第01届全国中学生物理竞赛预赛试题
01届全国中学生物理竞赛预赛试题及参考答案
第一届全国中学生物理竞赛预赛试题姓名 成果1．火车以速率V 1向前行驶。
司机突然发觉，在前方同一轨道上距车为S 处有另一辆火车，它正沿一样的方向以较小的速率V 2作匀速运动。
于是他马上使车作匀减速运动，加速度的大小为a 。
要使两车不致相撞，则a 应满意关系式 。
2．如图1-1所示，物体Q 与一质量可以忽视的弹簧相连结，静止在光滑程度面上，物体P 以某一速度v 与弹簧和物体Q 发生正碰。
已知碰幢是完全弹性的，而且两物体的质量相等，碰幢过程中，在下列哪种状况下弹簧刚好处于最大压缩状态？ A ．当P 的速度恰好等于零时， B ．当P 与Q 的速度相等时， C ．当Q 恰好开场运动时， D ．当Q 的速度等于v 时，E ．当P 刚好把它的动能全部传递给弹簧时。
3．在图1-2中，A 、B 是两个带柄（a 和b ）的完全一样的长方形物体，C 是另一长方体，其厚度可以忽视，质量为m ，A 、B 与斜面间以及与C 之间皆有摩擦，C 与A 或B 间的静摩擦系数均为μ0，设它们原来都处于静止状态。
（1）若一手握住a ，使A 不动，另一手握住b ，渐渐用力将B 沿倾角为θ的斜面对上拉。
当力增大到能使B 刚刚开场向上挪动时，C 动不动？若动，如何动？ （2）此时A 与C 之间的摩擦力为多大？（3）若握住b 使B 不动，握住a 渐渐用力将A 沿倾角为θ的斜面对下拉。
当A 开场挪动时，C 动不动？若动，如何动？4．在图1-3中，A 是一质量为M 的木块，B 是一质量为m 的小铁块，共同浮在水面上。
若将铁块取下，干脆放在水内，最终杯中水面的高度 。
PQ图1-1图1-2图1-3 AB5．如图1-4所示，质量可以忽视的弹簧上端固定，下端悬挂一质量为m 的物体，物体沿竖直方向做振幅较小的简谐振动。
取平衡位置O 处为原点，位移x 向下为正，则在图1-5的A 、B 、C 、D 和E 五个图中（1）图 是描绘物体的速度随x 的改变关系。
第届全国中学生物理竞赛预赛试题含答案
第25届全国中学生物理竞赛预赛卷一、选择题。
本题共 6小题，每小题6分。
在每小题给出的 4个选项中，有的小题只有一项是正确 的，有的小题有多项是正确的。
把正确选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内。
全部选对 的得6分，选对但不全的得 3分，有选错或不答的得 0分。
1. 如图所示，两块固连在一起的物块 a 和b ，质量分别为 m a 和m b ，放 在水平的光滑桌面上。
现同时施给它们方向如图所示的推力 F a 和拉力 F b ,已知F a >F b ,贝y a 对b 的作用力 A.必为推力 B.必为拉力 C.可能为推力，也可能为拉力D.可能为零2. 用光照射处在基态的氢原子，有可能使氢原子电离。
下列说法中正确的是 A. 只要光的光强足够大，就一定可以使氢原子电离 B. 只要光的频率足够高，就一定可以使氢原子电离 C. 只要光子的能量足够大，就一定可以使氢原子电离 D. 只要光照的时间足够长，就一定可以使氢原子电离3•如图所示，一 U 形光滑导轨串有一电阻 R ,放置在匀强的外磁 导轨平面与磁场方向垂直。
一电阻可忽略不计但有一定质量的金 ab 跨接在导轨上，可沿导轨方向平移。
现从静止开始对 ab 杆施 的恒力F ，若忽略杆和 U 形导轨的自感，则在杆运动过程中，下 说法是正确的A. 外磁场对载流杆ab 的作用力对ab 杆做功，但外磁场的能量是不变的B. 外力F 的功总是等于电阻 R 上消耗的功C. 外磁场对载流杆ab 作用力的功率与电阻 R 上消耗的功率两者的大小是相等的D. 电阻R 上消耗的功率存在最大值4. 如图所示，放置在升降机地板上的盛有水的容器中，插有两根相对容器的位置是固定的玻璃管 和b ，管的上端都是封闭的，下端都是开口的。
管内被水各封有一定质量 体。
平衡时，a 管内的水面比管外低，b 管内的水面比管外高。
现令升降 止开始加速下降，已知在此过程中管内气体仍被封闭在管内， 且经历的过 为绝热过程，则在此过程中A. a 中气体内能将增加，b 中气体内能将减少B. a 中气体内能将减少， b 中气体内能将增加C. a 、b 中气体内能都将增加D. a 、b 中气体内能都将减少5. 图示为由粗细均匀的细玻璃管弯曲成的 双U 形管” a 、b 、c 、d 为其四段竖直的部分，其中a 、 d 上端是开口的，处在大气中。
01~05年高中物理竞赛预赛力学部分含答案
一.（01年预赛）（15分）（初级）如图预18－l 所示，杆OA 长为R ，可绕过O 点的水平轴在竖直平面内转动，其端点A 系着一跨过定滑轮B 、C 的不可伸长的轻绳，绳的另一端系一物块M ，滑轮的半径可忽略，B 在O 的正上方，OB 之间的距离为H 。
某一时刻，当绳的BA 段及OB 之间的夹角为α时，杆的角速度为ω，求此时物块M 的速率M v 。
