物理竞赛贴吧排位赛第2次比赛A卷
(完整版)第26届全国中学生物理竞赛复赛试卷(附详细参考解答与评分标准)答辩
第26届全国中学生物理竞赛复赛试卷（附详细答案）一、填空（问答）题（每题5分，共25分）1．有人设想了一种静电场：电场的方向都垂直于纸面并指向纸里，电场强度的大小自左向右逐渐增大，如图所示。
这种分布的静电场是否可能存在？试述理由。
2．海尔-波普彗星轨道是长轴非常大的椭圆，近日点到太阳中心的距离为0.914天文单位（1天文单位等于地日间的平均距离），则其近日点速率的上限与地球公转（轨道可视为圆周）速率之比约为（保留2位有效数字） 。
3．用测电笔接触市电相线，即使赤脚站在地上也不会触电，原因是 ；另一方面，即使穿绝缘性能良好的电工鞋操作，测电笔仍会发亮，原因是 。
4．在图示的复杂网络中，所有电源的电动势均为E 0，所有电阻器的电阻值均为R 0，所有电容器的电容均为C 0，则图示电容器A 极板上的电荷量为 。
5．如图，给静止在水平粗糙地面上的木块一初速度，使之开始运动。
一学生利用角动量定理来考察此木块以后的运动过程：“把参考点设于如图所示的地面上一点O ，此时摩擦力f 的力矩为0，从而地面木块的角动量将守恒，这样木块将不减速而作匀速运动。
”请指出上述推理的错误，并给出正确的解释：。
二、（20分）图示正方形轻质刚性水平桌面由四条完全相同的轻质细桌腿1、2、3、4支撑于桌角A 、B 、C 、D 处，桌腿竖直立在水平粗糙刚性地面上。
已知桌腿受力后将产生弹性微小形变。
现于桌面中心点O 至角A 的连线OA 上某点P 施加一竖直向下的力F ，令c OAOP=，求桌面对桌腿1的压力F 1。
三、（15分）1．一质量为m 的小球与一劲度系数为k 的弹簧相连组成一体系，置于光滑水平桌面上，弹簧的另一端与固定墙面相连，小球做一维自由振动。
试问在一沿此弹簧长度方向以速度u 作匀速运动的参考系里观察，此体系的机械能是否守恒，并说明理由。
2．若不考虑太阳和其他星体的作用，则地球-月球系统可看成孤立系统。
若把地球和月球都看作是质量均匀分布的球体，它们的质量分别为M 和m ，月心-地心间的距离为R ，万有引力恒量为G 。
第28届中学生物理竞赛复赛模拟试卷及答案
第28届中学生物理竞赛复赛模拟试卷及答案第28届全国中学生物理竞赛复赛模拟试卷一、填空题．（本题共4小题，共25分）1．图1所示的电阻丝网络，每一小段电阻同为r ，两个端点A 、B 间等效电阻R 1=r 209153若在图1网络中再引入3段斜电阻丝，每一段电阻也为r ，如图2 所示，此时A 、B 间等效电阻R 2=r 322．右图为开尔文滴水起电机示意图。
从三通管左右两管口形成的水滴分别穿过铝筒A 1、A 2后滴进铝杯B 1、B 2，当滴了一段时间后，原均不带电的两铝杯间会有几千伏的电势差。
试分析其原理。
图中铝筒A 1用导线与铝杯B 2相连；铝筒A 2用导线与B 1相连。
解答：本装置的几何结构尽管十分对称，但由于空气中离子分布及宇宙射线等因素的不确定性，使铝筒A 1、A 2的电势会略有不同。
譬如，A 1的电势比A 2高，由于静电感应，使A 1上方的水滴带负电，A 2上方的水滴带正电，带电水滴分别滴入下方的铝杯后，使B 1杯带负电，由于B 1与A 2用导线相连，又使A 2电势进一步降低，同理A 1电势则进一步升高，这又使A 1上方的水滴带更多的负电，A 2上方的水滴带更多的正电，如此下去，使铝杯B 2的电势越来越高，B 1的电势越来越低，最终可使两铝杯间产生几千伏的电势差。
当然，由于各种因素的不确定性，下次实验开始时，可能A 2的电势比A 1高，最终使B 1的电势比B 2的电势高几千伏。
但A 1、A 2因偶然因素造成的电势差因上述正反馈效应而得到放大却是不变的。
【点评】物理系统的对称性因某种原因受到破坏，这种现象称为对称破缺。
对称破缺在物理学的许多分支及其他许多学科里已成为一个重要的概念。
本题是这方面的一个例子。
3．受迫振动的稳定状态由下式给出)cos(ϕω+=t A x ，2222204)(ωβωω+-=hA ，220arctan ωωβωϕ--=。
其中mH h =，而)cos(t H ω为胁迫力，mγβ=2，其中dtdx γ-是阻尼力。
蔡子星模拟题-原创物理竞赛第二套答案及评分标准
R
侧视图
v
R
斜视图
【解】：
由向心加速度公式及牛二律，解得 R mv (右转)（5 分） Be
由几何知识，当圆心越过中心线与发射点连线时，电子能到达对面。
2 arccos d arccos d
故到达电子占总电子数的比例为
2R
2R （5 分）
2
arccos d arccos Bed
从而电流为 I I0 I0 '
g 9.8ms2 一样。然而此后陨石与太空站发生完全弹性碰撞，撞了 4 次后，第 5 次把兔子砸死了（陨
石与太空站碰撞时不计摩擦，而兔子视作固定在太空站上）…求兔子扔出陨石的时候，陨石相对于兔 子的速度的可能值，并定性画出兔子看到的陨石的轨迹。
【解】：
由向心加速度为 g，2r g （分）
令相对于初态的陨石速度沿切线分量为 vx ，大小为 v ，与法线夹角为
从而力矩为 W
W t
1
5l 4 tan2 10
16r
B02 sin2 t （4 分）
第六题（20 分） 做太空行走的时候，一件很重要的事情是保温。我们先把宇航员假象成一个半径为 R 的球形黑体
（囧 rz），满足黑体辐射公式：单位面积上辐射的功率为 j T 4 ，其中T 为物体温度，其中 为斯
（或者中子星的脉冲）。我们把模型作如下简化：两个质量为 m 的星体绕着其质心作圆周运动，初态 间距为 l,当星体的加速度为 a 时，其引力波辐射功率为 P ka2 ，其中 k 是一个很小的常数。（万有引 力常数为 G ，双星之间的引力作用可以用牛顿的万有引力公式计算） （1） 双星体系的周期变化 0.01% 需要经过多长时间
（2） 按照这个理论双星越来越近，最后几乎相撞。估算相撞需要的时间。 【解】：
高二物理竞赛试题(含有答题卡和答案)
高二物理竞赛试题一、 选择题（共12道题，共48分。
有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对得4分，选不全的得2分，选错的或不答的不得分）１、一个物体在几个恒定的共点力作用下处于平衡状态，现去掉一个恒力，则物体（ ） A 、可能做匀变速直线运动 B 、可能做匀变速曲线运动 C 、可能做匀速直线运动 D 、可能做匀速圆周运动2、如图所示，物体A 贴在竖直墙壁上，在竖直轻弹簧作用下，A 、B 保持静止，则物体A 受到力的个数为（ ） A 、2 B 、3 C 、4 D 、5 3、狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路做匀速圆周运动，图为四个关于雪橇受到的牵引力F 及摩擦力f 的示意图（图中O 为圆心），其中正确的是（ ）4、如图所示，一带电粒子从P 点以初速度v 射入匀强电场，仅受电场力的作用，则可能的运动轨迹及电势能的变化情况是（ ）A 、轨迹a ，且电势能一直变大 B 、轨迹b ，且电势能变小C 、轨迹c ，且电势能变小D 、轨迹d ，且电势能变大5、如图所示，置于水平地面上的三脚架上固定着一质量为m 的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均成30︒角，则每根 支架中承受的压力大小为（ ） A 、13mg B 、23mg C D 6、一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷(电荷量很小)固定在P 点，如右图所示，以E 表示两极板间的场强，U 表示 电容器的电压，E p 表示正电荷在P 点的电势能，若保持负极板不动，将正极 板移到图中虚线所示的位置，则( )A 、U 变小，E 不变B 、E 变大，E p 变大C 、U 变小，E p 不变D 、U 不变，E p 不变7、一物体做匀加速直线运动，通过一段位移x ∆所用的时间为1t ，紧接着通过下一段位移x ∆所用时间为2t 。
