第35屆全國中學生物理競賽預賽試卷-word精校版

文檔編碼:CO7L8T5L3U2——HS5M9J9V3O4——ZQ1G7H5E9V3第35屆全國中同學物理競賽預賽試卷一、選擇題；此題共 5小題,每道題 6分,在每道題給出的 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道題后面的方括號內(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．居里夫人發(fā)覺了元素釙 〔Po〕,其衰變的核反應方程式為a c 206 ebPo dα 82Pb f γ其中,a、b、c、d、e、f的值依次為（ ）A．211、84、4、2、1、0C．207、84、1、1、0、1B．210、84、4、2、0、0

D．207、83、1、1、0、02．如圖,一勁度系數(shù)為 k的輕彈簧上端固定在天花板上,下端連接一質(zhì)量為 m的小球,以小球的平穩(wěn)位置O作為坐標原點, x軸正方向朝下；如取坐標原點為系統(tǒng)勢能的零點,就當小球位于坐標為 0x的位置時,系統(tǒng)的總勢能為（ ）A．

1kx0

2mgx0 B． 1〔kx0 mg〕

2mgx02 2 k1 mg 2 1 2C． kx0 〕 D． kx02 k 23．庫倫扭擺裝置如以下圖,在細銀絲下懸掛一根絕緣棒,棒水寂靜止；棒的兩端各固定一相同的金屬小球 a和b,另一相同的金屬小球 c固定在插入的豎直桿上,三個小球位于同一水平圓周上,圓心為棒的懸點 O；細銀絲自然懸掛時, a、c球?qū)點的張角 4o；現(xiàn)在使a和c帶相同電荷,庫倫力使細銀絲扭轉(zhuǎn),張角增大,反向轉(zhuǎn)動細銀絲上端的旋鈕可使張角變??；如將旋鈕緩慢反向轉(zhuǎn)過角度30o,可使小球a最終回到原先位置,這時細銀絲的扭力矩與球設(shè)細銀絲的扭轉(zhuǎn)回復力矩與銀絲的轉(zhuǎn)角a所受球c的靜電力的力矩平穩(wěn)；成正比；為使最終a、c對O點的張角2o,旋鈕相對于原自然狀態(tài)反向轉(zhuǎn)過的角度應為（）A．45oB．60oC．90oD．120o4．霍爾傳感器的結(jié)構(gòu)如以下圖,圖中外加電流I的方向如相應箭頭所示（判定直流電壓的正負）按圖中方式與H為一塊長方體半導體薄片,外加磁場的磁感應強度 B和B與長方體的前后兩個表面及電流 I均垂直）,電壓表（可H的上下表面相連；以下測量方法中,能正確得到霍爾電壓的值的是（ ）A．直接讀出電壓表的示數(shù)B．保持磁場方向不變,轉(zhuǎn)變電流方向I〔IIBI〕,求出轉(zhuǎn)變前后的兩次測量值之差的一半C．保持電流方向不變,轉(zhuǎn)變磁場方向〔BB,求出轉(zhuǎn)變前后的兩次測量值之差的一半D．同時轉(zhuǎn)變電流方向和磁場方向〔B,求出轉(zhuǎn)變前后的兩次測量值之和的一半5．圖a和圖b分別表示某理想氣體體系經(jīng)受的兩個循環(huán)過程；前者由甲過程（實線）和絕熱過程（虛線）組成,后者由乙過程（實線）和等溫過程（虛線）組成；以下說法正確選項（ ）A．甲、乙兩過程均放熱B．甲、乙兩過程均吸熱C．甲過程放熱,乙過程吸熱D．甲過程吸熱,乙過程放熱二、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）田徑場上某同學將一鉛球以初速度 0拋出,該鉛球拋出點的高度為 H；鉛球在田徑場上的落點與鉛球拋出點的最大水平距離為 ,對應的拋射角為；重力加速度大小為 g；7．（10分）兩顆人造地球衛(wèi)星 A和B都在同一平面內(nèi)的圓軌道上運動,繞向相同,衛(wèi)星 A的軌道半徑為r；某時刻,B恰好在A的正上方h高處,h= r ；A運行一周時,B在A的后方,且A、B對地心的張角為 ,經(jīng)過時間 ,B又重新在A的正上方；已知地球半徑為R,重力加速度大小為 g；8．（10分）如圖,一長為 L的均質(zhì)細桿 AB由固定的兩個水平細軸C、D支承在豎直平面內(nèi), C、D間距為d；桿的A端置于軸C下,桿與軸之間的靜摩擦因數(shù)為 ,桿與水平面的夾角為 ；為使桿保持平穩(wěn), Ld的值必需中意的條件是 和同時成立；9．（10分）將一阻值可變的電阻分別與一節(jié)新電池或者一節(jié)舊電池相連,電阻的端電壓U和通過的電流 I的關(guān)系如U I圖所示；現(xiàn)將上述新、舊電池順聯(lián)（兩電池的電動勢同向） 后對一電阻阻值為 2.25 的負載供電,負載電功率與電源非靜電力做功的總功率的比值為 ,舊電池非靜電力的功率和它本身消耗的電功率的比值為 ；10．（10分）在任意給定溫度 T（勢力學溫度）下,單位波長黑體勢輻射功率最大值對應的波長 max中意 maxT b（b為常量）；黑體單位面積上的熱輻射功率P T（

