高中物理競賽試卷及答案

高中物理競賽試卷

一、單項選擇題：（請將正確選項的序號填在括號內，每小題5分，共10分。）

1、如圖所示，把一個架在絕緣支架上不帶電的枕形導體放在帶負電的導體C

附近，達到靜電平衡后，下列對導體A端和8端電勢判斷正確的是（）

（取大地為零電勢點）

A.UA>UB>0

B.UAVUBVO

C.UA=UB〈O

D.UA=UR>0

2、一定質量的理想氣體處于某一平衡狀態(tài)，此時其壓強為Po,有人設計了四

種途徑，使氣體經(jīng)過每種途經(jīng)后壓強仍為Po,這四種途徑是

①先保持體積不變，降低壓強，再保持溫度不變，壓縮體積

②先保持體積不變，使氣體升溫，再保持溫度不變，讓體積膨脹

③先保持溫度不變，使體積膨脹，再保持體積不變，使氣體升溫

④先保持溫度不變，壓縮氣體，再保持體積不變，使氣體降溫

可以斷定（）

A.①、②不可能B.③、④不可能

C.①、③不可能D.①、②、③、④都可能

二、填空題：（請將答案填在題中的橫線上，每小題5分，共10分。）

1、2003年2月1日美國哥倫比亞號航天飛機在返回途中解體，造成人類航天

史上又一悲劇。若哥倫比亞號航天飛機是在軌道半徑為「的赤道上空飛行，且

飛行方向與地球自轉方向相同，已知地球自轉角速度為地球半徑為R,

地球表面重力加速度為g,在某時刻航天飛機通過赤道上某建筑物的上方，則

到它下次通過該建筑物上方所需時間為o

2、如圖所示，在湖面上有一個半徑為45m的圓周，A3是它的直徑，在

圓心0和圓周上的A點分別裝有同樣的振動源，其波在湖面上傳播的波長是

10m。若一只小船在B處恰好感覺不到振動，它沿圓周慢慢向A劃行，在到達

A之前的過程中，還有次感覺不到振動。

三、（14分）如圖所示，斜面重合的兩契塊ABC和ADC,質量均為M,DA、

BC兩面成水平，E是質量為m的小滑塊，契塊傾角為6,各面均為光滑，系

統(tǒng)放置在光滑的水平平臺上自靜止開始釋放，問斜面未分離前小滑塊的加速

度為多少？.

四、（15分）某顆地球同步衛(wèi)星正下方的地球表面上有一觀察者，他用天文望

遠鏡觀察被太陽光照射的此衛(wèi)星，試問，春分那天（太陽光直射赤道）在

日落12小時內有多長時間該觀察者看不見此衛(wèi)星？已知地球半徑為R,

地球表面處的重力加速度為g,地球自轉周期為T,不考慮大氣對光的折

射。

五、（15分）如圖所示，許多工廠的流水線上安裝有傳送帶用于傳送工件，以

提高工作效率。傳送帶以恒定的速率v=2m/s運送質量為m=0.5kg的工件，

工件從A位置放到傳送帶上，它的初速度忽略不計。工件與傳送帶之間的動

摩擦因數(shù)〃=石/2,傳送帶與水平方向夾角是，=30。，傳送帶A、B間長度是

I=16m；每當前一個工件在傳送帶上停止相對滑動時，后一個工件立即放到

傳送帶上，取g=10m/s2,求：

（1）工件放到傳送帶后經(jīng)多長時間停止相對滑動；

（2）在正常運行狀態(tài)下傳送帶上相鄰工件間￡B

（3）在傳送帶上摩擦力對每個工件做的功；2:少

（4）每個工件與傳送帶之間由于摩擦產(chǎn)生的P

（5）傳送帶滿載工件比空載時增加多少功率？一一片球一

六、（18分）圖1所示為一根豎直懸掛的不可伸長的輕繩，下端拴一小物塊A,

上端固定在C點且與一能測量繩的拉力的測力傳感器相連。已知有一質

量為制）的子彈B沿水平方向以速度w射入A內（未穿透），接著兩者一

起繞C點在豎直面內做圓周運動，在各種阻力都可忽略的條件下測力傳

感器測得繩的拉力廠隨時間f的變化關系如圖2所示。已知子彈射入的時

間極短，且圖2中f=0為48開始以相同速度運動的時刻，根據(jù)力學規(guī)

