中,其垂直于柱体轴线的横截面如图所示,图中O 点为横截面与轴线的交点,光仅允许从半圆柱体的平面AB 进入,一束足够宽的平行单色光沿垂直于圆柱轴的方向以入射角i 射至AB 整个平面上,其中有一部分入射光束能通过半圆柱体从圆柱面射出,这部分光束在入射到AB 面上时沿y 轴方向的长度用d 表示。本题不考虑在光线在透明圆柱体内经一次或多次反射后再射出柱体的复杂情形。
1. 当平行入射光的入射角i 从0?到90?变化时,试求
d 的最大值max d 和最小值min d .
2. 在如图所示的平面内,求出射光束与柱面相交的圆弧对O 点张角θ 与入射角i 的关系,并求在掠入射时上述圆弧的位置。 六.(17分)根据广义相对论,光线在星体的引力场中会发生弯曲,在包含引力中心的平面内是一条在引力中心附近微弯的曲线,它距离引力中心的最近的点,称为光线的近星点。通
过近星点与引力中心的直线,是光线的对称轴。若在光线所在的平面内选择引力中心为平面极坐标(,r φ)的原点,选取光线的对称轴为极坐标轴,则光线方程(光子的轨迹方程)为
2
22
cos (1sin )
GM
c r a a φφ=++ G 是万有引力恒量,M 是星体质量,C 是光速,a 是绝对值远小于1的参数。现在假设离地球80.0光年处有一星体,在它与地球球心的连线的中点处有一白矮星。如果经过该白矮星两侧的星光对地球上的观察者所张的视角是7
1.8010-?弧度,试问此白矮星的质量是多少千克?已知11
3
26.67310
()
m G kg s -?=
七--1.(11分) 假设对氦原子基态采用玻尔模型,认为每个电子都在以氦核为中心的圆周上运动,半径相同,角动量为,2h
π
=
,其中h 是普朗克常数。 (1).如果忽略电子间的相互作用, 氦原子的一级电离能是多少eV ? 一级电离能是指把把其中的一个电子移到无限远所需要的能量。
(2)实验测得的氦原子的一级电离能是24.4eV ,若在上述玻尔模型的基础上来考虑电子之间的相互作用,进一步假设:两个电子总通过氦核的一条直径的两端。试用此模型和假设,求出电子运动轨道的半径0r ,基态能量0E 以及一级电离能E +
。并与实验测得的氦原子的一级电离能相比较。 已知电子质量2
0.511MeV
m c = ,c 是光速,组合常数197.3197.3c MeVfm MeVnm ==,
2 1.44 1.44ke MeVfm MeVnm == ,k 是静电力常量,e 是基本电荷。
七--(14分)右图是某粒子穿过云室留下的径迹的照片。径迹在直面内,图的中间是一
块与纸面垂直的铅板,外加的恒定的匀强磁场的方向垂直于纸面向里,假设粒子的电荷的大小是一个基本电荷量e , 19
1.6010
e C -=?,铅板下部径迹的曲率半径210d r mm =,铅板上
部径迹的曲率半径u r 76.0mm =,铅板内的径迹与铅板法线成15.0θ=?角。铅板厚度
6.00d mm =,磁感应强度B=1.00T ,粒子质量
312
0.5119.1110MeV
m kg c -=?= ,不考虑云
室中气体对粒子的阻力,
(1)写出粒子运动的方向和电荷的正负。
(2)试问粒子在穿过铅板期间所受的平均阻力是多少N ?
(3)假设射向铅板的不是一个粒子而是从加速器中流出的流量为18
5.0010
j
s
?=的脉冲粒子流,
τ=,试问铅板在此脉冲粒子束所受的力的平均值是多少N?铅一个脉冲持续时间为 2.50ns
板在此期间吸收的热量又是多少J?