二.（02年预赛）（15分）（初级）今年3月我国北方地区遭遇了近10年来最严重的沙尘暴天气．现把沙尘上扬后的情况简化为如下情景：v 为竖直向上的风速，沙尘颗粒被扬起后悬浮在空中（不动）．这时风对沙尘的作用力相当于空气不动而沙尘以速度v 竖直向下运动时所受的阻力．此阻力可用下式表达2f Av αρ=其中α为一系数，A 为沙尘颗粒的截面积，ρ为空气密度．（1）若沙粒的密度 33S 2.810kg m ρ=⨯⋅－，沙尘颗粒为球形，半径42.510m r =⨯－，地球表面处空气密度30 1.25kg m ρ=⋅－，0.45α=，试估算在地面附近，上述v 的最小值． （2）假定空气密度ρ随高度h 的变化关系为0(1)Ch ρρ=-，其中0ρ为0h =处的空气密度，C 为一常量，411.1810m C -=⨯－，试估算当19.0m s v =⋅－时扬沙的最大高度．（不考虑重力加速度随高度的变化）三.（04年预赛）（15分）（初级）质量分别为m 1和m 2的两个小物块用轻绳连结，绳跨过位于倾角α ＝30︒的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮及转轴之间的磨擦不计，斜面固定在水平桌面上，如图所示。
第一次，m 1悬空，m 2放在斜面上，用t 表示m 2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间。
第二次，将m 1和m 2位置互换，使m 2悬空，m 1放在斜面上，发现m 1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为t/3。
求m l 及m 2之比。
1v四.（04年预赛）（15分）（初级）如图所示，B 是质量为m B 、半径为R 的光滑半球形碗，放在光滑的水平桌面上。
历届全国中学生物理竞赛预赛试题（含答案）
目录第二十届全国中学生物理竞赛预赛试卷2003年9月 (1)第二十届全国中学生物理竞赛预赛题参考答案、评分标准 (6)第21届全国中学生物理竞赛复赛题试卷 (14)第22届全国中学生物理竞赛复赛题 (25)第24届全国中学生物理竞赛复赛试卷 (45)第24届全国中学生物理竞赛复赛试题参考解答 (70)第24届全国中学生物理竞赛预赛试卷2007.9.2 (90)第25届全国中学生物理竞赛预赛题试卷 (104)第26届全国中学生物理竞赛复赛试卷 (113)第27 届全国中学生物理竞赛复赛试卷 (123)第二十届全国中学生物理竞赛预赛试卷2003年9月一、（20分）两个薄透镜L1和L2共轴放置，如图所示．已知L1的焦距f1=f , L2的焦距f2=—f，两透镜间距离也是f．小物体位于物面P上，物距u1＝3f．（1）小物体经这两个透镜所成的像在L2的__________边，到L2的距离为_________，是__________倍（虚或实）、____________像（正或倒），放大率为_________________。
（2）现在把两透镜位置调换，若还要给定的原物体在原像处成像，两透镜作为整体应沿光轴向____________边移动距离_______________．这个新的像是____________像（虚或实）、______________像（正或倒）放大率为________________。
二、(20分)一个氢放电管发光，在其光谱中测得一条谱线的波长为4.86×10-7m．试计算这是氢原子中电子从哪一个能级向哪一个能级（用量子数n表示）跃迁时发出的？已知氢原子基态（n＝1）的能量为E l=一13.6eV＝－2.18×10-18J，普朗克常量为h=6.63×10－34J·s。
三、(20分)在野外施工中，需要使质量m＝4.20 kg的铝合金构件升温。
除了保温瓶中尚存有温度t ＝90.0℃的1.200 kg的热水外，无其他热源．试提出一个操作方案，能利用这些热水使构件从温度t0=10℃升温到66.0℃以上（含66.0℃），并通过计算验证你的方案．已知铝合金的比热容c＝0.880×l03J·(Kg·℃)-1，水的比热容c0 =4.20×103J·(Kg·℃)-1，不计向周围环境散失的热量。
第01届全国中学生物理竞赛试题
第一届全国中学生物理竞赛预赛试题姓名 成绩1．火车以速率V 1向前行驶。
司机忽然发现，在前方同一轨道上距车为S 处有另一辆火车，它正沿相同的方向以较小的速率V 2作匀速运动。
于是他立即使车作匀减速运动，加速度的大小为a 。
要使两车不致相撞，则a 应满足关系式 。
2．如图1-1所示，物体Q 与一质量可以忽略的弹簧相连结，静止在光滑水平面上，物体P 以某一速度v 与弹簧和物体Q 发生正碰。
已知碰幢是完全弹性的，而且两物体的质量相等，碰幢过程中，在下列哪种情况下弹簧刚好处于最大压缩状态？ A ．当P 的速度恰好等于零时， B ．当P 与Q 的速度相等时， C ．当Q 恰好开始运动时， D ．当Q 的速度等于v 时，E ．当P 刚好把它的动能全部传递给弹簧时。
3．在图1-2中，A 、B 是两个带柄（a 和b ）的完全相同的长方形物体，C 是另一长方体，其厚度可以忽略，质量为m ，A 、B 与斜面间以及与C 之间皆有摩擦，C 与A 或B 间的静摩擦系数均为μ0，设它们原来都处于静止状态。
（1）若一手握住a ，使A 不动，另一手握住b ，逐渐用力将B 沿倾角为θ的斜面向上拉。
当力增大到能使B 刚刚开始向上移动时，C 动不动？若动，如何动？ （2）此时A 与C 之间的摩擦力为多大？（3）若握住b 使B 不动，握住a 逐渐用力将A 沿倾角为θ的斜面向下拉。
当A 开始移动时，C 动不动？若动，如何动？4．在图1-3中，A 是一质量为M 的木块，B 是一质量为m 的小铁块，共同浮在水面上。
若将铁块取下，直接放在水内，最后杯中水面的高度 。
PQ图1-1图1-2图1-3AB5．如图1-4所示，质量可以忽略的弹簧上端固定，下端悬挂一质量为m 的物体，物体沿竖直方向做振幅较小的简谐振动。
取平衡位置O 处为原点，位移x 向下为正，则在图1-5的A 、B 、C 、D 和E 五个图中（1）图 是描述物体的速度随x 的变化关系。
