第32屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽_試卷答案與評分標準

1、. .PAGE6 / NUMPAGES62015年第32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12014年3月8日凌晨2點40分，馬來西亞航空公司一架波音777200飛機與管制中心失去聯(lián)系2014年3月24日晚，初步確定失事地點位于南緯3152、東京11552的澳大利亞西南城市珀斯附近的海域有一顆繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，每天上午同一時刻在該區(qū)域正上方對海面拍照

2、，則 A該衛(wèi)星一定是地球同步衛(wèi)星 B該衛(wèi)星軌道平面與南緯3152所確定的平面共面 C該衛(wèi)星運行周期一定是地球自轉(zhuǎn)周期的整數(shù)倍 D地球自轉(zhuǎn)周期一定是該衛(wèi)星運行周期的整數(shù)倍2（鈾核）衰變?yōu)椋焙耍┮?jīng)過 A8次衰變，16次衰變 B3次衰變，4次衰變 C4次衰變，16次衰變 D4次衰變，4次衰變3如圖，一半徑為R的固定的光滑絕緣圓環(huán)，位于豎直平面；環(huán)上有兩個一樣的帶電小球a和b（可視為質(zhì)點），只能在環(huán)上移動，靜止時兩小球之間的距離為R現(xiàn)用外力緩慢推左球a使其到達圓環(huán)最低點c，然后撤除外力下列說確的是 A在左球a到達c點的過程中，圓環(huán)對b球的支持力變大 B在左球a到達c點的過程中，外力做正功，電勢能增

3、加 C在左球a到達c點的過程中，a、b兩球的重力勢能之和不變 D撤除外力后，a、b兩球在軌道上運動過程中系統(tǒng)的能量守恒4如圖，O點是小球平拋運動拋出點；在O點有一個頻閃點光源，閃光頻率為30 Hz；在拋出點的正前方，豎直放置一塊毛玻璃，小球初速度與毛玻璃平面垂直在小球拋出時點光源開始閃光當點光源閃光時，在毛玻璃上有小球的一個投影點已知圖中O點與毛玻璃水平距離L1.20 m，測得第一、二個投影點之間的距離為0.05 m取重力加速度g10 ms2下列說確的是 A小球平拋運動的初速度為4 ms B小球平拋運動過程中，在相等時間的動量變化不相等 C小球投影點的速度在相等時間的變化量越來越大 D小球第二

4、、三個投影點之間的距離0.15 m5某同學(xué)用電荷量計（能測出一段時間通過導(dǎo)體橫截面的電荷量）測量地磁場強度，完成了如下實驗：如圖，將面積為S、電阻為R的矩形導(dǎo)線框abcd沿圖示方位水平放置于地面上某處，將其從圖示位置繞東西軸轉(zhuǎn)180，測得通過線框的電荷量為Q1；將其從圖示位置繞東西軸轉(zhuǎn)90，測得通過線框的電荷量為Q2該處地磁場的磁感應(yīng)強度大小為 A B C D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6（10分）水平力F方向確定，大小隨時間的變化如圖a所示；用力F拉靜止在水平桌面上的小物塊，在F從0開始逐漸增大的過程中，物塊的加速度a隨時間變化的圖像如圖b所示重力加速

5、度大小為10 ms2由圖示可知，物塊與水平桌面間的最大靜摩擦力為_；物塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)為_；在04s時間，合外力對物塊所做的功為_7（10分）如圖，物塊A、C置于光滑水平桌面上，通過輕質(zhì)滑輪和細繩懸掛物塊B，物塊A、B的質(zhì)量均為2 kg，物塊C的質(zhì)量為1 kg，重力加速度大小為10 ms2（1）若固定物塊C，釋放物塊A、B，則物塊A、B的加速度之比為_；細繩的力為_（2）若三個物塊同時由靜止釋放，則物塊A、B和C加速度之比為_8（10分）2011年8月中國發(fā)射的宇宙飛船“嫦娥二號”在完成探月任務(wù)后，首次從繞月軌道飛向日地延長線上的拉格朗日點，在該點，“嫦娥二號”和地球一起同步繞太陽做

6、圓周運動已知太陽和地球的質(zhì)量分別為Ms和ME，日地距離為R該拉格朗日點離地球的距離x滿足的方程為_，由此解得x_（已知當 1時，（1+）n1 + n）9（10分）在“利用電流傳感器（相當于理想電流表）測定干電池電動勢和阻”的實驗中，某同學(xué)利用兩個電流傳感器和定值電阻R02000 以與滑動變阻器，設(shè)計了如圖a所示的電路，進行實驗該同學(xué)測出的實驗數(shù)據(jù)如下表所示12345I1（mA）1.351.301.201.101.05I2（A）0.300.400.600.800.90表中I1和I2分別是通過電流傳感器1和2的電流該電流的值通過數(shù)據(jù)采集器輸入到計算機，數(shù)據(jù)采集器和計算機對原電路的影響可忽略（1）在

7、圖b中繪出I1I2圖線；（2）由I1I2圖線得出，被測電池的電動勢為_V，阻為_10（10分）某金屬材料發(fā)生光電效應(yīng)的最大波長為0，將此材料制成一半徑為R的圓球，并用絕緣線懸掛于真空室若以波長為（0）的單色光持續(xù)照射此金屬球，該金屬球發(fā)生光電效應(yīng)所產(chǎn)生光電子的最大初動能為_，此金屬球可帶的電荷量最多為_（設(shè)無窮遠處電勢為零，真空中半徑為r帶電量為q的導(dǎo)體球的電勢為）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（20分）某機場候機樓外景如圖a所示該候機樓結(jié)構(gòu)簡化圖如圖b所示：候機樓側(cè)壁是傾斜的，用鋼索將

