高中全国应用物理知识竞赛试题汇集+高中物理力学竞赛试题卷

高中全国应用物理知识 竞赛试题汇集+高中物理力学竞赛试题卷
几道物理竞赛试题
一．天体运动
1.天文观测发现，土星外层上有一个“环”，为了判断这个“环”是土星的一部分还是土星的卫星群，科学家们对这个“环”中各层的线速度的大小v 与该层到土星中心的距离R 进行了精细的观测，从而对这个“环”是否为土星的一部分做出了确切的判断。

请你简要说明根据上述观测的内容进行判断的方法。

解析：若这个“环”是土星的一部分，那么它应随土星一起自转，即与土星具有相同的角速度，根据v=ωR 可知，“环”中各层的线速度v 的大小应与各层到土星中心的距离R 成正比。

若这个“环”是土星的卫星群，设其中某一个卫星的质量为m ，其到卫星中心的距离为R ，绕土星运动的线速度为v ，土星的质量为M 。

根据万有引力定律和向心力公式有：
R mv R GMm 2
2=解得R GM v =，即v ∝R
1 因此，我们可以根据这个“环”内各层的线速度大小与该层到土星中心距离之间的关系来判断：若v ∝R,则该层是土星的一部分；若“环”v ∝R
1，则该层是卫星的土星群。

二．力和运动
2.小明在拍摄同学们进行自行车比赛的情景时，发现很多照片上的车轮辐条都是车轮圆心下方的清晰而上方的模糊不清 （如图）。

请解释问什么在同一张照片上轮的圆心上方的辐条 是模糊的，而下方的辐条却较为清晰？并提出拍摄出车轮圆心上、下方的辐条都清晰的可行方案。

解析：一般情况下车轮相对于路面时无滑滚动，其与地面的接触点相对于地面的瞬时速度为0，这点可以称为“瞬心”，即整个车轮以它为轴而转动，车轴相对于地面的速度为v （即是车的对地速度），而车轮的上端点相对于地面的速度为2v ，其余各点的速度各部相同，但车轴上方的各点的速率都大于v ，而车轴下方各点的速率都小于v 。

由于拍照时曝光需要一定的时间间隔，在这个短暂的时间间隔内，车轮圆心上方速率大的部分运动的位移较大，
所以成像模糊。

要拍摄出全部辐条都清晰的照片，可以采取缩短曝光时间（同时增大光圈）或降低车速或使相机在移动中进行拍摄的方法。

3．在研究影响抛体射程与什么因素有关的问题时，小明同学提出了“质量越小，射程越远”的观点，他的依据是：手榴弹的质量比铅球的质量小得多，所以我们在体育课上投手榴弹比投铅球要远得多。

小刚则不同意小明的观点，他提出“质量越大，射程越远”，依据是：手榴弹比树叶的质量大，但抛手榴弹要比树叶抛得远。

针对他们的两种依据，你如何进行解释呢？
解析：在抛射点和抛射方向均相同的情况下，射程的远近由初速度与抛出后的受力情况共同决定。

铅球与手榴弹相比，由于它们的质量均较大，所以在空气运动受到的空气阻力可以忽略不计，即抛出后它们的加速度均为重力加速度g 。

它们的射程主要由被抛出时的初速度决定。

又由于人手将它们抛出过程所做的功可近似认为是相同的，所以质量较小的手榴弹将获得较大的初速度，故手榴弹被抛出后的射程就要远一些。

手榴弹与树叶相比，由于人手运动的最大速度是有限的，我们可以设想二者均达到手的最大速度，即二者的初速度相同，但由于树叶的质量比手榴弹的质量小得多，故因受空气阻力的影响要大得多，树叶的水平分速度要减小的快的多，因此在下落时间近似相等的条件下，树叶的射程要小得多。

4.在杂技表演中有一个“气功”节目：一个人平躺在桌面上，在人的腹部上放一块大石块，另一个人高举铁锤用力击打石块，这时石块被击碎，而石块下方的热却安然无恙。

试从物理学的角度分析这其中的道理，并说明贴出的质量与石块的质量大小有怎样的关系更有利于确保演出成功。

解析：设铁锤的质量为m ，石块的质量为M 。

铁锤打击石块的速度为v 0,则铁锤与石块碰撞前的初动量为p 1=mv 0.因相互作用后铁锤的速度几乎为0，所以打击后石块的动量p 2近
似等于p 1，故打击后石块的初动能初K k E M
m m p E ==22
2,由于m ＜＜M ，所以石块获得的E K 远小于铁锤的初动能EK 初。