第届全国中学生物理竞赛物理竞赛预赛第一试试题
第十一届全国中学生物理竞赛预赛第一试试卷(1994年)全卷共十一题，总分为140 分一、（10 分）氢原子光谱中，赖曼系（由各激发态跃进到基态所发射的各光谱线组成的谱线系）、巴耳末系及帕邢系各系的最短波长的谱线所对应的光子能量是多少？（氢原子的电离能是13.6 电子伏特）答：赖曼系最短波长的谱线所对应的光子能量是_________ 电子伏特巴耳末系最短波长的谱线所对应的光子能量是__________ 电子伏特帕邢系最短波长的谱线所对应的光子能量是__________ 电子伏特二、（10 分）一光电管阴极对于波长λ=4.91*10-7米的入射光，发射光电子的遏止电压为0.71 伏特，当入射光的波长为多少时，其遏止电压变为1.43 伏特？（电子电量e=1.6*10-19库仑，普朗克常数h=6.63*10-34焦耳·秒）三、（10 分）太阳中能量来源的一种途径是 4 个质子和 2 个电子结合成一个α粒子，并释放能量，若质子质量m p=1.007277 原子质量单位，电子质量m e=0.000549 原子质量单位，α粒子的质量mα=4.00150原子质量单位，则上述核反应所释放的能量为多少电子伏特？（已知1原子质量单位=1.66*10-27千克）四、（10分）顶杆AB可在竖直滑槽K内滑动，其下端由凹轮M 推动，凸轮绕O轴以匀角速ω转动，见图。
在图示的瞬时，OA=r，凸轮轮缘与A接触法线n与OA之间的夹角为α，试求此瞬时顶杆AB 的速度五、（12分）要在一张照片上同时拍摄物体正面和几个不同侧面的像，可以在物体的后面放两个直立的大平面镜AO和BO，使物体和它对两个平面镜所成的像都摄入照相机，如图11—2。
图中带箭头的圆圈P代表一个人的头部，白色半圆代表人的脸部，此人正面对着照相机的镜头；有斜线的半圆代表脑后的头发；箭头表示头顶上的帽子图11-3为俯视图。
若两平面镜的夹角<AOB=72。
，设人头的中心恰好位于角平分线OC上，且照相机到人的距离远大于人到平面镜的距离。
第届全国中学生物理奥林匹克竞赛预赛试卷及答案试卷纯
第 3 1 届 全 国 中 学 生 物 理 竞 赛 预 赛 试 卷本卷共 16 题，满分 200 分，．一、选择题．本题共 5 小题，每小题 6 分．在每小题给出的 4 个项中，有的小题 只有一项符合题意，有的小题有多项符合题意．把符合题意的选项前面的英文字母 写在每小题后面的方括号内．全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或 不答的得 0 分．1．（6 分）一线膨胀系数为α的正立方体物块，当膨胀量较小时，其体膨胀系数等2．（6 分）按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤，称为密度秤，其外形和普通的杆秤差不多，装秤钩的地方吊着一体积为1cm3 较重的合金块，杆上有表示液体密度数值的刻度，当 砣放在 Q 点处时秤杆恰好平衡，如图所示．当合金块 全浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣的悬挂点， 至秤杆恰好重新平衡，便可直接在杆秤上读出液体的密度，下列说法中错误的是A ．密度秤的零点刻度在 Q 点B ．秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边C ．密度秤的刻度都在 Q 点的右侧D ．密度秤的刻度都在 Q 点的左侧 3．（6 分）一列简谐横波在均匀的介质中沿 x 轴正向传播，两质点 P 1和 p 2的平衡位 置在 x 轴上，它们相距 60cm ，当 P 1质点在平衡位置处向上运动时， P 2质点处在波谷 位置，若波的传播速度为 24m/s ，则该波的频率可能为A ．50HzA ． α B． 1/3 C 3 α3α 的 秤 完 直B．60HzC．400HzD.410Hz4．（6 分）电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动方式．电磁驱动的原理如图所示，当直流电流突然加到一固定线圈上，可以将置于线圈上的环弹射出去．现在同一个固定线圈上，先后置有分别用铜、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三种环 , 当电流突然接通时，它们所受到的推力分别为 F1、F2 和 F3。
若环的重力可忽略，下列说法正确的是A.F1>F2>F3B.F2>F3>F1C.F3>F2>F1D.F1=F2=F3 5．（6 分）质量为 m A的 A球，以某一速度沿光滑水平面向静止的 B球运动，并与 B 球发生弹性正碰，假设 B球的质量 m B 可选取为不同的值，则A．当 m B=m A时，碰后 B 球的速度最大B．当 m B=m A时，碰后 B 球的动能最大C．在保持 m B>m A的条件下， m B越小，碰后 B 球的速度越大D．在保持 m B<m A的条件下， m B越大，碰后 B 球的动量越大二、填空题．把答案填在题中的横线上．只要给出结果，不需写出求得结果的过程．6．（ 10 分）用国家标准一级螺旋测微器（直标度尺最小分度为 0.5mm，丝杆螺距为 0.5mm,套管上分为 50 格刻度）测量小球直径．测微器的初读数如图（a）历示，其值为____________ m m，测量时如图（b）所示，其值为________________________________ m m，测得小球直径d= __________________ mm.7．