则物体运动的加速度为( ) A ．1212122()()x t t t t t t ∆-+ B ．121212()()x t t t t t t ∆-+ C ．1212122()()x t t t t t t ∆+- D ．121212()()x t t t t t t ∆+-8、一带负电荷的质点，仅在电场力作用下沿曲线abc 从a 运动到c ，已知质点的速率是递减的。
【精品】第28届全国中学生物理竞赛复赛试题参考解答及评分标准.docx
第28届全国中学生物理竞赛复赛试题参考解答及评分标准一、参考解答：解法一取直角坐标系。
冷，原点。
位于椭圆的中心，则哈雷彗星的椭圆轨道方程为。
、力分别为椭圆的半长轴和半短轴，太阳S位于椭圆的一个焦点处，如图1所示.以7；表示地球绕太阳运动的周期，则7； =1.00年；以/表示地球到太阳的距离（认为地球绕太阳作圆周运动），则％=1.00AU，根据开普勒第三定律，有a3 _T2设c为椭圆中心到焦点的距离，由几何关系得c = a-r0由图1可知，P点的坐标x = c + r p cos0p (5)(2)(3)(4) (6)把（5）、（6）式代入（1）式化简得a2 sin20p + b2 cos2印)r； + 2b2cr p cos0p + b2c2 -a2b2 = 0 (7) 根据求根公式可得b2 [a-ccos0p)P a2 sin20p + b 2 cos20p(8)由（2）、（3）、（4）、（8）各式并代入有关数据得% =0.896AU (9) 可以证明，彗星绕太阳作椭圆运动的机械能为广Gmn< E -------la (10 )式中m为彗星的质量.以％表示彗星在P点时速度的大小，根据机械能守恒定律有Gmm^2a(12)代入有关数据得 v p = 4.39xl04m-s 1 (13)设P 点速度方向与SR ）的夹角为伊（见图2）,根据开普勒第二定律 r p v p sin" —G] = 2(y (14)其中CT 为面积速度，并有' nab u =T (15) 由（9）、（13）、 得 （14）、（15）式并代入有关数据可9 = 127° (16)解法二取极坐标， 时针为正向，用八。
表示彗星的椭圆轨道方程为 P 极点位于太阳S 所在的焦点处，由S 引向近日点的射线为极轴，极角为。
，取逆 r = --------- 1 + ecos 。
其中，。
为椭圆偏心率，p 是过焦点的半正焦弦，若椭圆的半长轴为Q,根据解析几何可知P =(1) (2) 将（2）式代入（1）式可得 1 +ecos 。
质心教育原创物理竞赛模拟题第二套答案及评分标准
E12
E2 2
2
W dQ 2 7 S 2 10SS s S s W 关于 Ss 的导数为 （2 分） S s 4 ( S 2 3SS s 2S s 2 ) 2
2
Fx
W W S dQ 7 S 10SS s S s x S s 2 4 ( S 2 3SS s 2S s 2 ) 2
数值计算得到 情况一 n=1， 相对地面， 0.98438rad 56.40 ， （1 分） 相对兔子 v (12 gr ) (
2
11 gr cos 2 ) 196.7m / s （1 分） sin
相对于兔子角度 ' arctan
12 arctan( tan ) 56.9 （1 分） 11 11 gr cos / sin
v v0 v t a0 (1 ) （2 分） t t t0
t v a0t (1 ) （2 分） t0 a v 2t a0 (1 ) （2 分） t t0
图像略（4 分）
3t 2t 2 ) （5 分） （2） P FV mav ma0 t (1 t0 t0
https:///
质心教育原创物理竞赛模拟题 第二套 答案及评分标准
满分 160 分 命题人 蔡子星 第一题（20 分） 一个质量为 m 的质点，从静止开始，在一个可变的外力作用下做直线运动，从 0 到 t 时间段内质 t （1）请定性画出质点瞬时速度 v(t ) 与瞬时加速度 a(t ) 的函数 点的平均加速 a(t ) a0 (1 ) 如下图所示， t0 图像； （2）求出外力功率最大的时刻 t1 ，并求此最大功率 P 1。 【解】 ： （1） a
d S Q ，厚度为 ，上下极板各自带电 。不考虑重力，忽略一切边缘效应。 2 2 2
第23届全国中学生物理竞赛复赛题参考解答及评分标准
第23届全国中学生物理竞赛复赛题参考解答及评分标准一、参考解答：解法一小球沿竖直线上下运动时，其离开玻璃管底部的距离h 随时间t 变化的关系如图所示．设照片拍摄到的小球位置用A 表示，A 离玻璃管底部的距离为h A ，小球开始下落处到玻璃管底部的距离为H .小球可以在下落的过程中经过A 点，也可在上升的过程中经过A 点.现以τ表示小球从最高点（即开始下落处）落到玻璃管底部所需的时间（也就是从玻璃管底部反跳后上升到最高点所需的时间），1τ表示小球从最高点下落至A 点所需的时间（也就是从A 点上升至最高点所需的时间），2τ表示小球从A 点下落至玻璃管底部所需的时间（也就是从玻璃管底部反跳后上升至A 点所需的时间）.显然，12τττ+=.根据题意，在时间间隔T 的起始时刻和终了时刻小球都在A 点．用n 表示时间间隔 T 内（包括起始时刻和终了时刻）小球位于A 点的次数（n ≥2）.下面分两种情况进行讨论：1．A 点不正好在最高点或最低点． 当n 为奇数时有()()()12111T n n n τττ=-+-=- 3,5,7,n = （1）在（1）式中，根据题意1τ可取10ττ<<中的任意值，而21τττ=-（2）当n 为偶数时有()()211222T n n n n ττττ=+-=+- 2,4,6,n = （3）由（3）式得12ττ=（4）由（1）、（3）、（4）式知，不论n 是奇数还是偶数，都有()1T n τ=- 2,3,4,n =（5）因此可求得，开始下落处到玻璃管底部的距离的可能值为th2211221n T H g g n τ⎛⎫== ⎪-⎝⎭2,3,4,n = （6）若用n H 表示与n 对应的H 值，则与n H 相应的A 点到玻璃管底部的距离 2112A n h H g τ=-2,3,4,n = （7）当n 为奇数时，1τ可取10ττ<<中的任意值，故有0A n h H << 2121n T H g n ⎡⎤⎛⎫=⎢⎥ ⎪-⎝⎭⎢⎥⎣⎦n=3,5,7,·· · （8） 可见与n H 相应的A h 的可能值为0与n H 之间的任意值．