第22屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽題試卷

1、第22屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽題試卷本卷共九題，滿分200分一、（10分）在橫線上填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容：1、在2004年6月10日聯(lián)合國大會第58次會議上，鼓掌通過了一項決議，決議摘錄如下： 聯(lián)合國大會，承認(rèn)物理學(xué)了解自然界提供了重要基礎(chǔ)，注意到物理學(xué)及其應(yīng)用是當(dāng)今眾多技術(shù)進步的的基石，確信物理教育提供了建設(shè)人類發(fā)展所必需的科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施的工具，意識到2005年是愛因斯坦科學(xué)發(fā)現(xiàn)一百周年，這些發(fā)現(xiàn)為近代物理學(xué)奠定了基礎(chǔ)，. .宣告2005年為 年2、愛因斯坦在近代物理學(xué)領(lǐng)域作出了很多重要貢獻，試舉出其中兩項： ； 二、（17分）現(xiàn)有一個彈簧測力計（可隨便找地方懸掛），一把勻質(zhì)的長為L的有刻度、零點位于

2、端點的直尺，一個木塊及質(zhì)量不計的細(xì)線試用這些器件設(shè)計一實驗裝置（要求畫出示意圖），通過一次測量（彈簧測力計只準(zhǔn)讀一次數(shù)），求出木塊的質(zhì)量和尺的質(zhì)量（已知重力加速度為g）三、（18分）內(nèi)表面只反射而不吸收光的圓筒內(nèi)有一半徑為R的黑球，距球心為2R處有一點光源S，球心O和光源S皆在圓筒軸線上，如圖所示若使點光源向右半邊發(fā)出的光最后全被黑球吸收，則筒的內(nèi)半徑r最大為多少？四、（20分）處在激發(fā)態(tài)的氫原子向能量較低的狀態(tài)躍遷時會發(fā)出一系列不同頻率的光，稱為氫光譜氫光譜線的波長可以用下面的巴耳末一里德伯公式來表示n，k分別表示氫原子躍遷前后所處狀態(tài)的量子數(shù)k二1，2，3，對于每一個k，有nk1，k2，k

3、十3，R稱為里德伯常量，是一個已知量對于k1的一系列譜線其波長處在紫外線區(qū)，稱為賴曼系；k2的一系列譜線其波長處在可見光區(qū)，稱為巴耳末系 用氫原子發(fā)出的光照射某種金屬進行光電效應(yīng)實驗，當(dāng)用賴曼系波長最長的光照射時，遏止電壓的大小為U1，當(dāng)用巴耳末系波長最短的光照射時，遏止電壓的大小為UZ.己知電子電荷量的大小為。，真空中的光速為c，試求：普朗克常量和該種金屬的逸出功五、（25分）一質(zhì)量為m的小滑塊A沿斜坡由靜止開始下滑，與一質(zhì)量為km的靜止在水平地面上的小滑塊B發(fā)生正碰撞，如圖所示設(shè)碰撞是彈性的，且一切摩擦均不計為使二者能且只能發(fā)生兩次碰撞，則k的值應(yīng)滿足什么條件？六、（25分）如圖所示，兩根

4、位于同一水平面內(nèi)的平行的直長金屬導(dǎo)軌，處于恒定磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌所在平面垂直一質(zhì)量為m 的均勻?qū)w細(xì)桿，放在導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動，細(xì)桿與導(dǎo)軌的電阻均可忽略不計導(dǎo)軌的左端與一根阻值為R。的電阻絲相連，電阻絲置于一絕熱容器中，電阻絲的熱容量不計容器與一水平放置的開口細(xì)管相通，細(xì)管內(nèi)有一截面為S的小液柱（質(zhì)量不計），液柱將1 mol氣體（可視為理想氣體）封閉在容器中已知溫度升高1K時，該氣體的內(nèi)能的增加量為5R/2(R為普適氣體常量），大氣壓強為PO,現(xiàn)令細(xì)桿沿導(dǎo)軌方向以初速V0向右運動，試求達(dá)到平衡時細(xì)管中液柱的位移七、（25分）三個電容器分別有不同的電容值C1、C2,

5、C3 .現(xiàn)把這三個電容器組成圖示的（a）、(b) ,(c)、(d)四種混聯(lián)電路，試論證：是否可以通過適當(dāng)選擇C1、C2、C3的數(shù)值，使其中某兩種混聯(lián)電路A、B間的等效電容相等（30分）如圖所示，一根長為l的細(xì)剛性輕桿的兩端分別連結(jié)小球a和b，它們的質(zhì)量分別為ma和mb，桿可繞距a球為L/4處的水平定軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動初始時桿處于豎直位置小球b幾乎接觸桌面在桿的右邊水平桌面上，緊挨著細(xì)桿放著一個質(zhì)量為m的立方體勻質(zhì)物塊，圖中ABCD為過立方體中心且與細(xì)桿共面的截面現(xiàn)用一水平恒力F作用于a球上，使之繞O軸逆時針轉(zhuǎn)動，求當(dāng)a轉(zhuǎn)過角時小球b速度的大小設(shè)在此過程中立方體物塊沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動，且小球b與立方體物塊始終接觸沒有分離不計一切摩擦九、（30分）如圖所示，水平放置的金屬細(xì)圓環(huán)半徑為a，豎直放置的金屬細(xì)圓柱（其半徑比a小得多）的端面與金屬圓環(huán)的上表面在同一平面內(nèi)，圓柱的細(xì)軸通過圓環(huán)的中心0，一質(zhì)量為m，電阻為R的均勻?qū)w細(xì)棒被圓環(huán)和細(xì)圓柱端面支撐，棒的一端有一小孔套在細(xì)軸口上，另一端A可繞軸線沿圓環(huán)作圓周運動，棒與圓環(huán)的摩擦系數(shù)為圓環(huán)處于磁感應(yīng)強度大小為B=Kr、方向豎直向上的恒定磁場中，式中K為大于零的常量，r為場點到軸線的距離金屬細(xì)圓柱與圓環(huán)用導(dǎo)線ed連接不計棒與軸及與細(xì)圓柱