全国物理竞赛试题
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B. 全国初中物理竞赛试卷
2008年全国初中应用物理知识竞赛试题
注意事项:
1.请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。
2.用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。
3.本试卷共有七个大题,满分100分。
4.答卷时间:2008年3月30日(星期日)上午9:30~11:10。
一、选择题(共10分)以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的,把正确选项前面的字母填在题后的括号内。
1.长途汽车经过长时间行驶后,驾驶员常常会停下车,拿根铁棒敲打车轮,凭借声音可以判断轮胎内的空气是否充足。这主要是因为敲击的轮胎内空气充足时发出声音的( )
A.响度较大 B.音调较高 C.音调较低 D.响度较小
2.检查视力时,要求眼睛与视力表相距5 m。医院里常按图1所示的方式检查视力,让被检查者面对平面镜而坐,身后是视力表。已知人距平面镜2 m,那么视力表离平面镜的距离是 ( )
A.5m
B.2m
C.3m
D.4m
3.光在同种均匀介质中是沿直线传播的,小红直不明白:在光纤通信中,光信号是怎样经过漫长而又曲折的线路,从一端传到另一端的呢?后来通过“探究光纤怎样传输光信号”的活动中,她终于明白了:光信号在光纤中 ( )
A.是靠光纤壁不断地反射而向前传播
B.就像电流沿弯曲导线那样传播
C.就像水流沿弯曲水管流动那样传播
D.是靠光纤壁不断地折射而向前传播
4.某工厂要制造一种特殊用途的钢罐,要求在钢罐内表面牢牢地压接上一层0.25mm厚的铝膜。技术人员联合攻关提出了以下方案:先把铝膜紧贴到钢罐内表面,排出铝膜与钢罐之间的空气,冉向钢罐内灌满水并插入冷冻管使水结冰,铝膜就可以与钢罐接触牢了。对于使铝膜与钢罐接牢的方法,下列分析中正确的是 ( )
A.铝膜与钢罐之间的水把它们冻牢了
B.水结冰时放出的热量使铝膜焊接在钢罐表面上了
C.大气压的作崩把铝膜压接到钢罐上了
D.水结冰膨胀产生的压力把铝膜与钢罐紧紧地压牢在一起了
5.图2所示的是高压输电线路,其中高压输电线与变压器之司安装有避雷器,它的作用是防止变压器遭受雷击。关于这种避雷器,下列说法正确的是 ( )
A.避雷器在通常电压下是导体,在遇
到雷击的电压时是绝缘体
B.在任何电压下避雷器都是导体
C.在任何电压下避雷器都是绝缘体
D.避雷器在遇到雷击的电压下是导体,
在通常电压下是绝缘体
二、填空题(共18分)
1.金秋十月,小琪一家人来到郊区游玩,看到农民过去用来舂米粉的工具(如图3所示)和
磨面的工具(如图4所示)。小琪联想学过的简单机械,发现这两件工具其实就是_______都是物理知识在生活生产中的应用。
2.国庆假期,爱动脑的小明和李志乘坐火车去旅游。并计划在途中观赏车外景色的同时,做次测定火车速度的活动,事先商定了方案,明确了分工。当他们发现有另一列客车迎面开来时,记录了如下数据:对面客车从他们窗边驶过的时间约为8 s;对面客车共有17节车厢,而日与他们乘坐的车的车厢是相同的;他们所乘坐的车厢内电子显示屏上显示的时速为108 km/h。在火车停靠车站时,小明又观察到车厢外表面标有“换长2 2”的字样,并通过询问列车员得知,“换长”就是换算长度的意思,且1个换长=11 m。根据这些信息.他们估算出迎面开来的客车的行驶速度约为______________.
3.图5所示的是医院为病人输液时用的吊瓶,瓶中插入两条管子,A管是输液管、B管是空气管。在输液的过程中,如果发现病人的血液沿输液管回流,可将吊瓶适当地升高,血液就会随着药液重新流入患者的血管而不再回流。这是因为当吊瓶升高后,增大了流入患者血管药液的______ ,阻止了血液的流出。B管的作用是_______。
4.图6所示为种环保型手电筒,筒内没有电 池。使用时,只要来回摇晃手电筒,使永磁体在手电筒中的两个橡胶垫之间来回运动.灯泡就能发光。而且来回摇晃的越快,灯泡越亮。这种手电筒能发电的依据是_______原理,这个原理足英国科学家_______发现的。
5.1821年,德国物理学家塞贝克发现了一种奇怪的现象:把两根铜丝和一根铁丝与灵敏电流计串联成闭合电路,然后把铜丝和铁丝的一个连接点放在盛有冰水混合物的容器里保持低温:另一个连接点放在火焰上加热。发现灵敏电流计的指针发生丁偏转,这一现象表明这时闭台电路中产生了电流。塞贝克把这种电流叫做“热电流”.把这一电路叫“热电偶电路”。
某研究小组的同学们按如图7所示的电路,模拟塞贝克实验,探究了决定“热电流”
大小的因素.通过实验测得了电流的大小与温差关系的一组数据:
请根据以上资料数据说明:
(1)产生热电流的条件是___________
(2)根据热电流的特点,猜想并写出热电偶电路的一种应用:___________
三、简答下列各题(共22分)
1.(6分)如图8是一把厨房里常见的多功能剪刀,特别是图中标有l、2、3、4、5序号的部位都具有一定的功能,且每一项功能都与物理知识息息相关。请你写出其中的三项功能,并说明所用到的物理知识
2.据报道:2005年4月20日上午8时38分,由重庆飞往上海的CA4541航班在重庆江北机场起飞后撞上一群鸽子,飞机多处破损.左发动机停止工作,直接经济损失达295万元人民币。所幸机长沉着冷静依靠右发动机单机工作,在空中盘旋59min后成功迫降,机上所有人员安然无恙。小小的鸽子怎能把结实的飞机撞坏昵?请你应用学过的知识解释鸽子撞坏飞机的原因。
3.图9是李阳把刻度尺直立在玻璃镜面上拍得的一张照片,请根据照片上的信息,估算一下玻璃镜的厚度,并说明估算的依据。
4.为什么汽车前灯的玻璃灯罩要用有一些横竖条纹的玻璃(如图10所示)制成•
5.我国南方某些地区有用“番薯、酒曲、水”做原料酿造“地瓜酒”的习俗。首先将番薯煮熟,晾到一定的温度后,把“番薯、酒曲、水”按。定比例混合并搅拌均匀,经艘酵40天左右,其间每天搅拌一、二次;最后在“酒料”中分离山“地瓜酒”。图11是从“酒料”中提取“地瓜酒”的装置示意图。
小驯同学利用放假期间,在家协助爷爷完成了酿
造“地瓜酒”的最后一道工序
①在小锅中加入冷水;
②取适量消料放入大锅里加热;
③在大杯中得到“地瓜酒”:
④适时用冷水替换小锅中变热的水;
⑤把“渣”取出.重复以上步骤。
请你说叫酿造“地瓜酒”的这最后一道工序中用到了哪些物理知识。
四、(13分)图12是一种牲畜饮水用自动装置的示意图。
水箱底部有一出水孔,底盖A甲时顶住水箱的出
水孔.一旦饮水槽水位下降,浮球C受到的浮力
减小,底盖A打开,水就通过出水孔从水箱流入饮
水槽。设计水箱的最高水位为60 cm.水箱出水孔
横截面积是30 cm2。底盖A及竖杆B的总质量是
400 g,浮球c的质量是600 g,体积是2dm3,g取
10N/g。
(1)写出此装置应用到的物理知识(至少说出 2条);
(2)通过计算说明,这个自动装置在水箱蓄满水时是否能正常工作:
(3)若能正常工作,请分析说明影响此自动装置能否正常工作的因素:若不能正常工作,请提出使该自动装置正常工作的改进方案。
五、(13分)如图l 3是一个电热器的工作原理图,电热器内有两个阻值分别为R1=60Ω和R2=120Ω的电热丝;旋转开关内有一块绝缘圆盘,在圆盘的边缘依次有0,1,2,—— 9共10个金属触点;可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片,转动开关旋钮可以将相邻的触点连接。如旋钮上的箭头指向图中位置D时,金属滑片将2、3触点接通,同时另一端将7、8触点接通。用这个旋转开关可以实现电热器有多挡位工作的要求。请回答:
(1)这个电热器可有几个不同加热挡位?并指出每个加热档位旋转开关的箭头指向的位置:
(2)将此电热器接人家庭电路中,电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大。
六、(12分)2000年8月12日.在巴伦支海参加 军事演习的俄罗斯北方舰队“库尔斯克”号核潜艇(图14).意外沉没,所有舱室都灌满了海水,艇上118名官兵全部遇难。引起了国际社会的普遍关注。已知“库尔斯克”号核潜艇的质量m=1.4X10kg,海水密度近似取作ρ水=l.0xl03kg/m3.制造潜艇的材料的平均密度取作p M=7.0x103kg/m3.
