【正文】 20010909第十八屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽試題全卷共七題，總分為140分一、（15分）如圖預(yù)18－l所示，桿長為，可繞過點的水平軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，其端點系著一跨過定滑輪、的不可伸長的輕繩，繩的另一端系一物塊，滑輪的半徑可忽略，在的正上方，之間的距離為?，F(xiàn)將閥門緩慢打開，直至壓強相等時關(guān)閉。 五、(20分)如圖1751所示，在正方形導(dǎo)線回路所圍的區(qū)域A1A2A3A4內(nèi)分布有方向垂直于回路平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間以恒定的變化率增大，回路中的感應(yīng)電流為I＝．已知A1AA3A4兩邊的電阻皆為零； A4A1 邊的電阻R1＝，A2A3邊的電阻R2＝。極板1固定不動，與周圍絕緣；極板2接地，且可在水平平臺上滑動并始終與極板1保持平行。已知當(dāng)繩的張力為T0＝，繩即斷開，在繩斷開前物塊始終在桌面上運動． 1．問繩剛要斷開時，繩的伸直部分的長度為多少? 2．若繩剛要斷開時，桌面圓心O到繩的伸直部分與封閉曲線的接觸點的連線正好與繩的伸直部分垂直，問物塊的落地點到桌面圓心O的水平距離為多少？已知桌面高度H＝．物塊在桌面上運動時未與立柱相碰．取重力加速度大小為10m/s2． 三、(15分)有一水平放置的平行平面玻璃板H，折射率n＝。二、一半徑為R＝，圓心為O，有一豎直的立柱固定在桌面上的圓心附近，立柱與桌面的交線是一條凸的平滑的封閉曲線C，如圖所示。一、（10分）1．（5分）1978年在湖北省發(fā)掘了一座戰(zhàn)國早期（距今大約2400多年前）曾國國君的墓葬一一一曾侯乙墓，出土的眾多墓葬品中被稱為中國古代文明輝煌的象征的是一組青銅鑄造的編鐘樂器（共64件），敲擊每個編鐘時，能發(fā)出音域?qū)拸V、頻率準(zhǔn)確的不同音調(diào)?，F(xiàn)讓一長為、密度為的均勻木棍，豎直地放在上面的液體內(nèi)，其下端離兩液體分界面的距離為，由靜止開始下落。根據(jù)上面的數(shù)據(jù)，試在經(jīng)典力學(xué)的范圍內(nèi)（見提示2），通過計算確認(rèn)，如果銀河系中心確實存在黑洞的話，其最大半徑是多少。由此觀點出發(fā)，試在圖預(yù)1671中準(zhǔn)確地畫出時的波形圖。已知該波在弦線中的傳播速度為，且波在傳播和反射過程中都沒有能量損失。2. 電阻消耗的功率。1. 用作圖法畫出物經(jīng)鍍銀透鏡所成的像，并標(biāo)明該像是虛、是實。長為，是水平的，長為，線框的質(zhì)量為，電阻為.?，F(xiàn)將閥門緩慢打開，活塞便緩慢下降，直至系統(tǒng)達(dá)到平衡。已知物塊和車頂之間的動摩擦系數(shù)為。用這個α磁譜儀期望探測到宇宙中可能存在的_____________。一、（10分）1．到1998年底為止，獲得諾貝爾物理學(xué)獎的華人共有_______人，他們的姓名是_____________________________________________________________________________________2．1998年6月3日，美國發(fā)射的航天飛機“發(fā)現(xiàn)者”號搭載了一臺a磁譜儀，其中一個關(guān)鍵部件是由中國科學(xué)院電工研究所設(shè)計制造的直徑1200mm、高800mm、?，F(xiàn)將一質(zhì)量為的小物塊無初速地放置在車頂前緣。