全國高中物理奧林匹克競賽試卷及答案

1、局中物理黨賽試卷. 一、選擇題.本題共 5小題，每小題6分.在每小題給出的 4個項中，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. （6分）一線膨脹系數(shù)為”的正立方體物塊，當膨脹量較小時，其體膨脹系數(shù)等于A. a1/3B. aC. a 3D. 3a2. （6分）按如下原理制作一桿可直接測量液體密度的秤，稱為密度秤，其外形和普通的桿秤差不多，裝秤鉤的地方吊著一體積為 1 cm3的較重的合金塊，桿上有表示液體密度數(shù)值的刻度，當秤流放在Q點處時秤桿恰好平衡，如圖所示.當合

2、金塊完全浸沒在待測密度的液體中時，移動秤泥的懸掛點，直至秤桿恰好重新平衡，便可直接在桿秤上讀出液體的密度，下列說法中錯誤的是A.密度秤的零點刻度在 Q點B.秤桿上密度讀數(shù)較大的刻度在較小的刻度的左邊C.密度秤的刻度都在 Q點的右側(cè)D.密度秤的刻度都在 Q點的左側(cè)3. （6分）一列簡諧橫波在均勻的介質(zhì)中沿x軸正向傳播，兩質(zhì)點p2的平衡位置在x軸上，它們相距60cm,當P1質(zhì)點在平衡位置處向上運動時，P2質(zhì)點處在波谷位置，若波的傳播速度為24m/s,則該波的頻率可能為A. 50HzB. 60HzC. 400Hz4. （6分）電磁驅(qū)動是與炮彈發(fā)射、航空母艦上飛機彈射起飛有關(guān)的一種新型驅(qū)動 方式.電磁

3、驅(qū)動的原理如圖所示，當直流電流突然加到一固定線圈上，可以將置于線圈上的環(huán)彈射出去.現(xiàn)在同一個固定線圈上，先后置有分別用銅、鋁和硅制成的 形狀、大小和橫截面積均相同的三種環(huán)，當電流突然接通時，它們所受到的推力分別為F1、F2和F3。若環(huán)的重力可忽略，下列說法正確的是A. F1> F2> F3B. F2> F3> F1C. F3> F2> F1D. Fi = F2 = F35. （6分）質(zhì)量為mA的A球，以某一速度沿光滑水平面向靜止的B球運動，并與B球的質(zhì)量mB可選取為不同的值，則A.當me=mA時，碰后B球的速度最大B.當mB=mA時，碰后B球的動能最大C.在

4、保持mB>mA的條件下，mB越小，碰后B球的速度越大D.在保持mB<mA的條件下，mB越大，碰后B球的動量越大二、填空題.把答案填在題中的橫線上.只要給出結(jié)果，不需寫出求得結(jié)果的過程.B球發(fā)生彈性正碰，假設(shè)6. （10分）用國家標準一級螺旋測微器（直標度尺最小分度為0. 5mm,絲桿螺距為，套管上分為50格刻度）測量小球直徑.測微器的初讀數(shù)如圖 （a）歷示，其值為 mm,測量時如圖（b）所示，其值為 mm, 測得小球直徑 d=mm.7.（10分）為了緩解城市（行人可從天橋或地下過道過交通擁堵問題，杭州交通部門在禁止行人步行的十字路口增設(shè)“直行待行區(qū)”馬路），如圖所示，當其他車道的車

5、輛右拐時，直行道上的車輛可以提前進入“直行待行區(qū)”；當直行綠燈亮起時，可從“直行待行區(qū)”直行通過十字路口 .假設(shè)某十字路口限速50km/h，"直行待行區(qū)”的長度為12m,從提示進入“直行待行區(qū)”到直行綠燈亮起的時間為4s.如果某汽車司機看到上述提示時立即從停車線由靜止開始勻加速直線運動，運動到“直行待行區(qū)”的前端虛線處正好直行綠燈亮起，汽車總質(zhì)量為1.5t, 汽車運動中受到的阻力恒為車重的倍，則該汽車的行駛加速度為 ;在這4s內(nèi)汽車發(fā)動機所做的功 為。（重力加速度大小取 10m/s2）8. （10分）如圖所示，兩個薄透鏡 Li和匕共軸放置.已知L1的焦距fi=f, L2的 焦距f2=

