2012年第29屆物理比賽預(yù)賽試題及答案(完美版)

千里之行，始于足下。第2頁(yè)/共2頁(yè)精品文檔推薦2012年第29屆物理比賽預(yù)賽試題及答案(完美版)第29屆全國(guó)中學(xué)生物理比賽預(yù)賽試卷

本卷共16題，滿分200分．

一、挑選題．本題共5小題，每小題6分．在每小題給出的4個(gè)選項(xiàng)中，有的小題惟獨(dú)一項(xiàng)符合題意，有的小題有多項(xiàng)符合題意．把符合題意的選項(xiàng)前面的英文字母寫(xiě)在每小題后面的方括號(hào)內(nèi)．全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但別全的得3分，有選錯(cuò)或別答的得0分．

1．下列講法中正確的是

A．水在0℃時(shí)密度最大．

B．一具絕熱容器中盛有氣體，假設(shè)把氣體中分子速率非常大的如大于vA的分子全

部取走，則氣體的溫度會(huì)下落，此后氣體中別再存在速率大于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

要作用是既可落低熱傳導(dǎo)，又可落低熱輻射．

D．圖示為一絕熱容器，中間有一隔板，隔板左邊盛有溫度為T(mén)的理想氣體，右邊為真空．現(xiàn)抽掉隔板，則氣體的最后溫度仍為T(mén)．

2．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(diǎn)．幾位同學(xué)在討論P(yáng)點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，有下列一些講法，其中哪些講法是正確的？

A．若P點(diǎn)無(wú)限靠近球表面，因?yàn)榍虮砻鎺щ?，依照?kù)侖定律可推知，P點(diǎn)的場(chǎng)

強(qiáng)趨于無(wú)窮大．

B．因?yàn)樵谇騼?nèi)場(chǎng)強(qiáng)處處為0，若P點(diǎn)無(wú)限靠近球表面，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)趨于0

C．若Q別變，P點(diǎn)的位置也別變，而令R變小，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)別變．

D．若保持Q別變，而令R變大，并且始終保持P點(diǎn)極靠近球表面處，則P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)別變．

3．圖中L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(shí)ab可在屏上成清楚的像．現(xiàn)將透鏡切除一半，只保留主軸以上的一半透鏡，這時(shí)ab在S上的像A．尺寸別變，亮度別變．

B．尺寸別變，亮度落低．

C．只剩半個(gè)圓，亮度別變．

D．只剩半個(gè)圓，亮度落低．

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μ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)覺(jué)小物塊開(kāi)始向左挪移．

A．小物塊也許停在O點(diǎn)．

B．小物塊停止往后所受的摩擦力必別為0

C．小物塊不管停在O點(diǎn)的左邊依然右邊，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也許相同，也也許相反．

D．小物塊在經(jīng)過(guò)O點(diǎn)后向右運(yùn)動(dòng)直到最遠(yuǎn)處的過(guò)程中，速度的大小總是減??；小物塊在由右邊最遠(yuǎn)處回到O點(diǎn)的過(guò)程中，速度的大小總是增大．

5．如圖所示，一內(nèi)壁光滑的圓錐面，軸線OO’是豎直的，頂點(diǎn)O在下方，錐角為2α，若有兩個(gè)

相同的小珠（均視為質(zhì)點(diǎn)）在圓錐的內(nèi)壁上沿別同的圓軌道運(yùn)動(dòng)，則有：

A．它們的動(dòng)能相同．

B．它們運(yùn)動(dòng)的周期相同．

C．錐壁對(duì)它們的支撐力相同．

D．它們的動(dòng)能與勢(shì)能之比相同，設(shè)o點(diǎn)為勢(shì)能零點(diǎn)．

二、填空題和作圖題．把答案填在題中的橫線上或把圖畫(huà)在題中指定的地點(diǎn)．只要給出結(jié)果，別需寫(xiě)出求得結(jié)果的過(guò)程．

6．（6分）鈾238（92U）是放射性元素，若衰變時(shí)依次放出α，β，β，α，α，α，α，α，β，β，α，β，β，α粒子，最后形成穩(wěn)定的核PbY

X，則其中X＝，Y＝．

7．（10分）在嚴(yán)寒地區(qū)，為了防止汽車(chē)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3Ω的電阻條，和一具內(nèi)阻力0．5

Ω的直流電源，如今要使整個(gè)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(huà)出電路連線．

8．（10分）已知：光子有質(zhì)量，但無(wú)靜止質(zhì)量，在重力場(chǎng)中也有重力勢(shì)能．若從地面上某處將一束頻率為ν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(dòng)光的頻率為ν’，則差ν’－ν＝，已