開始時，閥門關(guān)閉，左邊容器中裝有熱力學(xué)溫度為的單原子理想氣體，平衡時活塞到容器底的距離為，右邊容器內(nèi)為真空。四、（20分）位于豎直平面內(nèi)的矩形平面導(dǎo)線框。問從線框開始下落到邊剛剛到達(dá)磁場區(qū)域下邊界的過程中，磁場作用于線框的安培力做的總功為多少？ 五、（15分）一平凸透鏡焦距為，其平面上鍍了銀，現(xiàn)在其凸面一側(cè)距它處，垂直于主軸放置一高為的物，其下端在透鏡的主軸上（如圖預(yù)165）。試求：1. 通過二極管的電流。該擾動將沿弦線傳播而形成波（孤立的脈沖波）。這可看成是向右傳播的波和向左傳播的波相疊加，使反射點的位移始終為零。他們發(fā)現(xiàn)，距離銀河系中心約60億公里的星體正以的速度圍繞銀河系中心旋轉(zhuǎn)。九、（20分）一個大容器中裝有互不相溶的兩種液體，它們的密度分別為和（）。 第十七屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)　賽　試　卷全卷共八題，總分為140分。我國在1999年11月20日用新型運載火箭成功地發(fā)射了一艘實驗航天飛行器，它被命名為＿＿＿＿號，它的目的是為＿＿＿＿作準(zhǔn)備。物塊在桌面上運動時，繩將纏繞在立柱上。一平板電容器的兩個極扳豎直放置在光滑的水平平臺上，極板的面積為S，極板間的距離為d。設(shè)作用在電容器極板2上的靜電作用力不致引起彈簧的可測量到的形變，試求待測壓強P。C，B中氣體的壓強為A中的兩倍。Kg－2為萬有引力常量．設(shè)致密天體是中子星，其半徑R=10km，質(zhì)量M=⊙ (1M⊙=1030kg，為太陽的質(zhì)量)． 1．1Kg的物質(zhì)從無限遠(yuǎn)處被吸引到中子星的表面時所釋放的引力勢能為多少? 2．在氫核聚變反應(yīng)中，若參加核反應(yīng)的原料 的質(zhì)量為m，問1kg的原料通過核聚變提供的能量與第1問中所釋放的引力勢能之比是多少? 3．天文學(xué)家認(rèn)為：脈沖星是旋轉(zhuǎn)的中子星，中子星的電磁輻射是連續(xù)的，沿其磁軸方向最強，磁軸與中子星的自轉(zhuǎn)軸方向有一夾角(如圖17－7所示)，在地球上的接收器所接收到的一連串周期出現(xiàn)的脈沖是脈沖星的電磁輻射。一帶正電的質(zhì)點從兩板間的點開始以豎直向上的初速度運動，當(dāng)它到達(dá)電場中某點點時，速度變?yōu)樗椒较?，大小仍為，如圖預(yù)18－2所示．求、兩點問的電勢差．（忽略帶電質(zhì)點對金屬板上電荷均勻分布的影響）三、（18分）一束平行光沿薄平凸透鏡的主光軸入射，經(jīng)透鏡折射后，會聚于透鏡 處，透鏡的折射率。開始時兩電容器均不帶電（1）第一種情況，現(xiàn)將K與接通，達(dá)到穩(wěn)定，此過程中電池內(nèi)阻消耗的電能等于__________；再將K與斷開而與接通，此過程中電池供給的電能等于___________。（1）飛船的名稱是什么？（2）飛船在運行期間，按照地面指揮控制中心的指令成功地實施了數(shù)百個動作，包括從橢圓軌道變換成圓軌道等．假如把飛船從發(fā)射到著陸的整個過程中的運動都當(dāng)作圓周運動處理，試粗略估計飛船離地面的平均高度．已知地球半徑，地球表面處的重力加速度四、（20分）如圖預(yù)194所示，三個絕熱的、容積相同的球狀容器A、B、C，用帶有閥門KK2的絕熱細(xì)管連通，相鄰兩球球心的高度差．初始時，閥門是關(guān)閉的，A中裝有1mol的氦（He）,B中裝有1mol的氪（Kr）,C中裝有l(wèi)mol的氙（Xe），三者的溫度和壓強都相同．氣體均可視為理想氣體．