6、-f,兩透鏡間的距離也是 f,小物體位于物面 P上，物距ui=3f （1）小物體經(jīng)過這兩個透鏡成的像在L2的 邊，到L2的距離為,是 像（填“實”或“虛”）、像（填“正”或“倒”），放大率為 .（2）現(xiàn)把兩個透鏡位置調(diào)換，若還要使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（填“實”或“虛”）、像（填“正”或“倒”），放大率為9. （10分）圖中所示的氣缸壁是絕熱的.缸內(nèi)隔板A是導熱的，它固定在缸壁上.活塞B是絕熱的，它與缸壁的接觸是光滑的，但不漏氣 .B的上方為大氣.A與B之間以及 A與缸底之間都盛有 n mol的同種理想氣體.系統(tǒng)在開始時處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)通

7、過電 爐絲E對氣體緩慢加熱.在加熱過程中，A、B之間的氣體經(jīng)歷 過程，A以下氣體經(jīng)歷 過程；氣體溫度每上升 1K, A、B之間的氣體吸收的熱量與 A以 下氣體凈吸收的熱量之差等于 .已知普適氣體常量為 R.10. （10分）宇宙空間某區(qū)域有一磁感應強度大小為 B= x10-9T的均勻磁場，現(xiàn)有一電子繞磁力線做螺旋運動. 該 電子繞磁力線旋轉(zhuǎn)一圈所需的時間間隔為 s；若該電子沿磁場方向的運動速度為X 10-2c “ 為真空中光速的大小），則它在沿磁場方向前進X 10-3光年的過程中，繞磁力線轉(zhuǎn)了 圈.已知電子 電荷量為1.60X10-19c.電子質(zhì)量為x 10-31kg.三、計算題.計算題的解答

8、應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.卜表面鍍銀（成反射鏡）.一物點A點的像，A點的像到A點的距離11. （15分）如圖所示，一水平放置的厚度為 t折射率為n的平行玻璃磚, A位于玻璃磚的上方距玻璃磚的上表面為 h處.觀察者在A點附近看到了 等于多少？不考慮光經(jīng)玻璃磚上表面的反射.12. （20分）通常電容器兩極板間有多層電介質(zhì)，并有漏電現(xiàn)象.為了探究其規(guī)律性，采用如圖所示的簡單模型.電容器的兩極板面積均為A,其間充有兩層電介質(zhì) 1和2,第1層電介質(zhì)的介電常數(shù)、電導率（即電阻率的倒數(shù)）和厚度分別為£1 b

9、 1和d1 ,第2層電介質(zhì)白則為£ 2 b 2和d2.現(xiàn)在兩極板加一直流電壓 U,電容器處于穩(wěn)定狀態(tài).畫出等效電路圖；（2）計算兩層電介質(zhì)所損耗的功率；（3）計算兩介質(zhì)交界面處的凈電荷量；提示：充滿漏電電介質(zhì)的電容器可視為一不漏電電介質(zhì) 想電容和一純電阻的并聯(lián)電路.13. （20分）如圖所示，一絕緣容器內(nèi)部為立方體空腔，其長和寬分別為的理a和b,厚度為d,其兩側(cè)等高處裝有兩根與大氣相通的玻璃管（可用來測量液體兩側(cè)的壓強差）.容器內(nèi)裝滿密度為P的導電液體，容器上下兩端裝有鉗電極 A和C,這樣就構(gòu)成了一個液體電阻.該液體電阻置于一方向與容器的厚度方向平行的均勻恒定的磁感應強度為 B的磁場

10、中，并通過開關(guān)K接在一電動勢為e內(nèi)阻為 r的電池的兩端.閉合開關(guān).若 穩(wěn)定時兩側(cè)玻璃管中?面的高度差為h,求導電液體的電導率b重力加速度大小為g.14. （20分）1 mol的理想氣體經(jīng)歷一循環(huán)過程1-2 -3 -1,如p-T圖示所示，過程 1-2是等壓過程，過程 3 -1是通過p-T圖原點的直線上的一段，描述過程2-3的方程為C1p2+ c2P = T式中Ci和C2都是待定的常量，p和T分別是氣體的壓強和絕對溫度.已知，氣體在狀態(tài) 1的壓強、絕 對溫度分別為 Pi和Ti,氣體在狀態(tài)2的絕對溫度以及在狀態(tài) 3的壓強和絕對溫度分別為 T2以及P3和T3.氣 體常量R也是已知的.（1）求常量Ci和