律和題中（包括圖）提供的信息，對反映懸掛系統(tǒng)本身性質的物理量（例

如A的質量）及A、8一起運動過程中的守恒量，你能求得哪些定量的結

果？

圖1

七、（18分）用輕彈簧相連的質量均為2kg的4、8兩物塊都以u=6m/s的

速度在光滑的水平地面上運動，彈簧處于原長，質量4kg的物塊C靜止

在前方，如圖所示，8與C碰撞后二者粘在一起運動。求：在以后的運動

中，

(1)當彈簧的彈性勢能最大時，物體A的速度多大？

(2)彈性勢能的最大值是多大？口

(3)A的速度有可能向左嗎?為什么？f

八、(20分)如圖(1)所示為某一質譜儀的原理示意圖。左側為水平放置的

兩塊平行金屬板AB和CD,右側為有界勻強磁場，邊界MN與PQ(均與

中軸線。。'垂直)相距d=0.5m,磁場的磁感應強度8=5X1(?3T,當

兩金屬板間加上如圖(2)所示電壓u后，帶電粒子連續(xù)地以速度vo=

5x105mzs沿軸線00,方向射入電場，粒子重力可忽略不計，在每個粒子

通過電場區(qū)域的極短時間內，AB與CD兩板間電壓可看作恒定不變。(本

題最后計算結果取二位有效數(shù)字)

(1)(2)

(1)若入射粒子的荷質比為q/m=108C/kg,在r=0時刻開始入射的粒子沿

直線射入磁場，則此帶電粒子在磁場中運動的時間是多少？

(2)若有一束荷質比未知的帶電粒子以w=5xl()5m/s速度入射，經(jīng)磁場后仍

從邊界MN出射，測得邊界MN上的入射點與出射點間距離為S=0.1m,

則該帶電粒子的荷質比為多少？

高中物理競賽試卷答案

一、單項選擇題：1、C；2、D二、填空題：1、2萬/，釁-g）;2、8次

三、解：設兩斜面間的彈力為M,滑塊與楔塊ADC間的彈力為M；設楔塊

ABC,滑塊E的加速度分別為期、生；由于受桌面制約,水平向左，小滑塊

由于水平方向不受力，

所以OE豎直向下。楔形ADC的加速度設為加，方向應沿AC向下。

將三者視為一個整體，它在水平方向不受外力，因此：③=aucosO

因滑塊￡緊貼4%故有：匿=zsin。

對楔塊力陽根據(jù)牛頓第二定律知，在水平方向：Nisin6=MaB

對小滑塊￡根據(jù)牛頓第二定律知，在豎直方向：mg—Ni=maE

對楔塊ABC,根據(jù)牛頓第二定律知,在豎直方向：M+Mg-Nicos。=

MaosinO

聯(lián)立以上各式解得：.一絲土斑—

M+m+Mcot20

四、解：設所求的時間為3用加、M分別表示衛(wèi)星和地球的質量，「表示衛(wèi)

星到地心的距離。有：=（二）2。春分時，太陽光直射地球赤道,

產(chǎn)T

如圖所示，圖中圓E表示赤道，S表示衛(wèi)星，A表示觀察者，。表示地心；由

圖可看出當衛(wèi)星S繞地心0轉到圖示位置以后.針

方向），其正下方的觀察者將看不見它，據(jù)此再

20mM

rsin0=R；五T；G^=，ng；

由以上各式可解得：E='Tarcsi4n7rC2W/?）-3

乃gT

a=g(〃cos6—sin。)=log管—g)

五、解：(1)/Longcos^-mgsind=ma；

即：a=2.5m/s2；又v=at；/.t-2/2.5=0.8s；

停止滑動前，工件相對地移動的距離為：

11

L=—at"9=—x2.5x0.8~9=0.8m

122

(2)A/=2x0.8=1.6m

(3)W=f]li+/,(/-/,)=jumgcos。?/1+mgsin6?(/_/])

31

=-x5xO.8+-xO.5xlOx(16-0.8)=41J

(4)Q-/,Av=/nmgcos^?(vr--v/)=^-x(1.6-0.8)=3J

(5)〃='=10個；=/.+9/,=—+9x0.5x10x1=26.25N；

M總,242

P=f&-v=26.25x2=52.5W

六、解：由圖2可直接看出，A、8一起做周期性運動，運動的周期T=2/o(式

1);

令加表示A的質量，/表示繩長，匕表示8陷入A內時(即1=0時)A、

8的速度（即圓周運動最低點的速度），匕表示運動到最高點時的速度，

為表示運動到最低點時繩的拉力，也表示運動到最高點時繩的拉力；

根據(jù)動量守恒定律，有：加（）%=0（）+/〃）/（式2）；

在最低點和最高點處運用牛頓定律可得：

F,-（?n+tnQ）g+（式3）;F2+{m+mQ）g=（w+w0）（式4）；

根據(jù)機械能守恒定律可得：

112

2(式5);