g取10N/kg。请回答:
(1)核裂变和核聚变是大量获得核能的两种途径,核潜艇中反应堆的核能是通过哪种选径获得的?
(2)为了精确地探测到潜艇沉没的位置,在潜艇正上方海面向下发出超声波,从发出信号至接收到由潜艇反射旧来的信号经历的时间t= 146 s,如果超声波在海水中的传播速度v=1450m/s,则潜艇沉没的实际深度h约为多大?(计算结果取整数)
(3)有人提出一种打捞“库尔斯克”号的方案,就是在潜艇周围缠满可充气的负载量大的浮力袋,若每只浮力袋的质量为50 kg,充气后的体积V0=10 m3,试估算要将“库
尔斯克”号核潜艇打捞起来,至少需用多少只浮力袋?
七、(12分)频率为300MHz-300GHz的电磁波,它的波长很短,通常称之为微波。微波能沿直线传播,在遇到金属材料时能发生反射:遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料叫可以穿透;遇到含有水分的蛋白质、脂肪等介质可被吸收,并将微波的电磁能量变为内能。 人们熟悉的手机就是利用微波进行通讯的。GSM手机的工作频率般为
900 MHz~/1800 MHz波段。使用手机通话时,微波会对人体产生一种“加热效应”,微波频率越高,人对其能量吸收率就越尚,危害也就越大。下表提供了某种型号手机的技术参数。请根据这砦技术参数和微波的上述特性解决下列问题。
(1)手机的最大工作电流约是多少?在300 min的通话时间内.手机的平均功率约为多少•
(2)请列举两项减小手机微波辐射危害的措施。
(3)某网站卜蹙载了一则“手机煮鸡蛋”的消息:两名实验人员将一个生鸡蛋放置在陶瓷杯子里,在鸡蛋两侧各放置部手机,让听筒与鸡蛋的水平距离保持2 cm左右。用其中一部手机拨通另一 部手机,并保持通话状态。在实验进行到65 min时,实验人员取出鸡蛋,发现已经完全熟透。请判断这则消息的真伪,并简要说明理由。
C. 求第26届全国中学生物理竞赛复赛试题以及答案
楼主,不好意思、试题找了好久没找到
第26届全国中学生物理竞赛复赛试卷
参考解答与评分标准
一、填空(问答)题.每小题5分,共25分.按各小题的答案和评分标准评分.
1. 答案与评分标淮:
这种分布的静电场不可能存在.因为静电场是保守场,电荷沿任意闭合路径一周电场力做的功等于0,但在这种电场中,电荷可以沿某一闭合路径移动一周而电场力做功不为0.(5分)
2.答案与评分标淮:
1.5.(5分)
3.答案与评分标淮:
测电笔内阻很大,通过与之串联的人体上的电流(或加在人体上的电压)在安全范围内;(2分)
市电为交流电,而电工鞋相当于一电容器,串联在电路中仍允许交流电通过.(3分)
4.答案与评分标淮:
.(5分)
5.答案与评分标淮:
该学生未考虑竖直方向木块所受的支持力和重力的力矩.仅根据摩擦力的力矩为零便推出木块的角动量应守恒,这样推理本身就不正确.事实上,此时支持力合力的作用线在重力作用线的右侧,支持力与重力的合力矩不为0,木块的角动量不守恒,与木块作减速运动不矛盾.(5分)
二、
参考解答:
设桌面对四条腿的作用力皆为压力,分别为 、 、 、 .因轻质刚性的桌面处在平衡状态,可推得
. (1)
由于对称性,
. (2)
考察对桌面对角线BD的力矩,由力矩平衡条件可得
. (3)
根据题意, ,c=0对应于力F的作用点在O点,c=1对应于F作用点在A点.
设桌腿的劲度系数为 , 在力F的作用下,腿1的形变为 ,腿2和4的形变均为 ,腿3的形变为 .依题意,桌面上四个角在同一平面上,因此满足 , 即
. (4)
由(1)、(2)、(3)、(4)式,可得
, (5)
, (6)
当 时, . ,表示腿3无形变; ,表示腿3受到桌面的作用力为拉力,这是不可能的,故应视 .此时(2)式(3)式仍成立.由(3)式,可得
. (7)
综合以上讨论得
, . (8)
, . (9)
评分标准:本题20分.
(1)式1分,(2)式1分,(3)式2分,(4)式7分,得到由(8)式表示的结果得4分,得到由(9)式表示的结果得5分.
三、
参考解答:
1.否.原因是墙壁对于该体系而言是外界,墙壁对弹簧有作用力,在运动参考系里此力的作用点有位移,因而要对体系做功,从而会改变这一体系的机械能.
2.因地球受月球的引力作用,月球受地球的引力作用,它们相对惯性系都有加速度,故它们都不是惯性参考系.相对非惯性参考系,牛顿第二定律不成立.如果要在非惯性参考系中应用牛顿第二定律,必须引入相应的惯性力;而这两位学生又都未引入惯性力,所以他们得到的结果原则上都是错误的.
以地心为参考系来求月球的加速度.地心系是非惯性系,设地球相对惯性系的加速度的大小为 ,则由万有引力定律和牛顿第二定律有
, (1)
加速度的方向指向月球.相对地心参考系,月球受到惯性力作用,其大小
, (2)
方向指向地球,与月球受到的万有引力的方向相同.若月球相对地心系的加速度为 ,则有
. (3)
由(1)、(2)、(3)三式,得
, (4)
加速度的方向指向地球.