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
第35届全国中学生物理竞赛决赛理论考试试题(上海交大) 1、(35分) 如图,半径为R 、质量为M 的半球静置于光滑水平桌面上,在半球顶点上有一质量为m 、半径为r 的匀质小 球。某时刻,小球收到微扰由静止开始沿半球表面运动。在运动过 程中,小球相对半球的位置由角位置θ描述,θ为两球心连线与竖直线的夹角。己知小球绕其对称轴的转动惯量为225 mr ,小球与半球间的动摩擦因数为μ,假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加 速度大小为g 。 (1)(15分)小球开始运动后在一段时间内做纯滚动,求在此过程中,当小球的角位置为θ1时,半球运动的速度大小1()M V θ和加速度大小1()M a θ; (2)(15分)当小球纯滚动到角位置θ2时开始相对于半球滑动,求θ2所满足的方程(用半球速度大小2()M V θ和加速度大小2()M a θ以及题给条件表示); (3)(5分)当小球刚好运动到角位置θ3时脱离半球,求此时小球质心相对于半球运动速度的大小3()m v θ 2、(35分) 平行板电容器极板1和2的面积均为S ,水平固定放置,它们之间的距离为 d ,接入如图所示的电路中,电源的电动势记为U 。不带电的导体薄平板3(厚 度忽略不计)的质量为m 、尺寸与电容器极板相同。平板3平放在极板2的 正上方,且与极板2有良好的电接触。整个系统置于真空室内,真空的介电 常量为0ε。合电键K 后,平板3与极板1和2相继碰撞,上下往复运动。假设导体板间的电场均可视为匀强电场;导线电阻和电源内阻足够小,充放电时间可忽略不计;平板3与极板1或2碰撞后立即在极短时间内达到静电干衡;所有碰撞都是完全非弹性的。重力加速度大小为g 。 (1)(17分)电源电动势U 至少为多大? (2)(18分)求平板3运动的周期(用U 和题给条件表示)。 已知积分公式 ( 2ax b C =+++,其中a >0,C 为积分常数。
上教版初中物理竞赛训 练试题 集团标准化小组:[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]
物理竞赛训练试题——运动学 班级________姓名________得分________ 一. 选择题:(3分×10=30分) 1.河中有一漂浮物,甲船在漂浮物上游100米处,乙船在漂浮物下游100米处,若两船同时以相同的速度去打捞,则( ) A.甲船先到 B.乙船先到 C.两船同时到达 D.无法判断 2.隧道长550米,一列火车车厢长50米,正以36千米/时的速度匀速行驶,车厢中某乘客行走的速度为1米/秒,当列车过隧道时,乘客经过隧道的时间至少为( ) 秒秒秒秒 3.蒸汽火车沿平直道行驶,风向自东向西,路边的观察者看到从火车烟囱中冒出的烟雾是竖直向上呈柱形的,由此可知,相对于空气火车的运动方向是 ( ) A.自东向西 B.自西向东 C.静止不动 D.无法确定 4.甲乙两船相距50千米同时起船,且保持船速不变,若两船同时在逆水中航行,甲船航行100千米,恰赶上乙船,若两船都在顺水中航行,则甲船赶上乙船需航行( ) 千米的路程千米的路程 C.大于50千米小于100千米路程 D.大于100千米的路程 5.坐在甲飞机中的某人,在窗口看到大地向飞机迎面冲来,同时看到乙飞机朝甲飞机反向离去,下列判断错误的是( ) A.甲飞机正向地面俯冲 B.乙飞机一定在作上升运动 C.乙飞机可能与甲飞机同向运动 D.乙飞机可能静止不动 6.一列长为S的队伍以速度u沿笔直的公路匀速前进.一个传令兵以较快的速度v从队末向队首传递文件,又立即以同样速度返回队末.如果不计递交文件的时间,那么这个传令兵往返一次所需的时间是( ) u v+u v /v2+u2 v /v2—u2 7.