21{m+m0)g=—(m+mn)v,----(m+m())v2

由圖2可知：F2=0（式6）；F、=F”,（式7）；

由以上各式可解得，反映系統(tǒng)性質的物理量是：

,〃=箍一/（式8）；/=36%j送（式外；

6g5F?；

A、B一起運動過程中的守恒量是機械能E,若以最低點為勢能的零點,

則：

后二⑺+取篇（式10）；由式2、式8、式10聯(lián)立解得：E=M送g

F

2m

七、解:（1）當A、B、C三者的速度相等時彈簧的彈性勢能最大;

由于A、B、C三者組成的系統(tǒng)動量守恒：(陽A+J%B)V=(m\+m^+mc)v\'

Agzs,(2+2)x6

解得VA二--------m/s=3m/s

2+2+4

(2)B>C碰撞時3、C組成的系統(tǒng)動量守恒，設碰后瞬間3、。兩者速度

為M;

2x6

則：mnv=；得：u'=----=2m/s

2+4

設物A速度為外,時彈簧的彈性勢能最大為舔，根據(jù)能量守恒，有：

111”

,22

Ep=—(mB+mc)v+—m^v——(tnx+m^+mc)vA

=-X(2+4)X22+-X2X62--X(2+2+4)X32=12J

222

(3)A不可能向左運動。

系統(tǒng)動量守恒：mw+imv=mAVA+(mB+7W)VB

設A向左，即VA<0,則v/?>4m/s；

那么作用后A、B、C動能之和為：

E'=-mAVA2+—(mB+mc)VB2>—(/??B+mc)VB2=48J；

222

實際上系統(tǒng)的機械能為：

1，2

E=EP+—(mA+mB+mc)?=12+36=48J；

根據(jù)能量守恒定律，是不可能的。

八、解：(1)在，=0時刻射入的粒子，在電場中作勻速直線運動，進入磁場

時速度仍為Vo,從MV入射、PQ出射的粒子中，由分析可知：

qB108x5xl03

又d=0.5m；由圖可知&=工；

6

...在磁場中運動的時間加=2丁=4■?濁

2萬2萬Bq

71

-6-6

可知：△」=&2"―_=￡xl0^=1.0xl0s

2萬108X5X10-33

(2)設粒子以速度Vb射入電場，而此時電壓為〃；

射出電場時的速度大小為弘，射入磁場時與邊界MN的夾角為0；

s

由圖可知，粒子在磁場中運動半徑為：R'=2

sin。

而電場中又有：cos/7=%=sin6（，為粒子

匕

離開電場時速度與0。間夾角）

聯(lián)立以上三式得：幺=乜三挈=組

mSBS

DD--

2

2015年廣州市高中一年級物理競賽試題

考試時間100分鐘；試卷滿分100分。按要求在答題卷上作答。

1.（5分）假設地球可視為質量均勻分布的球體。已知地球表面重力加速度在兩極的大

小為g°;在赤道的大小為g;地球自轉的周期為T；引力常量為G。地球的密度/=

2.（10分）甲、乙兩船在同一條河流中同時開始渡河，河寬為河水流速為如,劃

船速度均為V,出發(fā)時兩船相距為2石“，甲、乙兩船船頭均與-------「混匕工

3上游?卜游

河岸成60°角，如圖1所示，已知乙船恰好能垂直到達對岸A點，

則上二;甲船的靠岸點在_________（選填"A點"、"AI

%T

點的下游”或“A點的上游”）

2

3.（10分）如圖所示，半徑分別為R、二K的甲、乙二輪摩擦傳動且不打滑，甲輪上

3

A點與中心。2的距離為！及，B、C分別為甲、乙二輪邊緣上的

3R

點。則A、C兩點向心加速度之比%:ac=；乙輪上與B/^c

向心加速度的值相等的點與乙輪中心Ch的距離d=.

4.（10分）如圖，半徑為K的均勻球體的球心，正好位于桌角的正上方，球從靜止開

始以桌角A點為圓心順時針轉動，當球開始離開桌角時，球心降低的高度是__________；

設球心與A點連線轉過的角度為a,貝ijcosa=

77777777^

5.（10分）某節(jié)能混合動力汽車在平直的公路上以V|=90Km/h勻速行駛時，發(fā)動機

輸出功率為P=50KW,駕駛員看到前方有80Km/h的限速標志后，啟動電磁阻尼帶動的發(fā)

