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第二十屆全國中學生物理競賽預賽試卷題 號一二三四五六七總計得 分復核人全卷共七題,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(虛或實)、_像(正或倒),放大率為_。 (2)現(xiàn)在把兩透鏡位置調(diào)換,若還要給定的原物體在原像處成像,兩透鏡作為整體應沿光軸向_邊移動距離_這個新的像是_像(虛或實)、_像(正或倒)放大率為_二、(20分)一個氫放電管發(fā)光,在其光譜中測得一條譜線的波長為48610-7m試計算這是氫原子中電子從哪一個能級向哪一個能級(用量子數(shù)n表示)躍遷時發(fā)出的?已知氫原子基態(tài)(n1)的能量為El=一13.6eV21810-18J,普朗克常量為 h=6631034Js三、(20分)在野外施工中,需要使質(zhì)量 m 420 kg的鋁合金構件升溫除了保溫瓶中尚存有溫度 t 90.0的1200 kg的熱水外,無其他熱源試提出一個操作方案,能利用這些熱水使構件從溫度 t0=10升溫到 66.0C以上(含66.0C),并通過計算驗證你的方案已知鋁合金的比熱容 c 0880l03J(KgC)-1,水的比熱容c0 =4.20103J(KgC)-1,不計向周圍環(huán)境散失的熱量四、 (20分)從 z軸上的 O點發(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點為頂點、z軸為對稱軸的一個頂角很小的錐體內(nèi)(如圖所示),速度的大小都等于v試設計一種勻強磁場,能使這束帶電粒子會聚于z軸上的另一點M,M點離開O點的經(jīng)離為d要求給出該磁場的方向、磁感應強度的大小和最小值不計粒子間的相互作用和重力的作用五、(20分)有一個擺長為l的擺(擺球可視為質(zhì)點,擺線的質(zhì)量不計),在過懸掛點的豎直線上距懸掛點O的距離為x處(xl)的C點有一固定的釘子,如圖所示,當擺擺動時,擺線會受到釘子的阻擋當l一定而x取不同值時,阻擋后擺球的運動情況將不同現(xiàn)將擺拉到位于豎直線的左方(擺球的高度不超過O點),然后放手,令其自由擺動,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的運動員手持一質(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)為了能跳得更遠一點,運動員可在跳遠全過程中的某一位置處,沿某一方向把物塊拋出物塊拋出時相對運動員的速度的大小u是給定的,物塊拋出后,物塊和運動員都在同一豎直平面內(nèi)運動 (1)若運動員在跳遠的全過程中的某時刻to把物塊沿與x軸負方向成某角的方向拋出,求運動員從起跳到落地所經(jīng)歷的時間 (2)在跳遠的全過程中,運動員在何處把物塊沿與x軸負方向成角的方向拋出,能使自己跳得更遠?若v0和u一定,在什么條件下可跳得最遠?并求出運動員跳的最大距離七、(20分)圖預20-7-1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的交流電壓,在兩板間產(chǎn)生交變的勻強電場己知B板電勢為零,A板電勢UA隨時間變化的規(guī)律如圖預20-7-2所示,其中UA的最大值為的U0,最小值為一2U0在圖預20-7-1中,虛線MN表示與A、B扳平行等距的一個較小的面,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的帶負電的微粒,各個時刻產(chǎn)生帶電微粒的機會均等這種微粒產(chǎn)生后,從靜止出發(fā)在電場力的作用下運動設微粒一旦碰到金屬板,它就附在板上不再運動,且其電量同時消失,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

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