对于石块的动能减为0的过程，人的腹部又具有较好的弹性，即有较长做功距离x ，因此石块在减速过程中队人的作用力（F=E K /x ）就不会太大，同时又由于石块与人体的腹部的接触面积大，人体受到的压强较小，从而保证了下面的人安然无恙。

综上所述，在人体能承受的情况下，铁锤的质量越小，石块的质量越大，越能表演成功。

5.为了保障交通安全,对公路上的行车速度就要有一定的限制,因此要对公路上过往的车辆进行车速的监测.如图所示为在高速公路上用超声波测速仪测量车速的情景,测速仪发出并接收被车辆反射回的超声波信号,根据发生和接收到的信号的时间差,可以算出被测车辆的速度.设汽车匀速驶向监测者,当汽车行止某一位置时,测速仪发出第一个超声波脉冲信号,后经
汽车反射后被测速仪接收,测速仪记录下从发射到接收信号历时t 1=0.40s;在发出第一个信号后 △t=1.0s 时又发出了第二个信号,之后经t 2=0.30s 又收到了反射信号.超声波在空气中传播的速度为v=340m/s,求汽车在先后两次反射信号超声波脉冲信号时间内的位移△x 和汽车的速度大小.
解析:第一个超声波脉冲信号由测速仪发出后,经车反射再回到测速仪历时0.4s
,所以汽车反射第一个信号时与测速仪间的距离x 1=21vt =m m 682
4.0340=⨯ 同理,汽车反射第二个信号时与测速仪间的距离x 2=
22vt =m m 5123.0340=⨯ 汽车先后两次反射信号时间内的位移m x x x 1712=-=∆
汽车两次反射信号的时间间隔t=△t-s t t 95.02
221=+ ∴ 汽车的速度s m s m t x v /18/95
.017≈=∆= 6.用质量为M 的铁锤沿水平方向将质量为m 、长度为l 的铁钉敲入竖直放置的木板中,铁锤每次都以相同的速度打击铁钉,随即与铁钉一起运动并使铁钉进入木板中一定的距离.在每次铁钉受击后进入木板的过程中,铁钉所受木板的平均阻力为前一次受击进入木板过程中所受平均阻力的k 倍(设k 为常数,且k>1).若第一次打击后,铁钉进入木板的过程中所受的平均阻力为f 1,问至少要敲击多少次才能将铁钉全部敲入木板?为了将铁钉能全部敲入木板中,铁锤每次打击铁钉时的速度应满足什么条件?
解析:设铁锤每次敲击铁钉的初速度为v 0,敲击后的共同速度为v,对于铁锤敲击铁钉的过程,根据动量守恒定律有:()v M m Mv +=0
设第一次打击后铁钉进入木板的深度为l 1,根据动能定理有:
()()
M m v M v M m l f +=+=2212
02211 第二次打击后铁钉进入木板的过程中所受平均阻力f 2=kf 1，根据动能定理有： ()()
M m v M v M m l kf +=+=221202221 由上述两式可解得 l 2=k l 1，同理l 3=21
k l ， l 4=31
k l … l n =()11-n k
l l=l 1+l 2+l 3+….+l n =()
1111l n k k n n --- 所以敲击的次数为:n=kl l kl kl k -+11log
当kl 1+l-kl 0≤时,上式无意义,但其物理意义是是当kl 1+l-kl 0≤时,无论敲击多少次都不能将铁
钉全部敲入木板,即要求l 1()k l k /1-≥,才能将铁钉全部敲入木板.
所以,()()2
1012kM l f M m k v +-≥
全国高中物理力学竞赛试题卷(部分) 考生须知：时间150分钟，ｇ取10ｍ／ｓ2(题号带25的题今年不要求, 题号带△的题普通中学做)
一． 单选题（每题5分）
△1.如图所示，一物体以一定的初速度沿水平面由A 点滑到B
点，摩擦力做功为W 1；若该物体从M 点沿两斜面滑到N ，摩擦
力做的总功为W 2。

已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同，
则：
A ．W 1＝W 2
B ．W 1＜W 2
C ．W 1＞W 2
D ．无法确定
△2.下面是一位科学家的墓志铭： 爵士安葬在这里。