電機工作（給電池充電），使汽車減速運動，通過S=72m后，速度變?yōu)関2=72Km/h.在

減速過程中發(fā)動機功率保持不變，發(fā)動機功率的20%用于汽車牽引，80%用于供給發(fā)動

機工作。設發(fā)動機輸送給發(fā)電機的能量有50%轉化為電池能，汽車在整個過程中報受阻

力保持不變，汽車質過m=1000Kg。則汽車從90Km/h減速到72Km/h的過程中，電池獲

得的電能E=只用減速過程中獲得的電能E作為動力，汽車還能繼續(xù)行駛

的!ff；曲I-

6.（10分）如圖，置于圓形水平轉臺邊緣的小物塊隨轉臺加速轉動.當轉速達到某一

數(shù)值時，物塊恰好滑離轉臺開始做平拋運動.現(xiàn)測得轉臺半輪R7.5m,高水平地面的高度

出0.8m,物塊平拋落地過程水平位移的大小s=0.4m.設物塊所受的最

大呼摩擦力等于滑動摩擦力，物塊質量m=0.5Kg取重力加速度

g=10m/s2.則物塊做平拋運動的初速度大小”=.,m/s：物塊

與轉臺間的動摩擦因數(shù)幺=..：物塊落地時的動能

7.（10分）質址m=0.5kg的物體放在水平地面上，受到水平推力尸的作用，尸與時間/

的美系如圖，物體與地面間的摩擦因數(shù)〃=0.4,取重力加速度g=IOm/s2.

在答題卡上的坐標圖中作出物體速度v隨時間，的變化關系圖線.

8.（12分）小明通過實驗驗證力的平行四邊形定則.

（I）實驗記錄紙如題8-1圖所示，。點為橡皮筋被拉伸后伸長到的位置.

兩彈簧測力計共同

作用時，拉力汽和吊的方向分別過尸1和尸2點.一個彈簧測力計拉橡皮筋時，拉力用的方向過

8點.三個力的大小分別為：尸產(chǎn)3.3ON、產(chǎn)2=3.85N和F3H4.25N.請根據(jù)圖中給出的標度

作圖求出為和尸2的合力.

（2肝細分析實驗，小明懷疑實驗中的橡皮筋被多次拉伸后彈性發(fā)生了變化，影響實驗結

果.他用彈簧淵力計先后兩次將橡皮筋拉伸到相同長度,發(fā)現(xiàn)讀數(shù)不相同，于是進一步探究

了拉伸過程對橡皮筋彈性的影響.

實驗裝置如題8-2圖所示，將一張臼紙固定在豎耳放置的木板上，械皮筋的上端固定于。

點，卜NN掛一重物.用與白紙平行的水平力線慢地移動N,在白紙上記錄下N的軌跡.重復

上述過程，再次記錄下N的軌跡。

兩次實驗記錄的軌跡如題8-3圖所示.過O點作一條直線與軌跡交于外。兩點，則實驗中

檄皮筋分別被拉伸到。和6時所受拉力凡、見的大小關系為.

（3）根據(jù)（2）中的實驗，可以得出的實驗結果有哪些？（填寫選項前的字母）

A.椽皮筋的長度與受到的拉力成正比

B,兩次受到的拉力相同時，橡皮筋第2次的長度較長

C.兩次被拉伸到相同長度時，椽皮筋第2次受到的拉力較大

9.(18分)如圖是“深坑打交機”的示意圖：首先，電動機帶動兩個摩擦輪勻速轉動，

將壓緊的夯桿從深坑提起：當夯桿的下蜩剛到達坑口時，兩個摩擦輪將夯桿松開；夯在自身

重力的作用卜'，最后落回坑底，這樣，周而復始地進行，就可以達到將坑底夯實的目的.

己知兩摩擦輪邊緣的線速度為Im/s,對夯桿的正壓力均為F=2X104N,與夯桿的動摩擦

因素為U=0.3,夯桿的質量為m=1.0X10\g,坑深h=6.4m,不計夯實引起的深度變化，試

計算：

(1)每個打秀周期中，摩擦輪對夯桿做的功

(2)每個打夯周期中，摩擦輪與桿因摩擦產(chǎn)生的熱量?

(3)打夯周期

2015年廣州市高中一年級物理競賽試題答案及評分標準

題，每空5分

3^gp

G廠g(rg

2.2>A點

4

3.2：9；-R

9

442

4,33

5.63xl04；131.56.%=1〃=0.24.25

7.如圖，作對1段給3分；作對2段給6分：作對3段給10分

8.（1）見卜圖，尸*=4.6~49都算對；（件圖正確給4分：標對F*給2分）

（2）F.=R（3分）（3）BD（選對一項給1分，選對兩項給3分；有錯選不給分）

9.分析：在每一個周期中，夯桿先在滑動摩擦力和歪力作用下，做初速度為零的勻加

速運動；然后，在靜摩擦力和重力作用下，以速度v=4m/s勻速運動；最后，離開摩擦輪，

在重力作用下做豎直上拋運動，宜至落回坑底.