如图所示:甲乙两人同时从A点出发沿直线向B点走去.乙先到达B点,然后返回,在C点遇到甲后再次返回到B点后,又一次返回并在D点第二次遇到甲. 设整个过程甲速度始终为V,乙速度大小也恒定保持8V.则S 1:S 2 ( ) :7 :6 :8 :7 8.根据图中所示情景,做出如下判断: A.甲船可能向右运动,乙船可能向右运动 B.甲船可能向左运动,乙船可能向左运动 C.甲船可能静止,乙船可能静止 D.甲船可能向左运动,乙船可能向右运动. 以上说法中正确的个数是( ) A. 0个个个个 9.一辆汽车以40千米/时的速度从甲站开往乙站,当它出发时恰好一辆公共汽车从乙站开往甲站,以后每隔15分钟就有一辆公共汽车从乙站开往甲站,卡车在途中遇到6辆公共汽车,则甲乙两站之间的距离可能为( )
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( )。
第27届全国中学生物理竞赛决赛试题及答案 一、(25分)填空题 1.一个粗细均匀的细圆环形橡皮圈,其质量为M,劲度系数为k,无形变时半径为R。现将它用力抛向空中,忽略重力的影响,设稳定时其形状仍然保持为圆形,且在平动的同时以角速度ω绕通过圆心垂直于圆面的轴线匀速旋转,这时它的半径应为。 2.鸽哨的频率是f。如果鸽子飞行的最大速度是u,由于多普勒效应,观察者可能观测到的频率范围是从到。(设声速为V。) 3.如图所示,在一个质量为M、内部横截面积为A 的竖直放置的绝热气缸中,用活塞封闭了一定量温 度度为 T的理想气体。活塞也是绝热的,活塞质量 以及活塞和气缸之间的摩擦力都可忽略不计。已知 大气压强为 p,重力加速度为g,现将活塞缓慢上提,当活塞到达气 缸开口处时,气缸刚好离开地面。已知理想气体在缓慢变化的绝热过程中pVγ保持不变,其中p是气体的压强,V是气体的体积,γ是一常数。根据以上所述,可求得活塞到达气缸开口处时气体的温度为。
4.(本题答案保留两位有效数字)在电子显微镜中,电子束取代了光束被用来“照射”被观测物。要想分辨101.010m -?(即原子尺度)的结构,则电子的物质波波长不能大于此尺度。据此推测电子的速度至少需被加速到 。如果要想进一步分辨121.010m -?尺度的结构,则电子的速度至少需被加速到 ,且为使电子达到这一速度,所需的加速电压为 。 已知电子的静止质量 319.110kg e m -=?,电子的电量 191.610C e -=-?,普朗克常量346.710J s h -=??,光速813.010m s c -=??。
二、(20分)图示为一利用传输带输送货物的装置,物块(视为质点)自平台经斜面滑到一以恒定速度v运动的水平长传输带上,再由传输带输送到远处目的地,已知斜面高 2.0m h=,水平边长 4.0m L=,传输带宽 2.0m d=,传输带的运动速度 3.0m/s v=。物块与斜面间的摩擦系数 10.30 μ=。物块自斜面顶端下滑的初速度为零。沿斜面下滑的速度方向与传输带运动方向垂直。设斜面与传输带接触处为非常小的一段圆弧,使得物块通过斜面与传输带交界处时其速度的大小不变,重力加速度2 10m/s g=。 1.为使物块滑到传输带上后不会从传输边缘脱离,物块与传输带之 间的摩擦系数 2 μ至少为多少? 2.假设传输带由一带有稳速装置的直流电机驱动,与电机连接的电源的电动势200V E=,内阻可忽略;电机的内阻10 R=Ω,传输带空载(无 输送货物)时工作电流 02.0A I=,求当货物的平均流量(单位时间内输送货物的质量),稳定在640kg/s 9 η=时,电机的平均工作电流等于多少?假设除了货物与传输带之间的摩擦损耗和电机的内阻热损耗外,其它部分的能量损耗与传输带上的货物量无关。
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.
