第四届全国高中应用物理决赛试题答案与评分标准(印刷版)
上海市第四届高中物理竞赛
上海市第四届高中物理竞赛说明:1、本卷分I 、II 两卷,共六大题,满分为150分,答题时间为120分钟。
2、答案及解答过程均写在答题纸上。
其中第一、二、三、四、五大题只要求写出答案，不要求写出解答过程；第六大题要写出完整的解答过程。
3、本卷未加说明时重力加速度g 均取10 m/s 2。
Ⅰ卷一．( 40分)单项选择题 (本大题共8小题,每小题5分。
每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题意的 ）1．下列关于物理学家对物理学贡献的叙述中正确的是（ ）。
（A ）居里夫人首先发现了元素的天然放射现象(B ）惠更斯用双缝干涉实验证明了光具有波动性（C ）卢瑟福用 粒子轰击N14,从而首先发现了中子（D ）爱因斯坦根据光电效应现象,第一个提出了光子说2．对于温度相同的同种气体，下列物理量中一定相同的是( ）。
（A ）内能 (B ）压强（C ）分子平均动能 （D ）分子间平均势能3．处于基态的氢原子在某单色光光束的照射下，只能发出频率为ν1、ν2、ν3的三种光，且ν1＜ν2＜ν3 ，则该照射光的光子能量为（ )。
（A ）hν1 （B ）hν2（C ）hν3 （D ）h （ν1＋ν2＋ν3）4．如图，甲、乙、丙是三根相同的玻璃管,它们粗细均匀、一端封闭。
现将它们竖直放置,并且都用一段水银柱封住一段空气。
三根玻璃管中气体初温相同，且空气柱体积V 甲＝V 乙＞V 丙、水银柱高度h 甲＜h 乙＝h 丙。
若使三根玻璃管中的气体升高相同的温度，则管中水银柱向上移动最多的是（ )。
（A)丙管 （B ）甲管和乙管 （C ）乙管和丙管 （D)三管一样多5．如图，O 是一固定的点电荷，曲线MN 是另一点电荷P 在点电荷O 的电场力作用下运动的轨迹.图中a 、b 、c 分别是以O 为圆心，以R a 、R b 、R c 为半径画出的三个圆，且R c －R b ＝R b －R a 。
点1、2、3、4为轨迹MN 与三个圆的交点.以｜W 12|表示点电荷P 由点1运动到点2过程中电场力所做功的大小，｜W 34|表示电荷P 由点3运动到点4过程中电场力所做功的大小,则（ ）。
第4届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案
L2 2GMm2
rmin
RE 3
⑥
由③式得
dr dt
2GM r
L2 m 2r
2
或
dt
dr
⑦
2GM r
L2 m2r
2
设彗星由近日点 A 运动到与地球轨道的交点 C 所需的时间为 t ，对⑦式两边积分，并利用
力大小为 F ，方向沿两圆柱切点的切线方向（向右为正）。考虑小圆柱质心的运动，由质心 运动定理得
F mg sin ma
①
式中， a 是小圆柱质心运动的加速度。由于小圆柱与圆筒间作无
滑滚动，小圆柱绕其中心轴转过的角度 1 （规定小圆柱在最低点
时 1 0 ）与 之间的关系为
R r(1 )
Fr
1 2
mr
2
d 21 dt 2
⑨
对于圆筒，同理有
FR
(
MR
2
)
d 22 dt 2
⑩
1
由⑨⑩式得
F
2 m
1 M
r
d 21 dt 2
R
d 22 dt 2
⑪
设在圆柱横截面上小圆柱质心到圆筒中心轴的垂线与竖直方向的夹角 ，由于小圆柱与圆筒
间做无滑滚动，有
（1）先后两次穿过地球轨道所用的时间；
（2）经过 C、D 两点时速度的大小。
已知积分公式 xdx 2 x a 3/2 2a x a 1/2 C ，式中 C 是任意常数。 xa 3
2
解：
（1）由题设，彗星的运动轨道为抛物线，故
1, E 0
2024届全国高三5月第四次测评物理试题
2024届全国高三5月第四次测评物理试题注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示，静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:1，则下列说法不正确的是（）A．α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反B．原来放射性元素的原子核电荷数为90C．反冲核的核电荷数为88D．α粒子和反冲粒子的速度之比为1:882、教师在课堂上做了两个小实验，让小明同学印象深刻。
第一个实验叫做“旋转的液体”，在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极，沿边缘内壁放一个圆环形电极，把它们分别与电池的两极相连，然后在玻璃皿中放入导电液体，例如盐水，如果把玻璃皿放在磁场中，液体就会旋转起来，如图甲所示。
第二个实验叫做“振动的弹簧”，把一根柔软的弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后，发现弹簧不断上下振动，如图乙所示。
下列关于这两个趣味实验的说法正确的是（）A．图甲中，如果改变磁场的方向，液体的旋转方向不变B．图甲中，如果改变电源的正负极，液体的旋转方向不变C．图乙中，如果改变电源的正负极，依然可以观察到弹簧不断上下振动D．图乙中，如果将水银换成酒精，依然可以观察到弹簧不断上下振动3、位于贵州的“中国天眼”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜(FAST)．通过FAST测得水星与太阳的视角为θ(水星、太阳分别与观察者的连线所夹的角),如图所示,若最大视角的正弦C 值为k ,地球和水星绕太阳的运动视为匀速圆周运动,则水星的公转周期为A ．3k 年B ．31k 年C ．32k 年D ．321k k ⎛⎫ ⎪-⎝⎭年4、如图所示为五个点电荷产生的电场的电场线分布情况，a 、b 、c 、d 是电场中的四个点，曲线cd 是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，则下列说法正确的是（ ）A ．该带电粒子带正电B ．a 点的电势高于b 点的电势C ．带电粒子在c 点的动能小于在d 点的动能D ．带电粒子在c 点的加速度小于在d 点的加速度5、如图所示为氢原子的能级图，用光子能量为12.09eV 的单色光照射大量处于基态的氢原子，激发后的氢原子可以辐射出几种不同频率的光，则下列说法正确的是（ ）A ．氢原子最多辐射两种频率的光B ．氢原子最多辐射四种频率的光C ．从3n =能级跃迁到2n =能级的氢原子辐射的光波长最短D ．从3n =能级跃迁到1n =能级的氢原子辐射的光波长最短6、幼儿园小朋友搭积木时，将重为G的玩具汽车静置在薄板上，薄板发生了明显弯曲，如图所示。