当n 为偶数时，112ττ=，由（6）式、（7）式求得n H 的可能值34A n h H =2121n T H g n ⎡⎤⎛⎫=⎢⎥ ⎪-⎝⎭⎢⎥⎣⎦n=2,4,6,·· · （9） 2．若A 点正好在最高点或最低点． 无论n 是奇数还是偶数都有()21T n τ=- n=2,3,4,· · ·（10）()22112221n T H g g n τ⎡⎤==⎢⎥-⎢⎥⎣⎦n=2,3,4,·· · （11）A n h H = ()21221n T H g n ⎧⎫⎡⎤⎪⎪=⎨⎢⎥⎬-⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎩⎭n=2,3,4,·· · （12）或0A h =（13）解法二因为照相机每经一时间间隔T 拍摄一次时，小球都位于相片上同一位置，所以小球经过该位置的时刻具有周期性，而且T 和这个周期的比值应该是一整数．下面我们就研究小球通过某个位置的周期性．设小球从最高点（开始下落处）落下至管底所需时间为τ ，从最高点下落至相片上小球所在点（A 点）所需时间为1τ，从A 点下落至管底所需时间为2τ，则12τττ=+（1）（小球上升时通过相应路程段所需时间与下落时同一路程所需时间相同，也是τ、1τ和2τ）从小球在下落过程中经过A 点时刻开始，小球经过的时间22τ后上升至A 点，再经过时间12τ后又落到A 点，此过程所需总时间为12222τττ+=．以后小球将重复这样的运动．小球周期性重复出现在A 点的周期是多少？ 分两种情况讨论：（1）． 12ττ≠，1τ和2τ都不是小球在A 点重复出现的周期，周期是2τ．（2）． 12ττ=，小球经过时间22ττ=回到A 点，再经过时间12ττ=又回到A 点，所以小球重复出现在A 点的周期为τ．下面就分别讨论各种情况中H 的可能值和A 点离管底的距离A h 的可能值．（如果从小球在上升过程中经过A 点的时刻开始计时，结果一样，只是1τ和2τ对调一下）1．H 的可能值（1）．较普遍的情况，12ττ≠．T 与2τ的比值应为一整数，τ的可能值应符合下式2Tk τ=， 1,2,3,k = （2）由自由落体公式可知，与此相应的k H 的数值为2211222k T H g g k τ⎛⎫== ⎪⎝⎭1,2,3,k = （3）（2）．12ττ=．τ的可能值应符合下式Tk τ'= 1,2,3,k '= （4）故k H '的可能值为221122k T H g g k τ'⎛⎫== ⎪'⎝⎭1,2,3,k '= （5）当k '为偶数时，即2,4,6,k '=时，（5）式与（3）式完全相同．可见由（3）式求得的H 的可能值包含了12ττ≠的全部情况和12ττ=的一部分情况．当k '为奇数时，即1,3,5,k '=时，由（5）式得出的H 的可能值为212k T H g k '⎛⎫= ⎪'⎝⎭1,3,5,k '= （6）它们不在（3）式之内，故（3）式和（6）式得出的H 合在一起是H 的全部的可能值． 2．与各H 值相应的A h 的可能值 a.与k H 相应的A h 的可能值由于在求得（3）式时未限定A 点的位置，故A h 的数值可取0和k H 之间的任意值，即0A k h H ≤≤ 2122k T H g k ⎡⎤⎛⎫=⎢⎥ ⎪⎝⎭⎢⎥⎣⎦ 1,2,3,k = （7）b. 与k H '（k '为奇数）相应的A h 的可能值 这些数值与A 位于特定的位置，122τττ==，相对应，所以对于每一个k H '对应的A h 是一个特定值，它们是21122A k T h H g k '⎛⎫=- ⎪'⎝⎭212k T H g k '⎡⎤⎛⎫=⎢⎥ ⎪'⎝⎭⎢⎥⎣⎦1,3,5,k '= （8）评分标准：本题23分二、参考解答：1． 求刚碰撞后小球A 、B 、C 、D 的速度设刚碰撞后，小球A 、B 、C 、D 的速度分别为A v 、B v 、C v 、D v ，并设它们的方向都与0v 的方向相同．由于小球C 位于由B 、C 、D 三球组成的系统的质心处，所以小球C 的速度也就是这系统的质心的速度．因碰撞前后四小球组成的质点组的动量守恒， 故有0A C 3M M m =+v v v（1） 碰撞前后质点组的角动量守恒，有C D 02ml ml =+v v（2）这里角动量的参考点设在与B 球重合的空间固定点，且规定顺时针方向的角动量为正．因为是弹性碰撞，碰撞前后质点组的动能相等，有222220A B C D 11111+22222M M m m =++v v mv v v （3）因为杆是刚性杆，小球B 和D 相对于小球C 的速度大小必相等，方向应相反，所以有B C C D --v v =v v（4）解（1）、（2）、（3）、（4）式，可得两个解C v =0（5）和C 0456MM m=+v v（6）因为C v 也是刚碰撞后由B 、C 、D 三小球组成的系统的质心的速度，根据质心运动定律，碰撞后这系统的质心不可能静止不动，故（5）式不合理，应舍去．取（6）式时可解得刚碰撞后A 、B 、D 三球的速度A 05656M mM m-=+v v（7）B 01056MM m =+v v（8）D 0256MM m =-+v v（9）2．讨论碰撞后各小球的运动碰撞后，由于B 、C 、D 三小球组成的系统不受外力作用，其质心的速度不变，故小球C 将以（6）式的速度即C 0456MM m=+v v 沿0v 方向作匀速运动．由（4）、（8）、（9）式可知，碰撞后，B 、D 两小球将绕小球C 作匀角速度转动，角速度的大小为656B M l M m ω-==+C v v v l（10）方向为逆时针方向．由（7）式可知，碰后小球A 的速度的大小和方向与M 、m 的大小有关，下面就M 、m 取值不同而导致运动情形的不同进行讨论：（i ）A 0v =，即碰撞后小球A 停住，由（7）式可知发生这种运动的条件是 560M m -=即65M m = （11）（ii ）A 0v <，即碰撞后小球A 反方向运动，根据（7）式，发生这种运动的条件是65M m < （12）（iii ）A 0v >但A C <v v ，即碰撞后小球A 沿0v 方向作匀速直线运动，但其速度小于小球C 的速度．由（7）式和（6）式，可知发生这种运动的条件是 560M m ->和m M M 654->即665m M m << （13）（iv ）A C >v v ，即碰撞后小球A 仍沿0v 方向运动，且其速度大于小球C 的速度，发生这种运动的条件是6M m > （14） （v ）A C =v v ，即碰撞后小球A 和小球C 以相同的速度一起沿0v 方向运动，发生这种运动的条件是6M m =（15）在这种情形下，由于小球B 、D 绕小球C 作圆周运动，当细杆转过180时，小球D 将从小球A 的后面与小球A 相遇，而发生第二次碰撞，碰后小球A 继续沿0v 方向运动．根据质心运动定理，C 球的速度要减小，碰后再也不可能发生第三次碰撞．这两次碰撞的时间间隔是()056πππ6M m l lt Mω+===v v （16）从第一次碰撞到第二次碰撞，小球C 走过的路程C 2π3ld t ==v （17）3．