解：（D根據(jù)功能除理，旭個打夯周期中，摩擦輪對夯桿做的功等于夯桿增加的機械能,

即：％=mg/7+；mv2=7.2x10’J……2分

（2）在摩擦輪的作用下，夯桿上升的加速度為：a=2W-"：g=2m/s2……2分

當速度達到產(chǎn)4m/s時，夯桿不再滑動，即否桿與摩擦輪的相對位移為：

v~

Ns=—=4m...2分

2a

所以摩擦產(chǎn)生的熱量為：。=2加=2MAs=4.8X104J……2分

（3）夯桿加速上升的時間為：t,=-=2s……2分

a

勻速上升的時間為：G="S=06S……2分

V

根據(jù)豎直上拋運動的位移公式，有：-刀=討3-；m：……2分

得：廳=l.6s...2分

第三屆全國高中應用物理知識競賽吐京賽區(qū)決賽試卷

（同方創(chuàng)新妹）

注意事項：

1.請在密封線內填寫所在區(qū)縣、學校、姓名和考號。

2.本試卷共有十個題，總分為150分。

3.答卷時間：2008年4月27日（星期日）上午9:30-11:30。

題號12345678910總分

分數(shù)

復核

人

得分評卷人1.（9分）如圖1所示為大學教室里常見的兩

塊可上下拉動的活動黑板，兩塊黑板的形狀和

質量均相同，通過兩只定滑輪用繩索相連.某同學要把前面的黑板

向下移動，他有兩種方法，一是勻速向下拉前面的黑板，二是勻速

向上推后面的黑板.如果兩次移動黑板的速度大小都相等，那么這

兩種方法中，哪種方法人做功的功率較大？為什么？圖1

得分評卷人2.（9分）用玻璃制作的平面鏡要鍍一層

反射膜，這層膜鍍在玻璃前表面的稱為“正

面鏡”，鍍在后表面的則稱為“背面鏡”.正面鏡的工藝、成本

和價格都遠高于背面鏡，一般生活中用的穿衣鏡等都用背面

鏡，而如圖2所示的投影器的反射鏡卻一定要用正面鏡，否

則不能保持成像質量.

（1）如果投影器的反射鏡用背面鏡，成像質量不能滿足

要求，這是為什么？

（2）為什么一般生活中用的穿衣鏡用背面鏡而不用正面鏡?

得分評卷人3.（12分）把一個功率為100W的“熱得快”（即一種直接

插入容器的水中燒開水的電熱器）插到一個裝有一升水的

金屬容器中（"熱得快''完全浸沒水中），開始一段時間，水的溫度升高較快，

后來溫度的升高就越來越慢，當溫度升高到約70℃后，溫度就不再上升.

（1）是什么原因造成“熱得快”繼續(xù)通電而水的溫度不再升高？

（2）如果在溫度達到最高約70C后關閉電源并把“熱得快”從水中取出來，

水的溫度將下降，求它下降大約需要多長時間？已知水的比熱為4.2X103J/

（kg.K）.

得分評卷入4.（15分）圖3a、圖38是伏安法測電阻的實驗電路圖，

被測電阻Rxi約IkQ,Hx2約100Q,供電電路（虛線框內

的部分）分別是分壓電路和限流電路，電源電動勢田=8V,

&=3V.兩圖中電壓表和電流表都滿足測量要求.現(xiàn)有最大阻值分別為

圖3a圖36圖4

Ri=10。，7?2=1OOQ,R3=200Q,/?4=1000Q的四種變阻器（這四種變阻器不是

我們中學實驗室常用的滑動變阻器，而是如圖4所示的電位器，它的a、Ac

三個接線頭分別對應著滑動變阻器的。、b,c三點），這四個變阻器的最大阻

值不同，但調節(jié)旋鈕最大旋轉角度都相同，而且調節(jié)旋鈕時電阻的變化都是

均勻變化（即線性變化）的.要求在兩個電路中分別增加一個變阻器，使每

個供電電路有兩個變阻器，可以對輸出電壓（或電流）進行粗調和細調，粗

細比為10：1（即要使第一個電路中的輸出電壓——或第二個電路中的輸出電

流一一變化某一數(shù)值，只調節(jié)粗調變阻器或只調節(jié)細調變阻器，二者旋鈕轉

動的角度之比是1：10）.要求分別畫出兩個新電路圖，注明你選用的變阻器

的代號（兩個電路可選擇同一種變阻器）；指出哪個變阻器是粗調，哪個變阻

器是細調；分別說明工作時如何使用這兩個變阻器把電壓（或電流）的輸出

值精確調整到要求的數(shù)值.

