2012年第29屆物理競賽預(yù)賽試題及答案(完美版)

1、第29屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽試卷本卷共16題，滿分200分一、選擇題本題共5小題，每小題6分在每小題給出的4個選項中，有的小題只有一項符合題意，有的小題有多項符合題意把符合題意的選項前面的英文字母寫在每小題后面的方括號內(nèi)全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不答的得0分1下列說法中正確的是a水在0時密度最大b一個絕熱容器中盛有氣體，假設(shè)把氣體中分子速率很大的如大于va的分子全部取走，則氣體的溫度會下降，此后氣體中不再存在速率大于va的分子c杜瓦瓶的器壁是由兩層玻璃制成的，兩層玻璃之間抽成真空，抽成真空的主要作用是既可降低熱傳導(dǎo)，又可降低熱輻射d圖示為一絕熱容器，中間有一隔板，隔板左邊

2、盛有溫度為t的理想氣體，右邊為真空現(xiàn)抽掉隔板，則氣體的最終溫度仍為t2如圖，一半徑為r電荷量為q的帶電金屬球，球心位置o固定，p為球外一點幾位同學(xué)在討論p點的場強(qiáng)時，有下列一些說法，其中哪些說法是正確的？a若p點無限靠近球表面，因為球表面帶電，根據(jù)庫侖定律可推知，p點的場強(qiáng)趨于無窮大b因為在球內(nèi)場強(qiáng)處處為0，若p點無限靠近球表面，則p點的場強(qiáng)趨于0c若q不變，p點的位置也不變，而令r變小，則p點的場強(qiáng)不變d若保持q不變，而令r變大，同時始終保持p點極靠近球表面處，則p點的場強(qiáng)不變 3圖中l(wèi)為一薄凸透鏡，ab為一發(fā)光圓面，二者共軸，s為與l平行放置的屏，已知這時ab可在屏上成清晰的像現(xiàn)將透鏡切除

3、一半，只保留主軸以上的一半透鏡，這時ab在s上的像a尺寸不變，亮度不變b尺寸不變，亮度降低c只剩半個圓，亮度不變d只剩半個圓，亮度降低4一輕質(zhì)彈簧，一端固定在墻上，另一端連一小物塊，小物塊放在摩擦系數(shù)為的水平面上，彈簧處在自然狀態(tài)，小物塊位于o處現(xiàn)用手將小物塊向右移到a處，然后從靜止釋放小物塊，發(fā)現(xiàn)小物塊開始向左移動a小物塊可能停在o點b小物塊停止以后所受的摩擦力必不為0c小物塊無論停在o點的左邊還是右邊，停前所受的摩擦力的方向和停后所受摩擦力的方向兩者既可能相同，也可能相反d小物塊在通過o點后向右運(yùn)動直到最遠(yuǎn)處的過程中，速度的大小總是減?。恍∥飰K在由右邊最遠(yuǎn)處回到o點的過程中，速度的大小總是

4、增大5如圖所示，一內(nèi)壁光滑的圓錐面，軸線oo是豎直的，頂點o在下方，錐角為2，若有兩個相同的小珠（均視為質(zhì)點）在圓錐的內(nèi)壁上沿不同的圓軌道運(yùn)動，則有：a它們的動能相同b它們運(yùn)動的周期相同c錐壁對它們的支撐力相同d它們的動能與勢能之比相同，設(shè)o點為勢能零點二、填空題和作圖題把答案填在題中的橫線上或把圖畫在題中指定的地方只要給出結(jié)果，不需寫出求得結(jié)果的過程6（6分）鈾238（92 u）是放射性元素，若衰變時依次放出，粒子，最終形成穩(wěn)定的核，則其中 x ， y 7（10分）在寒冷地區(qū)，為了防止汽車擋風(fēng)玻璃窗結(jié)霜，可用通電電阻加熱圖示為10根阻值皆為3的電阻條，和一個內(nèi)阻力05的直流電源，現(xiàn)在要使整個

5、電路中電阻條上消耗的功率最大，i應(yīng)選用根電阻條ii在圖中畫出電路連線8（10分）已知：光子有質(zhì)量，但無靜止質(zhì)量，在重力場中也有重力勢能若從地面上某處將一束頻率為的光射向其正上方相距為d的空間站，d遠(yuǎn)小于地球半徑，令空間站接收到動光的頻率為，則差 ，已知地球表面附近的重力加速度為g9（10分）圖中所示兩物塊疊放在一起，下面物塊位于光滑水平桌面上，其質(zhì)量為m，上面物塊的質(zhì)量為m，兩物塊之間的靜摩擦系數(shù)為現(xiàn)從靜止出發(fā)對下面物塊施以隨時間t變化的水平推力ft，為一常量，則從力開始作用到兩物塊剛發(fā)生相對運(yùn)動所經(jīng)過的時間等于 ，此時物塊的速度等于 10（16分）圖中k是密封在真空玻璃管內(nèi)的金屬電極，它受光