2024年高考北京物理试题+答案详解
2024年高考北京物理试题+答案详解（试题部分）本试卷分第一部分和第二部分．满分100分，考试时间90分钟．第一部分本部分共14小题，每小题3分，共42分．在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项．1．已知钍234的半衰期是24天.1g钍234经过48天后，剩余钍234的质量为（）A．0g B．0.25g C．0.5g D．0.75g2．一辆汽车以10m/s的速度匀速行驶，制动后做匀减速直线运动，经2s停止，汽车的制动距离为（）A．5m B．10m C．20m D．30m3．一个气泡从恒温水槽的底部缓慢上浮，将气泡内的气体视为理想气体，且气体分子个数不变，外界大气压不变．在上浮过程中气泡内气体（）A．内能变大B．压强变大C．体积不变D．从水中吸热4．如图所示，飞船与空间站对接后，在推力F作用下一起向前运动．飞船和空间站的质量分别为m和M，则飞船和空间站之间的作用力大小为（）A．M FM m+B．m FM m+C．M FmD．m FM5．如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡．若灯泡正常发光，下列说法正确的是（）A．原线圈两端电压的有效值为B．副线圈中电流的有效值为0.5AC．原、副线圈匝数之比为1∶4D．原线圈的输入功率为12W6．如图所示，线圈M和线圈P绕在同一个铁芯上，下列说法正确的是（）A．闭合开关瞬间，线圈M和线圈P相互吸引B．闭合开关，达到稳定后，电流表的示数为0C．断开开关瞬间，流过电流表的电流方向由a到bD．断开开关瞬间，线圈P中感应电流的磁场方向向左7．如图所示，光滑水平轨道AB与竖直面内的光滑半圆形轨道BC在B点平滑连接．一小物体将轻弹簧压缩至A点后由静止释放，物体脱离弹簧后进入半圆形轨道，恰好能够到达最高点C．下列说法正确的是（）A．物体在C点所受合力为零B．物体在C点的速度为零C．物体在C点的向心加速度等于重力加速度D．物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在C点的动能8．将小球竖直向上抛出，小球从抛出到落回原处的过程中，若所受空气阻力大小与速度大小成正比，则下列说法正确的是（）A．上升和下落两过程的时间相等B．上升和下落两过程损失的机械能相等C．上升过程合力的冲量大于下落过程合力的冲量D．上升过程的加速度始终小于下落过程的加速度9．图甲为用手机和轻弹簧制作的一个振动装置．手机加速度传感器记录了手机在竖直方向的振动情况，以向上为正方向，得到手机振动过程中加速度a随时间t变化的曲线为正弦曲线，如图乙所示．下列说法正确的是（）A ．0t =时，弹簧弹力为0B ．1 6.2s =时，手机位于平衡位置上方C ．从0t =至0.2s t =，手机的动能增大D ．a 随t 变化的关系式为24sin(2.5π)m /sa t =10．水平传送带匀速运动，将一物体无初速度地放置在传送带上，最终物体随传送带一起匀速运动．下列说法正确的是（）A ．刚开始物体相对传送带向前运动B ．物体匀速运动过程中，受到静摩擦力C ．物体加速运动过程中，摩擦力对物体做负功D ．传送带运动速度越大，物体加速运动的时间越长11．如图所示，两个等量异种点电荷分别位于M 、N 两点，P 、Q 是MN 连线上的两点，且MP QN =．下列说法正确的是（）A ．P 点电场强度比Q 点电场强度大B ．P 点电势与Q 点电势相等C ．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P 点电场强度大小也变为原来的2倍D ．若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，P 、Q 两点间电势差不变12．如图所示为一个加速度计的原理图．滑块可沿光滑杆移动，滑块两侧与两根相同的轻弹簧连接；固定在滑块上的滑动片M 下端与滑动变阻器R 接触良好，且不计摩擦；两个电源的电动势E 相同，内阻不计．两弹簧处于原长时，M 位于R 的中点，理想电压表的指针位于表盘中央．当P 端电势高于Q 端时，指针位于表盘右侧．将加速度计固定在水平运动的被测物体上，则下列说法正确的是（）A ．若M 位于R 的中点右侧，P 端电势低于Q 端B ．电压表的示数随物体加速度的增大而增大，但不成正比C ．若电压表指针位于表盘左侧，则物体速度方向向右D ．若电压表指针位于表盘左侧，则物体加速度方向向右13．产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖，阿秒（as ）是时间单位，181as 110s -=⨯，阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光，提供了阿秒量级的超快“光快门”，使探测原子内电子的动态过程成为可能．设有一个持续时间为100as 的阿秒光脉冲，持续时间内至少包含一个完整的光波周期．取真空中光速83.010m /s c =⨯，普朗克常量346.610J s h -=⨯⋅，下列说法正确的是（）A ．对于0.1mm 宽的单缝，此阿秒光脉冲比波长为550nm 的可见光的衍射现象更明显B ．此阿秒光脉冲和波长为550nm 的可见光束总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更多C ．此阿秒光脉冲可以使能量为1813.6eV(2.210J ---⨯的基态氢原子电离D ．为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期14．电荷量Q 、电压U 、电流I 和磁通量Φ是电磁学中重要的物理量，其中特定的两个物理量之比可用来描述电容器、电阻、电感三种电磁学元件的属性，如图所示．类似地，上世纪七十年代有科学家预言Φ和Q 之比可能也是一种电磁学元件的属性，并将此元件命名为“忆阻器”，近年来实验室已研制出了多种类型的“忆阻器”．由于“忆阻器”对电阻的记忆特性，其在信息存储、人工智能等领域具有广阔的应用前景．下列说法错误的是（）A．QU的单位和ΦI的单位不同B．在国际单位制中，图中所定义的M的单位是欧姆C．可以用IU来描述物体的导电性质D．根据图中电感L的定义和法拉第电磁感应定律可以推导出自感电动势的表达式I E LM∆=∆第二部分本部分共6小题，共58分．15．（8分）（1）某同学测量玻璃的折射率，作出了如图1所示的光路图，测出了入射角i和折射角r，则此玻璃的折射率n=___________________．图1（2）用如图2所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素．