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
第28届全国中学生物理竞赛决赛试题 一、(15分)在竖直面将一半圆形光滑导轨固定在A 、B 两点,导轨直径AB =2R ,AB 与竖直方向间的夹角为60°,在导轨上套一质量为m 的光滑小圆环,一劲度系数为k 的轻而细的光滑弹性绳穿过圆环,其两端系与A 、B 两点,如 图28决—1所示。当圆环位于A 点正下方C 点时,弹性绳刚好为原长。现将圆环从C 点无初速度释放,圆环在时刻t 运动到C'点,C'O 与半径OB 的夹角为θ,重力加速度为g .试求分别对下述两种情形,求导轨对圆环的作用力的大小:(1) θ=90°(2)θ=30° 二、(15分)如图28决—2所示,在水平地面上有一质量为M 、长度为L 的小车,车两端靠近底部处分别固定两个弹簧,两弹簧位于同一直线上,其原长分别为l 1和 l 2,劲度系数分别为k 1和k 2;两弹簧的另一端分别放着 一质量为m 1、m 2的小球,弹簧与小球都不相连。开始时,小球1压缩弹簧1并保持整个系统处于静止状态,小球2被锁定在车底板上,小球2与小车右端的距离等于弹簧2的原长。现无初速释放小球1,当弹簧1的长度等于其原长时,立即解除对小球2的锁定;小球1与小球2碰撞后合为一体,碰撞时间极短。已知所有解除都是光滑的;从释放小球1到弹簧2达到最大压缩量时,小车移动力距离l 3.试求开始时弹簧1的长度l 和后来弹簧2所达到的最大压缩量Δl 2 . 图28决—2
三、(20分)某空间站A 绕地球作圆周运动,轨道半径为 r A =6.73×106m.一人造地球卫星B 在同一轨道平面作圆周运 动,轨道半径为r B =3r A /2,A 和B 均沿逆时针方向运行。现从空间站上发射一飞船(对空间站无反冲)前去回收该卫星, 为了节省燃料,除了短暂的加速或减速变轨过程外,飞船在往返过程中均采用同样形状的逆时针椭圆转移轨道,作无动力飞行。往返两过程的椭圆轨道均位于空间站和卫星的圆轨道平面,且近地点和远地点都分别位于空间站和卫星的轨道上,如图28决—3所示。已知地球半径为R e =6.38×106m ,地球表面重力加速度为g =9.80m/s 2.试求: (1)飞船离开空间站A 进入椭圆转移轨道所必须的速度增量Δv A ,若飞船在远地点恰好与卫星B 相遇,为了实现无相对运动的捕获,飞船所需的速度增量Δv B . (2)按上述方式回收卫星,飞船从发射到返回空间站至少需要的时间,空间站 A 至少需要绕地球转过的角度。 图28决—3
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 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.