8、兩邊斜壁系住，在鋼索上有許多豎直短鋼棒將屋面支撐在鋼索上假設(shè)每邊斜壁的質(zhì)量為m，質(zhì)量分布均勻；鋼索與屋面（包括短鋼棒）的總質(zhì)量為，在地面處用鉸鏈與水平地面連接，鋼索固定于斜壁上端以支撐整個屋面，鋼索上端與斜壁的夾角為30；整個系統(tǒng)左右對稱求（1）斜壁對鋼索的拉力的大小；（2）斜壁與地面的夾角12（20分）從左至右在同一水平地面上依次有3個質(zhì)點a、b、c，且三者共線，a與b相距l(xiāng)1，b與c相距l(xiāng)2現(xiàn)同時將它們從其初始位置拋出已知質(zhì)點b以初速度v0豎直上拋，質(zhì)點c以某一初速度豎直上拋設(shè)在這3個質(zhì)點的運動過程中，a能碰到質(zhì)點b和c；并假設(shè)質(zhì)點a的質(zhì)量遠大于質(zhì)點b的質(zhì)量，且a與b碰撞時間極短求質(zhì)點c的

9、初速度vc和質(zhì)點a的初速度所滿足的條件所求的結(jié)果均用題中的已知量表示出來13（20分）有一塊長條形的純凈半導(dǎo)體硅，其橫截面積為2.5 cm2，通有電流2 mA時，其自由電子定向移動的平均速率為7.5105 ms，空穴定向移動的平均速率為2.5105 ms已知硅的密度為2.4103 kgm3，原子量是28電子的電荷量大小為e1.61019 C若一個硅原子至多只釋放一個自由電子，試估算此半導(dǎo)體材料中平均多少個硅原子中才有一個硅原子釋放出自由電子？阿伏伽德羅常數(shù)為N06.021023 mol114（20分）電子感應(yīng)加速器利用變化的磁場來加速電子電子繞平均半徑為R的環(huán)形軌道（軌道位于真空管道）運動，磁

10、感應(yīng)強度方向與環(huán)形軌道平面垂直電子被感應(yīng)電場加速，感應(yīng)電場的方向與環(huán)形軌道相切電子電荷量為e（1）設(shè)電子做圓周運動的環(huán)形軌道上的磁感應(yīng)強度大小的增加率為，求在環(huán)形軌道切線方向感應(yīng)電場作用在電子上的力； （2）設(shè)環(huán)形軌道平面上的平均磁感應(yīng)強度大小的增加率為，試導(dǎo)出在環(huán)形軌道切線方向感應(yīng)電場作用在電子上的力與的關(guān)系； （3）為了使電子在不斷增強的磁場中沿著半徑不變的圓軌道加速運動，求和之間必須滿足的定量關(guān)系15（20分）如圖，導(dǎo)熱性能良好的氣缸A和B高度均為h（已除去活塞的厚度），橫截面積不同，豎直浸沒在溫度為T0的恒溫槽，它們的底部由一細管連通（細管容積可忽略）兩氣缸各有一個活塞，質(zhì)量分別為mA

11、2m和mBm，活塞與氣缸之間無摩擦，兩活塞的下方為理想氣體，上方為真空當兩活塞下方氣體處于平衡狀態(tài)時，兩活塞底面相對于氣缸底的高度均為現(xiàn)保持恒溫槽溫度不變，在兩活塞上面同時各緩慢加上同樣大小的壓力，讓壓力從零緩慢增加，直至其大小等于2mg（g為重力加速度）為止，并一直保持兩活塞上的壓力不變；系統(tǒng)再次達到平衡后，緩慢升高恒溫槽的溫度，對氣體加熱，直至氣缸B中活塞底面恰好回到高度為處求（1）兩個活塞的橫截面積之比SASB；（2）氣缸氣體的最后的溫度；（3）在加熱氣體的過程中，氣體對活塞所做的總功16（20分）如示意圖所示，一垂直放置的高為15.0 cm的圓柱形中空玻璃容器，其底部玻璃較厚，底部頂點

12、A點到容器底平面中心B點的距離為8.0 cm，底部上沿為一凸起的球冠，球心C點在A點正下方，球的半徑為1.75 cm已知空氣和玻璃容器的折射率分別是n01.0和n11.56只考慮近軸光線成像已知：當 1時，sin（1）當容器未裝任何液體時，求從B點發(fā)出的光線通過平凸玻璃柱，在玻璃柱對稱軸上所成的像的位置，并判斷像的虛實；（2）當容器裝滿折射率為1.30的液體時，求從B點發(fā)出的光線通過平凸玻璃柱的上表面折射后所成像點的位置，并判斷這個像的虛實2015年第32屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽參考答案1D 2D 3BD 4A 5C6（10分） 6 N（3分）；0.1（3分）；24 J（4分）7（10分）（1）21（3分）；8N（3分）（2）234（4分）8（10分）（6分）；（4分）9（10分）（1）（4分）（2）3.0（0.1）（3分）；1.0（0.1）（3分）10（10分）（5分）；（5分）11（20分）（1）（2）12（20分）vcv0；，vyvcv013（20