他以超乎常人的智力第一个证明了行星的运动与形状、彗星的轨道和海洋的潮汐。

他孜孜不倦地研究光线的各种不同的折射角，颜色所产生的种种性质。

对于自然、历史和圣经，他是一个勤勉、敏锐的诠释者。

让人类欢呼，曾经存在过这样一位伟大的人类之光。

这位科学家是：
A ．开普勒
B ．牛顿
C ．伽利略
D ．卡文迪许
3.2002年3月25日，北京时间22时15分，我国在酒泉卫星发射中心成功发射了一艘正样无人飞船，除航天员没有上之外，飞船技术状态与载人状态完全一致。

它标志着我国载人航天工程取得了新的重要进展，为不久的将来把中国航天员送上太空打下了坚实的基础。

这飞船是
A ．北斗导航卫星
B ．海洋一号
C ．风云一号
D 星 D ．神舟三号
4.如图所示，有一箱装得很满的土豆，以一定的初速度在动摩擦因数为μ的水平地面上做匀减速运动，不计其它外力及空气阻力，则中间一质量为ｍ的土豆A 受到其它土豆对它的总作用力大小应是：
A ．μmg
B ．mg 21μ+
C ．mg 21μ-
D ．mg 12-μ 5.如图所示，B 、C 、D 、
E 、
F 五个球并排放置在光滑的水平
面上，B 、C 、D 、E 四个球质量相同，均为m=2kg ，A 球质量
等于F 球质量，均为m=1kg ，现在A 球以速度v 0向B 球运动，
所发生的碰撞均为弹性碰撞，则碰撞之后：
A ．五个球静止，一个球运动 B. 四个球静止，二个球运动
C．三个球静止，三个球运动 D．六个球都运动
6．一物体原来静置于光滑的水平面上。

现对物体同时施加两个方向水平、互成120°角的等大的力，作用时间为t，物体的瞬时速度大小为v；之后，撤去其中一个力，并保持另一力大小方向不变，再经时间t，物体的瞬时速度大小为：
A．2v B．3v C．22v D．33v
烈碰撞，试图用此模拟宇宙大爆炸初期的情境。

为了使碰撞前的动能尽可能多地转化为内能，关键是设法使这两个重离子在碰撞前的瞬间具有：
A．相同的速率 B．相同大小的动量
C．相同的动能 D．相同的质量
二．填空题(每空10分)
△8．上海外滩气象信息台需要整体移位，施工人员将信息台与地面脱离后，在信息台与地面之间铺上石英砂，用四个液压机水平顶推。

已知信息台质量为4×105kg，假设信息台与地面之间的动摩擦因数为0.2，信息台做的是匀速直线运动，每台液压机的推力相同，若顶推的位移是14m，则每台液压机对信息台做的功是 J．
△9．航空母舰上的飞机跑道长度是有限的。

飞机回舰时，机尾有一个钩爪，能钩住舰上的一根弹性钢索，利用弹性钢索的弹力使飞机很快减速。

若飞机的质量为M=4.0×103kg，回舰时的速度为v=160m/s，在t=2.0s内速度减为零，弹性钢索对飞机的平均拉力F= N。

(飞机与甲板间的摩擦忽略不计)
△10．风能是一种环保型能源。

目前全球风力发电的总功率已达7.00×109W，我国约为1.00×108W。

某地强风速约为v=20m/s，设该地的空气密度ρ=1.3kg/m3，如果把截面S=20m2的风的动能全部转化为电能，利用上述已知量计算出电功率为
W．
△11．利用水滴下落可以粗略测出重力加速度g。

调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一个盘子，调节盘子的高度，使一个水滴碰到盘子时恰好有一水滴从龙头开始下落，而空中还有一个正在下落中的水滴，测出水龙头到盘子距离为h(m)，再用秒表测时间，以第一个水滴离开水龙头开始计时，到第N个水滴落至盘中共用时间T(s)，则重力加速度g= m/s2。

△12．一圆柱形鸟笼内养一只小松鼠，若以圆柱形的中心轴线为转轴，突然使笼转动起来，小松鼠受惊后逃上侧壁。

当转速加大到一定程度后，小松鼠将爪松开而松鼠不会离开侧壁滑下，设鸟笼横截面的半径为R=0.25m，松鼠与侧壁间的动摩擦因数μ=0.4，则松鼠松爪后不从侧壁滑下的最小线速度是 m/s。