如图3所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向．图2图3关于本实验，下列说法正确的是____________（填选项前的字母）．A．需要记录感应电流的大小B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向C．图3中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关（3）某兴趣小组利用铜片、锌片和橘子制作了水果电池，并用数字电压表（可视为理想电压表）和电阻箱测量水果电池的电动势E和内阻r，实验电路如图4所示．连接电路后，闭合开关S，多次调节电阻箱的阻值R，记录电压表的读数U，绘出图像，如图5所示，可得：该电池的电动势E=____________V，内阻r=________kΩ．（结果保留两位有效数字）图4图516．（10分）如图甲所示，让两个小球在斜槽末端碰撞来验证动量守恒定律．（1）关于本实验，下列做法正确的是____________（填选项前的字母）．A ．实验前，调节装置，使斜槽末端水平B ．选用两个半径不同的小球进行实验C ．用质量大的小球碰撞质量小的小球（2）图甲中O 点是小球抛出点在地面上的垂直投影，首先，将质量为1m 的小球从斜槽上的S 位置由静止释放，小球落到复写纸上，重复多次．然后，把质量为2m 的被碰小球置于斜槽末端，再将质量为1m 的小球从S 位置由静止释放，两球相碰，重复多次．分别确定平均落点，记为M 、N 和P （P 为1m 单独滑落时的平均落点）．a ．图乙为实验的落点记录，简要说明如何确定平均落点；b ．分别测出O 点到平均落点的距离，记为OP 、OM 和ON ．在误差允许范围内，若关系式____________成立，即可验证碰撞前后动量守恒．（3）受上述实验的启发，某同学设计了另一种验证动量守恒定律的实验方案．如图丙所示，用两根不可伸长的等长轻绳将两个半径相同、质量不等的匀质小球悬挂于等高的O 点和O 点，两点间距等于小球的直径．将质量较小的小球1向左拉起至A 点由静止释放，在最低点B 与静止于C 点的小球2发生正碰．碰后小球1向左反弹至最高点A '，小球2向右摆动至最高点D ．测得小球1，2的质量分别为m 和M ，弦长1AB l =、23A B l CD l '==、．推导说明，m 、M 、1l 、2l 、3l 满足什么关系即可验证碰撞前后动量守恒．17．（9分）如图所示，水平放置的排水管满口排水，管口的横截面积为S ，管口离水池水面的高度为h ，水在水池中的落点与管口的水平距离为d ．假定水在空中做平抛运动，已知重力加速度为g ，h 远大于管口内径．求：（1）水从管口到水面的运动时间t ；（2）水从管口排出时的速度大小0v ；（3）管口单位时间内流出水的体积Q ．18．（9分）如图甲所示为某种“电磁枪”的原理图．在竖直向下的匀强磁场中，两根相距L 的平行长直金属导轨水平放置，左端接电容为C 的电容器，一导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好，不计导轨电阻及导体棒与导轨间的摩擦．已知磁场的磁感应强度大小为B ，导体棒的质量为m 、接入电路的电阻为R ．开关闭合前电容器的电荷量为Q ．（1）求闭合开关瞬间通过导体棒的电流I ；（2）求闭合开关瞬间导体棒的加速度大小a ；（3）在图乙中定性画出闭合开关后导体棒的速度v 随时间t 的变化图线．19．（10分）科学家根据天文观测提出宇宙膨胀模型：在宇宙大尺度上，所有的宇宙物质（星体等）在做彼此远离运动，且质量始终均匀分布，在宇宙中所有位置观测的结果都一样．以某一点O 为观测点，以质量为m 的小星体（记为P ）为观测对象．当前P 到O 点的距离为0r ，宇宙的密度为0ρ．（1）求小星体P 远离到02r 处时宇宙的密度ρ；（2）以O 点为球心，以小星体P 到O 点的距离为半径建立球面．P 受到的万有引力相当于球内质量集中于O 点对P 的引力．已知质量为1m 和2m 、距离为R 的两个质点间的引力势能12p m m E G R=-，G 为引力常量．仅考虑万有引力和P 远离O 点的径向运动．a ．求小星体P 从0r 处远离到02r 。
2024年全国高考调研模拟试卷理综物理试题(四)
2024年全国高考调研模拟试卷理综物理试题(四)一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题质量为M的小孩站在质量为m的滑板上，小孩和滑板均处于静止状态，忽略滑板与地面间的摩擦．小孩沿水平方向跃离滑板，离开滑板时的速度大小为v，此时滑板的速度大小为．A．B．C．D．第(2)题如图所示，每一级台阶的高度，宽度，将一小球从最上面台阶的边沿以某初速度水平抛出。
取重力加速度大小，不计空气阻力。
若小球落在台阶3上，则小球的初速度大小可能为（ ）A．1m/s B．2m/s C．3m/s D．4m/s第(3)题质量为1kg的物体以初速度v。
从固定斜面底端冲上斜面，物体在斜面上运动过程中的图像如图所示（g=10m/s2），下列说法正确的是（ ）A．此斜面与水平面夹角为37°B．2s内该物体重力势能变化的最大值为12.5JC．该物体在斜面上运动过程中机械能一定不守恒D．该物体在斜面上运动过程中合外力冲量为零第(4)题如图所示的水平轨道足够长，只有部分是粗糙的，其长度为，其余部分是光滑的，质量为1kg，长度为的粗细相同的匀质软绳静止在点的左侧（绳的右端在点），软绳与粗糙部分的动摩擦因数为，现用的水平向右的恒力作用在软绳上，软绳始终保持伸直状态且长度不变，重力加速度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在软绳运动的过程中，下列说法正确的是（）A．软绳先做匀加速后做匀减速运动B．软绳的左端能经过点C．软绳的最大动能为0.5J D．软绳克服摩擦力做功4.0J第(5)题如图所示，用同种细导线做成两个闭合单匝线圈，正方形线圈的边长与圆形线圈的直径相等，把它们放入磁感应强度随时间均匀变化的同一匀强磁场中，线圈所在平面均与磁场方向垂直，若正方形，圆形线圈中感应电动势分别用，表示，感应电流分别用，表示，则（）A．B．C．D．第(6)题木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中有两颗卫星的轨道半径之比约为。
）全国高中应用物理知识竞赛试题及答
）全国⾼中应⽤物理知识竞赛试题及答第⼆届(《求学杯》)全国⾼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. 答卷过程中可以使⽤普通型计算器。