得分評卷人5.（15分）圖5所示，是收藏在半坡博物館的一件中國五

千至六千年前仰韶文化時期的文物，是一種盛放禮儀、祭

祀用酒的容器，尖底瓶高多在（30~40）cm左右，所以它剛

好適合于被原始人雙手抱在胸前，是最早的“欹（音qi）器”原型.圖6是清代

欹器的實物照片，圖7是剖面示意圖，為沿水平方向的轉動軸.該容器的

質量分布不以縱軸對稱，而且內部容積部分也不以縱軸對稱.在沒有裝水或少

裝水時就會傾斜（虛而欹），水裝得適中不多不少的時候會是端正的（中而正），

里面的水裝得過多或裝滿了它會翻倒（滿而覆）.后人把它總結為“謙受益，

圖6

滿招損”，作為人生的格言.請分析它的這三個過程的物理原理，可以在欹器

的示意圖7中用字母標注說明，或畫草圖說明：

（1）沒有裝水或少裝水時就會傾斜；

（2）水裝得適中不多不少的時候就會是端正的；

（3）里面的水裝得過多或裝滿了它會翻倒.

得分評卷人6.(15分)陳思同學因為感冒，到醫(yī)院看病，護士給他測

量體溫.護士看了一眼體溫表，又甩了幾下，再讓陳思將

體溫表夾在腋下，5min后取出，護士告訴陳思體溫為

37.8℃.陳思接過體溫表，但是看不到水銀柱，護士告訴他將體溫表略微旋轉

一下，就可以看到.陳思按護士的方法略微轉了一個角度，立刻看到相當寬的

水銀柱.陳思同學回家后查閱了體溫表的有關資料，并且仔細觀察了體溫表的

圓柱面一

玻璃柱水銀柱

璃管

乳白色涂層

甲

乙

圖8

結構，他發(fā)現(xiàn)小小的一支體溫表竟然應用了很多物理知識.如圖8所示是他畫

出的體溫表的結構圖，甲是外形和內部結構，乙是橫截面.

請回答陳思所考慮的幾個問題：

(1)體溫表的最低溫度刻度和最高溫度刻度分別是多少？

(2)為什么要將體溫表“略微旋轉”，才能看清表內的水銀柱？

(3)護士在給陳思量體溫之前為什么要甩幾下？

(4)如果測量時間大大超過預定的5min,體溫表的示數(shù)是否會超過人的

體溫？為什么？

(5)體溫表中不選擇酒精而選擇水銀作為測量溫度的工作介質的主要原

因是什么？

得分評卷人7.（15分）常用的給電池充電的裝置（充電器）中，是利用

晶體二極管把交流電變成直流電的.最簡單的實驗電路如

圖9甲所示，其中D為整流用的硅二極管，E為低壓正弦交流電源，其頻率/

=50Hz.圖9乙為已經(jīng)調節(jié)好工作狀態(tài)的示波器，在它的“Y輸入”和“地”兩個

接線柱之間無信號輸入時，屏幕上的水平掃描線mn剛好與坐標的橫軸注重

圖9

合.當“Y輸入”的電勢高于“地”時，示波管中的電子束向上偏轉，Y軸的靈敏

度為5.0V/格.

（1）用示波器對實驗電路中不同的部位進行測試，會顯示圖9丙所示的

某一種穩(wěn)定的波形，他們都是在同一掃描頻率下得到的.請在表格中填寫出

“Y輸入”和“地”按照下面表格中所列出的每一種連接時，所顯示波形的代碼

（字母）.

“Y輸入”連接baea

“地”連接eebb

顯示的波形

（2）由圖9丙［A］可知：此時示波器的掃描電壓的頻率和電源輸出的

正弦交流電壓的有效值分別是多少？加在電阻R兩端的電壓有效值是多少？

得分|評卷人8.（18分）為了保證家庭用電的安全，近年來各種在危險

|1情況下能自動斷電的保護裝置進入家庭.家庭用自動斷電

保護裝置有很多種，其中有些含有多種功能.如圖10所示

的甲、乙、丙三幅圖分別是三種不同功能的自動斷電保護裝置的原理示意圖：

甲、乙兩圖都有一個電磁鐵，當電磁鐵線圈中的電流達到一定值時（這個電流

圖10

的值可以調節(jié)），會吸引連桿上的銜鐵，使連桿向下移動，并使脫扣開關（脫

扣開關本身及連桿與脫扣開關間的機械裝置圖中都未畫出）斷開，從而切斷電

源，保證安全.兩圖不同之處是甲圖把火線與零線并在一起，采用雙線繞法，

而乙圖則只把火線繞在電磁鐵上.丙圖則沒有電磁鐵線圈，而是讓火線通過一

個雙金屬片，當電流超過某一定值時（這個電流值也可以調節(jié)），雙金屬片向

下彎曲代替連桿，同樣使脫扣開關切斷.

