【正文】 圖中直線A1B1和A2B2分別為帶正電的平面和帶負(fù)電的平面與紙面正交的交線，O為兩交線的交點(diǎn)。若當(dāng)小物塊發(fā)生碰撞時(shí)，碰撞都是彈性正碰，且碰撞時(shí)間極短，則最終小物塊PPP…、Pn。若一輛勻速向前行駛的自行車(chē)通過(guò)L1的時(shí)刻是L1顯示綠色經(jīng)歷了10s的時(shí)刻，則此自行車(chē)能不停頓地通過(guò)三盞信號(hào)燈的最小速率是________________m/s。每盞信號(hào)燈顯示綠色的時(shí)間間隔都是20s，顯示紅色的時(shí)間間隔都是40s。7. （8分）為了估算水庫(kù)中水的體積，可取一瓶無(wú)毒的放射性同位素的水溶液，測(cè)得瓶?jī)?nèi)溶液每分鐘衰變6107次，已知這種同位素的半衰期為2天。電鍵K1和K2都處在斷開(kāi)狀態(tài)?，F(xiàn)令升降機(jī)從靜止開(kāi)始加速下降，已知在此過(guò)程中管內(nèi)氣體仍被封閉在管內(nèi)，且經(jīng)歷的過(guò)程可視為絕熱過(guò)程，則在此過(guò)程中A. a中氣體內(nèi)能將增加，b中氣體內(nèi)能將減少B. a中氣體內(nèi)能將減少，b中氣體內(nèi)能將增加C. a、b中氣體內(nèi)能都將增加 D. a、b中氣體內(nèi)能都將減少5. 圖示為由粗細(xì)均勻的細(xì)玻璃管彎曲成的“雙U形管”，a、b、c、d為其四段豎直的部分，其中a、d上端是開(kāi)口的，處在大氣中。一電阻可忽略不計(jì)但有一定質(zhì)量的金屬桿ab跨接在導(dǎo)軌上，可沿導(dǎo)軌方向平移。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分。O O ’為其角平分線．每根細(xì)導(dǎo)線中都通有電流 I ，兩導(dǎo)線排中電流的方向相反，其中Ml M2中電流的方向垂直紙面向里．導(dǎo)線排中單位長(zhǎng)度上細(xì)導(dǎo)線的根數(shù)為λ．圖中的矩形abcd 是用 N 型半導(dǎo)體材料做成的長(zhǎng)直半導(dǎo)體片的橫截面，（《），長(zhǎng)直半導(dǎo)體片與導(dǎo)線排中的細(xì)導(dǎo)線平行，并在片中通有均勻電流I0，電流方向垂直紙面向外．已知 ab 邊與 O O ’垂直，＝l，該半導(dǎo)體材料內(nèi)載流子密度為 n ，每個(gè)載流子所帶電荷量的大小為 q ．求此半導(dǎo)體片的左右兩個(gè)側(cè)面之間的電勢(shì)差．已知當(dāng)細(xì)的無(wú)限長(zhǎng)的直導(dǎo)線中通有電流 I 時(shí)，電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)離直導(dǎo)線的距離為r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 ,式中k為已知常量．五、（ 25 分）如圖所示， ACD 是由均勻細(xì)導(dǎo)線制成的邊長(zhǎng)為 d 的等邊三角形線框，它以 AD 為轉(zhuǎn)軸，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度田轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)）, 磁場(chǎng)方向與 AD 垂直．已知三角形每條邊的電阻都等于R．取圖示線框平面轉(zhuǎn)至與磁場(chǎng)平行的時(shí)刻為 t = 0 .1 ．求任意時(shí)刻 t 線框中的電流． 2 ．規(guī)定 A 點(diǎn)的電勢(shì)為0，求 t = 0 時(shí)，三角形線框的AC 邊上任一點(diǎn) P （到 A 點(diǎn)的距離用 x 表示）的電勢(shì)Up，并畫(huà)出Up與 x 之間關(guān)系的圖線．六、（ 25 分）空間存在垂直于紙面方向的均勻磁場(chǎng)，其方向隨時(shí)間作周期性變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時(shí)間 t 變化的圖線如圖 1 所示．規(guī)定 B 0 時(shí)，磁場(chǎng)的方向穿出紙面．現(xiàn)在磁場(chǎng)區(qū)域中建立一與磁場(chǎng)方向垂直的平面坐標(biāo)Oxy，如圖 2 q = 5π107c ，質(zhì)量 m =51010kg 的帶電粒子，位于原點(diǎn)O 處，在 t =0 時(shí)刻以初速度v0=πm/s沿 x 軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)重力的作用，不計(jì)磁場(chǎng)的變化可能產(chǎn)生的一切其它影響．1 ．試在圖 2 中畫(huà)出0～20 ms 時(shí)間內(nèi)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡，并標(biāo)出圖 2 中縱橫坐標(biāo)的標(biāo)度值（評(píng)分時(shí)只按圖評(píng)分，不要求寫(xiě)出公式或說(shuō)明． ) 2 ．