知地球表面附近的重力加速度為g．

9．（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μ．現(xiàn)從靜止動(dòng)身對(duì)下面物塊施以隨時(shí)刻t變化的水平推力F＝γt，γ為一常量，則從力開(kāi)始作用到兩物塊剛發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)所通過(guò)的時(shí)刻等于，此刻物塊的速度等于．

10．（16分）圖中K是密封在真空玻璃管內(nèi)的金屬電極，它受光照

射后能釋放出電子；W是能夠透光的窗口，光線經(jīng)過(guò)它可照耀到

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（電壓腳夠高）兩端的滑動(dòng)

變阻器，電極K經(jīng)過(guò)導(dǎo)線與串聯(lián)電池組的中心端O連接；G是用于

測(cè)量光電流的電流計(jì)．已知當(dāng)某一特定頻率的單XXX光經(jīng)過(guò)窗口照耀

電極K時(shí)，能產(chǎn)生光電子．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)接頭處在某一點(diǎn)P

時(shí)，能夠測(cè)到光電流，當(dāng)滑動(dòng)頭向右挪移時(shí)，G的示數(shù)增大，使滑

動(dòng)頭接著緩慢向右別斷挪移時(shí)，電流計(jì)G的示數(shù)變化事情

是：．當(dāng)滑

動(dòng)變阻器的滑動(dòng)接頭從P點(diǎn)緩慢向左別斷挪移時(shí)，電流計(jì)G的示

數(shù)變化事情是：．

若測(cè)得用頻率為ν1的單XXX光照耀電極K時(shí)的遏止電壓為V1，頻率為ν2的單群光照耀電極時(shí)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(jì)算題．計(jì)算題的解承諾寫(xiě)出必要的文字講明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最終結(jié)

果的別能得分．有數(shù)值計(jì)算的，答案中必須明確寫(xiě)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、別可伸長(zhǎng)的輕繩，兩端各系一具質(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(zhǎng)時(shí)，繩剛好拉直．在繩被拉直時(shí)釋放球B，使球B從靜止開(kāi)始向下擺動(dòng)．求球A正要離開(kāi)地面時(shí)球B與其初始位置的高度差．

12．（20分）一段橫截面積S＝1．0mm2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＝1．0A時(shí)，該段銅導(dǎo)線中自由電子定向運(yùn)動(dòng)的平均速度u為多大？已知，每個(gè)銅原子有一具“自由電子”，每個(gè)電子的電荷量e＝1．6×10－19C；銅的密度ρ＝8．9g／cm3，銅的摩爾質(zhì)量μ＝64g／mol．阿伏枷德羅常量N0＝6．02×1023mol－1．

13．（20分）電荷量分不為q和Q的兩個(gè)帶異號(hào)電荷的小球A和B（均可視為點(diǎn)電荷），質(zhì)量分不為m和M．初始時(shí)間，B的速度為0，A在B的右方，且與B相距L0，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(dòng)，某一時(shí)間，兩球之間能夠達(dá)到一最大距離．

i．求此最大距離．

ii．求從開(kāi)始到兩球間距離達(dá)到最大的過(guò)程中f所做的功．

14．（20分）由雙原子分子構(gòu)成的氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，一部分雙原子分子會(huì)分解成兩個(gè)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(gè)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V＝0．045m3的牢固的

容器中，盛有一定質(zhì)量的碘蒸氣，現(xiàn)于別同溫度下測(cè)得容器中

蒸氣的壓強(qiáng)如下：

試求溫度分不為1073K和1473K時(shí)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)量與一具摩爾的雙原子碘分子的質(zhì)量相同，普適氣體常量R＝8．31J·mol－1·K－1

15．（20分）圖中L是一根通電長(zhǎng)直導(dǎo)線，導(dǎo)線中的電流為I．一電阻為R、每邊長(zhǎng)為

2a的導(dǎo)線方框，其中兩條邊與L平行，可繞過(guò)其中心并與長(zhǎng)直導(dǎo)線平行的軸線OO’

轉(zhuǎn)動(dòng)，軸線與長(zhǎng)直導(dǎo)線相距b，b＞a，初始時(shí)間，導(dǎo)線框與直導(dǎo)線共面．現(xiàn)使線框以

恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，求線框中的感應(yīng)電流的大小．別計(jì)導(dǎo)線框的自感．已知電流I

的長(zhǎng)直導(dǎo)線在距導(dǎo)線r處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為kr

I，其中k為常量．

16．（20分）一質(zhì)量為m＝3000kg的人造衛(wèi)星在離地面的高度為H＝180km的高空繞地球作圓周運(yùn)

動(dòng)，那兒的重力加速度g＝9．3m·s－2．由于受到空氣阻力的作用，在一年時(shí)刻內(nèi)，人造衛(wèi)星的高

度要下落△H＝0．50km．已知物體在密度為ρ的流體中以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)受