這三種功能分別是：①過載保護：當電流超過額定電流值不是很多時，電

路不立即被切斷，而是要經(jīng)過一段時間，如果電流仍沒有減小，再切斷電源；

②短路保護：當電路中發(fā)生短路現(xiàn)象時，立即自動切斷電路，避免災害發(fā)生；

③漏電保護：當家庭中火線絕緣皮破損而與導體接觸，并且導體與地連接，造

成漏電，這時要自動切斷電源.

請指出甲、乙、丙三圖各是哪種功能？并簡單說明其工作原理.

得分評卷人9.（18分）2007年10月24日我國發(fā)射了第一顆探月衛(wèi)

星嫦娥一號，經(jīng)過幾次變軌和修正，11月5日到達月球捕

獲點，經(jīng)有效制動進入周期為6T的月球極軌橢圓軌道I,后又經(jīng)過兩次制動

進入周期為T的月球極軌圓形軌道III,從而開始了正

式的探月工作，如圖11所示.

已知月球的質量為M,月球的半徑為R,萬有引力

常量為G,還已知衛(wèi)星繞月飛行遵守開普勒行星運動定

圖11

律，即衛(wèi)星軌道半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次方的比值都相等.求軌

道III的半徑及軌道I的近月點及遠月點離月球表面的高度各是多少.

得分評卷人10.（24分）2008年8月，北京將舉辦第29屆奧運會，實

現(xiàn)新中國幾代人的夢想.在奧運會的三大球項目中，女排

是最有可能爭奪冠軍的隊伍，她們曾有著五連冠的輝煌，又是上屆雅典奧運會

的冠軍，全國人民都對她們寄予厚望.

排球的標準場地長18m、寬9m,女排網(wǎng)高2.24m,每半場都畫有一條3m

線，從而把場地分為前場和后場，如圖12甲所示.圖中A點為對方場地3m

線與邊線的交點，假設對方某運動員于A點處豎直起跳，沿水平方向擊球，

擊球點離地高度為/7=3.OOm,不考慮球的旋轉與空氣阻力，把球看作質點，已

知重力加速度g=10m/s2.8點為該邊線正上方網(wǎng)口上的一點，以3點為坐標

原點，沿網(wǎng)水平向右為x軸、豎直向上為y軸，建立平面直角坐標系，如圖

12乙所示.我方攔網(wǎng)的運動員只要把哪個區(qū)域封死，就能保證對方的這次擊

球不能直接得分？請通過計算后把這個區(qū)域標在乙圖的坐標系上，并注明邊界

處幾個關鍵點的坐標.

圖12

第三屆全國高中應用物理知識競賽北京決賽試題答案與評分標準

（同方創(chuàng)新妹）

2008.4.27

1、向下拉前面的黑板做功的功率較大.（3分）由于兩塊黑板的重力相

等，人在勻速移動黑板的過程中，所用的力只要等于受到的阻力即可.（2分）

系統(tǒng)移動過程中受到的阻力主要為滑輪與滑輪軸間的摩擦力，該摩擦力大

小與壓力成正比，向下拉時繩張力較大，因而對滑輪對滑軸軸的壓力較大，摩

擦力較大.因此向下拉前面的黑板做功的功率較大.（4分）

2、（1）如果投影器的反射鏡用背面鏡，鏡面的前表面和后表面各自反射

成像，從前表面反射所成的像強度較弱，從后表面反射回來所成的像要經(jīng)過兩

次折射和一次反射，以及介質的吸收，強度雖然減弱但仍大于從前表面反射而

成的像，這兩個像錯開一點而重疊，因此很不清晰.（5分）

（2）人在穿衣鏡前看自己的像時，光線基本上是垂直于鏡面入射（正入

射），從前表面反射而成的像對從后表面反射所成的像的干擾不大.而且背面

鏡的價線要便宜得多，清潔擦拭時不會傷到反射膜，因此一般對成像質量要求

不高的場合都使用背面鏡.（4分）

3、（1）“熱得快”給水加熱的同時，水通過容器還要向外散熱.而水與外

界的溫度差越大，散熱也越快，當單位時間內容器向外散失的熱量與“熱得快”

中電能轉化為內能的數(shù)量相等時，達到熱平衡，水的溫度不再升高.（4分）

（2）在水的溫度下降很小的時間段內，可以認為向外散熱的功率不變,

即尸=100W。（2分）

由于e=cmAT=4.2xlO3x1.0x1J=4.2xl03J（3分）

所需時間，=2=^^3^-S=42S.（3分）

11

4、分壓電路變阻器選擇舟=10Q,R2=100Q,電路圖如下圖左邊所示.限

流電路變阻器選擇足=100。，7?4=1000Q,電路圖如右邊所示.兩個電路粗細

調整方法相同，先調節(jié)粗調變阻器，基本調到所要求的電壓或電流附近，再調

節(jié)細調變阻器，調到準確值.可能要粗細配合，反復調整兩三次才能精確達到

要求的數(shù)值.