A為常量）；假定地球與太陽以及人體均可視為黑體；已知 max 〔太陽〕5.0 10

7m,日地距離約為太陽半徑的200倍,〔人體〕9.3106m；由此可估算出,太陽表面的溫度約為max℃,地球表面的平均溫度約為℃；三、運算題；運算題的解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最終結(jié)果的不能得分；有數(shù)值運算的,答案中必需明確寫出數(shù)值和單位；11．（20分）考慮水平地面上一輛自行車和騎車人構(gòu)成的系統(tǒng),如以下圖（騎車人未畫出）；取后輪著地點為原點O,x軸過原點水平向右,y軸過原點豎直向上,前輪著地點為A〔,0〕,系統(tǒng)〔假設(shè)為剛體〕質(zhì)量為m,質(zhì)心為C〔xC,yC〕；已知重力加速度大小為g,假定車輪與地面之間的靜摩擦系數(shù)足夠大,且前輪的滾動摩擦力可忽視；求（1）前、后輪與地面之間正壓力的大??；（2）騎車人開頭蹬踏自行車時,在保證安全的條件下自行車可達到的最大加速度；12．（20分）如圖,一質(zhì)量為 M、足夠長的長方形平板靜止于光滑的水平地面上；平板左端與勁度系數(shù)為k的水平輕彈簧相連,彈簧的另一端固定在墻面上；平板上面有一質(zhì)量為 m的小物塊；在t 0時刻,平板靜止,而小物塊以某一速度向右開頭運動；已知小物塊與平板之間的滑動摩擦因數(shù)為 ,重力加速度大小為 g；（1）證明：在小物塊相對于平板向右滑動過程中,平板的運動是簡諧運動,求該簡諧運動的振幅、頻率（周期）；（2）如平板從t0時刻開頭運動至四分之一周期時,恰好小物塊第一次相對于平板靜止；求〔ⅰ〕小物塊初速度的值；〔ⅱ〕平板在運動四分之一周期的過程中產(chǎn)生的熱量；13．（20分）如圖,兩根內(nèi)徑相同的絕緣細管AB和BC,連接成倒V字形,豎直放置,連接點B處可視為一段很短的圓??；兩管長度均為 l 2.0m,傾角 37o,處于方向豎直向下的勻強電4 4 7場中,場強大小 E 1.010V/m ；一質(zhì)量 m 1.010 kg、帶電量 q 2.010 C的小球（小球直徑比細管內(nèi)徑稍小,可視為視為質(zhì)點） ,從A點由靜止開頭在管內(nèi)運動,小球與 AB管壁間的滑動摩擦因數(shù)為 1 0.50,小球與BC管壁間的滑動摩擦因數(shù)為 2 0.25；小球在運動過程中帶電量保持不變；已知重力加速度大小g 2

10m/s,sin37o3；求5（1）小球第一次運動到 B點時速率 B；（2）小球第一次速度為零的位置與 B點之間的距離 S；（3）小球從開頭運動直至靜止,在 AB管中運動的總路程 SAB 和在BC管中運動的總路程SBC ；14．（20分）如圖,MC,PD為兩條間距 L 0.50m、足夠長的平行光滑導軌, MP水平且與導軌垂直,導軌與水平面的夾角 30o,導軌底端連接一電阻值 R 2.0 的電阻；導軌的 MC段與PD段長度均為 l 4.5m,電阻均為 r 2.25 ,且電阻分布均勻；一根質(zhì)量 m 0.20kg 、電阻可忽視的金屬棒,置于導軌底端,與導軌垂直并接觸良好；整個裝置處于磁感應強度大小B 2.0T、方向垂直于導軌平面對上的勻強磁場中；現(xiàn)在對金屬棒施加一沿導軌平面對上且平2行于導軌的拉力 F,使棒從靜止開頭以加速度 a 1.0m/s 沿導軌平面對上做勻加速直線運動；重力加速度大小 g 10m/s 2；（1）從金屬棒開頭運動的瞬時計時,求金屬棒中電流與時間t的關(guān)系式；（2）求在金屬棒開頭運動至其到達CD位置的過程中拉力F的最大值；15．（20分）如圖,左邊試管由一段24.0cm長的水銀柱封住一段高為60.0cm,溫度為300.0K的理想氣體柱,上水銀面與管側(cè)面小孔相距 16.0cm,小孔右邊用一軟管連接一空的試管； 一控溫系統(tǒng)可連續(xù)上升或降低被封住的氣體柱的溫度, 當氣體溫度上升到確定值時水銀會從左邊試管通過小孔溢出到右邊試管中；左邊試管豎直放置,右邊試管可上下移動,上移時可使右邊試管中的水銀回流到左邊試管內(nèi),從而把握左邊試管中水銀柱的長度；大氣壓強為 76.0cmHg；（1）在左邊試管中水銀上表面與小孔平齊的條件下,求被封住的氣體平穩(wěn)態(tài)的溫度T與水銀柱長度x的關(guān)系式,以及該氣體平穩(wěn)態(tài)可能最高溫度；（2）已知被封住的氣體處在溫度為 384.0K的平穩(wěn)狀態(tài),求左邊試管中水銀柱可能的長度；數(shù)值運算保留至一位小數(shù)；16．（20分）要在一張照片上同時拍照物體的正面和幾個不同側(cè)面的像,可以在物體的后面放兩個直立的大平面鏡 AO和BO,使物體和它對兩個平面所成的像攝入照相機,如圖 a所示；圖b為俯視圖；圖 a中帶箭頭的圓圈 P代表