4. 本试卷共有三个⼤题，总分为150分。
⼀、本题包括10⼩题，每⼩题5 分，共50分。
在每⼩题给出的四个选项中，有的⼩题只有⼀个选项正确，有的⼩题有多个选项正确。
请把符合题⽬要求的选项的序号填⼊题后的( ) 内。
全选对的得5分，选不全的得3 分，有选错或不选的得0 分。
1. 验纱机发出的“光”能使钞票⼗的荧光物质发光：家⽤电器的遥控器发出的“光”，能⽤来控制电视机。
空调器等家⽤电器。
对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是( )A.验钞机发出的“光”是红外线B.遥控器发出的“光”是红外线C.遥控器发出的“光”是原⼦的内层电⼦受到激发后产⽣的D.遥控器发出的“光”是原⼦的外层电⼦受到激发后产⽣的2. 在灭⽕抢险的过程中，消防队员有时要借助消防车上的梯⼦爬到⾼处进⾏救⼈或灭⽕作业，如图1 所⽰。
已知消防车梯⼦的下端⽤摩擦很⼩的铰链固定在车上，上端靠在摩擦很⼩的竖直玻璃幕墙上。
消防车静⽌不动，在消防队员沿梯⼦匀速向上爬的过程中，下列说法中正确的是( )A. 铰链对梯的作⽤⼒逐渐减⼩B. 墙对梯的弹⼒不变C. 地⾯对车的摩擦⼒逐渐增⼤D. 地⾯对车的弹⼒不变3. ⼩明有⼀台⼩型收录机(俗称“随⾝听”) 是⽤两节5 号⼲电池供电的，有⼀天需要更换电池了，他⼀时没有合适的电池，就从家中⼀台⼯作正常的⽯英钟中取出了两节5 号电池给这个随⾝听供电。
⽤它收听电台⼴播，声⾳基本正常，但⽤它听录⾳带上的⾳乐时却发现录⾳磁带虽然转动，但声⾳不正常。
出现这种现象的原因可能是( ）A. 开关接触不良B.收录机的扬声器质量有问题C. 电池已⽤旧，电动势变得很⼩D.电池已⽤旧，内阻变得很⼤4. 对于不同的柴油机，燃烧同样的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能。
2004年高考全国理综Ⅳ(物理部分逐题解析)
2004年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试物理部分试题答案第Ⅰ卷在每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。
14. 在核反应方程式 kX Xe Sr n U ++−→−+1365490381023592中，A . X 是中子，9=kB . X 是中子，10=kC . X 是质子，9=kD . X 是质子，10=k分析：本题考查学生应用质量数守恒和电荷数守恒对核反应的理解（守恒法）。
由92－（38＋54）=0知X 的电荷数为0，应该是中子；因此k =（235＋1）－（90＋136）=10。
15. 如图所示，在x ≤0的区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy 平面（纸面）向里。
具有一定电阻的矩形线框abcd 位于xy 平面内，线框的ab 边与y 轴重合。
令线框从t =0的时刻起由静止开始沿x 轴正方向做匀加速运动，则线框中的感应电流I （取逆时针方向的电流为正）随时间t 的变化图线I －t 图可能是下图中的哪一个？分析：图象法解题一是利用函数与图象的关系。
在题中只有cd 杆切割磁感线，由右手定则产生的感应电流为c →d ，回路中的电流为顺时针（负值），且 ()t RBLa R at BL R BLv R E I ====，即I －t 关系是正比关系，D 为准确的I －t 图象。
16. 一定质量的理想气体，从某一状态开始，经过一系列变化后又回到开始的状态，用W 1表示外界对气体做的功，W 2表示气体对外界做的功，Q 1表示气体吸收的热量，Q 2表示气体放出的热量，则在整个过程中一定有A . Q 1－Q 2 = W 2－W 1B . Q 1 = Q 2C . W 1 = W 2D . Q 1 ＞ Q 2分析：本题考查学生对能量守恒的正确理解和应用，必须注意在应用热力学第一定律时公式中各物理量的意义和条件（守恒法）。
由题知W 1为正功， W 2为负功；Q 1为正（吸收的热量），Q 2为负（放出的热量），故W =W 1－W 2，Q =Q 1－Q 2，由W ＋Q =△U 得（W 1－W 2）＋（Q 1－Q 2）=0，即选项A 正确。
全国高中物理奥林匹克竞赛试卷及答案
高中物理竞赛试卷．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，其体膨胀系数等于A．αB．α1/3C．α3D．3α2．（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1 cm3的较重的合金块，杆上有表示液体密度数值的刻度，当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡，如图所示．当合金块完全浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣的悬挂点，直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P1和p2的平衡位置在x轴上，它们相距60cm，当P1质点在平衡位置处向上运动时，P2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．50HzB．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 = F35．（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______mm，测量时如图(b)所示，其值为_______mm，测得小球直径d=____________________mm.7．（10分）为了缓解城市交通拥堵问题，杭州交通部门在禁止行人步行的十字路口增设“直行待行区”（行人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___________。
公布第四届全国高中应用物理知识竞赛
关于公布第四届全国高中应用物理知识竞赛
获奖名单的通知
杭州教研（2009）第129号各区、县（市）教研室，
杭州市区各高中：
第四届全国高中应用物理知识竞赛杭州赛区的竞赛工作已圆满结束。
现将竞赛结果公布如下：
附件（1）：第四届全国高中应用物理知识竞赛获奖名单
附件（2）：第四届全国高中应用物理知识竞赛（高一组）获奖名单
杭州市普通教育研究室
杭州市物理学会
2009年5月11日
附件（1）：第四届全国高中应用物理知识竞赛获奖名单
全国一等奖（48名）
全国二等奖（66名）