以月心为参考系来求地球的加速度.月心系也是非惯性系,设月球相对惯性系的加速度的大小为 ,则由万有引力定律和牛顿第二定律有
, (5)
加速度的方向指向地球.相对月心参考系,地球受到惯性力作用,惯性力的大小
, (6)
方向指向月球,与地球受到的万有引力的方向相同.若地球相对月心系的加速度为 ,则有
. (7)
由(5)、(6)、(7)三式得
, (8)
加速度的方向指向月球. (4)式与(8)式表明,地球相对月心系的加速度 与月球相对地心系的加速度 大小相等(方向相反),与运动的相对性一致.
评分标准:本题15分.
第1小问5分.
第2小问10分.指出不正确并说明理由,占2分;(1)至(8)式,每式1分.
四、
参考解答:
于火箭燃烧室出口处与喷气口各取截面 与 ,它们的面积分别为 和 ,由题意, ,以其间管道内的气体为研究对象,如图所示.设经过很短时间 ,这部分气体流至截面 与 之间, 间、 间的微小体积分别为 、 ,两处气体密度为 、 ,流速为 、 .气流达到稳恒时,内部一切物理量分布只依赖于位置,与时间无关.由此可知,尽管 间气体更换,但总的质量与能量不变.
先按绝热近似求喷气口的气体温度 .质量守恒给出
, (1)
即 气体可视为由 气体绝热移动所得.事实上,因气流稳恒, 气体流出喷口时将再现 气体状态.对质量 的气体,利用理想气体的状态方程
(2)
和绝热过程方程
, (3)
可得
. (4)
再通过能量守恒求气体的喷射速率 .由(1)式及 ,可得
, (5)
再利用(1)、(3)式,知 ,因 , ,故
. (6)
整个体系经 时间的总能量(包括宏观流动机械能与微观热运动内能)增量 为 部分与 部分的能量差.由于重力势能变化可忽略,在理想气体近似下并考虑到(6)式,有
. (7)
体系移动过程中,外界做的总功为
. (8)
根据能量守恒定律,绝热过程满足
, (9)
得
, (10)
其中利用了(2)、(4)两式.
评分标准:本题20分.
(2)式1分,(3)式2分,(4)式3分,(6)式1分,(7)式6分,(8)式4分,(9)式1分,(10)式2分.
五、
参考解答:
旋转抛物面对平行于对称轴的光线严格聚焦,此抛物凹面镜的焦距为
. (1)
由(1)式,旋转抛物面方程可表示为
. (2)
停转后液面水平静止.由液体不可压缩性,知液面上升.以下求抛物液面最低点上升的高度.
抛物液面最低点以上的水银,在半径 、高 的圆柱形中占据体积为 的部分,即附图中左图阴影部分绕轴线旋转所得的回转体;其余体积为 的部分无水银.体 在高度 处的水平截面为圆环,利用抛物面方程,得 处圆环面积
. (3)
将体 倒置,得附图中右图阴影部分绕轴线旋转所得的回转体 ,相应抛物面方程变为
, (4)
其高度 处的水平截面为圆面,面积为
. (5)
由此可知
, (6)
即停转后抛物液面最低点上升
. (7)
因抛物镜在其轴线附近的一块小面积可视为凹球面镜,抛物镜的焦点就是球面镜的焦点,故可用球面镜的公式来处理问题.两次观察所见到的眼睛的像分别经凹面镜与平面镜反射而成,而先后看到的像的大小、正倒无变化,这就要求两像对眼睛所张的视角相同.设眼长为 .凹面镜成像时,物距 即所求距离,像距v与像长 分别为
, (8)
. (9)
平面镜成像时,由于抛物液面最低点上升,物距为
, (10)
像距 与像长 分别为
, (11)
. (12)
两像视角相同要求
, (13)
即
, (14)
此处利用了(8)—(12)诸式.由(14)式可解得所求距离
. (15)
评分标准:本题20分.
(1)式1分,(7)式4分,(8)、(9)式各2分,(10) 、(11)、 (12)式各1分,(13)式6分,(15)式2分.
六、
参考解答:
1.先求两惯性系中光子速度方向的变换关系.根据光速不变原理,两系中光速的大小都是 .以 和 分别表示光子速度方向在 和 系中与 和 轴的夹角,则光速的 分量为
, (1)
. (2)
再利用相对论速度变换关系,得
. (3)
系中光源各向同性辐射,表明有一半辐射分布于 的方向角范围内, 系中,此范围对应 .由上式求得
. (4)
可以看出,光源的速度v越大,圆锥的顶角越小.
2. 系中,质点静止,在 时间内辐射光子的能量来自质点静能的减少,即
, (5)
式中 为 时间内质点减少的质量. 系中,质点以速度v匀速运动,由于辐射,其动质量减少 ,故动量与能量亦减少.转化为光子的总动量为 ,即
; (6)
转化为光子的总能量为 ,即
. (7)
系中光源静止,测得的辐射时间 为本征时,在 系中膨胀为
, (8)
由以上各式可得在S系中单位时间内辐射的全部光子的总动量与总能量分别为
, (9)
. (10)
评分标准:本题20分.
第1小问7分.(3)式4分,(4)式3分.
第2小问13分.(5)、 (6) 、(7)式各2分,(8)式3分,(9) 、(10) 式各2分.
七、
参考解答:
1.光子与反射镜碰撞过程中的动量和能量守恒定律表现为
, (1)
. (2)
其中 为碰撞后反射镜的速度.从上两式消去 ,得
. (3)
(4)
当 时, ,可得
. (5)
2.考察时刻 位于垂直于光传播方向的截面A左侧的长为光在1s时间内所传播的距离c1s、底面积为单位面积柱体内的光子,如图1所示.经过1s时间,它们全部通过所考察的截面.若单位体积中的光子数为 ,根据光强的定义,入射光的强度
(6)
若A处固定一反射镜,则柱体的底面S2处的光子在时刻t到达位于A处的反射镜便立即被反射,以光速c向左移动;当柱体的底面S1在t+1s到达A处被反射镜反射时,这柱体的底面S2已到达A左边距离A为c1s处,所有反射光的光子仍分布在长为c1s、截面积为单位面积的柱体内,所以反射光的强度与入射光的强度相等.
如果反射镜不固定,而是以恒定的速度V向右移动,则在时刻t+1s柱体的底面S1到达A处时,反射镜已移到A右边距离为V1s的N处,这时底面S2移到A左侧离A的距离为c1s处,如图2中a所示.设再经过时间 ,S1与镜面相遇,但这时镜面己来到 处,因为在 时间内,镜面又移过了一段距离 ,即在时刻 ,底面S1才到达反射镜被反射.亦即原在S1处的光子须多行进cΔt的距离才能被反射.因此
得
(7)
而这时,底面S2又向左移了一段距离 .这样反射光的光子将分布在长为 的柱体内.因反射不改变光子总数,设 为反射光单位体积中的光子数,有
故有
. (8)
根据光强度的定义,反射光的强度
. (9)
由(4)、(8)、(9)各式得
. (10)
注意到 有
. (11)
评分标准:本题20分.
