实用参考高中物理竞赛第17届到26届预赛试题及答案doc.docx
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实用参考高中物理竞赛第17届到26届预赛试题及答案doc
第17届到第26届高中全国物理奥赛预赛试题汇集
第17届全国中学生物理竞赛
第18届全国中学生物理竞赛
第19届全国中学生物理竞赛
第20届全国中学生物理竞赛
第21届全国中学生物理竞赛
第22届全国中学生物理竞赛
第23届全国中学生物理竞赛
第24届全国中学生物理竞赛
第25届全国中学生物理竞赛
第26届全国中学生物理竞赛
第十G届全国中学生物理竞赛
预 赛 试 卷
全卷共八题，总分为140分。
一、（10分）
1．（5分）1978年在湖北省发掘了一座战国早期（距今大约2400多年前）曾国国君的墓葬一一一曾侯乙墓，出土的众多墓葬品中被称为中国古代文明辉煌的象征的是一组青铜铸造的编钟乐器（共64件），敲击每个编钟时，能发出音域宽广、频率准确的不同音调。
与铸造的普通圆钟不同，圆钟的横截面呈圆形，每个编钟的横截面均呈杏仁状。
图1为圆钟截面的，图2为编钟的截面，分别敲击两个钟的A、B、C和D、E、F三个部位，则圆钟可发出＿＿＿个基频的音调，编钟可发出＿＿＿个基频的音调。
2、我国在1999年11月20日用新型运载火箭成功地发射了一艘实验航天飞行器，它被命名为＿＿＿＿号，它的目的是为＿＿＿＿作准备。
二、一半径为R＝1.00m的水平光滑圆桌面，圆心为O，有一竖直的立柱固定在
桌面上的圆心附近，立柱与桌面的交线是一条凸的平滑的封闭曲线C，如图所示。
一根不可伸长的柔软的细轻绳，一端固定在封闭曲线上的某一点，另一端系一质量为m＝7.5×10－2Kg的小物块。
将小物块放在桌面上并把绳拉直，再给小物块一个方向与绳垂直大小为v0=4.0ms-1的初速度。
物块在桌面上运动时，绳将缠绕在立柱上。
已知当绳的张力为T0＝2.0N时，绳即断开，在绳断开前物块始终在桌面上运动．
1．问绳刚要断开时，绳的伸直部分的长度为多少?
2．若绳刚要断开时，桌面圆心O到绳的伸直部分与封闭曲线的接触点的连线正好与绳的伸直部分垂直，问物块的落地点到桌面圆心O的水平距离为多少？
已知桌面高度H＝0.80m．物块在桌面上运动时未与立柱相碰．取重力加速度大小为10m/s2．
三、（15分）有一水平放置的平行平面玻璃板H，厚3.0cm，折射率n＝1.5。
在其下表面下2.0cm处有一小物S；在玻璃扳上方有一薄凸透镜L，其焦距f＝30cm，透镜的主轴与玻璃板面垂直；S位于透镜的主轴上，如题图17-3所示。
若透镜上方的观察者顺着主轴方向观察到S的像就在S处，问透镜与玻璃板上表面的距离为多少?