附件（2）：第四届全国高中应用物理知识竞赛（高一组）获奖名单
一等奖（49名）。
物理-2024届高三12月大联考(新课标卷)(新疆)(全解全析及评分标准)(1)
202412物理·全解全析及评分标准1．D 【解析】由题可知，衰变方程5354-1是β衰变，该核反应的实质是53原子核内一个中子转变成了一个质子和一个电子，A 、B 错误；半衰期是大量放射性元素衰变的统计规律，对少量的原子核没有意义，C 错误；半衰期只与元素种类有关，与外界环境等因素无关，D 正确。
2．B 【解析】如图所示，篮球在上升至最高点的过程中，受重力和空气阻力，两个力均做负功，故速率v 变小，则阻力f =kv 逐渐减小，所以合力是变力，所以其运动不是匀变速曲线运动，轨迹不是抛物线，A 、C 错误；由于阻力f 的方向与重力mg 方向间的夹角逐渐变大，且阻力变小，重力不变，故合力变小，则加速度变小，B 正确；篮球在最高点处，速度沿水平方向，仍受空气阻力作用，故合力大于重力，加速度大于重力加速度，D 错误。
3．A 【解析】零件刚从热气球上掉下时零件距地面的高度为211200 m 2h at，此时零件的速度大小v ＝at ＝20 m/s ，然后零件做竖直上抛运动，对零件速度减为零过程，零件上升的高度222v h g＝20 m ，则零件最高可上升到距地面的高度为h ＝h 1+h 2＝220 m ，A 正确。
4．B 【解析】对圆筒壁上的物块，根据牛顿第二定律可得N F mg ，2N F m r ，对底面物块，根据牛顿第二定律可得22r Mg M，联立解得2，B 正确。
5．B 【解析】由1sin n C知，当θ=45°时，即入射角为45°时，光在PQ 面上恰好发生全反射，此时地面上恰好只有一个亮斑，如图所示。
由tan 45LR，得该亮斑到P 点的距离L =3 cm ，B 正确。
6．A 【解析】碰撞前，M 处的微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，设轨迹半径为r ，则由牛顿第二定律可得rv m qvB 2，解得qB mv r ；两个微粒碰撞过程中，满足动量守恒定律，有3mv mv ，碰后两微粒结为一体，一起做匀速圆周运动，其轨迹半径3mv mvr r qB qB，即碰前与碰后，微粒做匀速圆周运动的半径不变，轨迹圆如图所示。
【精品】高中物理竞赛选拔综合经典习题(Word版含详细答案)
高中物理竞赛复赛经典练习题1. （本题6分）一长度为l 的轻质细杆，两端各固结一个小球A 、B （见图），它们平放在光滑水平面上。
另有一小球D ，以垂直于杆身的初速度v 0与杆端的Α球作弹性碰撞．设三球质量同为m ，求：碰后（球Α和Β）以及D 球的运动情况．2. （本题6分）质量m =10 kg 、长l =40 cm 的链条，放在光滑的水平桌面上，其一端系一细绳，通过滑轮悬挂着质量为m 1 =10 kg 的物体，如图所示．t = 0时,系统从静止开始运动, 这时l 1 = l 2 =20 cm< l 3．设绳不伸长，轮、绳的质量和轮轴及桌沿的摩擦不计，求当链条刚刚全部滑到桌面上时，物体m 1速度和加速度的大小．3. （本题6分） 长为l 的匀质细杆，可绕过杆的一端O 点的水平光滑固定轴转动，开始时静止于竖直位置．紧挨O 点悬一单摆，轻质摆线的长度也是l ，摆球质量为m ．若单摆从水平位置由静止开始自由摆下，且摆球与细杆作完全弹性碰撞，碰撞后摆球正好静止．求： (1) 细杆的质量．(2) 细杆摆起的最大角度θ．4. （本题6分）质量和材料都相同的两个固态物体，其热容量为C ．开始时两物体的温度分别为T 1和T 2（T 1 > T 2）．今有一热机以这两个物体为高温和低温热源，经若干次循环后，两个物体达到相同的温度，求热机能输出的最大功A max ．5. （本题6分）如图所示，123415641 为某种一定量的理想气体进行的一个循环过程，它是由一个卡诺正循环12341 和一个卡诺逆循环15641 组成．已知等温线温度比T 1 / T 2 = 4，卡诺正逆循环曲线所包围面积大小之比为S 1 / S 2 = 2．求循环123415641的效率η．6. （本题6分）将热机与热泵组合在一起的暖气设备称为动力暖气设备，其中带动热泵的动力由热机燃烧燃料对外界做功来提供.热泵从天然蓄水池或从地下水取出热量，向温度较高的暖气系统的水供热.同时，暖气系统的水又作为热机的冷却水.若燃烧1kg 燃料，锅炉能获得的热量为H ，锅炉、地下水、暖气系统的水的温度分别为210℃，15℃，60℃.设热机及热泵均是可逆卡诺机.试问每燃烧1kg 燃料，暖气系统所获得热量的理想数值（不考虑各种实际损失）是多少？7. （本题5分） 如图所示，原点O 是波源，振动方向垂直于纸面，波长是λ ．AB 为波的反射平面，反射时无相位突变π．O 点位于A 点的正上方，h AO =．Ox 轴平行于AB ．求Ox 轴上干涉加强点的坐标（限于x ≥ 0）．8. （本题6分）一弦线的左端系于音叉的一臂的A 点上，右端固定在B 点，并用T = 7.20 N 的水平拉力将弦线拉直，音叉在垂直于弦线长度的方向上作每秒50次的简谐振动（如图）．这样，在弦线上产生了入射波和反射波，并形成了驻波．弦的线密度η = 2.0 g/m ， 弦线上的质点离开其平衡位置的最大位移为4 cm ．在t = 0时，O 点处的质点经过其平衡位置向下运动，O 、B 之间的距离为L = 2.1 m ．试求：12T 1 6543 VpOT 2A(1) 入射波和反射波的表达式； (2) 驻波的表达式．9. （本题6分）用每毫米300条刻痕的衍射光栅来检验仅含有属于红和蓝的两种单色成分的光谱．已知红谱线波长λR 在 0.63─0.76μm 范围内，蓝谱线波长λB 在0.43─0.49 μm 范围内．当光垂直入射到光栅时，发现在衍射角为24.46°处，红蓝两谱线同时出现． (1) 在什么角度下红蓝两谱线还会同时出现？(2) 在什么角度下只有红谱线出现？10. （本题6分）如图所示，用波长为λ= 632.8 nm (1 nm = 10-9 m)的单色点光源S 照射厚度为e = 1.00×10-5 m 、折射率为n 2 = 1.50、半径为R = 10.0 cm 的圆形薄膜F ，点光源S 与薄膜F 的垂直距离为d = 10.0 cm ，薄膜放在空气（折射率n 1 = 1.00）中，观察透射光的等倾干涉条纹．问最多能看到几个亮纹？（注：亮斑和亮环都是亮纹）．11. （本题6分）507⨯双筒望远镜的放大倍数为7，物镜直径为50mm .据瑞利判据，这种望远镜的角分辨率多大？设入射光波长为nm 550.已知眼睛瞳孔的最大直径为7.0mm .求出眼睛对上述入射光的分辨率.