（10 分）为了缓解城市交通拥堵问题，杭州交通门在禁止行人步行的十字路口增设“直行待行区”（行可从天桥或地下过道过马路），如图所示，当其他车道的车辆右拐时，直行道上的车辆可以提前进入“直行待行区”；当直行绿灯亮起时，可从“直行待行区”直行通过十字路口．假设某十字路口限速 50km/h，“直行待行区”的长度为 12m，从提示进入“直行待行区” 到直行绿灯亮起的时间为4s. 如果某汽车司机看到上述提示时立即从停车线由静止开始匀加速直线运动，运动到“直行待行区”的前端虚线处正好直行绿灯亮起，汽车总质量为 1.5t ，汽车运动中受到的阻力恒为车重的 0.1 倍，则该汽车的行驶加速度为__________________ ；在这 4s 内汽车发动机所做的功为___________________________ 。
全国高中物理竞赛预赛试卷及答案
全国中学生物理竞赛预赛试题本卷共九题，满分200分一、（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m A、m B、m C，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。
''''位置，结果发现两条形磁铁也碰在一（ⅱ）如果将AB 从原位置突然竖直向上平移，并使之停在A B起。
试定性地解释上述现象。
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）带了一副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。
图12. 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。
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）。
全国高中物理竞赛初赛试题及标准答案
A．若P点无限靠近球表面，因为球表面带电，根据库仑定律可推知，P点的场强趋于无穷大．
B．因为在球内场强处处为0，若P点无限靠近球表面，则P点的场强趋于0
C．若Q不变，P点的位置也不变，而令R变小，则P点的场强不变．
16．（20分）一质量为m＝3000kg的人造卫星在离地面的高度为H＝180 km的高空绕地球作圆周运动，那里的重力加速度g＝9．3m·s－2．由于受到空气阻力的作用，在一年时间内，人造卫星的高度要下降△H＝0．50km．已知物体在密度为ρ的流体中以速度v运动时受到的阻力F可表示为F＝ ρACv2，式中A是物体的最大横截面积，C是拖曳系数，与物体的形状有关．当卫星在高空中运行时，可以认为卫星的拖曳系数C＝l，取卫星的最大横截面积A＝6．0m2．已知地球的半径为R0＝6400km．试由以上数据估算卫星所在处的大气密度．
14．（20分）由双原子分子构成的气体，当温度升高时，一部分双原子分子会分解成两个单原子分子，温度越高，被分解的双原子分子的比例越大，于是整个气体可视为由单原子分子构成的气体与由双原子分子构成的气体的混合气体．这种混合气体的每一种成分气体都可视作理想气体．在体积V＝0．045m3的坚固的容器中，盛有一定质量的碘蒸气，现于不同温度下测得容器中蒸气的压强如下：
D．小物块在通过O点后向右运动直到最远处的过程中，速度的大小总是减小；小物块在由右边最远处回到O点的过程中，速度的大小总是增大．
5．如图所示，一内壁光滑的圆锥面，轴线OO’是竖直的，顶点O在下方，锥角为2α，若有两个相同的小珠（均视为质点）在圆锥的内壁上沿不同的圆轨道运动，则有：
高中物理预赛试卷及参考答案
全国中学生物理竞赛预赛试卷本卷共16题，满分200分．一、选择题．本题共5小题，每小题6分．在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一项符合题意，有的小题有多项符合题意．把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后页的括号内．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分． 1．如图，球心在坐标原点O 的球面上有三个彼此绝缘的金属环，它们分别与x y -平面、y z -平面、z x -平面与球面的交线（大圆）重合，各自通有大小相等的电流，电流的流向如图中箭头所示．坐标原点处的磁场方向与x 轴、y 轴、z 轴的夹角分别是 [ ]A．arcsin-，arcsin -，arcsin - B．，arcsin -，arcsin -C．，，arcsin -D．，，arcsin2．从楼顶边缘以大小为0v 的初速度竖直上抛一小球；经过0t 时间后在楼顶边缘从静止开始释放另一小球．若要求两小球同时落地，忽略空气阻力，则0v 的取值范围和抛出点的高度应为 [ ]A ．00012gt v gt ≤<，22000001122v gt h gt v gt ⎛⎫ ⎪-= ⎪ ⎪-⎝⎭B ．00v gt ≠，20020001122v gth gt v gt ⎛⎫- ⎪= ⎪- ⎪⎝⎭ C ．00012gt v gt ≤<，20020001122v gt h gt v gt ⎛⎫- ⎪= ⎪- ⎪⎝⎭D ．0012v gt ≠，22000001122v gt h gt v gt ⎛⎫ ⎪-= ⎪ ⎪-⎝⎭3．如图，四个半径相同的小球（构成一个体系）置于水平桌面的一条直线上，其中一个是钕永磁球（标有北极N 和南极S ），其余三个是钢球；钕球与右边两个钢球相互接触．