電路圖每個4分，共8分.選對變阻器并且說明哪是粗調哪是細調的，每

個］分，共4分.說明如何~?—

Rx

\fI

HZ±J------------（=K

Ki細顯粗

5、（1）這時欹器I____、縱軸對房

后重心落在靠近軸A3的下方，圖（b）S容器處于穩(wěn)為

（2）這時重心恰好在中心縱軸上，并且在A3的下方或在軸AB上，圖（c）

或（d）；（5分）

（3）這時的重心隨著水的增加而上升，當重心升高到軸AB上方時，如

圖（e）,這時處于不穩(wěn)平衡狀態(tài)，再加上容器質量及容積部分分布不均勻，

就會傾倒，造成水的流出.水流出后重心逐漸降低，當重心低到A3軸時，又

虛而欹中而正滿而覆

Co為容器的重心J為少量水和容器的總重心C3為裝滿水時和容器的總重心

C2為較多水和容器的總重心

傾斜后，Co在A下方,奉夢私融定

為穩(wěn)定平衡、C2都在A下方,重力力矩就使其傾

為穩(wěn)定平衡覆

恢復到（c）或（d）直立的穩(wěn)定狀態(tài).（5分）

6、（1）35℃,42℃（2分）

（2）讓視線從乙圖上方垂直于乳白色涂層的方向看去，就可以觀察到經(jīng)

放大得到的較寬的水銀柱.這是因為圓柱面玻璃柱相當于凸透鏡（但不是球面

鏡而是柱面鏡），人通過它觀察能看到水銀柱生成橫向放大的虛像，并且后面

是乳白色涂層的背景，能看得清楚.（3分）

（3）這是因為體溫表內靠近玻璃泡部分有一段“狹窄細管”，當體溫表離

開人體后，水銀溫度下降，水銀剛一收縮，就從狹窄細管處斷開，從而能夠保

證上面的水銀柱不會退回玻璃泡中，便于離開人體后讀數(shù).下一次使用前，都

要用力“甩幾下”，使狹窄細管以上的水銀柱縮回泡中（3分）

（4）不會.當水銀從人體吸熱，溫度升高到與人體溫度相等時，即達到

熱平衡狀態(tài)，此后，溫度表與人體間的熱傳遞就會停止.這個過程遵守熱力學

第零定律.（3分）

（5）酒精浸潤玻璃而水銀不浸潤玻璃，當體溫計離開人體溫度下降時，

管內的水銀會從狹窄細管處斷開，如果用酒精則不會從狹窄細管處斷開.此外

水銀受熱膨脹其體積隨溫度變化的線性比較好，這樣刻度可以是均勻的.（4

分）

7、（1）D,A,E,C（4分）

（2）25Hz（3分）,7.1V（4分），5.0V（4分）

8、甲圖是③漏電保護：沒有發(fā)生漏電事故時，火線與零線中的電流方向

總是相反的，而且大小相等，電磁鐵線圈沒有磁性，當發(fā)生漏電事故時，經(jīng)過

導體直接流入地下的電流不通過零線，只通過火線，電磁鐵將產(chǎn)生磁性，從而

吸引銜鐵而斷電.（判斷正確3分，解釋正確再得3分，共6分）

乙圖是②短路保護：正常工作時，電流雖通過線圈，但不足以使銜鐵移動，

發(fā)生短路時，電流瞬時變得很大，會使電磁鐵磁性突然變大而吸引銜鐵，切斷

電源.（判斷正確3分，解釋正確再得3分，共6分）

丙圖是①過載保護：正常通電時，電流的熱效應不足以使雙金屬片克服彈

簧的拉力而向下彎曲，當電流超過額定電流時但超過不是很多時，電源不會立

即被切斷，經(jīng)過一段時間，通過雙金屬片所生熱量積累到一定程度，雙金屬片

向下彎曲，產(chǎn)生的力能克服彈簧彈力而觸動脫扣開關，切斷電源.（判斷正確

3分，解釋正確再得3