13．洪灾是不幸的，发了洪水就要把灾民及时转移。

假设某江河宽为h，发洪水时，水的流速为v，某居民点的下游s处是危险水域，为了把灾民及时转移至对岸安全地区，问从该居民点出发的船只的划行速度(相对水)至少，才能安全到达对岸。

14．星球的逃逸速度(即第二宇宙速度)为第一宇宙速度的2倍。

在目前天文观
测范围内，宇宙的平均密度为10-27kg/m3，如果认为我们的宇宙是这样一个均匀大球体，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c(即为“黑洞”)，则
宇宙的半径至少为光年(取1光年≈1016m，结果取一位有效数字) 15．A、B两滑块在同一光滑的水平直导轨上相向运
动发生碰撞(碰撞时间极短可忽略不计)，用闪光照
相，闪光4次摄得的闪光照片如下图所示，已知闪光
间隔为Δt，而闪光本身持续的时间极短，可忽
略不计。

在这4次闪光的瞬间，A、B二滑块均
在0----80cm刻度范围内，且第一次闪光时，
滑块A恰好自左向右通过x=55cm处，滑块B恰
好自右向左通过x=70cm处，则A、B两滑块的
质量之比m
A ∶m
B
=
16．一行星探测器从所探测的行星表面垂直升
空，假设探测器质量恒为1500kg，发动机推动
力为恒力，探测器升空途中发动机突然关闭，
质量不变时探测器速度随时间的变化情况如图
所示。

事实上尽管发动机推动力不变，但由于
燃料的消耗，探测器的质量是减少的。

假设探
测器升空后8s关闭发动机，试在答题卷的坐标图上再画一根速度随时间变化的图线(草图)，并在草图上标出与前面A、B、C三点相应的点A′、B′、C′的位置。

17．常规制动系统在急刹车时，车轮常会被抱死，即车轮只滑不转，车轮受力情况如图1所示。

装有ABS的汽车在刹车过程中ABS使车
轮在地面上滚动而不滑动，车轮受力情况如图2所示。

已知质量为m，车轮与地面的动摩擦因数为μ，车轮与
地面间的最大静摩擦力为f
m
的汽车。

在两种情况下行驶
的速度相同，则不装ABS系统的刹车距离为S
1
，装ABS
系统后的刹车距离为S
2，这两者距离之差是S
1
-S
2
= 。

18．如图所示，一质点从P点开始作平抛运动，已知质点与图中斜面发
生垂直碰撞，请在答题卷的图中作出质点与斜面发生垂直碰撞的位置
(作图要求精确)。

19．已知排球场双场地的总长为18m，设网高为2m。

当排球队员站在底
线跳起进行发球时，如果球是水平击出的，不考虑球的旋转，当击球点
的高度等于某个值时球擦网又恰好没越界，则这一高度为 m。

20．所谓飞车走壁，实际上车子是飞驰在一个高8.60m，底部和顶部直径分别为9.10m和11.68m的圆台形的大木桶内壁上的特技表演。

当杂技员车速为18m/s，车轮和桶壁垂直，此时飞车在半径为 m的圆台形木桶内壁上做匀速圆周运动。

三．计算题(每题15分)
△21．如图所示，赛车在水平赛道上做90°转弯，其内、外车道
转弯处的半径分别为r
1、r
2
，车与路面间的动摩擦因数都是μ。

试
问：竞赛中车手应选图中的内道还是外道转弯？在上述两条转弯路径中，车手在内、外车道选择中可能赢得的时间为多少？
△22．普通洗衣机的竖直脱水桶以1200r/min的速度高速旋转(图中未画出脱水桶)，为避免发生人身伤害事故，脱水机构都装有安全制动系统，该系统由脱水桶盖板、制动钢丝、刹车制动盘等组成。

当脱水桶
运转时，如果打开脱水桶盖，则该系统便产生制动
作用。

安全制动系统的作用有两个：一是将脱水电
动机的电源自动切断；二是制动器中的刹车带自动
刹车盘，使脱水桶迅速停止转动。

如图所示为脱水
制动示意图，若脱水桶的半径为9cm(未画出)，刹
车盘的半径为6cm，打开脱水桶盖到脱水桶停止共
转了50圈(设为均匀减速)，若衣服和桶的质量为
3kg(可以认为质量全部分布在脱水桶桶壁上)。