求第二次碰撞后，小球A 、B 、C 、D 的速度刚要发生第二次碰撞时，细杆已转过180，这时，小球B 的速度为D v ，小球D 的速度为B v ．在第二次碰撞过程中，质点组的动量守恒，角动量守恒和能量守恒．设第二次刚碰撞后小球A 、B 、C 、D 的速度分别为A 'v 、B 'v 、C 'v 和D 'v ，并假定它们的方向都与0v 的方向相同．注意到（1）、（2）、（3）式可得0AC 3M M m ''=+v v v （18） C B 02ml ml ''=+v v（19）222220A B C D 11111+22222M M m m ''''=++v v mv v v（20）由杆的刚性条件有D C C B ''''-=-v v v v（21）（19）式的角动量参考点设在刚要发生第二次碰撞时与D 球重合的空间点．把（18）、（19）、（20）、（21）式与（1）、（2）、（3）、（4）式对比，可以看到它们除了小球B 和D 互换之外是完全相同的．因此它们也有两个解C0'=v （22） 和C0456MM m'=+v v（23）对于由B 、C 、D 三小球组成的系统，在受到A 球的作用后，其质心的速度不可能保持不变，而（23）式是第二次碰撞未发生时质心的速度，不合理，应该舍去．取（22）式时，可解得 A 0'=v v （24）B 0'=v（25）D 0'=v（26）（22）、（24）、（25）、（26）式表明第二次碰撞后，小球A 以速度0v 作匀速直线运动，即恢复到第一次碰撞前的运动，但已位于杆的前方，细杆和小球B 、C 、D 则处于静止状态，即恢复到第一次碰撞前的运动状态，但都向前移动了一段距离2π3ld =，而且小球D 和B 换了位置．评分标准：本题25分．三、参考解答：由Vk pV =α， 1>α （1）可知，当V 增大时，p 将随之减小（当V 减小时，p 将随之增大），在p V -图上所对应的曲线（过状态A ）大致如图所示．在曲线上取体积与状态B 的体积相同的状态C ．现在设想气体从状态A 出发，保持叶片不动，而令活塞缓慢地向右移动，使气体膨胀，由状态A 到达状态C ，在此过程中，外界对气体做功11111C A k W V V ααα--⎡⎤=-⎢⎥-⎣⎦（2）用U A 、U C 分别表示气体处于状态A 、C 时的内能，因为是绝热过程，所以内能的增量等于外界对气体做的功，即11111C A C A k U U V V ααα--⎡⎤-=-⎢⎥-⎣⎦（3）再设想气体处于状态C 时，保持其体积不变，即保持活塞不动，令叶片以角速度ω 做匀速转动，这样叶片就要克服气体阻力而做功，因为缸壁及活塞都是绝热的，题设缸内其它物体热容量不计，活塞又不动（即活塞不做功），所以此功完全用来增加气体的内能．因为气体体积不变，所以它的温度和压强都会升高，最后令它到达状态B ．在这过程中叶片转动的时间用∆t 表示，则在气体的状态从C 到B 的过程中，叶片克服气体阻力做功W L t ω'=∆ （4）令U B 表示气体处于状态B 时的内能，由热力学第一定律得B C U U L t ω-=∆（5）由题知1p L t Vαω∆-=⋅∆ （6）由（4）、（5）、（6）式得()1BB C BC V U U p p α-=-- （7）（7）式加（3）式，得()111111B B A B C C A V k U U p p V V αααα--⎡⎤-=-+-⎢⎥--⎣⎦（8）利用pV k α=和C B V V =得()11B A B B A A U U p V p V α-=-- （9）评分标准：本题23分．四、参考解答：答案：u 如图1所示，u 如图2 所示．．附参考解法：二极管可以处在导通和截止两种不同的状态.不管D 1和D 2处在什么状态，若在时刻t ，A 点的电压为u A ，D 点的电压为u D ，B 点的电压为u B ，电容器C 1两极板间的电压为u C 1，电容器C 2两极板间的电压为u C 2，则有1D A C u u u =-（1）2B C u u =（2） 11C A D q u u u C =-= （3）22C B G qu u u C=-=（4）式中q 1为C 1与A 点连接的极板上的电荷量，q 2为C 2与B 点连接的极板上的电荷量.若二极管D 1截止，D 2导通，则称电路处在状态I . 当电路处在状态I 时有D B u u = 0D u >（5）若二极管D 1和D 2都截止，则称电路处在状态II . 当电路处在状态II 时有D B u u < 0D u >（6）若二极管D 1导通，D 2截止，则称电路处在状态III .当电路处在状态III 时有D B u u < 0=D u（7）电路处在不同状态时的等效电路如图3所示.在0t =到2t T =时间间隔内，u D 、u B 随时间t 的变化情况分析如下：1. 从0t =起，u A 从0开始增大，电路处在状态 I ，C 1、C 2与电源组成闭合回路. 因C 1、C 2的电容相等，初始时两电容器都不带电，故有1212C C A u u u ==12D B A u u u ==在u A 达到最大值即u A = U 时，对应的时刻为14t T =，这时12D B u u U ==，也达到最大值. u A 达到最大值后将要减小，由于D 2的单向导电性，电容器C 1、C 2都不会放电，1C u 和2C u 保持不变，u D 将要小于12U ，即将要小于u B ，D 2将由导通变成截止，电路不再处于状态I . 所以从t = 0到14t T =时间间隔内，u D 、u B随时间t 变化的图线如图4、图5中区域I 内的的直线所示．C 1D 1 C 2 D u AGA BD 2 C 1 D 12 Du AGA B D 2 C 1 D 1 C 2 D u AGA B D 2 状态I状态II 状态III图32. 从14t T =起，因u D 小于u B ，D 2处在截止状态，电路从状态 I 变为状态 II . 因为二极管的反向电阻为无限大，电容器C 1、C 2都不会放电，两极板间的电压都保持不变.当电路处在状态II 时，D 点的电压12D A u u U =-B 点的电压12B u U =随着u A 从最大值U 逐渐变小，u D 亦变小；当12A u U =时，对应的时刻为38t T =，0D u =.如果u A 小于12U ，则u D 将小于0，D 1要从截止变成导通，电路不再处在状态II .所以在14t T =到38t T =时间间隔内，u D 、u B 随t 变化的图线如图4和图5中区域 II 1 内的直线所示.3.从38t T =起，u A 从12U 开始减小，D 1导通，但D B u u <，D 2仍是截止的，电路从状态II 变为状态III .当电路处在 状态 III 时有0D u =12B u U =在u A 减小的过程中，C 1两极板间的电压u C 1（= u A ）也随之改变，从而维持u D 为0. 当u A 达到反向最大值即A u U =-时，对应的时刻为34t T =，1C u U =-.若u A 从U -开始增大（U -减小），因D 1的单向导电性，电容器C 1不会放电，1C u U =-保持不变，10D A C u u u =->，D 1要从导通变成截止，电路不再处于状态III .