在磁場(chǎng)變化 N 個(gè)（ N 為整數(shù)）周期的時(shí)間內(nèi)帶電粒子的平均速度的大小等于_________________.七、（ 25 分）如圖所示， L 是一焦距為 f 的薄凸透鏡（ F 與F ’為其焦點(diǎn)）．在透鏡右側(cè)焦點(diǎn)F ’處放置一曲率半徑大小為 R 的球面反射鏡（其頂點(diǎn)位于 F ’處），透鏡和球面鏡組成一軸對(duì)稱的光學(xué)系統(tǒng)．在透鏡 L 左側(cè)光軸上有限遠(yuǎn)處有一發(fā)光點(diǎn)P，它發(fā)出的傍軸光線經(jīng)此光學(xué)系統(tǒng)后，恰好成像在P點(diǎn)．試在下面第 1 和第 2 小題中填空，在第 3 小題中作圖． 1 ．若球面鏡為凹面鏡，則P點(diǎn)到透鏡的距離等于_____________；若球面鏡為凸面鏡，則P點(diǎn)到透鏡的距離等于____________________ . 2 ．若將一短細(xì)桿垂直于光軸放置，桿的下端位于P點(diǎn)，則此細(xì)桿經(jīng)上述光學(xué)系統(tǒng)所成的最后的像的大小與物的大小之比對(duì)凹面鏡等于_____________；對(duì)凸面鏡等于____________. 3 ．若球面鏡的半徑大小 R=2f，試按作圖法的規(guī)范要求，畫(huà)出第 2 問(wèn)中短桿對(duì)上述光學(xué)系統(tǒng)逐次成的像及成像光路圖．（要求將凹面鏡和凸面鏡分別畫(huà)在兩張圖上．評(píng)分時(shí)只按圖評(píng)分，不要求寫(xiě)出作圖理由和說(shuō)明，但須用已知量標(biāo)出各個(gè)像在光軸上的具體位置． )八、（ 25 分）如圖所示，有一固定的、半徑為 a 、內(nèi)壁光滑的半球形碗（碗口處于水平位置）, O 為球心．碗內(nèi)擱置一質(zhì)量為 m 、邊長(zhǎng)為 a 的等邊三角形均勻薄板 ABC．板的頂點(diǎn) A 位于碗內(nèi)最低點(diǎn)，碗的最低點(diǎn)處對(duì) A 有某種約束使頂點(diǎn) A 不能滑動(dòng)（板只能繞 A 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)）. 1 .當(dāng)三角形薄板達(dá)到平衡時(shí)，求出碗對(duì)頂點(diǎn) A 、 B 、 C 的作用力的大小各為多少．，若解除對(duì) A 點(diǎn)的約束，讓它能在碗的內(nèi)表面上從靜止開(kāi)始自由滑動(dòng)，求此后三角形薄板可能具有的最大動(dòng)能．第25屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽卷一、選擇題。 斯穆特，以表彰他們發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的黑體輻射形式和各向異性．這一發(fā)現(xiàn)為有關(guān)宇宙起源的＿＿＿＿＿＿理論提供了進(jìn)一步的支持，使宇宙學(xué)進(jìn)人了“精確研究”時(shí)代． 恒星演化到了后期，某些恒星在其內(nèi)部核燃料耗盡時(shí)，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的爆發(fā)，在短短的幾天中，亮度陡增千萬(wàn)倍甚至上億倍．我國(guó) 《 宋史 》 第五十六卷中對(duì)當(dāng)時(shí)觀測(cè)到的上述現(xiàn)象作了詳細(xì)記載。176。四、 (20分）從 z軸上的 O點(diǎn)發(fā)射一束電量為q（＞0）、質(zhì)量為m的帶電粒子，它們速度統(tǒng)方向分布在以O(shè)點(diǎn)為頂點(diǎn)、z軸為對(duì)稱軸的一個(gè)頂角很小的錐體內(nèi)（如圖所示），速度的大小都等于v．試設(shè)計(jì)一種勻強(qiáng)磁場(chǎng)，能使這束帶電粒子會(huì)聚于z軸上的另一點(diǎn)M，M點(diǎn)離開(kāi)O點(diǎn)的經(jīng)離為d．要求給出該磁場(chǎng)的方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和最小值．不計(jì)粒子間的相互作用和重力的作用．五、(20分)有一個(gè)擺長(zhǎng)為l的擺（擺球可視為質(zhì)點(diǎn)，擺線的質(zhì)量不計(jì)），在過(guò)懸掛點(diǎn)的豎直線上距懸掛點(diǎn)O的距離為x處（x＜l）的C點(diǎn)有一固定的釘子，如圖所示，當(dāng)擺擺動(dòng)時(shí)，擺線會(huì)受到釘子的阻擋．當(dāng)l一定而x取不同值時(shí)，阻擋后擺球的運(yùn)動(dòng)情況將不同．現(xiàn)將擺拉到位于豎直線的左方（擺球的高度不超過(guò)O點(diǎn)），然后放手，令其自由擺動(dòng)，如果擺線被釘子阻擋后，擺球恰巧能夠擊中釘子，試求x的最小值．