用得数除以7，和望远镜的角分辨率对比，然后判断用这种望远镜观察时实际起分辨作用的是眼睛还是望远镜.12. （本题6分）一种利用电容器控制绝缘油液面的装置示意如图. 平行板电容器的极板插入油中，极板与电源以及测量用电子仪器相连，当液面高度变化时，电容器的电容值发生改变，使电容器产生充放电，从而控制电路工作. 已知极板的高度为a ，油的相对电容率为εr ，试求此电容器等效相对电容率与液面高度h 的关系.13. （本题6分）在平面螺旋线中，流过一强度为I 的电流，求在螺旋线中点的磁感强度的大小．螺旋线被限制在半径为R 1和R 2的两圆之间，共n 圈．[提示：螺旋线的极坐标方程为b a r +=θ，其中a ，b 为待定系数]14. （本题6分）一边长为a 的正方形线圈，在t = 0 时正好从如图所示的均匀磁场的区域上方由静止开始下落，设磁场的磁感强度为B ϖ(如图)，线圈的自感为L ，质量为m ，电阻可忽略．求线圈的上边进入磁场前，线圈的速度与时间的关系．15. （本题6分）如图所示，有一圆形平行板空气电容器，板间距为b ，极板间放一与板绝缘的矩形线圈．线圈高为h ，长为l ，线圈平面与极板垂直，一边与极板中心轴重合，另一边沿极板半径放置．若电容器极板电压为U 12 = U m cos ω t ，求线圈电压U 的大小．Bϖ16. （本题6分）在实验室中测得电子的速度是0.8c ，c 为真空中的光速．假设一观察者相对实验室以0.6c 的速率运动，其方向与电子运动方向相同，试求该观察者测出的电子的动能和动量是多少？（电子的静止质量m e ＝9.11×10-31kg ）17. （本题6分）已知垂直射到地球表面每单位面积的日光功率（称太阳常数）等于1.37×103 W/m 2．(1) 求太阳辐射的总功率． (2) 把太阳看作黑体，试计算太阳表面的温度．（地球与太阳的平均距离为1.5×108 km ，太阳的半径为6.76×105 km ，σ = 5.67×10-8 W/(m 2·K 4)）18. （本题6分））已知氢原子的核外电子在1s 态时其定态波函数为 a r a /3100e π1-=ψ，式中 220em h a e π=ε ．试求沿径向找到电子的概率为最大时的位置坐标值．( ε0 = 8.85×10-12 C 2·N -1·m -2 ，h = 6.626×10-34 J ·s ， m e = 9.11×10-31 kg ， e = 1.6 ×10-19 C )参考答案1. （本题6分）解：设碰后刚体质心的速度为v C ，刚体绕通过质心的轴的转动的角速度为ω，球D 碰后的速度为v '，设它们的方向如图所示．因水平无外力，系统动量守恒：C m m m v v v )2(0+'= 得：(1)20C v v v ='- 1分 弹性碰撞，没有能量损耗，系统动能不变；222220])2(2[21)2(212121ωl m m m m C ++'=v v v ，得 (2)22222220l C ω+='-v v v 2分 系统对任一定点的角动量守恒,选择与A 球位置重合的定点计算．A 和D 碰撞前后角动量均为零，B 球只有碰后有角动量，有])2([0C B l ml ml v v -==ω，得(3)2lC ω=v 2分(1)、(2)、(3)各式联立解出 lC 00;2;0vv v v ==='ω。
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高中物理竞赛试卷及答案
高中物理竞赛试卷一、单项选择题：（请将正确选项的序号填在括号内，每小题5分，共10分。
）1、如图所示，把一个架在绝缘支架上不带电的枕形导体放在带负电的导体C附近，达到静电平衡后，下列对导体A端和B端电势判断正确的是( )（取大地为零电势点）＞U B＞OA．UB．U A＜U B＜OC．U A＝U B＜OD．U A＝U B＞O2、一定质量的理想气体处于某一平衡状态，此时其压强为P0，有人设计了四种途径，使气体经过每种途经后压强仍为P0，这四种途径是①先保持体积不变，降低压强，再保持温度不变，压缩体积②先保持体积不变，使气体升温，再保持温度不变，让体积膨胀③先保持温度不变，使体积膨胀，再保持体积不变，使气体升温④先保持温度不变，压缩气体，再保持体积不变，使气体降温可以断定( )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、填空题：（请将答案填在题中的横线上，每小题5分，共10分。
）1、2003年2月1日美国哥伦比亚号航天飞机在返回途中解体，造成人类航天史上又一悲剧。
若哥伦比亚号航天飞机是在轨道半径为r的赤道上空飞行，且飞行方向与地球自转方向相同，已知地球自转角速度为ω0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g, 在某时刻航天飞机通过赤道上某建筑物的上方，则到它下次通过该建筑物上方所需时间为___________________。
2、如图所示，在湖面上有一个半径为45m的圆周，AB是它的直径，在圆心O和圆周上的A点分别装有同样的振动源，其波在湖面上传播的波长是10m。
若一只小船在B处恰好感觉不到振动，它沿圆周慢慢向A划行，在到达A之前的过程中，还有___________次感觉不到振动。
三、（14分）如图所示，斜面重合的两契块ABC 和ADC ，质量均为M ，DA 、BC 两面成水平，E 是质量为m 的小滑块，契块倾角为θ，各面均为光滑，系统放置在光滑的水平平台上自静止开始释放，问斜面未分离前小滑块的加速度为多少？四、（15分）某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星，试问，春分那天（太阳光直射赤道）在日落12小时内有多长时间该观察者看不见此卫星？已知地球半径为R ，地球表面处的重力加速度为g , 地球自转周期为T ，不考虑大气对光的折射。
全国高中物理竞赛试题及答案
全国应用物理竞赛试题一、选择题（每小题2分，共20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。
1．2009年的诺贝尔物理学奖由三人分享，其中在光纤通信技术方所做的原创性工作而被称为“光纤之父”的美籍华人是（）A．钱永健 B．朱棣文 C．高锟 D．丁肇中2．晴朗无风的早晨，当飞机从空中飞过，在蔚蓝的天空中会留下一条长长的“尾巴”，如图1所示，这种现象俗称为“飞机拉烟”。
产生这一现象的原因之一是飞机在飞行过程中排出的暖湿气体遇冷所致。
在这一过程中，暖湿气体发生的物态变化是（）A．熔化 B．液化 C．蒸发 D．升华3.2010年1月2日起，我国北方大部分地区遭大范围降雪天气袭击。
大雪严重影响了民航、铁路和高速工路等交通，如图2所示。