所以在38t T =到34t T =时间间隔内，u D 、u B 随t 变化的图线如图4和图5中区域 III 1 内的直线所示.4. 从34t T =起，u A 从U -开始增大， D 1变为截止状态，D A u u U =+从零开始增大，只要u D 仍小于u B ，D 2仍是截止的，电路从状态III 变为状态II . 当电路处在 状态 II 时，C 1和C 2不会放电，电容器两极板间的电压保持不变. 故有D A u u U =+12B u U =当u A 增大至12U -时，对应的时刻为78t T =，12D B u u U ==. 若u A 再增大，u D 将要大于u B ，D 2将要从截止变为导通，D B u u =，电路不再处于状态II . 所以在34t T =到78t T =时间间隔内，u D 、u B 随t 变化的图线如图4和图5中 区域 II 2 中的直线所示.5. 从78t T =起，u A 要从12U -增大， D 2变为导通状态，这时D 1仍是截止的，电路又进入状态I . 当电路处在 状态I 时，电源与C 1、C 2构成闭合回路，而D B u u =12A q q u C C=+ 当u A 变化时，12q q +将随之变化，但由导通的二极管D 2连接的C 1、C 2的两块极板所带的总电荷量12q q -+是恒定不变的.由于在78t T =时刻，1C u U =-，212C u U =，此时1q CU =-，212q CU =，故有121322q q CU CU CU -+=+=由以上有关各式得3142D B A u u U u ==+u D 、u B 随着u A 的增大而增大. 当u A 达到最大值即A u U =时，对应的时刻为54t T =，54D B u u U ==．由于D 2单向导电，2B C u u =只增不减，u A 从最大值减小时，1C u 不变，u D 将要小于54U ，而2B C u u =保持为54U ，因而D B u u <，D 2从导通变成截止，电路不再是状态I . 所以在78t T =到T t 45=时间间隔内，u D 、u B 随t 变化的图线如图4和图5中 I 2中的直线所示.6. 从54t T =起，u A 从U 开始减小， D 2变为截止状态，这时D 1仍是截止的，电路又进入状态II . 当电路处在 状态 II 时，C 1和C 2不会放电，电容器两极板间的电压保持不变. 由54t T =时刻的u D 和u A 的值可知此时114C u U =-. 故有14D A u u U =+54B u U =当u A 减少至14U -时，对应的时刻为=t 2516T ，0D u =，以后D 1将由截止变为导通，电路不再处在状态II . 所以在54t T =到2516t T =时间内，u D 、u B 随t 变化的图线如图4和图5中 II 3中的直线所示.7. 从2516t T =起，u A 从14U -开始减小，D 1变为导通状态，但D 2仍是截止的，电路又进入状态III ，故有0D u =54B u U =在u A 减小的过程中，C 1两端的电压u C 1也随之改变，开始阶段D 1保持导通，u D = 0. 但当u A 减小至-U 时，对应的时刻为74t T =，u C 1 = U . 因D 1单向导电，且D B u u <，C 1右极板的正电荷只增不减，u A 到达-U 后要增大，u D 要大于0，D 1要从导通变为截止，电路不再处于状态III . 所以在2516t T =到74t T =时间间隔内，u D 、u B 随t 变化的图线如图4和图5中III 2内的直线所示.8. 从74t T =起，u A 从-U 开始增大，D 1变为截止状态，D 2仍是截止的，电路又进入状态II . 当电路处于状态II 时，C 1和C 2不会放电，电容器两极板间的电压保持不变.由74t T =时刻的u D 和u A 的值可知，此时1C u U =-.故有D A u u U =+54B u U =u D 将随着u A 的增大而增大.当u A =14U 时，对应的时刻33216t T T =>，u D =54U ，与u B 相等.以后u D 要大于54U ，D 2要从截止变为导通，电路不再是状态II . 所以在74t T =到2t T =时间间隔内，u D 、u B 随t 变化的图线如图4和图5中II 4内的直线所示.总结以上讨论，各时段起讫时刻及D u 和B u 变化值如下表所示：时 段12 3 4 5 6 7 8 I 1II 1III 1II 2I 2II 3III 2II 404T →348T T → 3384T T→3748T T→7584T T→525416T T→257164T T→724TT → D u 02U → 02U→02U →524U U→504U→ 0 0U →B u 02U →2U 524U U→54U评分标准：本题25分五、参考解答：1．题给的磁场(),B x t 随时间和空间的变化具有周期性，在某时刻t ，磁场的空间分布为()()0,cos B x t B t kx ω=-在t t +∆时刻，磁场的空间分布为()()00,cos cos B x t t B t t kx B t k x t k ωωω⎡⎤⎛⎫+∆=⎡+∆-⎤=--∆ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭⎣⎦比较上面两式，不难看出，t 和t t +∆这两个时刻的磁场的空间分布规律是相同的，只是t 时刻原位于x t k ω⎛⎫-∆⎪⎝⎭处的磁场，经历t ∆时间，在t t +∆时刻，出现在x 处．即整个磁场的分布经时间间隔t ∆沿x 轴的正方向平移了一段距离 x x x t k ω⎛⎫∆=--∆ ⎪⎝⎭平移速度0x t kω∆==∆v （1）平移速度0v 为恒量．由此可见，题给出的磁场()()0,cos B x t B t kx ω=-可视为一在空间按余弦规律分布的非均匀磁场区域以速度0v 沿x 轴的正方向平移．如果金属框移动的速度小于磁场区域平移的速度，那么通过金属框的磁通将随时间发生变化，从而在金属框中产生感应电流，感应电流将受到磁场的安培力作用．由题已知，在时刻t ，金属框移动的速度为v ，金属框MN 边位于坐标x 处，PQ 边位于坐标x d +处．设此时金属框的磁通为Φ（规定由纸内到纸外Φ为正）；经过一很短的时间间隔t ∆，整个磁场分布区域向x 方向移动了一段距离0t ∆v ，金属框向x 方向移动了一段距离t ∆v ，其结果是：MN 边左侧穿过面积为()0l t -∆v v 的磁通()()0,B x t l t -∆v v 移进了金属框，PQ 边左侧穿过面积为()0l t -∆v v 的磁通()()0,B x d t l t +-∆v v 移出了金属框，故在t t +∆时刻，通过金属框的磁通为()()()()00,,B x t l t B x d t l t ΦΦ'=+-∆-+-∆v v v v在t ∆时间间隔内，通过金属框的磁通增量为()()()0,,B x t B x d t l t ΦΦΦ'∆=-=⎡-+⎤-∆⎣⎦v v（2）规定框内的感应电动势()t E 沿顺时针方向（沿回路MNPQM 方向)为正，由电磁感应定律，可得t 时刻的感应电动势()t tΦ∆=∆E （3）规定金属框内的感应电流()i t 沿顺时针方向（沿回路MNPQM 方向)为正，可得t 时刻的感应电流为()i t R=E (4)磁场对于上下两边NP 和MQ 的安培力的大小相等，方向相反，二者的合力为零．