第1小问9分. (1)、(2)式各2分,(4)或(5)式5分.
第2小问11分.(8)式5分,(9)式3分,(10) 或(11)式3分.
八、
参考解答:
两个相距R的惰性气体原子组成体系的能量包括以下几部分:每个原子的负电中心振动的动能,每个原子的负电中心因受各自原子核“弹性力”作用的弹性势能,一个原子的正、负电荷与另一原子的正、负电荷的静电相互作用能.以 和 分别表示两个原子的负电中心振动速度, 和 分别表示两个原子的负电中心相对各自原子核的位移,则体系的能量
, (1)
式中U为静电相互作用能
, (2)
为静电力常量.因 , , ,利用 ,可将(2)式化为
, (3)
因此体系总能量可近似表为
. (4)
注意到 和 ,可将(4)式改写为
. (5)
式中,
, (6)
, (7)
, (8)
. (9)
(5)式表明体系的能量相当于两个独立谐振子的能量和,而这两个振子的固有角频率分别为
, (10)
. (11)
在绝对零度,零点能为
, (12)
两个孤立惰性气体原子在绝对零度的能量分别表示为 和 ,有
, (13)
式中
(14)
为孤立振子的固有角频率.由此得绝对零度时,所考察的两个惰性气体原子组成的体系的能量与两个孤立惰性气体原子能量和的差为
. (15)
利用 ,可得
. (16)
,表明范德瓦尔斯相互作用为相互吸引.
评分标准:本题20分.
(1)式1分,(2)式3分,(4)式3分,(10)、(11)式各4分, (12)式2分, (16)式2分,末句说明占1分.
D. 近些年全国中学生物理竞赛预赛试题(带答案)
网络文库中有完整的试题及解答。详见:要点在:1、动量守恒。2、BC有对称性。别的就是计算比较繁琐。邮件就不发了。
E. 历届高中物理竞赛试题和答案
其实竞赛自己找最好,按省找一试和二试,最后找全国的.
不好靠,一省才30-50一等奖!!
F. 23届全国物理竞赛决赛试题及答案
2006年第23届全国中学生物理竞赛预赛试卷
总分200分 考试时间180分钟
一、(20分,每小题10分)
1、如图所示,弹簧S1的上端固定在天花板上,下端连一小球A,球A与球B之间用线相连。球B与球C之间用弹簧S2相连。A、B、C的质量分别为mA、mB、mC,弹簧与线的质量均可不计。开始时它们都处在静止状态。现将A、B间的线突然剪断,求线刚剪断时A、B、C的加速度。
2、两个相同的条形磁铁,放在平板AB上,磁铁的N、S极如图所示。开始时平板及磁铁皆处于水平位置,且静止不动。
(i)现将AB突然竖直向下平移(磁铁与平板间始终相互接触),并使之停在A′B′处,结果发现两个条形磁铁碰在一起。
(ii)如果将AB从原位置突然竖直向上平移,并使之停在A〃B〃位置处,结果发现两条形磁铁也碰在一起。
试定性地解释上述现象。
二、(20分,每1小题12分,第2小题8分)
1、老爷爷的眼睛是老花眼。
(i)一物体P放在明视距离处,老爷爷看不清楚。试在示意图1中画出此时P通过眼睛成像的光路示意图。
(ii)戴了一副300度的老花镜后,老爷爷就能看清楚放在明视距离处的物体P,试在示意图2中画出P通过老花镜和眼睛成像的光路示意图。
(iii)300度的老花镜的焦距f= m。
2、有两个凸透镜,它们的焦距分别为f1和f2,还有两个凹透镜,它们的焦距分别为f3和f4。已知,f1>f2>|f3|>|f4|。如果要从这四个透镜中选取两个透镜,组成一架最简单的单筒望远镜,要求能看到放大倍数尽可能大的正立的像,则应选焦距为 的透镜作为物镜,应选焦距为 的透镜作为目镜。
三、(20分,第1小题12分,第2小题8分)
1、如图所示,电荷量为q1的正点电荷固定在坐标原点O处,电荷量为q2的正点电荷固定在x轴上,两电荷相距l。已知q2=2q1。
(i)求在x轴上场强为零的P点的坐标。
(ii)若把一电荷量为q0的点电荷放在P点,试讨论它的稳定性(只考虑q0被限制在沿x轴运动和被限制在沿垂直于x轴方向运动这两种情况)。
2、有一静电场,其电势U随坐标x的改变而变化,变化的图线如图1所示。试在图2中画出该静电场的场强E随x变化的图线(设场强沿x轴正方向时取正值,场强沿x轴负方向时取负值)。
四、(20分)一根长为L(以厘米为单位)的粗细均匀的、可弯曲的细管,一端封闭,一端开口,处在大气中。大气的压强与H厘米高的水银柱产生的压强相等,已知管长L>H。现把细管弯成L形,如图所示。假定细管被弯曲时,管长和管的内径都不发生变化。可以把水银从管口徐徐注入细管而不让细管中的气体泄出。当细管
弯成L形时,以l表示其竖直段的长度,问l取值满足什么条件时,注入细管的水银量为最大值?给出你的论证并求出水银量的最大值(用水银柱的长度表示)。
五、(20分)一对正、负电子可形成一种寿命比较短的称为电子偶素的新粒子。电子偶素中的正电子与负电子都以速率v绕它们连线的中点做圆周运动。假定玻尔关于氢原子的理论可用于电子偶素,电子的质量m、速率v和正、负电子间的距离r的乘积也满足量子化条件,即mrv=n 式中n称为量子数,可取整数值1,2,3,…;h为普朗克常量。试求电子偶素处在各定态时的r和能量以及第一激发态与基态能量之差。
六、(25分)如图所示,两个金属轮A1、A2,可绕通过各自中心并与轮面垂直的固定的光滑金属细轴O1和O2转动,O1和O2相互平行,水平放置。每个金属轮由四根金属辐条和金属环组成,A1轮的辐条长为a1、电阻为R1,A2轮的辐条长为a2、电阻为R2,连接辐条的金属环的宽度与电阻都可以忽略。半径为a0的绝缘圆盘D与A1同轴且固连在一起。一轻细绳的一端固定在D边缘上的某点,绳在D上绕足够匝数后,悬挂一质量为m的重物P。当P下落时,通过细绳带动D和A1绕O1轴转
动。转动过程中,A1、A2保持接触,无相对滑动;两轮与各自细轴之间保持良好的电接触;两细轴通过导线与一阻值为R的电阻相连。除R和A1、A2两轮中辐条的电阻外,所有金属的电阻都不计。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与转轴平行。现将P释放,试求P匀速下落时的速度。
七、(25分)图示为一固定不动的绝缘的圆筒形容器的横截面,其半径为R,圆筒的轴线在O处。圆筒内有匀强磁场,磁场方向与圆筒的轴线平行,磁感应强度为B。筒壁的H处开有小孔,整个装置处在真空中。现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子P以某一初速度沿筒的半径方向从小孔射
入圆筒,经与筒壁碰撞后又从小孔射出圆筒。设:筒壁是光滑的,P与筒壁碰撞是弹性的,P与筒壁碰撞时其电荷量是不变的。若要使P与筒壁碰撞的次数最少,问:
1、P的速率应为多少? 2、P从进入圆筒到射出圆筒经历的时间为多少?