11、C2的值；（2）將過程1-2 -3 -1在p-v圖示上表示出來;（3）求該氣體在一次循環(huán)過程中對外做的總功.15. （20分）一個3介子飛行時衰變成靜止質(zhì)量均為m的三個兀介子，這三個兀介子的動量共面，已知：衰變前后介子運動的速度都遠小于光在真空中的速度c；衰變后的三個兀介子的動能分別為T1、T2和T3,且第一、二個兀介子飛行方向之間的夾角為。1,第二、三個兀介子飛行方向之間的夾角為。2 （如圖所示）；介子的動能等于介子的能量與其靜止時的能量（即其靜止質(zhì)量與C2的乘積）之差，求3介子在衰變前的瞬間的飛行方向（用其飛行方向與衰變后的第二個介子的飛行方向的夾角即圖中的4角表示）及其靜止質(zhì)量.16.

12、（25分）一圓盤沿順時針方向繞過圓盤中心O并與盤面垂直的固定水平轉(zhuǎn)軸以勻角速度=4. 43rad/s轉(zhuǎn)動.圓盤半徑r二,圓盤正上方有一水平天花板.設(shè)圓盤邊緣各處始終有水滴被甩出，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)天花板上只有 一點處有水.取重力加速度大小g=9. 80m/s2.求(1)天花板相對于圓盤中心軸。點的高度;(2)天花板上有水的那一點的位置坐標.ft冢居全國中學生物理竟襄演嘉比載參壽解答與評分赫酒一用修事束岫3小.睢，在用，J，電出粕44法1*，*的小Bin*隼再看也的小也，存?zhèn)骶硬⑵?池a的翼重事而普斯彳審第9中方*暑內(nèi)LB*1C)4 里【Mh 4 C*h 工KD二電出香，春中時上具幽.不售出KltMCdHf

13、r-l 10 第j.m二磬九：棋4分，酉flf戲也也后綺幽4分jt n® >¥X- L$a. 營配 1.5 -Itf J, 4 親，r»4t)齊惠 41 «,/.曾.m. i.修主，分*4上 於一 y*文，* ,i年匯i分, (K)#K* WHi. Ifr; 等.不加 ”. 步 口 m,方、 i母, 恥直/時.斗分1.三 !1十/.看山、 酬3下工明 .'曲；"； 1，寸，旦豆力，h.M I，M*集仃附*事中通出就*.戊sg.f).戶落二， 111折射/”B.3. 南幾由美及“ i<5 町 -A(1bt> 5 (90,

14、 式中.內(nèi)為MMB/的距離 料用小南度血奴共43.K. a(M-q1 ,l/g Wft Jf lbfl了與W點的最高為J*分斬淮式3分.“UUrt仔？分.陳依收郭3分.（I）警筮嗔修婦羯所示.<n零發(fā)電為IX （20分）G 冬I罟 學依心凰與依&方 舄2<7 fl<T yl*熱電介n所徽社的功率為tf 。產(chǎn)；* 蛇人*4 dm<3）設(shè)兩自上下界之網(wǎng)的35分以為切用上13介質(zhì)碑謁上的電B為琮端下房介暴”第上.的心局為Q. =GU.=«要他”卷序X”為寫過分出麻1貝（N4負）第O）網(wǎng)7分.電#，(IV«r)反弁而史界而赴的“電傳為"。3

15、；泮五（"LK）®算分攤.：ffl （1）向4分.依電一陽定，（段杯心位字的40條的.康正> 4分I « (Z)同9分.(»或善2分.3分.11 （20 #）沿電海廈/的方向汽花度為.恨懶杖受的交綿力太小”, 人和檄H內(nèi)#!面攵/的由柱強護產(chǎn)生酌反力大小力H大中曲以上©式解陽“分標4h式4分.aQg）式K3分，<4分.H. （20 分）<0設(shè)氣體&鈦龍，什上z和3）下的任強,體職和把用一度分別為九.rm r.由昆沒條件G鬲 *3 -r,（2）”用氣律狀杳方種pH. 以及乂.胖4«.尸一解心.力.以-®