规定向右的力为正，则磁场作用于金属框MN 边的安培力为()(),i t B x t l ；由于PQ 边和MN 边的电流方向相反，磁场作用于金属框PQ 边的安培力为 ()(),i t B x d t l -+，故金属框的安培力的合力()()()()(),,f t i t B x t l i t B x d t l =-+（5）由（1）、（2）、（3）、（4）、（5）式及题给定的磁场分布规律，得()()(){}2202cos cos B l k f t t kx t kx kd ωωω⎛⎫- ⎪⎝⎭=--⎡--⎤⎣⎦v R（6）利用三角学公式，得()()()220222042sin sin sin 222B l t kx kd kd kd k f t F t kx ωωω⎛⎫- ⎪⎡--⎤⎛⎫⎡⎤⎝⎭==--⎢⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎣⎦v R （7）220204sin 2B l kd k F ω⎛⎫- ⎪⎛⎫⎝⎭= ⎪⎝⎭v R 0F 称为安培力()f t 的幅度．从（7）式可以看出，安培力()f t 在0F 的幅度内随时间变化，但其值不会小于零，表示磁场作用于金属框的安培力始终向右．2．讨论安培力的大小与线框几何尺寸的关系就是讨论0F 与线框几何尺寸的关系．0F 与金属框长度l 的平方成正比，与金属框的宽度d 有关：当2πkd n =， 即2π0,1,2,n d n k== （8）得00F =（9）当()21πkd n =+，即()21π 0,1,2,n d n k+== （10）0F 达最大值()2200max 4B l k F ω⎛⎫- ⎪⎝⎭=v R（11）当d 取其它值时，0F 介于0与最大值()0max F 之间．评分标准：本题25分．六、参考解答：1． 圆筒内光学元件的相对位置如图1所示．各元件的作用如下：狭缝S ：光源的光由此进入分光镜，观察到的谱线就是狭缝的像．透镜L 1：与狭缝的距离为f 1，使由狭缝射来的光束经L 1后成为与圆筒轴平行的平行光束． 分光棱镜：使由L 1射来的平行光束中频率不同的单色光经棱镜后成为沿不同方向出射的平行光束． 透镜L 2：使各种单色平行光束经L 2 成像在它的焦平面上，形成狭缝的像（即光谱线）． 观察屏P ：位于L 2焦平面上，光源的谱线即在此屏上．透镜L 3：与P 的距离≤f 3，是人眼观察光谱线所用的放大镜（目镜）．2．已知钠黄光的谱线位于P 的中央，S 的像位于L 2 的焦点上，由此可知，对分光棱镜系统来说，钠黄光的入射光束和出射光束都与轴平行，由于棱镜系统是左右对称，因此钠黄光在棱镜内的光路应该是左右对称的，在中间棱镜中的光路应该与轴平行，分光元件中的光路图如图2所示，左半部的光路如图3．用i 1、r 1、i 2、r 2分别表示两次折射时的入射角和折射角，用n 1、n 2分别表示两块棱镜对D 线的折射率，由图3可以看出，在两棱镜界面上发生折射时，22i r >，表明21n n >，即中间的棱镜应用折射率较大的火石玻璃制成，两侧棱镜用冕牌玻璃制成，故有D n n =1=1.5170，D n n '=2=1.7200．图1由几何关系可得122i r α==（1）12r i α+=（2） 由折射定律可得111sin sin i n r =（3）1222sin sin n i n r =（4）从以上各式中消去1i 、2i 、1r 和2r 得22212sin 2n n α⎛⎫-= ⎪⎝⎭（5）解（5）式得()()221222124142sin n n n n -+-=⎪⎭⎫⎝⎛α （6）以5170.11=n ，7200.12=n 代入，得123.6α= （7）评分标准：本题23分．七、参考解答：带电粒子在静电场内从S 到T 的运动过程中，经历了从S 到N 和从N 到T 的两次加速，粒子带的电荷量q 的大小均为191.6010C -⨯，若以U 表示N 与地之间的电压，则粒子从电场获得的能量2E qU ∆= (1)质子到达T 处时的质量图2图3m =(2)式中v 为质子到达T 时的速度．质子在S 处的能量为20m c ，到达T 处时具有的能量为2mc ，电子的质量与质子的质量相比可忽略不计，根据能量守恒有220mc E m c =∆+（3）由（1）、（2）、（3）式得2021qUm c =+代入数据解得 74.3410m/s =⨯v（4）评分标准：本题16分．。
二模答案与分析.docx
高中物理竞赛复赛模拟试题(二)答案与分析第一题(25分)本题中，物体受耗散力的作用，做减幅振动。
物体在水平方向仅受弹性力F = -20x和摩擦力、合力为：F合=-20% + jumg物体向左运动时，第二项取正号，向右运动取负号，设弹性力与滑动摩擦力平衡时的位置为a.一20a 土fjmg = 0a = ±0.2〃？显然，物体速度为零时的位置在0<x〈0.2m区间时，静摩擦力能与弹性力平衡，物体将静止。
1、开始时，物体从Xo向左运动，受力为：F合=-20% + /jmg = -20(x - a)由此可知，物体从* TO是作平衡点为x=a的简谐振动的一部分，振幅和周期分别为：A = x0 -(7 = 0.9/n T = 2兀』m / k = 1.4s ]从X。
TO运动时间为也1，如图所示，物体在x=0处反弹，速度大小不变，f !\L(、方向相反。
)用2、物体向右运动受力为：\F合=-20 - jumg = -20(x + a)所以物体向右运动可看成是平衡点为x=-a的简谐振动的一部分，周期不变：T = 2xV m / k = 1.4s3、由于在x=0,振动的总能量对于平衡点为a和一a的振动是相等的，所以两振动的振幅一样，即物体从x=0向右运动到%! = A, -(7 = x0 - la = 0.7/n处再向左运动，时间为(如图)。
显然，Az, + Az, = T / 2同理，物体从xi=0.7m处向左运动(振幅A2 = X, -(7 = 0.5/77 )经碰撞后向右运动至x2 = x, -2a = 0.3/77.时间仍为半个周期②从x2=0.3m再向左运动，其振幅为& =工2-。
= 0・1〃？，以x = a = 0.2〃？为平衡点，所以运动至x=0.1m处物体停止，这一段时间也是半个周期。
所以物体运动的时间为：也=3 x (T / 2) = 2. l(s)物体克服摩擦力做功为：A（此）/2-（奴2）/2 = 12（7）⑤评分标准：结果①、8分；②、4分；③、4分；④、4分；⑤、5分。
第23届全国中学生物理竞赛复赛题参考解答及评分标…
第23届全国中学生物理竞赛复赛试卷一、（23分）有一竖直放置、两端封闭的长玻璃管，管内为真空，管内有一小球自某处自由下落（初速度为零），落到玻璃管底部时与底部发生弹性碰撞．以后小球将在玻璃管内不停地上下跳动。
现用支架固定一照相机，用以拍摄小球在空间的位置。
每隔一相等的确定的时间间隔T 拍摄一张照片，照相机的曝光时间极短，可忽略不计。