让另一钢球在钕球左边一定距离处从静止释放，逐渐加速，直至与钕球碰撞，此时最右边的钢球立即以很大的速度被弹开．对于整个过程的始末，下列说法正确的是 []A ．体系动能增加，体系磁能减少B ．体系动能减少，体系磁能增加C ．体系动能减少，体系磁能减少D ．体系动能增加，体系磁能增加4．如图，一带正电荷Q 的绝缘小球（可视为点电荷）固定在光滑绝缘平板上，另一绝缘小球（可视为点电荷）所带电荷用（其值可任意选择）表示，可在平板上移动，并连在轻弹簧的一端，轻弹簧的另一端连在固定挡板上；两小球的球心在弹簧的轴线上．不考虑可移动小球与固定小球相互接触的情形，且弹簧的形变处于弹性限度内．关于可移动小球的平衡位置，下列说法正确的是 [ ] A ．若0q >，总有一个平衡的位置B ．若0q >，没有平衡位置C ．若0q <，可能有一个或两个平衡位置D ．若0q <，没有平衡位置5．如图，小物块a 、b 和c 静置于光滑水平地面上．现让a 以速度V 向右运动，与b 发生弹性正碰，然后b 与c 也发生弹性正碰．若b 和c 的质量可任意选择，碰后c 的最大速度接近于 [ ]A ．2VB ．3VC ．4VD ．5V二、填空题．把答案填在题中的横线上．只要给出结果，不需写出求得结果的过程． 6．（10分）2016年2月11日美国国家科学基金会宣布：美国的“激光干涉引力波天文台”()LIGO 的两台孪生引力波探测器首次直接探测到了引力波．该引力波是由13亿光年之外的两颗黑洞在合并的最后阶段产生的．初始质量分别为29倍太阳质量和36倍太阳质量的两颗黑洞，合并成了一颗62倍太阳质量、高速旋转的黑洞；亏损的质量以引力波的形式释放到宇宙空间．这亏损的质量为______kg ，相当于______J 的能量．已知太阳质量约为302.010kg ⨯，光在真空中的速度为83.010m ⨯．7．（10分）在一水平直线上相距18m 的A 、B 两点放置两个波源．这两个波源振动的方向平行、振幅相等、频率都是30Hz ，且有相位差π．它们沿同一条直线在其两边的媒质中各激起简谱横波．波在媒质中的传播速度为360m/s ．这两列波在A 、B 两点所在直线上因干涉而振幅等于原来各自振幅的点有______个，它们到A 点的距离依次为_____________________m ．8．（10分）如图，以a 、b 为端点的线圈1的自感为1L ，以c 、d 为端点的线圈2的自感为2L ，互感为M （线圈1中的电流的变化在线圈2中产生的感应电动势与线圈中电流随时间的变化率成正比，比例系数称为互感21M ；且1221M M M ==）．若将两线圈1和2首尾相连（顺接）而串联起来，如图（a ）所示，则总自感为______；若将两线圈1和2尾尾相接（反接）而串联起来，如图（b ）所示，则总自感为______．9．（10分）如图，一小角度单摆的轻质摆杆的长度AB L =，地球半径OC R =，单摆的悬点到地面的距离AC L =．已知地球质量为M ，引力常量为G ．当L R 时，单摆做简谐运动的周期为______；当L R 时，单摆做简谐运动的周期为______．悬点相对于地球不动，不考虑地球自转．10．（10分）μ-子与电子的性质相似，其电量与电子相同，而质量μm 约为电子的206.8倍．用μ-子代替氢原子中的电子就形成μ-子－氢原子，μ-子－氢原子的线状光谱与氢原子具有相似的规律．μ-子－氢原子基态的电离能为______eV ，μ-子－氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态发出的光子的波长为______A ．已知质子质量p m 是电子的1836倍，氢原子基态的电离能为13.605eV ；光在真容中的速度为82.99810m/s ⨯，普朗克常量为154.13610eV s -⨯⋅．（按玻尔理论计算时，在μ-子－氢原子中若仍将质子视为不动，则μ-子相当于质量为μpμpm m m m +的带电粒子．）三、计算题．计算题的解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分．有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位． 11．（20分）一足球运动员1自A 点向球门的B 点踢出球，已知A 、B 之间的距离为s ，球自A 向B 的运动可视为水平地面上的匀速直线运动，速率为u ．另一足球运动员2到AB 连线的距离为l ，到A 、B 两点的距离相等．运动员1踢出球后，运动员2以匀速v 沿直线去拦截该球．设运动员2开始出发去拦截球的时刻与球被运动员1踢出的时刻相同．（1）如果运动员2能拦截到球，求运动员2开始出发去拦截球直至拦截到球的时间间隔、球被拦截时球到A 点的距离、球到运动员2出发点的距离和运动员2运动的方向与A 、B 连线的夹角；（2）求为了使运动员2能拦截到球，u 、v 、s 和l 应当满足的条件． 12．（20分）一固体星球可近似看作半径为R （足够大）的球形均匀的固体，构成星球的物质的密度为ρ，引力常量为G ．（1）考虑星球表面山体的高度．如果山高超出某一限度，山基便发生流动（可认为是山基部分物质熔化的结果，相当于超出山的最高限的那块固体物质从山顶移走了），从而使山的高度减低．山在这种情况下其高度的小幅减低可视为一小块质量的物质从山顶移至山底．假设该小块的物质重力势能的减小与其全部熔化所需要的能量相当，山体由同一种物质构成该物质的熔化热为，不考虑温度升到熔点所需要能量，也不考虑压强对固体熔化热的影响．