八、(25分)图中正方形ABCD是水平放置的固定梁的横截面,AB是水平的,截面的边长都是l。一根长为2l的柔软的轻细绳,一端固定在A点,另一端系一质量为m的小球,初始时,手持小球,将绳拉直,绕过B点使小球处于C点。现给小球一竖直向下的初速度v0,使小球与CB边无接触地向下运动,当v02分别取下列两值时,小球将打到梁上的何处?
1、 2、
设绳的伸长量可不计而且绳是非弹性的。
九、(25分)从赤道上的C点发射洲际导弹,使之精确地击中北极点N,要求发射所用的能量最少。假定地球是一质量均匀分布的半径为R的球体,R=6400km。已知质量为m的物体在地球引力作用下作椭圆运动时,其能量E与椭圆半长轴a的关系为E=-G 式中M为地球质量,G为引力常量。
1、假定地球没有自转,求最小发射速度的大小和方向(用速度方向与从地心O到发射点C的连线之间的夹角表示)。
2、若考虑地球的自转,则最小发射速度的大小为多少? 3、试导出E=-G 。
06年第23届全国中学生物理竞赛预赛参考答案及评分标准
一、 参考解答:
1、线剪断前,整个系统处于平衡状态。此时弹簧S1的弹力F1=(mA+mB+mC)g (1)
弹簧S2的弹力F2=mcg (2)
在线刚被剪断的时刻,各球尚未发生位移,弹簧的长度尚无变化,故F1、F2的大小尚未变化,但线的拉力消失。设此时A、B、C的加速度的大小分别为aA、aB、aC,
则有F1-mAg=mAaA(3) F2+mBg=mBaB(4) F2-mCg=mCaC(5)
解以上有关各式得aA= g,方向竖直向上(6);aB= g,方向竖直向下(7);aC=0(8)
2、开始时,磁铁静止不动,表明每一条磁铁受到另一条磁铁的磁力与它受到板的静摩擦力平衡。
(i)从板突然竖直向下平移到停下,板和磁铁的运动经历了两个阶段。起初,板向下加速移动,板与磁铁有脱离接触的趋势,磁铁对板的正压力减小,并跟随板一起作加速度方向向下、速度向下的运动。在这过程中,由于磁铁对板的正压力减小,最大静摩擦力亦减小。向下的加速度愈大,磁铁的正压力愈小,最大静摩擦力也愈小。当板的加速度大到某一数值时,最大静摩擦力减小到小于磁力,于是磁铁沿着平板相向运动并吸在一起。接着,磁铁和板一起作加速度方向向上、速度向下的运动,直线停在A′B′处。在这过程中,磁铁对板的正压力增大,最大静摩擦力亦增大,因两磁铁已碰在一起,磁力、接触处出现的弹力和可能存在的静摩擦力总是平衡的,两条磁铁吸在一起的状态不再改变。
(ii)从板突然竖直向下平移到停下,板和磁铁的运动也经历了两个阶段。起初,板和磁铁一起作加速度方向向上、速度向上的运动。在这过程中,正压力增大,最大静摩擦力亦增大,作用于每个磁铁的磁力与静摩擦力始终保持平衡,磁铁在水平方向不发生运动。接着,磁铁和板一起作加速度方向向下、速度向上的运动,直线停在A〃B〃处。在这过程中,磁铁对板的正压力减小,最大静摩擦力亦减小,向下的加速度愈大,磁铁的正压力愈小,最大静摩擦力也愈小。当板的加速度大到某一数值时,最大静摩擦力减小到小于磁力,于是磁铁沿着平板相向运动并吸在一起。
评分标准:(本题20分)
1、10分,(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)式各1分,aA、aB的方向各1分。
2、10分,(i)5分,(ii)5分,(必须正确说出两条形磁铁能吸引在一起的理由,才给这5分,否则不给分)。
二、参考答案
1、(i) (ii) (iii) 2、f1,f4
评分标准:(本题20分)1、12分,(i)4分,(ii)4分,(iii)4分。 2、8分。两个空格都填对,才给这8分,否则0分。
三、参考答案
1、
(i)通过对点电荷场强方向的分析,场强为零的P点只可能位于两点电荷之间。设P点的坐标为x0,则有 = (1) 已知q2=2q1 (2)
由(1)、(2)两式解得x0= (3)
(ii)先考察点电荷q0被限制在沿x轴运动的情况。q1、q2两点电荷在P点处产生的场强的大小分别为E10= E20= ,且有E10=E20,二者方向相反。点电荷q0在P点受到的合力为零,故P点是q0的平衡位置。在x轴上P点右侧x=x0+△x处,q1、q2产生的场强的大小分别为
E′1= <E10 方向沿x轴正方向 E′2= >E20 方向沿x轴负方向
由于E′2>E′1,x=x0+△x处合场强沿x轴的负方向,即指向P点。在x轴上P点左侧x=x0-△x处,q1、q2的场强的大小分别为E〃1= >E10 方向沿x轴正方向 E〃2= <E20 方向沿x轴负方向
由于E〃2<E〃1,x=x0-△x处合场强的方向沿x轴的正方向,即指向P点。
由以上的讨论可知,在x轴上,在P点的两侧,点电荷q1和q2产生的电场的合场强的方向都指向P点,带正电的点电荷在P点附近受到的电场力都指向P点,所以当q0>0时,P点是q0的稳定平衡位置。带负电的点电荷在P点附近受到的电场力都背离P点,所以当q0<0时,P点是q0的不稳定平衡位置。
再考虑q0被限制在沿垂直于x轴的方向运动的情况。沿垂直于x轴的方向,在P点两侧附近,点电荷q1和q2产生的电场的合场强沿垂直x轴分量的主向都背离P点,因而带正电的点电荷在P点附近受到沿垂直x轴的分量的电场力都背离P点。所以,当q0>0时,P点是q0的不稳定平衡位置。带负电的点电荷在P点附近受到的电场力都指向P点,所以当q0<0时,P点是q0的稳定平衡位置。
2、评分标准:(本题20分) 1、12分,(i)2分
(ii)当q0被限制在沿x轴方向运动时,正确论证q0>0,P点是q0的稳定平衡位置,占3分;正确论证q0<0,P点是q0的不稳定平衡位置,占3分。(未列公式,定性分析正确的同样给分)
当q0被限制在垂直于x轴方向运动时,正确论证q0>0,P点是q0的不稳定平衡位置,占2分;正确论证q0<0,P点是q0的稳定平衡位置,占2分。
2、8分。纵坐标的数值或图线有错的都给0分。纵坐标的数值、图线与参考解答不同,正确的同样给分。
四、参考解答:
开始时竖直细管内空气柱长度为L,压强为H(以cmHg为单位),注入少量水银后,气柱将因水银柱压力而缩短。当管中水银柱长度为x时,管内空气压强p=(H+x),根据玻意耳定律,此时空气柱长度L′= (1) 空气柱上表面与管口的距离d=L-L′= (2)
开始时x很小,由于L>H,故 >1
即水银柱上表面低于管口,可继续注入水银,直至d=x(即水银柱上表面与管口相平)时为止。何时水银柱表面与管口相平,可分下面两种情况讨论。
1、水银柱表面与管口相平时,水银柱未进入水平管,此时水银柱的长度x≤l,
由玻意耳定律有(H+x)(L-x)=HL (3) 由(3)式可得x=L-H (4)