第34届全国中学生物理竞赛决赛理论考试试题(2017) 一、(35分)如图,质量分别为 、 的小球 、 放置在光滑绝缘水平面上,两球之间用一原长为 , 劲度系数为 .的绝缘轻弹簧连接. (1) 时,弹簧处于原长,小球 有一沿两球连线向右的初速度 ,小球 静止.若运动过程中弹簧始终处于弹性形变范围内,求两球在任一时刻 的速度. (2)若让两小球带等量同号电荷,系统平衡时弹簧长度为 ,记静电力常量为 .求小球所带电荷量和两球与弹簧构成的系统做微振动的频率(极化电荷的影响可忽略). 二、(35分)双星系统是一类重要的天文观测对象.假设某两星体均可视为质点,其质量分别为 和 ,一 起围绕它们的质心做圆周运动,构成一双星系统,观 测到该系统的转动周期为 .在某一时刻, 星突然 发生爆炸而失去质量 .假设爆炸是瞬时的、相对 于 星是各向同性的,因而爆炸后 星的残余体 星的瞬间速度与爆炸前瞬间 星 的速度相同,且爆炸过程和抛射物质 都对 星没 有影响.已知引力常量为 ,不考虑相对论效应. (1)求爆炸前 星和 星之间的距离 ; (2)若爆炸后 星和 星仍然做周期运动,求该运动的周期 ; (3)若爆炸后 星和 星最终能永远分开,求 和 三者应满足的条件. 三、(35分)熟练的荡秋千的人能够通过在秋千板上适时站起和蹲下使秋千越荡越高.一质量 为 的人荡一架底板和摆杆均为刚性的秋千, 底板和摆杆的质量均可忽略,假定人的质量集 中在其质心.人在秋千上每次完全站起时起质 心距悬点 的距离为 ,完全蹲下时此距离变为 .实际上,人在秋千上站起和蹲下过程都是在一段时间内完成的.作为一个简单的模型,假设人在第一个最高点 点从完全站立的姿 势迅速完全下蹲,然后荡至最低点 , 与 的高度差为 ;随后他在 点迅速完全站l 0 a b 爆炸前瞬间 爆炸后瞬间
初中物理竞赛试题精选:运动学 1. A、B两辆车以相同速度v0同方向作匀速直线运动,A车在前,B车在后.在两车上有甲、乙两人分别用皮球瞄准对方,同时以相对自身为2v0的初速度水平射出,如不考虑皮球的竖直下落及空气阻力,则( ) A.甲先被击中 B.乙先被击中 C.两人同时被击中 D.皮球可以击中乙而不能击中甲 2. 如图所示,静止的传送带上有一木块正在匀速下滑,当传送带突然向 下开动时,木块图2滑到底部所需时间t与传送带始终静止不动所需时间 t0相比是( ) A.t=t0 B.t<t0 C.t>t0 D.A、B两种情况都有可能 3. 如图所示,A 、B 为两个大小和材料都相同而转向相反的轮子,它 们的转轴互相平行且在同一水平面内。有一把均匀直尺C ,它的长度 大于两轮转轴距离的2倍。把该直尺静止地搁在两转轮上,使尺的重 心在两轮之间而离B 轮较近。然后放手,考虑到轮子和尺存在摩擦, 则直尺将( ) A 保持静止。 B 向右运动,直至落下。 C 开始时向左运动,以后就不断作左右来回运动。 D 开始时向右运动,以后就不断作左右来回运动。 4. 在一辆行驶的火车车厢内,有人竖直于车厢地板向上跳起,落回地板时,落地点( ) A 在起跳点前面; B 在起跳点后面; C 与起跳点重合; D 与火车运动情况有关,无法判断。 5. 在水平方向作匀速直线高速飞行的轰炸机上投下一颗炸弹,飞机驾驶员和站在地面上的观察者对炸弹运动轨迹的描述如图12所示。其中有可能正确的是 ( ) 图12 6. 一列长为s 的队伍以速度V 沿笔直的公路匀速前进。一个传令兵以较快的速度v 从队末向队首传递文件,又立即以同样速度返回到队末。如果不计递交文件的时间,那么这传令兵往返一次所需时间是 。; ; ; 22222)D (2)C (2)B (2)A (V v sv V v s V v s V s -++ 7. 甲、乙两车站相距100千米,一辆公共汽车从甲站匀速驶向乙站,速度为40千米/时。当公共汽车从甲站驶出时,第一辆大卡车正好从乙站匀速开往甲站,而且每隔15分钟开出一辆。若卡车的速度都是25千米/时,则公共汽车在路途中遇到的卡车总共有( ) (A).20辆。 (B)15辆。 (C)10辆。 (D)8辆 8. 某高校每天早上都派小汽车准时接刘教授上班。一次,刘教授为了早一点赶到学校,比平时提前半小时出发步行去学校,走了27分钟时遇到来接他的小汽车,他上车后小汽车立即掉头前进。设刘教授步行速度恒定为v ,小汽车来回速度大小恒定为u , 刘教授上车以及小汽
2014年全国初中物理竞赛试题及答案
2014年第二十四届初中应用物理竞赛试题 试卷总分:120分时间:120分钟 启用前----绝密 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 0 0 &鬥 比佝外卑转m 向内庭转 c.向拆庭转m 向F庭转 阻2 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单空 3?图4甲为一把手工的锯条,图4乙紬 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()
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
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
29届全国中学生物理竞赛决赛试题 panxinw 整理 一、(15分) 如图,竖直的光滑墙面上有A 和B 两个钉子,二者处于同一水平高度,间距为l ,有一原长为l 、劲度系数为k 的轻橡皮筋,一端由A 钉固定,另一端系有一质量为m=g kl 4的小 球,其中g 为重力加速度.钉子和小球都可视为质点,小球和任何物体碰 撞都是完全非弹性碰撞而且不发生粘连.现将小球水平向右拉伸到与A 钉 距离为2l 的C 点,B 钉恰好处于橡皮筋下面并始终与之光滑接触.初始时刻小球获得大小为20gl v 、方向竖直向下的速度,试确定此后小球沿 竖直方向的速度为零的时刻.