试估计由同一种物质构成的山体高度的上限．（2）若由同一种物质构成的山高的上限不大于/10R ，试估计在此条件下由同一种物质构成的星球半径的下限． （3）月亮是一个固体星球，其密度和半径分别为333.3410kg/m ⨯和61.710m ⨯．假设月亮全由2SiO 构成，2SiO 的熔化热为52.410J/kg ⨯．已知11226.6710N m /kg G -=⨯⋅．估计月球上的山体高度与月球半径比值的上限．13．（20分）真空中平行板电容器两极板的面积均为S ，相距d ，上、下极板所带电量分别为Q 和()0Q Q ->．现将一厚度为t 、面积为/2S （宽度和原来的极板相同，长度是原来极板的一半）的金属片在上极板的正下方平行插入电容器，将电容器分成如图所示的1、2、3三部分．不考虑边缘效应．静电力常量为k ．试求（1）插入金属片以后电容器的总电容；（2）金属片上表面所带电量；（3）1、2、3三部分的电场强度； （4）插入金属片过程中外力所做的功． 14．（20分）如图，两个相同的正方形刚性细金属框ABCD 和A B C D ''''的质量均为m ，边长均为a ，每边电阻均为R ；两框部分地交叠在同一平面内，两框交叠部分长为l ，电接触良好．将整个系统置于恒定的匀强磁场中，磁感应强度大小为0B ，方向垂直于框面（纸面）向纸面内．现将磁场突然撤去，求流过框边重叠部分A D '的横截面的总电荷量．不计摩擦、重力和框的电感．15．（20分）牛顿曾观察到一束细日光射到有灰尘的反射镜上面会产生干涉条纹．为了分析这一现象背后的物理，考虑如图所示的简单实验．一平板玻璃的折射率为n ，厚度为t ，下表面涂有水银反射层，上表面撒有滑石粉（灰尘粒子）．观察者O 和单色点光源L （光线的波长为λ）的连线垂直于镜面（垂足为N ），LN a =，ON b =．反射镜面上的某灰尘粒子P 与直线ON 的距离为()r b a r t >>．观察者可以观察到明暗相间的环形条纹．（1）求第m 个亮环到N 点的距离；（2）若 1.63n =，0.0495a m =，0.245b m =，51.110t m -=⨯，680nm λ=，求最小亮环()1m =的半径．已知：sin x x ≈12x≈+，当1x ．16．（20分）充有水的连通软管常常用来检验建筑物的水平度．但软管中气泡会使得该软管两边管口水面不在同一水平面上．为了说明这一现象的物理原因，考虑如图所示的连通水管（由三管内径相同的U 形管密接而成），其中封有一段空气（可视为理想气体），与空气接触的四段水管均在竖直方向；且两个有水的U 形管两边水面分别等高．此时被封闭的空气柱的长度为a L ．已知大气压强为0P 、水的密度为ρ、重力加速度大小为g ，()00/L P g ρ≡．现由左管口添加体积为V xS ∆=的水，S 为水管的横截面积，在稳定后：（1）求两个有水的U 形管两边水面的高度的变化和左管添水后封闭的空气柱长度；（2）当0xL 、a 0L L 时，求两个有水的U 形管两边水面的高度的变化（用x 表出）112z ≈+，当1z ．全国中学生物理竞赛预赛试卷参考解答与评分标准一、选择题本题共5小题，每小题6分．在每题给出的4个选项中，有的小题只有一项符合题意，有的小题有多项符合题意．把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后页的方括号内．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分． 1．[D]； 2．[C]； 3．[A]； 4．[AC]； 5．[C]二、填空题．把答案填在题中的横线上．只要给出结果，不需写求得结果的过程． 6．（10分）答案：306.010⨯（5分）；475.410⨯（5分） 7．（10分）答案：6（5分）；2.0，4.0，8.0，10，14，16（5分）8．（10分）答案：122L L M ++（5分）；122L L M +-（5分）9．（10分）答案：2（5分）；25分）10．（10分）答案：2530（5分，得2529的也给这5分）；35.29（5分，得35.30的也给这5分）三、计算题 计算题的解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分．有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位． 11．（20分）（1）记运动员1踢出球的时刻为零时刻．设运动员2沿着与A 、B 连线夹角为θ的方向运动，球在时刻t 被运动员2拦截．令球被拦截时球到点和运动员2到出发点的距离分别为1s 和2s ，则1s ut = ①2s t υ= ②由几何关系有12cos 2ss s θ-=③2sin s l θ=④从③④式消去θ，并利用①②式得()2222s l ut vt ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭ ⑤此即()2222204s u v t ust l ⎛⎫--++= ⎪⎝⎭ ⑥这是关于t 的一元二次方程。
全国中学生(高中)物理竞赛初赛试题(含答案)
全国中学生(高中)物理竞赛初赛试题(含答案)一、选择题1. 下列哪个物理量在单位时间内保持不变？A. 加速度B. 速度C. 力D. 动能答案：B解析：速度是物体在单位时间内移动的距离，因此在单位时间内保持不变。
2. 一个物体在水平面上做匀速直线运动，下列哪个力是物体所受的合力？A. 重力B. 支持力C. 摩擦力D. 合力为零答案：D解析：物体做匀速直线运动时，所受的合力为零，即所有力的矢量和为零。