由此可知,当l≥L-H时,注入的水银柱的长度x的最大值xmax=L-H(5)
2、水银柱表面与管口相平时,一部分水银进入水平管,此时注入水银柱的长度x>l,由玻意耳定律有(H+l)(L-x)=HL (6) x= (7) l<x= (8)
由(8)式得l<L-H或L>H+l (9) x=L-H <L-H (10)
即当l<L-H时,注入水银柱的最大长度x<xmax。
由上讨论表明,当l≥L-H时,可注入的水银量为最大,这时水银柱的长度为xmax,即(5)式。
评分标准:(本题20分) 正确论证当l≥L-H时,可注入的水银量最大,占13分。求出最大水银量占7分,若论证的办法与参考解答不同,只要正确,同样给分。
五、参考解答:
正、负电子绕它们连线的中点作半径为 的圆周运动,电子的电荷量为e,正、负电子间的库仑力是电子作圆周运动所需的向心力,即 (1)
正电子、负电子的动能分别为Ek+和Ek-,有Ek+=Ek-= mv2 (2)
正、负电子间相互作用的势能Ep=- (3) 电子偶素的总能量E=Ek++Ek-+Ep (4)
由(1)、(2)、(3)、(4)各式得E=- (5) 根据量子化条件mrv=n n=1,2,3,…… (6)
(6)式表明,r与量子数n有关。由(1)和(6)式得与量子数n对应的定态r为
rn= n=1,2,3,…… (7)
代入(5)式得与量子数n对应的定态的E值为En= n=1,2,3,…… (8)
n=1时,电子偶素的能量最小,对应于基态。基态的能量为E1=- (9)
n=2是第一激发态,与基态的能量差△E= (10)
评分标准:(本题20分)(2)式2分,(5)式4分,(7)式、(8)式各5分,(10)式4分。
六、参考解答:
P被释放后,细绳的张力对D产生机械力矩,带动D和A1作逆时针的加速转动,通过两个轮子之间无相对运动的接触,A1带动A2作顺时针的加速运动。由于两个轮子的辐条切割磁场线,所以在A1产生由周边沿辐条指向轴的电动势,在A2产生由轴沿辐条指向周边的电动势,经电阻R构成闭合电路。A1、A2中各辐条上流有沿电动势方向的电流,在磁场中辐条受到安培力。不难看出,安培力产生的电磁力矩是阻力矩,使A1、A2加速转动的势头减缓。A1、A2从起始的静止状态逐渐加速转动,电流随之逐渐增大,电磁阻力矩亦逐渐增大,直至电磁阻力矩与机械力矩相等,D、A1和A2停止作加速转动,均作匀角速转动,此时P匀速下落,设其速度为v,则A1的角速度 (1)
A1带动A2转动,A2的角速度ω2与A1的角速度ω1之间的关系为ω1a1=ω2a2 (2)
A1中每根辐条产生的感应电动势均为 (3)
轴与轮边之间的电动势就是A1中四条辐条电动势的并联,其数值见(3)式。
同理,A2中,轴与轮边之间的电动势就是A2中四条辐条电动势的并联,其数值为 (4)
A1中,每根辐条的电阻为R1,轴与轮边之间的电动势就是A1中四条辐条电动势的并联,其数值为RA1= (5) A2中,每根辐条的电阻为R2,轴与轮边之间的电动势就是A2中四条辐条电动势的并联,其数值为RA2= (6)
A1轮、A2轮和电阻R构成串联回路,其中的电流为I= (7)
以(1)至(6)式代入(7)式,得I= (8)
当P匀速下降时,对整个系统来说,重力的功率等于所有电阻的焦耳热功率之和,即
mgv=I2(R+ + ) (9) 以(8)式代入(9)式得v= (10)
评分标准:(本题25分)
(1)、(2)式各2分,(3)、(4)式各3分,(5)、(6)、(7)式各2分,(9)式6分,(10)式3分。
七、参考解答:
1、如图1所示,设筒内磁场的方向垂直纸面指向纸外,带电粒子P带正电,其速率为v。P从小孔射入圆筒中因受到磁场的作用力而偏离入射方向,若与筒壁只发生一次碰撞,是不可能从小孔射出圆筒的。但与筒壁碰撞两次,它就有可能从小孔射出。在此情形中,P在筒内的路径由三段等长、等半径的圆弧HM、MN和NH组成。现考察其中一段圆弧MN,如图2所示,由于P沿筒的半径方向入射,OM和ON均与轨道相切,两者的夹角 (1)
设圆弧的圆半径为r,则有qvB=m (2)
圆弧对轨道圆心O′所张的圆心角 (3)
由几何关系得r=Rcot (4)
解(2)、(3)、(4)式得v= (5)
2、P由小孔射入到第一次与筒壁碰撞所通过的路径为s=βr(6),经历时间为t1= (7)
P从射入小孔到射出小孔经历的时间为t=3t1 (8) 由以上有关各式得t= (9)
评分标准:(本题25分)1、17分,(1)、(2)、(3)、(4)式各3分,
(5)式5分。2、8分,(6)、(7)、(8)、(9)式各2分。
八、参考解答:
小球获得沿竖直向下的初速度v0后,由于细绳处于松弛状态,故从C点开始,小球沿竖直方向作初速度为v0、加速度为g的匀加速直线运动。当小球运动到图1中的M点时,绳刚被拉直,匀加速直线运动终止。此时绳与竖直方向的夹角为α=30º。
在这过程中,小球下落的距离s=l+2lcosα=l(1+ ) (1)
细绳刚拉直时小球的速度v1满足下式:v12=v22+2gs (2)
在细绳拉紧的瞬间,由于绳的伸长量可不计而且绳是非弹性的,故小球沿细绳方向的分速度v1cosα变为零,而与绳垂直的分速度保持不变,以后小球将从M点开始以初速度v1′=v1sinα= v1 (3)
在竖直平面内作圆周运动,圆周的半径为2l,圆心位于A点,如图1所示,由(1)、(2)、(3)式得v12= (4)
当小球沿圆周运动到图中的N点时,其速度为v,细绳与水平方向的夹角为θ,由能量关系有
(5)
用FT表示绳对小球的拉力,有FT+mgsinθ= (6)
1、
设在θ=θ1时(见图2),绳开始松弛,FT=0,小球的速度v=u1。以此代入(5)、(6)两式得
(7) mgsinθ1= (8)
由(4)、(7)、(8)式和题设v0的数值可求得θ1=45° (9) u1= (10)
即在θ1=45°时,绳开始松弛,以N1表示此时小球在圆周上的位置,此后,小球将脱离圆轨道从N1处以大小为u1,方向与水平方向成45°角的初速度作斜抛运动。
以N1点为坐标原点,建立直角坐标系N1xy,x轴水平向右,y轴竖直向上。若以小球从N1处抛出的时刻作为计时起点,小球在时刻t的坐标分别为x=u1cos45°t= u1t (11)
y= u1sin45°t- gt2= u1t- gt2 (12)
由(11)、(12)式,注意到(10)式,可得小球的轨道方程:y=x-g =x- (13)
AD面的横坐标为x=2lcos45°= l (14)
由(13)、(14)式可得小球通过AD所在竖直平面的纵坐标y=0 (15)
由此可见小球将在D点上方越过,然后打到DC边上,DC边的纵坐标为
y=-(2lsin45°-l)=-( -1)l(16)