计
算刹车带上的平均摩擦力的大小。

23．开普勒从1609—1619年发表了著名的开普勒
行星三定律：
第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都
是椭圆，太阳在所有椭圆的一个焦点上；
第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内
扫过相等的面积；
第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二
次方的比值都相等。

请你用所学力学知识和开普勒第一、第二定律证明开普勒第三定律，结论为：a3/T2=GM/4π2(其中椭圆的半长轴为a；行星公转的周期为T；太阳质量为M；引力常量为G；引力势能为-GMm/r)
24.如图，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上环与杆的动摩擦因数
，如果环在运动过程中还受到一个方向始终竖为μ，现给环一个向右的被速度v
直向上的力F的作用，已知F=kv，(k为常数，v为速度)，试讨论在环的整个运
动过程中克服摩擦力所做的功。

(假设杆足够长，分F=mg，F＜mg，F＞mg三种情况)
25.如图所示，一块足够长的木板，放在光滑水平面上，在木板上自左向右放有序号是1、2、3……，ｎ的木块，所有木块质量均为ｍ，与木块间的动摩擦因数都相同。

开始时，木板静止不动，第1、2、3……、ｎ号木块的初速度分别是ｖ0、2ｖ0、3ｖ0……、ｎｖ0，方向向右，木板质量与所有木块的总质量相等。

最终
所有木块与木板以共同速度匀速运动，设木块之间均无相互碰撞。

通过分析与计算说明第ｋ号（ｋ＜ｎ)木块的最小速度。

试卷答案
一、单选题：（每题5分，共35分）
1、A
2、B
3、D
4、B
5、C
6、B
7、B
二、填空题（每空10分）
8、2.8×106 9、3.2×105 10、1.04×105或1.0×05 11、2Hn 2/T 2
12、2.5 13、22s h hv
+ 14、4⨯1010 15、2/3
16、(1)、OA /是曲线 （2分），
且A / 在A 点正上方某处（2分）
(2)、A /C /∥AC (3分)
（3）、C /点在C 正下方侧 (3分)
17、2
1mv 2(f m ―f S )∕f m ·f S 18、PA 垂直斜面（3分）
AB 垂直地面（3分）
C 为中点 （3分）
连接PC 延长线交斜面于D 点（1分）
19、3
8 20、4.86 三、计算题（每题15分，共45分）
21、解：对外车道，其走弯道所允许的最大车速为V 2，则m(V 2)2∕r 2=μmg,
∴V 2＝2gr *μ,因此车先减速再加速，加速度为a=μmg ∕m=μg,减速
的路径长为X 2＝（V m 2－V 22）∕2a=2
222r g V m -μ, ∴总时间为t 2=t 减速＋t 圆弧＋t 加速＝a V V m 2-+222V r *π＋a V V m 2-（每项2分）＝μg V m 2－（2－2π）μ
g r 2 （2分） 同理，车走内道的时间为t 1=
μg V m 2－（2－2π）μg r 1 (4分) 又由于车在内道和外道的直线路径是相等的。

∴车手应该选择走外道。

时间差为: Δt=t 1-t 2=（2－2π）μ
g r r 12- (3分) 22、解：脱水后，衣服紧贴脱水桶壁，桶和衣服具有动能，刹车后，动能转化为内能。

由动能定理： f ⨯s=
2
1mv 2 ① （2分） 由线速度关系有： V ＝ωR ② （2分）
ω＝2πn ③ （2分） 通过的距离 s=2πrN ④ （2分）
联立①②③④得：f=π
ωNr R m 4)(2
* ⑤ （4分） 把N ＝50圈，n=20 r/s, ω＝2πn, R=0.09m, r=0.06m 带入⑤得f=10.2N （3分）
23、解：由开普勒第一定律，设行星的近地端、远地端与太阳的距离分别为r A 、r B ，运行速度分别为v A 、v B , 长轴为a ，短轴为b,焦距由开普勒第二定律得：
21r A v A ＝2
1 r B v B ① （3分） 又由行星运动时机械能守恒得：21mv A 2―G A r Mm =21mv B 2―G B
r Mm ② (3分) 由①②得：v A ＝A B A B r r r r GM *+2＝A
B r r a GM ⨯ （3分） ∵r A r B ＝（a －c ）（a ＋c ）=a 2－b 2 ∴T ＝A A r v ab **21π＝B A r r a GM ab
*⨯*π2=a GM
b ab *π2＝a GM a *π2 （3分） ∴23T a =24π
GM （3分） 24、解：（1）若kV 0=mg, 则N ＝0，故f=0, 所以 W f =0 (3分)
（2）若kV 0<mg, 则有N+kv=mg,, 则N 向上且随着速度的减小而增大，f 也将增大，环最终将静止，W f =mv 02/2 (4分)
（3）若kV 0>mg, 则有N ＋mg=kv, 则N 一开始向下且随着速度的减小而减小，当N ＝0时，f=0, 环最终将做匀速运动且v=mg/k (2分)
由动能定理，W f ＝m(v 02－v 2)/2 (3分)
＝mv 02/2－m 3g 2/2k 2 (3分)
25、解：木块在木板上滑行时均做匀减速运动，且具有相同的加速度，在相同的时间内速度变化、动量变化都相等，而木板开始一直做加速运动。