四、（20分）某些非电磁量的测量是可以通过一些相应的装置转化为电磁量来测量的。
一平板电容器的两个极扳竖直放置在光滑的水平平台上，极板的面积为S，极板间的距离为d。
极板1固定不动，与周围绝缘；极板2接地，且可在水平平台上滑动并始终与极板1保持平行。
极板2的两个侧边与劲度系数为k、自然长度为L的两个完全相同的弹簧相连，两弹簧的另一端固定．图17-4-1是这一装置的俯视图．先将电容器充电至电压U后即与电源断开，再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀的向左的待测压强P；使两极板之间的距离发生微小的变化，如图17-4-2所示。
测得此时电容器的电压改变量为ΔU。
设作用在电容器极板2上的静电作用力不致引起弹簧的可测量到的形变，试求待测压强P。
五、（20分）如图17-5-1所示，在正方形导线回路所围的区域A1A2A3A4内分布有方向垂直于回路平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间以恒定的变化率增大，回路中的感应电流为I＝1.0mA．已知A1A2、A3A4两边的电阻皆为零；A4A1边的电阻R1＝3.0kΩ，A2A3边的电阻R2＝7.0kΩ。
1．试求A1A2两点间的电压U12、A2A3两点间的电压U23、A3A4两点间的电压U34、A4A1两点间的电压U41
2．若一内阻可视为无限大的电压表V位于正方形导线回路所在的平面内，其正负端与连线位置分别如图17-5-2、图17-5-3和图17-5-4所示，求三种情况下电压表的读数V1、V2、V3
六、（20分）绝热容器A经一阀门与另一容积比A的容积大得很多的绝热容器B相连。
开始时阀门关闭，两容器中盛有同种理想气体，温度均为30ºC，B中气体的压强为A中的两倍。
现将阀门缓慢打开，直至压强相等时关闭。
问此时容器A中气体的温度为多少？
假设在打开到关闭阀门的过程中处在A中的气体与处在B中的气体之间无热交换．已知每摩尔该气体的内能为U＝
RT，式中R为普适气体恒量，T是绝对温度．
七、（20分）当质量为m的质点距离—个质量为M、半径为R的质量均匀分布的致密天体中心的距离为r（r≥R）时，其引力势能为Ep＝－GMm／r，其中G＝6.67×10－11N·m2·Kg－2为万有引力常量．设致密天体是中子星，其半径R=10km，质量M=1.5M⊙（1M⊙=2.0×1030kg，为太阳的质量）．
1．1Kg的物质从无限远处被吸引到中子星的表面时所释放的引力势能为多少?
2．在氢核聚变反应中，若参加核反应的原料的质量为m，则反应中的质量亏损为0.0072m，问1kg的原料通过核聚变提供的能量与第1问中所释放的引力势能之比是多少?
3．天文学家认为：
脉冲星是旋转的中子星，中子星的电磁辐射是连续的，沿其磁轴方向最强，磁轴与中子星的自转轴方向有一夹角（如图17－7所示），在地球上的接收器所接收到的一连串周期出现的脉冲是脉冲星的电磁辐射。
试由上述看法估算地球上接收到的两个脉冲之间的时间间隔的下限．
八、（20分）如图17-8所示，在水平桌面上放有长木板C，C上右端是固定挡板P，在C上左端和中点处各放有小物块A和B，A、B的尺寸以及P的厚度皆可忽略不计，A、B之间和B、P之间的距离皆为L.设木板C与桌面之间无摩擦，A、C之间和B、C之间的静摩擦系数及滑动摩擦系数均为μ；A、B、C（连同挡板P）的质量相同．开始时，B和C静止，A以某一初速度向右运动．试问下列情况是否能发生？
要求定量求出能发生这些情况时物块A的初速度Vo应满足的条件，或定量说明不能发生的理由．
（1）物块，A与B发生碰撞；
（2）物块A与B发生碰撞（设为弹性碰撞）后，物块B与挡板P发生碰撞；
（3）物块B与挡板P发生碰撞（设为弹性碰撞）后，物块B与A在木板C上再发生碰撞；
（4）物块A从木板C上掉下来；
（5）物块B从木板C上掉下来．
第十G届全国中学生物理竞赛预赛试题
20GG-09-09
题号
一
二
三
四
五
六
七
总计
得分
全卷共七题，总分为140分
一、（15分）如图预18－l所示，杆
长为
，可绕过
点的水平轴在竖直平面内转动，其端点
系着一跨过定滑轮
、
的不可伸长的轻绳，绳的另一端系一物块
，滑轮的半径可忽略，
在
的正上方，
之间的距离为
。
某一时刻，当绳的
段与
之间的夹角为
时，杆的角速度为
，求此时物块
的速率
。
二、（15分）两块竖直放置的平行金属大平板
、
，相距
，两极间的电压为
。
一带正电的质点从两板间的
点开始以竖直向上的初速度