把(16)式代入(13)式,解得小球与DC边撞击点的横坐标x=1.75l (17)
撞击点与D点的距离为△l=x-2lcos45°=0.35l (18)
2、v02=2(3 +11)gl设在θ=θ2时,绳松弛,FT=0,小球的速度v=u2。以此代替(5)、(6)式中的θ1、u1,得 (19) msinθ2= (20)
以v02=2(3 +11)gl3代入(4)式,与(19)、(20)式联立,可解得θ2=90° (21) u2= (22)
(22)式表示小球到达圆周的最高点处时,绳中张力为0,随后绳子被拉紧,球速增大,绳中的拉力不断增加,拉力和重力沿绳子的分力之和等于小球沿圆周运动所需的向心力,小球将绕以D点为圆心,l为半径的圆周打到梁上的C点。
评分标准:(本题25分)(3)式2分,(5)、(6)式各1分,(9)、(10)式各3分,得出小球不可能打在AD边上,给3分,得出小球能打在DC边上,给2分,正确求出小球打在DC边上的位置给2分。求出(21)、(22)式各占3分,得出小球能打在C点,再给2分。
如果学生直接从抛物线方程和y=-(2lsin45°-l)=-( -1)l求出x=1.75l,同样给分。不必证明不能撞击在AD边上。
九、参考答案:
1、这是一个大尺度运动,导弹发射后,在地球引力作用下将沿椭圆轨道运动。如果导弹能打到N点,则此椭圆一定位于过地心O、北极点N和赤道上的发射点C组成的平面(此平面是C点所在的子午面)内,因此导弹的发射速度(初速度v)必须也在此平面内,地心O是椭圆的一
个焦点。根据对称性,注意到椭圆上的C、N两点到焦点O的距离相等,故所考察椭圆的长辆是过O点垂直CN的直线,即图上的直线AB,椭圆的另一焦点必在AB上。已知质量为m的物体在质量为M的地球的引力作用下作椭圆运动时,物体和地球构成的系统的能量E(无穷远作为引力势能的零点)与椭圆半长轴a的关系为E=- (1)
要求发射的能量最少,即要求椭圆的半长轴a最短。根据椭圆的几何性质可知,椭圆的两焦点到椭圆上任一点的距离之和为2a,现C点到一个焦点O的距离是定值,等于地球的半径R,只要位于长轴上的另一焦点到C点的距离最小。该椭圆的半长轴就最小。显然,当另一焦点位于C到AB的垂线的垂足处时,C到该焦点的距离必最小。由几何关系可知2a=R+ R (2)
设发射时导弹的速度为v,则有E= mv2- (3)
解(1)、(2)、(3)式得v= (4) 因 =mg (5)
比较(4)、(5)两式得v= (6) 代入有关数据得 v=7.2km/s (7)
速度的方向在C点与椭圆轨道相切。根据解析几何知识,过椭圆上一点的切线的垂直线,平分两焦点到该点连线的夹角∠OCP,从图中可看出,速度方向与OC的夹角θ=90º- ×45º=67.5º (8)
2、由于地球绕通过ON的轴自转,在赤道上C点相对地心的速度为vC= (9)
式中R是地球的半径,T为地球自转的周期,T=24×3600s=86400s,故vC=0.46km/s (10)
C点速度的方向垂直于子午面(图中纸面)。位于赤道上C点的导弹发射前也有与子午面垂直的速度vC,为使导弹相对于地心速度位于子午面内,且满足(7)、(8)两式的要求,导弹相对于地面(C点)的发射速度应有一大小等于vC、方向与vC相反的分速度,以使导弹在此方向相对于地心的速度为零,导弹的速度的大小为v′= (11) 代入有关数据得v′=7.4km/s (12)
它在赤道面内的分速度与vC相反,它在子午面内的分速度满足(7)、(8)两式。
3、质量为m的质点在地球引力作用下的运动服从机械能守恒定律和开普勒定律,故对于近地点和远地点有下列关系式 = (13) = (14)
式中v1、v2分别为物体在远地点和近地点的速度,r1、r2为远地点和近地点到地心的距离。将(14)式中的v1代入(13)式,经整理得 (15)
注意到r1+r2=2a (16) 得 (17) 因E= (18)
由(16)、(17)、(18)式得E=- (19)
评分标准:(本题25分)
1、14分。(2)式6分,(3)式2分,(6)、(7)式共4分,(8)式2分。
2、6分。(11)式4分,(12)式2分。
3、5分。(13)、(14)式各1分,(19)式3分。
不好意思,看成预赛了
G. 全国初中物理竞赛初赛试题及答案
第十一届全国初中应用物理知识竞赛试题
作者:佚名 新课标试卷来源:本站原创 点击数:2010 更新时间:2004-9-30
第十一届全国初中应用物理知识竞赛试题
*注意:本卷中的插图实际大小比显示的大小要大,如看不清可适当拉大,插图为灰度图,如要打印请设图片为黑白模式,否则打印时会很模糊。
一、 选择题:以下各题所列答案中只有一个是正确的。把正确答案前面的字母填在题后的方括号内(共33分,每小题3分)
1. 宇宙飞船进入预定轨道并关闭发动机后,在太空运行,在这飞船中用天平测物体的质量,结果是( )
A.和在地球上测得的质量一样大
B. 比在地球上测得的大
C. 比在地球上测得的小
D.测不出物体的质量
2. 秋高气爽的夜里,当我仰望天空时会觉得星光闪烁不定,这主要是因为:( )
A. 星星在运动
B. 地球在绕太阳公转
C. 地球在自转
D. 大气的密度分布不稳定,星光经过大气层后,折射光的方向随大气密度的变化而变化
3. 1999年以美国为首的北约军队用飞机野蛮地对南联盟发电厂进行轰炸时,使用了一种石墨炸弹,这种炸弹爆炸后释放出大量的纤维状的石墨覆盖在发电厂的设备上,赞成电厂停电。这种炸弹的破坏方式主要是:( )
A. 炸塌厂房
B. 炸毁发电机
C. 使设备短路
D. 切断输电线
4. 小刚家中的几盏电灯突然全部熄灭了,检查保险丝发现并未烧断,用测电笔测试各处电路时,氖管都发光。他对故障作了下列四种判断,其中正确的是:( )
A. 灯泡全部都烧坏
B. 进户零线断路
C. 室内线路发生短路
D. 进户火线断路
5. 下列物体都能导热,其中导热本领最好的是:( )
A. 铁管
B. 铝管
C. 铜管
D. 热管
6. 室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味,使用时用脚踩踏板,桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图可确定:( )
A. 桶中只有一个杠杆在起作用,且为省力杠杆
B. 桶中只有一个杠杆在起作用,且为费力杠杆
C. 桶中有两个杠杆在起作用,用都是省力杠杆
D. 桶中有两个杠杆在起作用,一个是省力杠杆,一个是费力杠杆
7. 小明拿着一个直径比较大的放大镜伸直执行手臂观看远处的物体,可以看到物体的像,下面说法中正确的是:( )