3. 下列哪个物理现象是光的折射？A. 镜子成像B. 光在水中的传播速度变慢C. 彩虹D. 光在空气中的传播速度变快答案：C解析：彩虹是光的折射现象，光在通过水滴时发生折射，形成七彩的光谱。
4. 下列哪个物理量是描述物体旋转状态的？A. 速度B. 加速度C. 角速度D. 力答案：C解析：角速度是描述物体旋转状态的物理量，表示物体在单位时间内旋转的角度。
5. 下列哪个物理现象是光的干涉？A. 镜子成像B. 光在空气中的传播速度变慢C. 彩虹D. 双缝干涉答案：D解析：双缝干涉是光的干涉现象，光通过两个狭缝后发生干涉，形成明暗相间的条纹。
二、填空题1. 物体在匀速直线运动时，所受的合力为零，即所有力的矢量和为零。
这个原理称为__________。
答案：牛顿第一定律解析：牛顿第一定律指出，物体在不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动状态。
2. 光在真空中的传播速度为__________m/s。
答案：3×10^8解析：光在真空中的传播速度是一个常数，为3×10^8m/s。
3. 下列哪个物理现象是光的衍射？A. 镜子成像B. 光在水中的传播速度变慢C. 彩虹D. 光通过狭缝后发生弯曲答案：D解析：光通过狭缝后发生弯曲的现象称为光的衍射，是光波与障碍物相互作用的结果。
4. 物体在匀速圆周运动时，所受的向心力大小为__________。
答案：mv^2/r解析：物体在匀速圆周运动时，所受的向心力大小为mv^2/r，其中m为物体质量，v为物体速度，r为圆周半径。
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第一届全国中学生物理竞赛预赛试题姓名 成绩1．火车以速率V 1向前行驶。
司机忽然发现，在前方同一轨道上距车为S 处有另一辆火车，它正沿相同的方向以较小的速率V 2作匀速运动。
于是他立即使车作匀减速运动，加速度的大小为a 。
要使两车不致相撞，则a 应满足关系式 。
2．如图1-1所示，物体Q 与一质量可以忽略的弹簧相连结，静止在光滑水平面上，物体P 以某一速度v 与弹簧和物体Q 发生正碰。
已知碰幢是完全弹性的，而且两物体的质量相等，碰幢过程中，在下列哪种情况下弹簧刚好处于最大压缩状态？ A ．当P 的速度恰好等于零时， B ．当P 与Q 的速度相等时， C ．当Q 恰好开始运动时， D ．当Q 的速度等于v 时，E ．当P 刚好把它的动能全部传递给弹簧时。
3．在图1-2中，A 、B 是两个带柄（a 和b ）的完全相同的长方形物体，C 是另一长方体，其厚度可以忽略，质量为m ，A 、B 与斜面间以及与C 之间皆有摩擦，C 与A 或B 间的静摩擦系数均为μ0，设它们原来都处于静止状态。
（1）若一手握住a ，使A 不动，另一手握住b ，逐渐用力将B 沿倾角为θ的斜面向上拉。
当力增大到能使B 刚刚开始向上移动时，C 动不动？若动，如何动？ （2）此时A 与C 之间的摩擦力为多大？（3）若握住b 使B 不动，握住a 逐渐用力将A 沿倾角为θ的斜面向下拉。
当A 开始移动时，C 动不动？若动，如何动？4．在图1-3中，A 是一质量为M 的木块，B 是一质量为m 的小铁块，共同浮在水面上。
若将铁块取下，直接放在水内，最后杯中水面的高度 。
PQ图1-1图1-2图1-3 AB5．如图1-4所示，质量可以忽略的弹簧上端固定，下端悬挂一质量为m 的物体，物体沿竖直方向做振幅较小的简谐振动。
取平衡位置O 处为原点，位移x 向下为正，则在图1-5的A 、B 、C 、D 和E 五个图中（1）图 是描述物体的速度随x 的变化关系。
（2）图 是描述加速度随x 的变化关系。
（3）图 是描述弹簧的弹性势能随x 的变化关系。
（4）图 是描述总势能（重力势能与弹性势能）随x 的变化关系（重力势能取原点处为零）。
6．夏天，在运输大量冰块的卡车上，有时看到冰面上有淡乳白色的气体漂动，出现这种现象是由于 。
7．钢尺A 、钢尺B 和一段角钢是用同样的材料制成的。
钢尺A 在+20℃使用是准确的；钢尺B 在－30℃使用时是准确的。
用这两把尺子在－30℃的野外去测量上述角钢的长度，其读数分别为l A 及l B ，则 A ．l A ＞l BB ．l A ＝ l B Ｃ．l A ＜l B在+20℃温度下，用这两把尺子分别去测量角钢的长度，其读数为l A ＇及l B ＇，则 Ａ．l A ＇＞l B ＇ Ｂ．l A ＇＝l B ＇ Ｃ．l A ＇＜l B ＇８．用连线连结起左边列出的科学家和右边列出的他所测定的物理量或证实过的物理事实。
Ａ、布朗ａ、热功当量 Ｂ、卡文迪许 ｂ、电磁波的存在 Ｃ、焦耳 ｃ、万有引力恒量 Ｄ、赫兹ｄ、分子不断作热运动 Ｅ、法拉第ｅ、原子的有核结构图1-4Ｆ、牛顿ｆ、电子电量９．如图1-6所示，一根被弯成半径为Ｒ＝10cm的半圆形导线，在磁感应强度B=1.5T的匀强磁场中以速度v=6m/s沿ac方向向右运动,磁场的方向垂直图面向里。
求导线上a、b两点的电势差，指出哪一点电势高。
求导线上a、c两点的电势差。
10．在水平放置的光滑导轨上，沿着导轨方向固定一条形磁铁（如图1-7所示）。
现有四个滑块，分别由铜、铁、铝和有机玻璃制成，使它们从导轨上A点以一定的初速度向磁铁滑去，则作加速运动的是；作匀速运动的是；作减速运动的是。
11．从同一交流电路上接出两个支路，如图1-8所示。
一支路连结一个无泄露电阻的电容器；另一支路连结一个无电阻的电感线圈。