二、(20分) 如图所示,三个质量均为m的小球固定于由刚性轻质杆构成的丁字形架的三个顶点A、B和C处.AD ⊥BC,且AD=BD=CD=a,小球可视为质点,整个杆球体系置于水平桌面上,三个小球和桌面接触,轻质杆架 悬空.桌面和三小球之间的静摩擦和滑动摩擦因数均为μ,在AD杆上距A点a/4 1.试论证在上述推力作用下,杆球体系处于由静止转变为运动的临界状态时, 三球所受桌面的摩擦力都达到最大静摩擦力; 2.如果在AD杆上有一转轴,随推力由零逐渐增加,整个装置将从静止开始绕 该转轴转动.问转轴在AD杆上什么位置时,推动该体系所需的推力最小,并求出 该推力的大小.
三、(20分) 不光滑水平地面上有一质量为m的刚性柱体,两者之间的摩擦因数记为μ.柱体正视图如图所示,正视图下部为一高度为h的矩形,上部为一半径为R的半圆形.柱体上表面静置一质量同为m的均匀柔软的链条,链条两端距地面的高度均为h/2,链条和柱体表面始终光滑接触.初始时,链条受到微小扰动而沿柱体右侧面下滑.试求在链条开始下滑直至其右端接触地面之前的过程中,当题中所给参数满足什么关系时, 1.柱体能在地面上滑动; 2.柱体能向一侧倾倒; 3.在前两条件满足的情形下,柱体滑动先于倾倒发生.
第31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.本题共5小题,每小题6分.在每小题给出的4 个项中,有的小题只有一项符合题意,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小题后面的方括号内.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.(6分)一线膨胀系数为α的正立方体物块,当膨胀量较小时,其体膨胀系数等于 A.αB.α1/3C.α3D.3α 2.(6分)按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不多,装秤钩的地方吊着一体积为1 cm3的较重的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度,当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡,如图所示.当合金块完全浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度,下列说法中错误的是 A.密度秤的零点刻度在Q点 B.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边 C.密度秤的刻度都在Q点的右侧 D.密度秤的刻度都在Q点的左侧 3.(6分)一列简谐横波在均匀的介质中沿x轴正向传播,两质点P1和p2的平衡位置在x 轴上,它们相距60cm,当P1质点在平衡位置处向上运动时,P2质点处在波谷位置,若波的传播速度为24m/s,则该波的频率可能为 A.50Hz B.60Hz C.400Hz D. 410Hz 物理竞赛预赛试卷第1页(共8页)