在遇到这种天气时，为了尽快清除积雪，常用的办法是撒“融雪盐”，这是因为（）A.“融雪盐”与少量水发生化学反应，产生的热量使周围的冰雪熔化B.“融雪盐”产生“保暖层”，使冰雪吸收足够的“地热”而熔化C.使雪形成“含融雪盐的雪”，“含融雪盐的雪”熔点低于当地温度，使雪熔化D.“融雪盐”有利于冰雪对阳光的吸收，从而加快冰雪的熔化4.小明发现户外地面以上的冬季供热管道每隔一段距离总呈现型，如图3所示。
其主要原因是（）A.为了避开行人和建筑物B.为了美观C.为了避免管道因热胀冷缩导致的损坏D.为了方便工人师傅安装和检修5.体操、投掷、攀岩等体育活动都不能缺少的“镁粉”，它的学名是碳酸镁。
体操运动员在杠前都要在手上涂擦“镁粉”，其目的是A.仅仅是为了利用“镁粉”吸汗的作用，增加手和器械表面的摩擦而防止打滑B.仅仅是为了利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”能起到衬垫作用，相当于在中间添加了一层“小球”做“滚动摩擦”C.仅仅是为了利用“镁粉”填平手掌的褶皱和纹路，使手掌与器械的接触面积增大，将握力变得更加实在和均匀D.上述各种功能都有6.小新同学家中的墙壁上竖直悬挂着一指针式电子钟，当其因电池电能不足而停止时。
第41届全国中学生物理竞赛预赛试题答案与评分标准
第41届全国中学生物理竞赛预赛试题（2024年9月7日9:00-12:00）考生须知1、 考生考试前务必认真阅读本须知。
2、 本试题共4页，总分为400分。
3、 需要阅卷老师评阅的内容一定要写在答题纸相应题号后面的空白处；阅卷老师只评阅答题纸上的内容；选择题和填空题也必须在答题纸上作答；写在试题纸和草稿纸上的解答都不能给分。
一. 选择题（本题60分，含5小题，每小题12 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。
将符合题意的选项前面的英文字母写在答题纸对应小题后面的括号内。
全部选对的给 12分，选对但不全的给6分，有选错或不答的给0分。
）1.一边长为a 的正方形处于水平面上，其四个顶点各固定一个正电子。
一个电子在该正方形的中心点O 的正上方P （O 、P 两点的距离远小于a ）处自静止释放。
不考虑空气阻力、重力、电磁辐射、量子效应和其他任何扰动。
该电子（ ） A. 会运动到无穷远处 B. 与正电子构成的系统的能量守恒 C. 会在过O 点的竖直线上做周期运动 D. 会在正方形上方振荡2. mol n 理想气体经过一个缓慢的过程，从状态P 沿抛物线到达状态Q ，其V （体积）-T （绝对温度）图如图2a 所示。
已知此过程中当032V V =时，温度达到最大值0max 094p V T nR=（其中0p 和0V 分别是状态P 的压强和体积，R 是普适气体常量）。
若状态P 和Q 的温度P T 和Q T 都等于002p VnR，则该过程的p （压强）-V 图为（ ）3. 一个动能为2.0eV 的电子从很远处向一个固定的质子飞去。
电子接近质子时被俘获，同时放出一个光子，电子和质子形成一个处于基态的静止氢原子。
已知氢原子的基态能量为13.6 eV −，光在真空中的速度为83.010 m/s ×，电子电量的大小和普朗克常量分别为191.610 C −×和3426.610 kg m /s −×⋅。
全国物理中学生竞赛决赛试题及答案
全国中学生物理竞赛决 赛 试 题一、（15分）图决18-1中A 是一带有竖直立柱的木块，总质量为M ，位于水平地面上。
B 是一质量为m 的小球，通过一不可伸长的轻绳挂于立柱的顶端。
现拉动小球使绳伸直并处于水平位置。
然后让小球从静止状态下摆。
如在小球与立柱发生碰撞前，木块A 始终未发生移动，则木块与地面之间的静摩擦因数至少为多大？（设A 不会发生转动）二、（15分）圆形线圈C 轴线z 沿水平方向。
有一用钕铁硼材料制成的圆柱形强磁体M ，其圆形端面分别为N 极和S 极，将磁体M 与线圈C 共轴放置。
磁体的对称中心置于z 轴的原点O 。
Q 点是线圈C 对称截面的圆心，当Q 点位于z 轴不同位置时，用实验的方法测得穿过线圈C 的总磁通ψ。
由此测得的ψ值沿z 轴的分布函数图线如图决18-2（a ）所示。
图中横轴上z 值是Q 点的坐标。
现令强磁体M 沿线圈的轴线方向穿过该线圈C ，将C 两端接一电阻，其阻值R=1000Ω，远大于线圈的电阻阻值。
将接在电阻R 两端的电压信号通过计算机实时处理[如图决18-2（b ）所示]，可在计算机屏幕上显示出线圈C 两端的电压信号如图决18-2（c ）所示，信号轨迹近似看作三角波形。
1．试估算强磁体M 通过线圈时的速度。
（不计线圈中的感应电流对运动磁体的影响。
） 2．试求图（c ）中，1t 至3t 期间流过电阻R 的电量。
三、（20分）有一薄透镜如图决18-3，S 面是旋转椭球面（椭圆图决18-1绕长轴旋转而成的曲面），其焦点为F 1和F 2；S 2面是球面，其球心C 与F 2重合。
已知此透镜放在空气中时能使从无穷远处位于椭球长轴的物点射来的全部入射光线（不限于傍轴光线）会聚于一个像点上，椭圆的偏心率为e 。
（1）求此透镜材料的折射率n （要论证）；（2）如果将此透镜置于折射率为n '的介质中，并能达到上述的同样的要求，椭圆应满足什么条件？四、（20分）空间有半径为R 长度L 很短的圆柱形的磁场区域，圆柱的轴线为z 轴，磁场中任一点的磁感应强度的方向沿以z 轴为对称轴的圆的切线，大小与该点离z 轴的距离r 成正比，B=K r ，K 为常数，如图决18-4中“· ”与 “×”所示。
安徽省炳辉中学2024-2025学年高三第四次质量检测试题物理试题含解析
安徽省炳辉中学2024-2025学年高三第四次质量检测试题物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。
回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示，绕地球做匀速圆周运动的卫星P的角速度为ω，对地球的张角为θ弧度，万有引力常量为G。
则下列说法正确的是（）A．卫星的运动属于匀变速曲线运动B．张角θ越小的卫星，其角速度ω越大C．根据已知量可以求地球质量D．根据已知量可求地球的平均密度2、关于原子核及其变化，下列说法中正确的是（）A．衰变和裂变都能自发的发生B．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分C．升高温度可以使放射性元素的半衰期缩短D．同种放射性元素在化合物中的半衰期与单质中的半衰期相等3、一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其xt－t的图象如图所示，则A．质点做匀速直线运动，速度为0.5 m/sB．质点做匀加速直线运动，加速度为0.5 m/s2C．质点在1 s末速度为1.5 m/sD．质点在第1 s内的平均速度0.75 m/s4、如图所示，一光滑小球与一过球心的轻杆连接，置于一斜面上静止，轻杆通过光滑铰链与竖直墙壁连接，已知小球所受重力为G，斜面与水平地面的夹角为60°，轻杆与竖直墙壁的夹角也为60°，则轻杆和斜面受到球的作用力大小分别为（）A．G和G B．12G和32GC．32G和12G D．3G和2G5、如图所示，上表面粗糙、倾角θ=37︒的斜面体放在光滑的水平地面上，一物块静止在斜面体上。