A. 射入眼中的光一定是由像发出的
B. 像一定是虚像
C. 像一定是倒立的
D. 像一定是放大的
8. 生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子,用来增加进入镜筒的光强。如果小镜子的镜面可以选择,在生物课上使用时,效果最好的是:( )
A. 凹型镜面
B. 凸型镜面
C. 平面镜面
D. 乳白平面
9. 小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条线悬挂起来,使它平衡并呈水平状态,悬线系住磁体的位置应在:( )
A. 磁体的重心处
B. 磁体的某一磁极处
C. 磁体重心的北侧
D. 磁体重心的南侧
10.小红家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器,上面写着下表中的一些数据,在以下几种说法中,正确的是:( )
A. 漏电电流大于30mA,保护器会在0.1秒之内切断电源
B. 漏电持续时间超过0.1秒时保护器才能动作
C. 当漏电电流达到15mA时就能起到可靠的保护作用
D. 只有当进户电压大于220V或用电电流大于20A时,才能起保护作用
11.炎热的夏天,当你走在晒得发烫的柏油路上时,刚巧来了一辆洒水车,洒湿了路面。这时你会感到更加闷热,产生这种感觉的主要原因是:( )
A. 洒水车中的水经过曝晒,内能增加,温度很高
B. 洒水后空气的湿度增加,身上的汗较难蒸发
C. 地面上的水反射了阳光,使身体得到更多的热量
D. 水蒸发时把地面的热带到了人的身上
二、 填空:(共24分,每小题3分)
1. 李明同学放学回家,正碰上刮风下雨,他以18千米/时的速度由西向东快跑,此时他发现了奇怪的现象,雨滴成竖直下落状态,请你确定,这时刮的是______风,风速是_____米/秒
2. 后轮驱动的汽车在平直路面上向前加速行驶时,地面对后轮的摩擦力方向中是_______,对前轮的摩擦力方向是________。
3. 下图是根据广西北海市一家宾馆中所挂钟表的照片绘制的示意图,图中秒针、分针和标有24个数字的转盘都沿顺时针方向转动。根据钟表的示数,这张照片是在北京时间(按24小时制计时)______时______分______秒拍摄的。
4. 小红家上月5日自来水表的读数为344米3,本月5日自来水表各指针的位置如图所示,这时水表的示数是_______米3,所以一个月来她家用去_______米3水(读数到米3即可)。
5. 音乐厅正确音乐会,男中音在放声高歌,女高音轻声伴唱,又有多种乐器伴奏,这时男中音的________比女高音的大,而女高音的________比男中音的高。音乐会的声音我们听起来有丰富的立体感,这主要是由于人的听觉具有________效应。
6. 近视眼镜的镜片是一个________透镜,它和眼球中相当于透镜的那部分的综合作用使得这个“照相机”的“镜头”的焦距变________了。
7. 图甲所示,为农户用的一种风箱的结构示意图,其中在A、B、C、D四处分别装有单向通风阀门,使得无论向左推或向右推活塞时,风箱都能向灶中送风。若此时正向左推活塞,请在丙图中画出这时阀门的开、闭状态。作图时可参照图乙的画法。
8. 我周围有很多利用电能发光的灯。有的利用灯丝的高温而发光,如________灯;有时灯有灯丝,但是不靠灯丝发光,如_______灯;有的灯根本没有灯丝,通电后也能发光,如________灯。
三、 简答下列各题(共17分)
1.(4分)物理学常常把实际的研究对象或实际的过程抽象成“物理模型”。如用铡刀铡草时,可以把铡刀看做是一个能够绕轴转动的硬杆,而不必考虑刀的形状、刀的材质,在物理学中把它称为“杠杆”,这时“杠杆”就是铡刀的“物理模型”。
汛期,江河中的水有时会透过大坝下的底层从坝外的地面冒出来,形成“管涌”,初中物理讲过的什么装置可以作为“管涌”的物理模型?自行车的车把可以控制车的方向,它的“物理模型”又是什么?
2.(3分)小峰想利用电冰箱降低室温:他先将电冰箱的门打开,然后接通电源。他这样做,可以达到降低室温的目的吗?为什么?
3.(4分)节日里氢气球飘向高空,越来越小,逐渐看不见了。设想,气球最后可能会怎样。根据你所学的物理知识作出预言,并说明理由。
4.(6分)要学好物理就要多动手实验。请你列举出用大塑料可乐瓶制成的三种物理实验器具,并简述制作过程及用它所演示的物理现象。
四、(10分)小英设计了一个实验,验证水的内部压强和水深的关系,所用的装置如图所示,增加细管内的砂粒可以改变细管沉入水中的深度。
1. 指出所作的测量工具,并用字母表示需要测量的物理量。
2. 逐条写出实验步骤。
3. 根据测量量导出在不同深度处计算压强的公式。
4. 说明怎样通过实验结果判断水的内部压强是否与水深成正比。
五、(8分)水在热电厂的锅炉中变为水蒸汽,通过涡轮机带动发电机发电,用过的水蒸汽在液化器中凝结成水,再到锅炉,循环使用。液化器中的冷却水则流到冷却塔中降温,如图。水的比热为4.2×103焦/(千克·℃),求:
1. 夏天,来自冷却塔的水温为16,而回到冷却塔的水温为30。若冷却塔和液化器间水的流量为15米3/秒,试求水蒸汽的能量转化为电能的效率。
2. 如果发电机的发电功率是56万千瓦,发电机把机械能转化为电能的效率为80%,不计水蒸汽通过涡轮机过程中由于热传递赞成的能量损失及涡轮机的摩擦,试求水蒸汽的能量转化为电能的效率。
六、(8分)山区某工地方程式时,照明电路需用导线从离工地250米处的电源引来,工地上要用一只“220V 100W”和一只“220V 200W”的灯泡来照明,所用导线的电阻为每米0.018欧,如果电源两端的电压为220伏,且保持不变,试求照明时导线上所消耗的功率和每只灯泡实际所消耗的功率。(计算时不考虑灯丝电阻的变化,数值只取整数,小数可四舍五入)
参考答案
一、1.D 2.D 3.C 4.B 5.D 6.D 7.C 8.A 9.C 10.A 11.B
二、1.西 5 2.水平向前 水平向后 3.20 24 57 4.356 12 5.响度(或音量,声音) 音调(或频率) 双耳 6.凹 长 7.A、B、C、D处开合状态如图 8.白炽 日光 霓虹
答案填空第7题图
三、1
H. 第十四届全国物理竞赛预赛试题及答案
你说的是初中 的还是高中的 还是两个都要
我现在电脑上有初中1992-2006的全部试题和答案(第14届包括在内)
高中的有20 21 22 23 届的
如果你要高中第十四届全国物理竞赛预赛试题及答案 (包括详细讲解)
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