从所拍到的照片发现，每张照片上小球都处于同一位置。
求小球开始下落处离玻璃管底部距离（用H 表示）的可能值以及与各H 值相应的照片中小球位置离玻璃管底部距离的可能值。
二、（25分）如图所示，一根质量可以忽略的细杆，长为2l ，两端和中心处分别固连着质量为m 的小球B 、D 和C ，开始时静止在光滑的水平桌面上。
桌面上另有一质量为M 的小球A ，以一给定速度0v 沿垂直于杆DB 的方间与右端小球B 作弹性碰撞。
求刚碰后小球A,B,C,D 的速度，并详细讨论以后可能发生的运动情况。
三、（23分）有一带活塞的气缸，如图1所示。
缸内盛有一定质量的气体。
缸内还有一可随轴转动的叶片，转轴伸到气缸外，外界可使轴和叶片一起转动，叶片和轴以及气缸壁和活塞都是 绝热的，它们的热容量都不计。
轴穿过气缸处不漏气。
如果叶片和轴不转动，而令活塞缓慢移动，则在这种过程中，由实验测得，气体的压强p 和体积V 遵从以下的过程方程式 图1 k pVa=其中a ,k 均为常量, a ＞1（其值已知）。
可以由上式导出，在此过程中外界对气体做的功为 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=--1112111a a V V a k W式中2V 和1V ,分别表示末态和初态的体积。
如果保持活塞固定不动，而使叶片以角速度ω做匀角速转动，已知在这种过程中，气体的压强的改变量p ∆和经过的时间t ∆遵从以 图2 下的关系式ω⋅-=∆∆L Va t p 1式中V 为气体的体积，L 表示气体对叶片阻力的力矩的大小。
上面并没有说气体是理想气体，现要求你不用理想气体的状态方程和理想气体的内能只与温度有关的知识，求出图2中气体原来所处的状态A 与另一已知状态B 之间的内能之差（结果要用状态A 、B 的压强A p 、B p 和体积A V 、B V 及常量a 表示） 四、（25分）图1所示的电路具有把输人的交变电压变成直流电压并加以升压、输出的功能，称为整流倍压电路。
高三物理第二次测试A卷
准兑市爱憎阳光实验学校省高三物理第二次测试A卷〔时间120分钟，总分值150分〕___________学号__________________ 成绩_________考生注意：1．g＝10 m/s2；2．第19，20，21，22，23一．选择题〔50分〕本大题共10小题，每题5分，每题给出四个答案中至少有一个是正确的，把正确答案全选出来，并将正确答案前面的字母填写在题后的方括号内，每题全选对的得5分，选对但不全得3分，有选错或不答的得0分，填写在方括号外的字母，不作为选出的答案。
1．如图〔a〕所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F 从O开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图〔b〕所示。
根据图〔b〕中所标出的数据可计算出〔〕A．物体的质量B．物体与水平面间的滑动摩擦力C．物体与水平面间的最大静摩擦力D．在F为14 N时，物体的速度大小2．如图为代表一质量的理想气体的变化图像，P表示压强，v表示体积，T 表示热力学温度，t表示摄氏温度，以下说法中，正确的选项是〔〕A．〔1〕图中a－b为压变化，b一c为容变化，c一a为温变化B．〔2〕图中气体从b－c，气体的密度先增大后减小C．〔3〕图中气体作容变化D．〔4〕图中，气体在变化过程中，温度每升高1℃，气体的压强增加P1/300 3．从某一高度水平抛出质量为m的小球，经时间t落在水平地面上，速度方向偏转角θ，假设不计空气阻力，重力加速度为g，那么〔〕A．小球抛出的速度大小为gt sinθB．小球落地时速度大小为gtsinθC．小球在飞行过程中速度的增量大小为gtD．小球在飞行过程中重力做功为12mg2t24．如下图，质量为M、上外表光滑的平板水平安放在A、B两固支座上。
质量为m的滑块以某一速度从木板的左端滑至右端。
能正确反映滑行过程中，B支座所受压力N B随小滑块运动时间t变化规律的是〔〕5．我国绕月探测工程的实施已获得初步。
呢岸学校高三物理第二次测试(A卷)
咐呼州鸣咏市呢岸学校2021高三物理第二次测试A 卷〔考试时间120分钟，总分值150分〕第I 卷〔共56分〕本卷分单项选择题和多项选择题，共20小题，单项选择题每题给出的四个答案中只有一个是正确的，选对得2分或3分；多项选择题每题给出的四个答案中，有二个或二个以上是正确的.选对得4分；选对但不全，得2分；有选错或不答的，得0分.〔一〕单项选择题 〔 每题2分，共16分，每题只有一个正确选项。
〕1．意大利的物理学家伽利略提出“著名的斜面〞，逐渐增大斜面倾角并由此推理得出的结论是〔 〕 〔A 〕自由落体运动是一种匀变速直线运动。
〔B 〕无论物体是否运动，都具有惯性。
〔C 〕力不是维持物体运动的原因。
〔D 〕力是使物体产生加速度的原因。
2．雨滴由静止开始下落，遇到水平方向吹来的风〔不计空气阻力〕，以下说法中正确的选项是〔 〕 〔A 〕风速越大，雨滴下落时间将越长。
〔B 〕风速越大，雨滴下落时间将越短。
〔C 〕风速越大，雨滴着地时速度越大。
〔D 〕风速越大，雨滴着地时速度越小。
3．以下给出的这些v -t 图像〔v 指速度，t 指时间〕中，在现实生活中不可能实际存在的是〔 〕4．我们知道，气体分子的运动是无规那么的，每个分子运动的速率一般是不同的，但大量分子的速率分布却有一的统计规律。
如下图描绘了某种气体在不同温度下的分子速率分布曲线，那么二条曲线分别对的温度T 1和T 2的大小关系是〔 〕 〔A 〕T 1=T 2 〔B 〕T 1>T 2分子速率〔C〕T1<T2〔D〕无法确端固一个重量是2N的小球，小球处于静止状态时，弹性杆对小球的弹力〔〕〔A〕大小为2N，方向平行于斜面向上〔B〕大小为1N，方向平行于斜面向上〔C〕大小为2N，方向垂直于斜面向上〔D〕大小为2N，方向竖直向上6．地球同步卫星的轨道半径是地球半径的k倍，那么〔〕〔A〕第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的k倍〔B〕第一宇宙速度是同步卫星运行线速度的k 倍〔C〕地球外表附近的重力加速度是同步卫星向心加速度的k倍〔D〕地球外表附近的重力加速度是同步卫星向心加速度的k 倍7．一辆重1.0×104N，现要测量车的重心位置，让车的前轮压在水平地秤〔一种弹簧秤〕上，测得压力为6×103N，前后轮中心的距离是2 m．那么重心的位置到前轮中心的水平距离为〔〕〔A〕2 m 〔B〕1.8 m 〔C〕1.2 m 〔D〕0.8 m8．如下图，小车上固着三角硬杆，杆的端点固着一个质量为m的小球．当小车有水平向右的加速度且逐渐增大时，杆对小球的作用力的变化〔用F1至F4变化表示〕可能是以下图中的〔OO＇为沿杆方向〕〔〕〔A〕〔B〕〔C〕〔D〕〔二〕单项选择题 〔每题3分，共24分，每题只有一个正确选项。
物理竞赛贴吧排位赛第二次A卷
第二届物理竞赛贴吧排位赛第 2 次比赛 ——A 卷
命题人：黄俏、蔡子星 审题人：唐鹏
vP 2
。求 P 点处的曲率半径。