現(xiàn)打開閥門KK2，三種氣體相互混合，最終每一種氣體在整個容器中均勻分布，三個容器中氣體的溫度相同．求氣體溫度的改變量．已知三種氣體的摩爾質(zhì)量分別為在體積不變時，這三種氣體任何一種每摩爾溫度升高1K，所吸收的熱量均為 ，為普適氣體常量．五、（20分）圖預(yù)195中，三棱鏡的頂角為60176。（1）求電流值。七、（25分）如圖預(yù)197所示，在長為m、質(zhì)量為的車廂B內(nèi)的右壁處，放一質(zhì)量的小物塊A（可視為質(zhì)點），向右的水平拉力作用于車廂，使之從靜止開始運動， s內(nèi)移動的距離，且在這段時間內(nèi)小物塊未與車廂壁發(fā)生過碰撞．假定車廂與地面間的摩擦忽略不計，小物塊與車廂壁之間的碰撞是彈性的． s時，車廂與小物塊的速度．2003年9月第二十屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽試卷全卷共七題，總分為140分．一、（20分）兩個薄透鏡L1和L2共軸放置，如圖所示．已知L1的焦距f1=f , L2的焦距f2=—f，兩透鏡間距離也是f．小物體位于物面P上，物距u1 ＝3f．（1）小物體經(jīng)這兩個透鏡所成的像在L2的__________邊，到L2的距離為_________，是__________倍（虛或?qū)崳?、____________像（正或倒），放大率為_________________。三、(20分)在野外施工中，需要使質(zhì)量 m＝ kg的鋁合金構(gòu)件升溫。(Kgs 阿伏伽德羅常量 NA＝ 1023 mol－1）2．已知某個平面鏡反射的光能量為入射光能量的80％．試判斷下列說法是否正確，并簡述理由．a(chǎn)． 反射光子數(shù)為入射光子數(shù)的80％；b． 每個反射光子的能量是入射光子能量的80％．m1m2a二、（15分）質(zhì)量分別為m1和m2的兩個小物塊用輕繩連結(jié)，繩跨過位于傾角a ＝30176。決議摘錄如下：聯(lián)合國大會，承認(rèn)物理學(xué)為了解自然界提供了重要基礎(chǔ)，注意到物理學(xué)及其應(yīng)用是當(dāng)今眾多技術(shù)進步的基石，確信物理教育提供了建設(shè)人類發(fā)展所必需的科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施的工具，意識到2005年是愛因斯坦科學(xué)發(fā)現(xiàn)一百周年，這些發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)代物理學(xué)奠定了基礎(chǔ)，宣告2005年為 年．2．愛因斯坦在現(xiàn)代物理學(xué)領(lǐng)域作出了很多重要貢獻，試舉出其中兩項： ； ．S2RROr 二、（17分）現(xiàn)有一個彈簧測力計（可隨便找地方懸掛），一把勻質(zhì)的長為l的有刻度、零點位于端點的直尺，一個木塊及質(zhì)量不計的細(xì)線．試用這些器件設(shè)計一實驗裝置（要求畫出示意圖），通過一次測量（彈簧測力計只準(zhǔn)讀一次數(shù)），求出木塊的質(zhì)量和尺的質(zhì)量．（已知重力加速度為g）三、（18分）內(nèi)表面只反射而不吸收光的圓筒內(nèi)有一半徑為R的黑球，距球心為2R處有一點光源S，球心O和光源S皆在圓筒軸線上，如圖所示．若使點光源向右半邊發(fā)出的光最后全被黑球吸收，則筒的內(nèi)半徑r最大為多少？四、（20分）處在激發(fā)態(tài)的氫原子向能量較低的狀態(tài)躍遷時會發(fā)出一系列不同頻率的光，稱為氫光譜．氫光譜線的波長