6、照射后能釋放出電子；w是可以透光的窗口，光線通過它可照射到電極k上；c是密封在真空玻璃管內(nèi)圓筒形的收集電極，它能收集k所發(fā)出的光電子r是接在電池組e（電壓足夠高）兩端的滑動變阻器，電極k通過導(dǎo)線與串聯(lián)電池組的中心端o連接；g是用于測量光電流的電流計已知當(dāng)某一特定頻率的單色光通過窗口照射電極k時，能產(chǎn)生光電子當(dāng)滑動變阻器的滑動接頭處在某一點p時，可以測到光電流，當(dāng)滑動頭向右移動時，g的示數(shù)增大，使滑動頭繼續(xù)緩慢向右不斷移動時，電流計g的示數(shù)變化情況是： 當(dāng)滑動變阻器的滑動接頭從p點緩慢向左不斷移動時，電流計g的示數(shù)變化情況是： 若測得用頻率為1的單色光照射電極k時的遏止電壓為v1，頻率為2的單色

7、光照射電極時的遏止電壓為v2，已知電子的電荷量為e，則普朗克常量h ，金屬電極k的逸出功w0 三、計算題計算題的解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后結(jié)果的不能得分有數(shù)值計算的，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位11（18分）如圖所示，一根跨越一固定的水平光滑細(xì)桿的柔軟、不可伸長的輕繩，兩端各系一個質(zhì)量相等的小球a和b，球a剛好接觸地面，球b被拉到與細(xì)桿同樣高度的水平位置，當(dāng)球b到細(xì)桿的距離為l時，繩剛好拉直在繩被拉直時釋放球b，使球b從靜止開始向下擺動求球a剛要離開地面時球b與其初始位置的高度差12（20分）一段橫截面積s10mm2的銅導(dǎo)線接入直流電路中，當(dāng)流經(jīng)該導(dǎo)線的電流i

8、10a時，該段銅導(dǎo)線中自由電子定向運(yùn)動的平均速度u為多大？已知，每個銅原子有一個“自由電子”，每個電子的電荷量e 16 ×1019c；銅的密度89gcm3，銅的摩爾質(zhì)量64gmol阿伏枷德羅常量n0602×1023mol113（20分）電荷量分別為q和q的兩個帶異號電荷的小球a和b（均可視為點電荷），質(zhì)量分別為m和m初始時刻，b的速度為0，a在b的右方，且與b相距l(xiāng)0，a具有向右的初速度v0，并還受到一向右的作用力f使其保持勻速運(yùn)動，某一時刻，兩球之間可以達(dá)到一最大距離i求此最大距離ii求從開始到兩球間距離達(dá)到最大的過程中f所做的功14（20分）由雙原子分子構(gòu)成的氣體，當(dāng)溫

9、度升高時，一部分雙原子分子會分解成兩個單原子分子，溫度越高，被分解的雙原子分子的比例越大，于是整個氣體可視為由單原子分子構(gòu)成的氣體與由雙原子分子構(gòu)成的氣體的混合氣體這種混合氣體的每一種成分氣體都可視作理想氣體在體積v0045m3的堅固的容器中，盛有一定質(zhì)量的碘蒸氣，現(xiàn)于不同溫度下測得容器中蒸氣的壓強(qiáng)如下：試求溫度分別為1073k和1473k時該碘蒸氣中單原子分子碘蒸氣的質(zhì)量與碘的總質(zhì)量之比值已知碘蒸氣的總質(zhì)量與一個摩爾的雙原子碘分子的質(zhì)量相同，普適氣體常量r831j·mol1·k115（20分）圖中l(wèi)是一根通電長直導(dǎo)線，導(dǎo)線中的電流為i一電阻為r、每邊長為2a的導(dǎo)線方框，其中兩條邊與l平行，可繞過其中心并與長直導(dǎo)線平行的軸線oo轉(zhuǎn)動，軸線與長直導(dǎo)線相距b，ba，初始時刻，導(dǎo)線框與直導(dǎo)線共面現(xiàn)使線框以恒定的角速度轉(zhuǎn)動，求線框中的感應(yīng)電流的大小不計導(dǎo)線框的自感已知電流i的長直導(dǎo)線在距導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為k，其中k為常量16（20分）一質(zhì)量為m3000kg的人造衛(wèi)星在離地面的高度為h180 km的高空繞地球作圓周運(yùn)動，那里的重力加速度g93m·s2由于受到空氣阻力的作用，在一年時間內(nèi)，人造衛(wèi)星