则导线AB和CD的相互作用是：相吸相斥无相互作用无法确定相吸还是相斥12．如图1-9所示，在半径r是0.1m的原来不带电的金属球壳内放两个点电荷，电量分别是q1=－3×10－９C和q2=9×10－９C。
它们与金属球内壁不接触。
在距球壳中心O点100m处放一个点电荷q3，它的电量是6×10－14Ｃ。
q3所受的静电力是。
13．在如图1-10所示的电路中，R1=40Ω，R2=R3=60Ω，ε1=5V，ε2=2V。
电源内阻忽略不计，当K接通后，电源ε2的输出功率是。
14．如图1-11所示，R1=R3=R5=……＝Ｒ99=5Ω，R2=R4=R6=……＝Ｒ98=10Ω， =5Ω，ε=10V。
则电阻R2上的电功率应等于。
15．把两个相同的电容器A和B如图1-12所示连接起来。
当它们都带有一定电量时，电容器A 中的带电微粒M恰好静止，现在使电容器B两板错开，而距离不变，使它们对着的面积成为原来的1/2，这时M的加速度的大小是。
16．用万用电表中欧姆表的不同量程去测量一个晶体二极管的正向电阻。
例如，用×10及×100两档（内附电池相同）的测量结果分别为Ｒ10和Ｒ100，则有A．Ｒ10=Ｒ100 B. Ｒ10＜Ｒ100C. Ｒ10＞Ｒ100D. Ｒ10＜Ｒ100或Ｒ10＞Ｒ10017．有一装置如图1-13所示，整个装置处于真空中，从阴极K发射处的电子通过第Ⅰ区域，从阳极小孔B射出进入由金属管构成的第Ⅱ区域，离开金属管后进入有一均匀磁场的第Ⅲ区域，磁场方向垂直于纸面向里，电子在哪些区域内会发射电磁波？只在第Ⅰ区域， B. 只在第Ⅱ区域，在第Ⅲ区域，D只在第Ⅰ，Ⅲ区域，在第Ⅰ，Ⅱ区域18．光导纤维能够长距离地传输光信号是利用现象。
每根光导纤维的折射率沿半径方向的分布是。
19．全息照相底片和普通照相底片在摄影冲洗后其底片上图象的不同点是。
20．列举激光的两个特性：（1）（2）；举出激光的两种用途：（1），（2）。
21．有一物体AB（如图1-14所示）从远处移向凹面镜到2f处过程中。
下列情况哪些是正确的？像的大小总是不断增加；像的大小总是大于物；像的大小总是小于物；像总是正立的；像总是倒立的A．只有（3）正确。
B. 只有(1)、（2）正确。
C. 只有（2）、（4）正确。
D. 只有（3）、（4）正确。
E. 只有（1）、（5）正确。
22．有些照相机和测量仪的镜头看上去是淡紫色的，这是因为镜头表面镀有一层透明物质的薄膜，它的作用是。
23．晴朗的天空呈蔚蓝色的原因是。
24．如图1-15。
在一凸透镜左侧放一块厚的矩形玻璃砖，当平行光从透镜右边射来时，其聚焦位置较无此玻璃砖时：A．向左移 B.向右移 C.不变25．第一个在理论上预言电磁波存在并指出光是一种电磁波的科学家是；提出物质波假说的科学家是；第一个提出量子概念的科学家是。
26．爱因斯坦有哪些科学成就？试举出其中两项：。
27．月亮为什么永远以一面朝地球？。
28．超导现象指的是。
29．一根长为L的均匀细杆可以绕通过其一端的水平轴O在竖直平面内转动。
杆最初处在水平位置。
杆上距O为a处放有一小物体（可视为质点），杆与其上小物体最初均处于静止状态如图1-16所示。
若此杆突然以匀角速ω绕O轴转动，问当ω取什么值时小物体与杆可能相碰？30．一根细线竖直悬挂一根长为l的均匀细木杆，置于水桶内水平面上方，如图1-17所示。
当水桶缓慢上提时，细木杆逐渐浸入水中，当木杆浸入水中超过一定深度l’时，木杆开始出现倾斜现象。
求l’。
已知木杆的密度为ρ，水的密度为ρ0。
31．有一条长350千米的电缆AB，现发现由于其绝缘外皮在某处受到外来损伤导致绝缘性能变坏。
为探查其受损地点，现作如下测量：（1）使B端开路，在A端与地之间接入电动势为200伏的电池（电池内阻和接地电阻均不计），测量B端对地的电压为40伏。
（2）使A端开路，在B端与地之间接入电动势为200伏的电池，测得A端对地的电压为50伏。
你能根据以上测量结果计算出破损地点距A端的距离吗？32．如图1-18所示，凸透镜L 的主轴与x 轴重合，光心O 就是坐标原点。
凸透镜的焦距为10厘米。
有一平面镜M 放在,2厘米-=y x>0的位置，眼睛从平面镜反射的光中看到发光点A 的象位于A 2处，A 2的坐标见图。
（1）求出此发光点A 的位置。
写出用作图法确定A 的位置的步骤并作图。
33．一个粗细均匀的U 形玻璃管在竖直平面内放置（如图1-19所示），U 形管左端封闭，右端通大气，大气压为P 0。
管内装入水银，两边水银面的高度差为h 。
左管内空气柱的长度为L 。
如果让该管在原来竖直平面内自由下落。
求两边水银面的高度差。
34．用伏安法测定一个阻值约为25千欧，额定功率为1/20瓦的电阻值。
备用仪器及元件有： （1）待测电阻约25千欧，1/20瓦。
（2）直流电流表两个（A 1）量程0—100μA ，内阻约为2千欧。
（A 2）量程0—500μA ，内阻约为300欧。
（3）直流电压表三个（V 1）量程0—1V ，内阻约为10千欧。
（V 2）量程0—10V ，内阻约为100千欧。
（V 3）量程1—50V ，内阻约为500千欧。
（4）电源三种（ε1）两节干电池，每节1.5伏（ε2）直流稳压电源，输出电压15伏，额定电流1安。
（ε3）直流稳压电源，输出电压50伏，额定电流0.5安。
（5）电位器电阻值1千欧。
额定功率1瓦。
（6）电键、导线试从以上所提供的仪器和元件中选择合适的规格及适宜的线路，使得被测电阻测量的结果达到尽可能高的精确度。
绘出电路图并标明所选仪器及元件的规格。