由此可以判断，与木板保持相对静止的木块依次为1、2、3………、n 。

所以，k 号木块的最小速度等于它刚好与木板相对静止时的速度，这时，1——k 号木块以及木板有相同的速度，设为V K ，从开始到此时：
1— —k 号木块以及木板的动量变化为：
Δp 1＝m(V k －V 0)+ m(V k －2V 0)+ m(V k －3V 0)+………+ m(V k －kV 0)+ nmV k
＝kmV k －（1＋2＋3＋……＋k ）m V 0+nmV k
＝（k+n ）mV k －m V 0 k （k+1）/2 (5分)
而k+1——n 号每一个木块的动量变化与k 号木块的动量变化相同，均为m(V k －kV 0),所以k+1——n 号木块的动量变化为：
Δp 2＝（n －k ）m(V k －kV 0) (5分)
由动量守恒，得：
Δp 1＋Δp 2＝（k+n ）mV k －m V 0 k （k+1）/2＋（n －k ）m(V k －kV 0)＝0 （2分） 可以解得：V k ＝（2n －k ＋1）kV 0/4n (3分)
高中应用物理知识竞赛复赛题
满分分数：100分
一、选择题（本大题共3个小题，每小题5分，共15分。

在每个小题给出的4个选项中，有一个或几个选项正确，请把正确选项前的字母填在题后的（ ）内。

全选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。

）
1．一种直流电动机的定子为永磁体，转子为线圈（称
为电枢）。

采用如图1所示的控制电路，能够使它的电枢M
由高速转动而迅速停止。

下面的说法中正确的是：（ ）
A ．双刀双掷开关K 扳至右边，电动机高速转动。

要使
电枢很快停下来，K 不能只和右边断开，而是扳至左边与触
点接触。

B ．K 扳至左边，电枢中的电流立即变为零，动能由 于摩擦生热而转换为内能。

C ．K 扳至左边，电枢中的电流方向立即变为反向，受到的安培力产生与转动方向相反的力矩。

D ．K 扳至左边，电枢中的电流方向仍与原来的电流方向相同，受到的安培力产生与转动方向相反的力矩。

图
1
2．某种步枪的瞄准器由枪口上方的准星和枪管上靠近枪托的一侧的标尺组成，标尺
上部是一个“V”形缺口，图2的（a ）图是它的示意图。

瞄准时，要使眼睛看到的标尺缺口上沿中央和准星的尖顶的连线对准要射击的目标，如（b ）图所示。

标尺还需要根据目标的远近调整高度（见下面放大图，标尺的左端安在水平轴O 上，右端的下方则是调整高度用的金属垫片A ，把A 向左推，则标尺抬高）。

如果现在标尺高度恰好适合射击100m 远处的靶纸，并且如（b ）图所示瞄准时，可以击中靶心，那么当靶纸距离变为200m 时，下面所说的哪种方法仍可能．．．击中靶心？ （ ） A ．把标尺适当抬高，仍如（b ）图瞄准；或标尺保持不动，但如（c ）图瞄准。

B ．把标尺适当抬高，仍如（b ）图瞄准；或标尺保持不动，但如（d ）图瞄准。

C ．把标尺适当降低，仍如（b ）图瞄准；或标尺保持不动，但如（c ）图瞄准。

D ．把标尺适当降低，仍如（b ）图瞄准；或标尺保持不动，但如（d ）图瞄准。

3．使用电流传感器和电压传感器探究定值电
阻和小灯泡的电阻随时间变化的关系，以及功率随电压变化的关系。

实验的电路如图3所示， 实验时，分别将定值电阻R 、小灯泡L 这两个元件接到电路中的M 、N 两点之间。

闭合开关S 后，开始自动采集电压和电流数据，几秒钟后开始移动滑动变阻器的滑片P ，从A 端均匀地滑到B 端，历时约1.6s ，然后停止采集，数据采集的总时间约7s 。

