第05屆全國中學生物理競賽預賽第一試試卷

2022-08-15 22:00:12 字數 2653 閱讀 7457

姓名成績

1.在月球上能看到地球的地方,以月球為參照系時:

(1)地球有無繞月球的公轉?答若有公轉,週期大約是多少?答

(2)地球有無自轉?答若有自轉,週期大約是多少?答

(3)在月球上觀察,地球有無圓缺變化?答 。若有圓缺變化,週期大約是多少?答

2.把本題中所有正確說法前的字母填寫在題後的括號後內。

有三個點電荷甲、乙、丙,甲帶電+q,乙帶電-q,且q>q,每乙個電荷受其他兩個電荷的電場作用力的合力都為零,則

a.丙的位置一定在甲和乙的連線的延長線上,且距乙較近;

b.丙一定是正電荷

c.丙所帶的電量一定大於q;

d.丙所帶的電量一定小於q

e.若將甲、丙固定,且限定乙只能在與甲連線方向上運動,則乙是不穩定平衡;

f.若將甲、乙固定,且限定丙只能在與甲連線方向上運動,則丙是不穩定平衡;

答案3.用單色光作如圖5-1所示的雙縫干涉實驗時,位置的調節很難作的完全精確。

(1)如果光源前狹縫s(看作線光源)的位置向中線oo'的一側偏離了乙個小距離,則與調節精確時相比,觀察屏e上條紋間距回答變大,變小或不變)

(2)如果觀察屏e(垂直於圖面)與它的正確位置成乙個小角度,則與調節精確時相比,屏上條紋間距回答變大,變小或不變)

4.220v、110w的白熾燈泡a和220v、60w的白熾燈泡b的伏安特性如圖5-2所示。

(1)若將二燈泡並聯接在110v的電源上時,二燈泡實際消耗的電功率分別為:papb

(2)若將二燈泡串聯接在220v的電源上時,二燈泡實際消耗的電功率分別為: papb

5.圖5-3中所示是一潛望鏡殼體的側檢視。mn為光線的入口。在上方ab處已放置一塊與紙面垂直的平面鏡,它和與紙面垂直的豎直面之間的夾角為45°。

眼睛在觀察孔s處觀察,在cd(與豎直面的夾角也是45°)處放置一塊平面鏡,今要使觀察到的視場不受cd處的平面鏡的限制,則平面鏡cd至少要多大的角度才行?要求直接在圖上用作圖法畫出即可,但要說明作圖的步驟。

作圖步驟:

6.給你一把桿秤(帶有它自己的秤砣),乙個玻璃瓶(瓶的質量比秤砣的質量小),一些細沙,一根細繩。要求只用這些器材測出上述桿秤的秤砣的質量,試簡要寫出測量步驟。

7.已知太陽光從太陽射到地球需要3分20秒,地球公轉軌道可近似看成圓軌道,地球半徑約為6.4×106公尺。試估算太陽質量m與地球質量m之比m/m為多少?(取1位有效數字即可)

8.一無限長均勻帶電細線彎成如圖5-4所示的平面圖形,其中是半徑為r的半圓弧,aa'平行於bb',試求圓心處的電場強度。

9.在水平放置的潔淨的玻璃板上一些水銀,由於重力與表面張力的影響,水銀近似呈圓餅形狀(側面向外突出),過圓餅軸線的豎直截面如圖5-5所示。為了計算方便,水銀和玻璃的接觸角可按180°計算。已知水銀的密度,水銀的表面張力係數。

當圓餅的半徑很大時,試估算其厚度h的數值大約是多少?(取1位有效數字即可)

10.乙個密閉容器內盛有水(未滿),處於平衡狀態。已知水在14℃時的飽和蒸氣壓為12.0mmhg。

設水蒸氣分子碰到水面時都變成水,氣體分子的平均速率與氣體的熱力學溫度的平方根成正比,試近似計算在100℃和14℃時,單位時間內通過單位面積水面的蒸發變成水蒸氣分子之比n100/n14等於多少?(取一位有效數字)

11.欲測電阻r的阻值,現有幾個標準電阻,乙個電池和乙隻未經標定的電流計,聯成如圖5-6所示的電路。第一次與電流計併聯的電阻r 為50.00ω,電流計的示度為3.

9格;第二次r改用100.00ω,電流計的示度為5.2格;第三次r改用10.

00ω,同時將待測電阻r換成乙個20.00kω的標準電阻,結果電流計的示度為7.8格,已知電流計的示度所通過的電流成正比,求電阻r的阻值。

12.想用兩個薄凸透鏡,最後在物體所在處形成乙個與物體大小相等的倒立的虛象。已知靠近物體的那個透鏡的焦距為f1,物體與此透鏡的距離為u1。試求第二個透鏡的焦距為f2,及它與第乙個透鏡間的距離l。

13.2023年,七顆人造衛星同時接收到來自遠方的中子星發射的γ射線,經分析確認,這些γ光子是由電子—正電子湮沒時放出的,即,其中n表示光子的數目。已知電子、正電子的靜止質量。靜止質量為m0的粒子,其能量e和動量p滿足式中c表示光速。

蒲朗克恒量。

(1)試證明。

(2)若電子、正電子的動量為零,n=2,求γ光子的頻率。

14.倔強係數為k的水平輕質彈簧,左端固定,右端系一質量為m的物體。物體可在有摩擦的水平桌面上滑動(如圖5-7)。彈簧為原長時物體位於o點,現在把物體沿彈簧長度方向向右拉到距離o點為a0的p點按住,放手後彈簧把物體拉住。

設物體在第二次經過o點前,在o點左方停住。計算中可以認為滑動摩擦係數與靜摩擦係數相等。

(1)討論物體與桌面間的摩擦係數μ的大小應在什麼範圍內。

(2)求出物體停住點離o點的距離的最大值。並回答:這是不是物體在運動過程中所能達到的左方最遠值?為什麼?

15.有一質量及線度足夠大的水平板,它繞垂直於水平板的豎直軸以勻角速度ω旋轉。在板的上方h處有一群相同的小球(可視為質點),它們以板的轉軸為中心、r為半徑均勻的在水平面內排成乙個圓周(以單位長度內小球的個數表示其數線密度)。現讓這些小球同時從靜止狀態開始自由落下,設每個球與平板發生碰撞的時間非常短;而且碰撞前後小球在豎直方向上速度的大小不變,僅是方向反向;而在水平方向上則會發生滑動摩擦,摩擦係數為μ。

(1)試求這群小球第二次和第一次與平板碰撞時小球數線密度之比值ν1。

(2)如果(g為重力加速度),且,試求這群小球第三次和第一次與平板碰撞時的小球數線密度之比值ν2。

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