4.(6分)电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动方式.电磁驱动的原理如图所示,当直流电流突然加到一固定线圈上,可以将置于线圈上的环弹射出去.现在同一个固定线圈上,先后置有分别用铜、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三种环,当电流突然接通时,它们所受到的推力分别为F1、F2和F3。若环的重力可忽略, 下列说法正确的是 A. F1 > F2 > F3 B. F2 > F3 > F1 C. F3 > F2 > F1 D. F1 = F2 = F3 5.(6分)质量为m A的A球,以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动,并与B球发生弹性正碰,假设B球的质量m B可选取为不同的值,则 A.当m B=m A时,碰后B球的速度最大 B.当m B=m A时,碰后B球的动能最大 C.在保持m B>m A的条件下,m B越小,碰后B球的速度越大 D.在保持m B 全国初中物理竞赛精选题及答案 初中物理知识要点一览与初中物理基本概念概要 (一)初中物理知识要点一览 速度:V(m/S)?v=?S:路程/t:时间? 重力G?(N)?G=mg(?m:质量;?g:9.8N或者10N?) 密度:ρ?(kg/m3)?ρ=?m?(m:质量;?V:体积?) 合力:F合?(N)?方向相同:F合=F1+F2?;?方向相反:F合=F1—F2?方向相反时,F1>F2? 浮力:F浮?(N)?F浮=G物—G视?(G视:物体在液体的重力?) 浮力:F浮?(N)?F浮=G物?(此公式只适用?物体漂浮或悬浮?) 浮力:F浮?(N)?F浮=G排=m排g=ρ液gV排?(G排:排开液体的重力?;m排:排开液体的质量?;ρ液:液体的密度?;?V排:排开液体的体积?(即浸入液体中的体积)?) 杠杆的平衡条件:?F1L1=?F2L2?(?F1:动力?;L1:动力臂;F2:阻力;?L2:阻力臂?) 定滑轮:?F=G物?S=h?(F:绳子自由端受到的拉力;?G物:物体的重力;?S:绳子自由端移动的距离;?h:物体升高的距离) 动滑轮:?F=?(G物+G轮)/2?S=2?h?(G物:物体的重力;?G轮:动滑轮的重力) 滑轮组:?F=?(G物+G轮)?S=n?h?(n:通过动滑轮绳子的段数)机械功:W?(J)?W=Fs?(F:力;?s:在力的方向上移动的距离?)有用功:W有?=G物h? 总功:W总?W总=Fs?适用滑轮组竖直放置时? 机械效率:?η=W有/W总?×100%? 功率:P?(w)?P=?w/t?(W:功;?t:时间) 压强p?(Pa)?P=?F/s?(F:压力;?S:受力面积) 液体压强:p?(Pa)?P=ρgh?(ρ:液体的密度;?h:深度【从液面到所求点的竖直距离】?) 热量:Q?(J)?Q=cm△t?(c:物质的比热容;?m:质量?;△t:温度的变化值?) 燃料燃烧放出的热量:Q(J)?Q=mq?(m:质量;?q:热值)? 串联电路?电流I(A)?I=I1=I2=……?电流处处相等? 串联电路?电压U(V)?U=U1+U2+……?串联电路起分压作用? 串联电路?电阻R(Ω)?R=R1+R2+……? 并联电路?电流I(A)?I=I1+I2+……?干路电流等于各支路电流之和(分流)? 并联电路?电压U(V)?U=U1=U2=……? 并联电路?电阻R(Ω)1/R?=1/R1?+1/R2?+……? 欧姆定律:?I=?U/I? 电路中的电流与电压成正比,与电阻成反比? 电流定义式?I=?Q/t?(Q:电荷量(库仑);t:时间(S)?) 电功:W?(J)?W=UIt=Pt?(U:电压;?I:电流;?t:时间;?P:电功率?) 电功率:?P=UI=I2R=U2/R?(U:电压;?I:电流;?R:电阻?) 电磁波波速与波?长、频率的关系:?C=λν?(C:波速(电磁波的波速是不变的,等于3×108m/s);?λ:波长;?ν:频率?) (二)初中物理基本概念概要 一、测量全国初中物理竞赛题及答案