计算机根据事先输入的公式自动计算，并在屏幕上画出图4所示的四个图像并给出了其中三个图线的函数式。

图 2
（b ） （c ） （d ） （a ） 准星
标尺 O A 图 3
R L
M N
E
下面的判断中正确的是： ( ) A ．图a 和图b 是小灯泡的图像，图c 和图d 是定值电阻的图像 B ．图a 和图c 是小灯泡的图像，图b 和图d 是定值电阻的图像 C ．图c 和图d 是小灯泡的图像，图a 和图b 是定值电阻的图像 D ．图b 和图d 是小灯泡的图像，图a 和图c 是定值电阻的图像
二、简答题（本大题共2个小题，第4题7分，第5题8分，共15分。

请
简明地把答案写在题目的空白处。

）
4．发光二极管（LED ）是一种应用广泛的半导体发光器件。

（1）请举出一个应用LED 的实例。

（2）与钨丝小灯泡相比较，LED 的主要的优点是什么？(至少列举两个)（3）有一种LED ，在无色透明塑料外壳中封入了两个管芯，两者很靠近，能够分别发出红光和绿光。

若使两个管芯同时发光，则人眼将感觉到这个LED 发出的光是什么颜色的？
5．链球是一种径赛项目，男子比赛用的链球重7.26kg （包括金属球体、
金属链及拉环）。

比赛时运动员站在一个规定圆圈中，手握拉环，使链球随身体开始旋转，一般旋转4圈，当链球获得较大速度后松手让链球飞出。

在松手前的旋转过程中，（空气阻力可以忽略）
（1）试说明金属球体受到哪几个力的作用。

（d ）
图 4
(C)
( b)
（2）请从功能关系出发，说明这过程中，金属球体的机械能为什么逐渐增加。

三、论述计算题（本大题共4个小题，共70分。

要
求写出必要的文字、方程式和重要的演算步骤。

只写出最后结果的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

）
6．（15分）一个多量程毫安表的电路如图5所示，它有1、10、100 mA 三个量程。

4个接线柱中，标有“COM”的是公共端。

微安表头的量程为0 – 200μA 。

（1）a 、b 、c 三个接线柱各是哪个量程的?
（2）印刷电路图的纸张上，标有电阻R 1阻值的部分磨损，看不出它的阻值，请推算出其阻值。

（3）如果发生电阻R 3 断路的故障，仍使用这个毫安表去测量电流，那么接用哪个量程可能会损坏微安表头？为什么？
7．（20分）照相机、摄像机和望远镜的镜头表面看上去呈淡紫色，这是由于在镜头的表面上涂有薄膜。

最简单的只涂有一层薄膜，这层薄膜的材料一般用氟化镁(MgF 2)，其作用是增加镜头的透光率。

已知氟化镁的折射率n ＝1.38。

一般光学玻璃的折射率n ＝1.64～1.83，。

人眼对不同波长的可见光的敏感性是不相同的，人眼对绿光最为敏感。

下表是各种可见光在真空中的波长：
（1）增加镜头的透光率有什么好处？
（2）估算这种单层氟化镁薄膜的厚度，并简单说明估算的依据。

（3
）镜头所呈现的淡紫色是不是氟化镁的颜色？为什么？ 8．（15分）为了节约电能，需要使街
道上的照明灯在清晨自动熄灭，而在黄昏时自动点亮，这可以用光传感器进行自动控制。

图6是一个模拟的实验电路，其中主要的元
件介绍如下。

R G ：光敏电阻。

光照较强时，阻值可减小到1k Ω；黑暗中，阻值可增大到1M Ω 。

R ： 可调电阻，最大阻值约47 k Ω。

J ： 微型电磁继电器中的电磁铁线圈，a 为受其控制的常开触点。

当J 两端的电压U J ≥ 4V 时，就会吸合衔铁使触点a 接通；当U J ≤ 2V 时，则会释放衔铁使触点a 断开。

L ： 被控制的照明灯泡。

IC ：型号为74LS14的集成逻辑电路。

其功能是：以B 为参考点，当其输入端A
的电压
图 5
COM
c a
b。