现给斜面体一水平向左的推力F，发现无论F多大，物块均能与斜面体保持相对静止。
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第四届全国高中应用物理知识竞赛决赛试题
答案与评分标准（2009．4．26）
1.（1）做米饭在做好后可以自动断电，烧开水和煲汤都不能自动断电.（2分） （2）向下压按钮，永磁体上升与感温铁氧体吸住，同时触点接通使电热板发热. 米饭煮熟水烧干后温度可以升到103℃，使得感温铁氧体失去铁磁性，永磁体因重力作用下落，杠杆就使触点断开.而烧开水和煲汤温度都只能升高到100℃，永磁铁不会松开.（4分）
2.（1）因为北京与广州的纬度不同，要调整集热管组成的接收面与水平面间的角度，使阳光与接收面间尽可能垂直，以接收更多的太阳能.（2分）
（2）集热管内外层由真空隔绝，光能透过传入，管内水温度升高后对外的热传导可最大限度地减少（减少由于传导和对流造成的热量损失）.（2分）
（3）水箱与集热管连通，因水的密度随温度的不同而不同，使水产生对流，有利加热和保温.（2分）
（4）集热管下的反光板将漏过集热管的光反射，进一步提高太阳能的利用率.（2分）
3.（1）变大，变小；变小，变小（4分）
（2）相对于空气的速度（或答下降速度）、横截面积及物体的形状（3分） 4.（1）弯道的转弯半径，内外轨所在平面与水平面间的夹角（或内外轨的高度差及两轨间距）.（2分）
（2）根据公式R
mv F 2
=
，当行车由限速80km/h 变为每小时131km/h 时，向
心力就增为正常值的68.2)80
131(2
= 倍，其中，增加的正常值的（2.68-1）=1.68倍
就完全由外轨来提供. 再根据牛顿第三定律，外轨同时受到同样大小的向外的推力而遭到破坏.（4分）
（3）外轨经历着扣件（道钉）的松动到钢轨的移位，前几节车厢没有脱轨，
说明外轨尚未移位，外轨移位后，后面的车厢必定脱轨.（2分）
5.（1）由于铝盘在制动永久磁铁的磁场中运动，切割磁感线铝盘中产生感应电流（涡流），根据愣次定律及左手定则可以判定，该感应电流在磁铁的磁场中受到安培力的作用阻碍铝盘的转动，即产生阻碍转动的力矩.（2分）
（2）当该阻碍转动的力矩与使它转动的电磁力矩平衡时，转速达到稳定.2分 （3）用户电流变大时，电磁力矩变大，铝盘转速加快，制动永久磁铁产生的阻碍转动的力矩也变大，从而达到新的平衡.（2分）
（4）当停止用电时，铝盘失去继续转动的动力，在制动永磁铁的作用下随即停止运动。
（2分）
6. 解：要求卫星轨道平面与地球赤道平面交角40º≤θ≤90º，并在指定时刻恰通过北京上空. （2分）
设卫星的轨道半径为r ，周期为T 卫，卫星质量为m .
r T m
r
Mm G 2
22
4卫
π=， （1）
nT 卫=T 地 ，其中n 为整数. 则轨道半径3
2
2
2
4n
GMT r π地=
（2） （4分）
假设卫星绕地面附近转动，其周期最小，
,42
min
22
R T m
R
Mm G π
=取,2
mg R
Mm G
=
则 ==
g
R T 2
min 4π5065 s （3） （2分）
由此可算出n 的最大值为17( 06.175065
360024=⨯ )，考虑到离地面过近的卫
星受大气层的影响过大.取n = 16，由（2）式求出r = 6650 km ，则轨道距地面高度h = 280 km .
因此从实际出发，n = 1,2,……,时对应的其他高度值也能满足题目要求.（2分）
7.
（1）非，与，或. （3分） （2）1 ，0 ； （2分） 1 ，0 ； （4分）
1 . （2分） （3）如右. （4分） 8.（1）11 k Ω （2分） （2）、（3）见右图（每个2分） （4） 1000 （2分） （5）大.用R 1 调节欧姆零点后，欧
姆表的内阻（R g + R 2 + R 1）将小于设计值（15.0 k Ω）. （4分）
9.（1）由于重力作用，肥皂液逐渐向下流动，形成上薄下厚的形状，上部的肥皂膜变得越来越薄，当厚度小于所有可见光的波长的1/4时，从膜的前表面反射回来的光和从后表面反射回来的光的光程差总小于1/2波长，叠加的结果都不会达到加强，而且两个表面反射回来的光的能量与透射光的能量相比都很小，所以看起来是黑色.（4分）
用波长最长的可见光进行估算，膜的厚度在6
10
1923.044
1-⨯==
=
f
c d λm ，因此膜的厚度应小于192.3nm ，
其数量级为10-7m ，即100nm .（4分）
（2）肥皂膜的形状如图所示，两表面ab 、cd 都是曲面，膜的
厚度的变化呈非线性，使肥皂膜内向下方向光的传播路程的增加也是非线性，而且传播路程增大得越来越快，故干涉条纹变得越来越窄.（4分）
10. 设A 、B 为超声波探头，P 为 对面管壁上的一点， 管道中液体流速向右，超声波束顺行时路径(声速与水流速度的合速度)只有沿APB （如图a ），才能为接收探头接收. （2分）
超声波在管道流体中的速度v ’是它在静止流体中的速度v 0和流体速度v 的叠
第8题图
第9题图
加，如图b 所示. 则：
∵v 0>>v ∴α很小，cos α≈1 同理，逆行时有 由题意和图a 可知： θνννsin 0-=''
由（1）、（2），并整理得 θ
θ
θθθ
θθ
θ2sin 22sin cos sin 2cos 2sin )(
2,1sin )(
sin )(22
000
002
00T T D v T D v T v v T v v T v v T v v T ∆=
==
∆=<<∆-∆=可得代入上式，并注意将故略去高阶无限小，得由于
注意：解此题时不能将速度分解到沿管道方向来处理，因为那样很难作近似，从而无法得到正确答案.
)2
cos(
cos '0θπ
α-+=v v v θ
θπ
sin )2
cos(
'00v v v v v +=-+=)1(sin 2sin 2'2"200T
v v s v v s v s v s ∆=+-
-=
-
θθ
)
2(20
T v s =（2分）
第10题图
(a)
(b)
（2分）
（2分）
（2分） （2分）
（2分）。