16、;P. Fi h町構(gòu)it用27的力度改用力拜*5ft_：骷回見.A1P-*肥水上41桂23毫以（的，G） »（匕）為優(yōu)力總，惻用0號善與厚分能“ HJ M （M»）««朋示中,ae3-i淤討審方的直收卜晌一.因而灣述其過程葡力出為午吟Y 大中/B /*科射氣慘狀$方內(nèi)v”. 町篇這«ni的方修&寫才iiAU （a, 9） W （。vj 為雙方點的單上再進，過用l-N-J-1徑 Wfl8加上是一由角三角形.ID網(wǎng)朋承.<3）氣體在 吹阡”我小而外做的耳方為-y <iJ （V.-VJ 啟用，體取 152fH/yrW0K. LAK

17、92川”分標看: m （I） M«分.冰金式82分；« （2） H 10分.式6 2 分.3ff I -2-3 I Ap -用 6 仆I 第 C3）同 2 金.式2分15 （»分） - t巴三個介子的1打方陶力以件¥田為-加長衰變前3分子布 盤堂后三個，介子的疝大小分期為夕河一馬即> 魚空RX于在.陽方向 的泉瑞髭分別雷刎CDP3”ge 3”>nrSi“ J（” 。）"i1 * rt） （* ",）Eg，包<5 KH 區(qū)<5 ， 心八 h 4K中左!右三個B炳9屏斥的分倒是登空Ua介于副.支后三個1r介子的 4

18、1ft （IM6與比加）食安前“介于相衰交后三個丁介子心會n可由分期長 面置和，硅策起示出素 HL電11!»鼻春卷解今林串S4|（M«M）/二:芯片，101<im（nr,）44m /17«（4，®J，/CTWi ETj 由63>R出- 2 （W-.r, 心A5（rT9TJ 4m、療解3（/ /外）.6。JE%=3（r. . 7,）.、/卜”.（兀m）-自 HM,月由心天的山另一第4-勺柑時鉆怔Mfr/qj矛，拿去評分標:，本M3分0X20)5式多2分 1P儂，大缶2分(JR用和打檢的就-功公式伸出成戰(zhàn)域果的固內(nèi)紿分)IA （23 分）法(D在

19、京所在乎面內(nèi)H工不磨血瓷性標系,使 曲心。為原Q. 軸木向右，聚夏向 ±.MB.天花敷上有水的饗方僅僅站一 A.域點必定是所料求是端統(tǒng)港的覆離 點;夕和篇二象限的急造修瞅出的水摘才 達這一點.京*庖出時的柯速度大 小屋便定的以P.&位于(-，. 0)處時為4+時寫或.購，點在時刻、W.。、夕蓬我寫右附中%面方，的真州力&這刎經(jīng)過"心的束的位Jt (a. y.) *IM(4 %)分割為« « -mA., yrwtafiet®%f i. % 星&叫<J)毫修春卷號霹叮嬋分帳器 ms A (M« W) 在時勤卜

20、髓照出的本旗體運動 漫不存穆天化析.慎水&齊用jmg這， 量蚣加總修爆動公式.可格qn -r（tfu>®i ,*，）%y%（% 4） &（，, -4）、*的ZI3I3XSHC”®中編二力 粵“k"0對文元*（*）配方后,力若，;'®r*&"n（S）”$。時為，1，呼士低必包上或即天化燎相時于me中心* o a的惠理.代人&的i*a（得1一 L 2S （外山城道恰敏1（可知枚通）吩®由3第ww管中第一式,m<.=-e3o） g左詈坦亨（富 T%，2°味質(zhì)不，悔紂夫花板的文或力火花收上背木的115Tm位皆 行標值 為（。 1.25m）.印分行心輛（I）問I，am*3項31例硒瞅包2分.JQ式4%”加.分,5t 4分.勵式？分.格心.峭2分Wfl fcWMW«6!ll （MBH）找