六、(20分)質(zhì)量為M的運(yùn)動(dòng)員手持一質(zhì)量為m的物塊，以速率v0沿與水平面成a角的方向向前跳躍（如圖）．為了能跳得更遠(yuǎn)一點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員可在跳遠(yuǎn)全過(guò)程中的某一位置處，沿某一方向把物塊拋出．物塊拋出時(shí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)員的速度的大小u是給定的，物塊拋出后，物塊和運(yùn)動(dòng)員都在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)．v0 (1)若運(yùn)動(dòng)員在跳遠(yuǎn)的全過(guò)程中的某時(shí)刻to把物塊沿與x軸負(fù)方向成某θ角的方向拋出，求運(yùn)動(dòng)員從起跳到落地所經(jīng)歷的時(shí)間． (2)在跳遠(yuǎn)的全過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員在何處把物塊沿與x軸負(fù)方向成θ角的方向拋出，能使自己跳得更遠(yuǎn)？若v0和u一定，在什么條件下可跳得最遠(yuǎn)？并求出運(yùn)動(dòng)員跳的最大距離．七、（20分）圖預(yù)2071中 A和B是真空中的兩塊面積很大的平行金屬板、加上周期為T(mén)的交流電壓，在兩板間產(chǎn)生交變的勻強(qiáng)電場(chǎng)．己知B板電勢(shì)為零，A板電勢(shì)UA隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖預(yù)2072所示，其中UA的最大值為的U0，最小值為一2U0．在圖預(yù)2071中，虛線MN表示與A、B扳平行等距的一個(gè)較小的面，此面到A和B的距離皆為l．在此面所在處，不斷地產(chǎn)生電量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電的微粒，各個(gè)時(shí)刻產(chǎn)生帶電微粒的機(jī)會(huì)均等．這種微粒產(chǎn)生后，從靜止出發(fā)在電場(chǎng)力的作用下運(yùn)動(dòng)．設(shè)微粒一旦碰到金屬板，它就附在板上不再運(yùn)動(dòng)，且其電量同時(shí)消失，不影響A、B板的電壓．己知上述的T、U0、l，q和m等各量的值正好滿足等式 若在交流電壓變化的每個(gè)周期T內(nèi)，平均產(chǎn)主320個(gè)上述微粒，試論證在t＝0到t＝T／2這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)主的微粒中，有多少微粒可到達(dá)A板（不計(jì)重力，不考慮微粒之間的相互作用）。(Kg二、(20分)一個(gè)氫放電管發(fā)光，107m．試計(jì)算這是氫原子中電子從哪一個(gè)能級(jí)向哪一個(gè)能級(jí)（用量子數(shù)n表示）躍遷時(shí)發(fā)出的？已知?dú)湓踊鶓B(tài)（n＝1）的能量為El=＝－1018J，普朗克常量為 h=10－34J已知在線框運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在空氣阻力。線框處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度沿水平方向且與轉(zhuǎn)軸垂直，俯視圖如圖預(yù)196所示。三、（20分）據(jù)新華社報(bào)道，為了在本世紀(jì)初葉將我國(guó)的航天員送上太空，2002年3月25日22時(shí)15分，我國(guó)成功地發(fā)射了一艘無(wú)人試驗(yàn)飛船。四、（1 8分）在用鈾 235作燃料的核反應(yīng)堆中，鈾 （慢中子）后，可發(fā)生裂變反應(yīng)，放出能量和2～3個(gè)快中子，而快中子不利于鈾235的裂變．為了能使裂變反應(yīng)繼續(xù)下去，需要將反應(yīng)中放出的快中子減速。某一時(shí)刻，當(dāng)繩的段與之間的夾角為時(shí)，桿的角速度為，求此時(shí)物塊的速率。問(wèn)此時(shí)容器A中氣體的溫度為多少？假設(shè)在打開(kāi)到關(guān)閉閥門(mén)的過(guò)程中處在A中的氣體與處在B中的氣體之間無(wú)熱交換．已知每摩爾該氣體的內(nèi)能為U＝RT，式中R為普適氣體恒量，T是絕對(duì)溫度．七、 (20分)當(dāng)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)距離—個(gè)質(zhì)量為M、半徑為R的質(zhì)量均勻分布的致密天體中心的距離為r(r≥R)時(shí)，其引力勢(shì)能為Ep＝－GMm／r，其中G＝10－11N 1．試求A1A2兩點(diǎn)間的電壓U1A2A3兩點(diǎn)間的電壓U2A3A4兩點(diǎn)間的電壓U3A4A1兩點(diǎn)間的電壓U41 2．若一內(nèi)阻可視