运动，当它到达电场中某点
点时，速度变为水平方向，大小仍为
，如图预18－2所示．求
、
两点问的电势差．（忽略带电质点对金属板上电荷均匀分布的影响）
三、（18分）一束平行光沿薄平凸透镜的主光轴入射，经透镜折射后，会聚于透镜
处，透镜的折射率
。
若将此透镜的凸面镀银，物置于平面前12
处，求最后所成象的位置。
四、（18分）在用铀235作燃料的核反应堆中，铀235核吸收一个动能约为0.025
的热中子（慢中子）后，可发生裂变反应，放出能量和2～3个快中子，而快中子不利于铀235的裂变．为了能使裂变反应继续下去，需要将反应中放出的快中子减速。
有一种减速的方法是使用石墨（碳12）作减速剂．设中子与碳原子的碰撞是对心弹性碰撞，问一个动能为
的快中子需要与静止的碳原子碰撞多少次，才能减速成为0.025
的热中子？
五、（25分）如图预18－5所示，一质量为
、长为
带薄挡板
的木板，静止在水平的地面上，设木板与地面间的静摩擦系数与滑动摩擦系数相等，皆为
．质量为
的人从木板的一端由静止开始相对于地面匀加速地向前走向另一端，到达另一端时便骤然抓住挡板
而停在木板上．已知人与木板间的静摩擦系数足够大，人在木板上不滑动．问：
在什么条件下，最后可使木板向前方移动的距离达到最大？
其值等于多少？
六、（24分）物理小组的同学在寒冷的冬天做了一个这样的实验：
他们把一个实心的大铝球加热到某温度
，然后把它放在结冰的湖面上（冰层足够厚），铝球便逐渐陷入冰内．当铝球不再下陷时，测出球的最低点陷入冰中的深度
．将铝球加热到不同的温度，重复上述实验8次，最终得到如下数据：
实验顺序数
1
2
3
4
5
6
7
8
热铝球的温度t/℃
55
70
85
92
104
110
120
140
陷入深度h/cm
9.0
12.9
14.8
16.0
17.0
18.0
17.0
16.8
已知铝的密度约为水的密度的3倍，设实验时的环境温度及湖面冰的温度均为0℃．已知此情况下，冰的熔解热
．
1．试采用以上某些数据估算铝的比热
．
2．对未被你采用的实验数据，试说明不采用的原因，并作出解释．
七、（25分）如图预18－7所示，在半径为
的圆柱空间中（图中圆为其横截面）充满磁感应强度大小为
的均匀磁场，其方向平行于轴线远离读者．在圆柱空间中垂直轴线平面内固定放置一绝缘材料制成的边长为
的刚性等边三角形框架
，其中心
位于圆柱的轴线上．
边上
点（
）处有一发射带电粒子的源，发射粒子的方向皆在图预18-7中截面内且垂直于
边向下．发射粒子的电量皆为
（＞0），质量皆为
，但速度
有各种不同的数值．若这些粒子与三角形框架的碰撞均为完全弹性碰撞，并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边．试问：
1．带电粒子速度
的大小取哪些数值时可使
点发出的粒子最终又回到
点？
2.这些粒子中，回到
点所用的最短时间是多少？
第二十届全国中学生物理竞赛
预赛试卷
全卷共七题，总分为140分。
一、（20分）两个薄透镜L1和L2共轴放置，如图所示。
已知L1的焦距f1＝f，L2的焦距f2＝－f，两透镜间距离也是f。
小物体位于物面P上，物距u1＝3f。
（1）小物体经这两个透镜所成的像在L2的＿＿＿＿边，到L2的距离为＿＿＿＿，是＿＿＿＿像（虚或实）、＿＿＿＿像（正或倒），放大率为＿＿＿＿。
（2）现在把两透镜位置调换，若还要给定的原物体在原像处成像，两透镜作为整体应沿光轴向＿＿＿＿边移动距离＿＿＿＿。
这个新的像是＿＿＿＿像（虚或实）、＿＿＿＿像（正或倒），放大率为＿＿＿＿。
二、（20分）一个氢放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为4.86×10－7m。
试计算这是氢原子中电子从哪一个能级向哪一个能级（用量子数n表示）跃迁时发出的？
已知氢原子基态（n＝1）的能量为E1＝－13.6eV＝－2.18×10－18J，普朗克常量为h＝6.63×10－34J·s。
三、（20分）在野外施工中，需要使质量m＝4.20kg的铝合金构件升温；除了保温瓶中尚存有温度t＝90.0ºC的1.200kg的热水外，无其他热源。
试提出一个操作方案，能利用这些热水使构件从温度t0＝10.0ºC升温到66.0ºC以上（含66.0ºC），并通过计算验证你的方案．
已知铝合金的比热容c＝0.880×103J·（kg·ºC）－1，水的比热容c＝4
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