第二题： 如图用三段轻绳把三个小球吊在天花板上。绳子不可伸长，长度为 l 。小球质量为 m 。 用锤子沿着水平方向敲击一个小球，使得小球获得 v0 的瞬时速度。 （1） 敲击上面的小球，求中间绳子上瞬间的张力。 （2） 敲击中间的小球，求中间绳子上瞬间的张力。
第三题： 如图所示，一个质量为 m 的小球固定在轻杆顶端，轻杆底端放在摩擦系数很大的地面 上。给小球一个扰动，轻杆和小球一起向下倒去。 （1） 求轻杆与竖直方向夹角为 时，杆与地面之间的支持和摩擦力。 （2） 求轻杆与竖直方向夹角 m 为多少时，杆与地面分离。
4、 空间中有垂直与纸面向里的磁场， B B0 kx ，导轨宽 l ，旁边接一个可控电源使得导 棒上的电流始终为 I ，导棒的初始位置为 x0 ，求导棒受安培力运动到 x 处时的速度 v 。
第七题： 1、 一个静止质量为 m0 的正电子以速度 v 向右运动， 一个静止质量为 m0 的负电子以速度 v 向 左运动，已知正负电子碰到一起后会湮灭，请问湮灭后能产生一个光子吗？为什么？ 2、上题的正负电子湮灭后能产生两个光子，且波长相等，求波长 。 已知光子的频率 和能量关系为 E h ；光子动量 p 和能量关系为 p E / c 3、若产生了三个光子，三个光子的频率之比是否可能为 1:1: 3 ，为什么？
第二届物理竞赛贴吧排位赛-参考答案
第⼆届物理竞赛贴吧排位赛-参考答案2 0 2 第⼆届物理竞赛贴吧排位赛第 1 次⽐赛参考答案题⼀(a) 每块砖顶⾓：α =2?+1(1)设第 i+1 块砖块对第 i 块砖的⽀持⼒和摩擦⼒都以斜上为正⽅向。
顶部 2i+1 块砖竖直⽅向受⼒：αα2?i sin (iα + 2) + 2f i cos (iα + 2) = (2i + 1)? (2)左边（i+1）块砖⽔平受⼒：αααi cos (iα + 2) ? f i sin (iα + 2) = ?0 cos (2) (3)对第 0 块砖竖直受⼒：得到：α2?0 sin (2) = ? (4) ?i ={2i + 1 2i ? (iα + α 2) + ? α 2 cot (2 αiα + 2)(5)2i + 1 α ? αα f i = (iα + ) ? cot ( ) sin(iα + ) 2 2 2 2 2f 的值视正⽅向的选取可能会有正负号的差别。
(b) ? = 6, α = ?设每块砖需要的最⼩摩擦系数为? 则有 13iαααf i (2i + 1) cos (iα + 2) ? cot (2) sin (iα + 2) ?i = ? = αα i (2i + 1) sin (iα + ??) + cot ( ) cos(iα + 2) i12456 ?i-0.0132-0.0586-0.142-0.264-0.424-0.634因此最⼩摩擦系数?? = 0.634(c) 以顶上 2i + 1 块砖头为整体观察，⽀持⼒和摩擦⼒的合⼒（全反⼒）沿着摩擦⾓ arctan µ的⽅向，因⽽左右两边的全反⼒之和可以等于任意⼤于 0 的数值。
然⽽当接触⾯与竖直⾯夹⾓⼤于摩擦⾓的时候，左右全反⼒之和不能等于⼩于 0 的数值，这时就可以顶开了。
1.5π < arctan 0.65 = 33.0? <2.5π，因⽽最容易从 2、3 之间滑动，于是应当顶开 5 13 13块砖头T / G = 5题⼆3 G ?(a) ?0 = √(b)22 + ?ω0 ?1 ? = ?ω0 ?1 ?10 00 0 1 1 00 1 1 0 1 0 =1 ?(c) ?0dL = q ρ B ρdt = qB ρd ρ = d ( 1 qB ρ 2)3 ?ω01 2因此?? = ? 2 (?)，允许相差⼀个同量纲的常数(d) 由电磁感应定律涡旋电场? =()2()2因此d ? = ??(? ) ??(?) d ? + (?) d ? = 2 d(?(?)?(?) )′ 1 2 于是?? = ? 2 ??(?) ?(?)，允许相差⼀个同量纲的常数由守恒量：m ω r 2 - 1 qBr 2 = m θρ 2 - 1 qB ρ 20 1 212r 2 1 qB r 2 r 2θ = ω 1 + (1 - 1 ≈ω 1 ，因此可见磁场的影响是⾼阶⼩量 0 ρ 2 2 m ρ 2 0 ρ 2 (e)（⾚道⾯俯视图，其他画法只要意思⼀样均视为正确）(f) P =12?/ω∫ ??cos ((ω ? ω )?) ? d ? =2?/ω0 00 0 1 1 2?/ω0定。
河南省八市学评高三上学期第二次测试物理试题
八市f 学评2018-2019打三第二次测评物理试倾1. Z W 執叩仙皿II W 说叶冋师分•屈分m 人,扎廿” -I2. * *杵菲时，询将琴崑峯也鲁曲卡上L ■■L 对的耳*肛轉朮K:刑11程誚川介枪（）5业 K 人内外厂超岀栅冈糾拓的符案无效,在枫如初堆射粋％第I 卷（选择颐共5。
分〉 - 口选择题（本前共10小題，每题百分*共50处在毎小题始出巴巴驚2囂存分有 看一个选项正确i 第7~10题有多个选项正确*全部选对的得5分，选对仁不全的能‘ 选错的得0分•） …孑I 物体在比常的水平而上做匀速直线运动*运动至M 点突然受到怛疋外力作用幻达:’ 其紈迹如国所示。
物体在M 点切线与N 点切斜垂尤且交于°点，则物体从M 点坯动-：j 的过程中，下列判断正确的是N 2物体可能做匀速圆周运动 一 -B. 该运动可以看做肋O 方向的匀速直线运动和ON 方向的匀变速丘线运动的合运动C. 任意相等的时间内，物体运动速度的改变量大小相等，方向不同 D 物体运动至M 点速度可能大于N 点的速度 丨2 •下列说法中正确的是.A. 同样大小的兵乓球和铅球碰撞后乒乓球速度变化丸说明铅球对乒乓球的弹力比乒心K 对铅球的弹力大B. 理想斜面实验否定了“力是维持物体运动的原因”C. 随着科技的发展最终可以通过实验直接验证牛顿第一定律D ・牛顿仅报据开普勒第三定律，便得出了万有引力与距离平方成反比的结论3+如图所示，光滑小球置于水平馳面上，涪好与竖宜墙壁和梯形物块右侧的光滑弧面接触，弧 面半径大于小球半径，现用水平向右的力F 推物块，使梯形物块缓慢向右运动。
已知梯形物 块与地面之间的动摩擦因数为从，重力加速度创小球质址为M,梯形物块质量朴在小球滑 到梯形物块上表面之前，下列说法正确的是：竖直墙腫的弹力逐渐减小 地面的摩擦力逐渐增大 推力F 逐渐增大小球和物块之间的弹力逐渐减小4.公路上甲乙两车在两个相邻的行车道上，绿灯亮超后甲车从停车线处由静止开始加速'坝后匀速行驶。
业物AO二试试题
2015年上海市物理业余学校A O 预科班第二次考试试卷一、单项选择题Ps ：前12题过于简单，这里就不作测试了^_^13. 如图，质量分别为3kg 、2kg 和1kg 的物体A 、B 、C ，它们竖直跌防御水平地面，一轻绳跨过定滑轮后，两端分别于A 、C 相连。
已知A 、B 、C 及C 与地面间的动摩擦因数均为。
不计轻绳与滑轮间的摩擦。
为使C 向左运动，作用在其上的拉力F 最小为（取g=10N/kg ）（ ）A. 9NB. 11NC. 12ND. 14N14. 如图，一物块受到沿斜面向上的外力F 的作用，静止在斜面上，已知F 可取的最大值和最小值分别为F 1和F 2（F 2>0）。
由此可求出（ ）A. 物块的质量B. 斜面的倾角C. 物块与斜面间的动摩擦因数D. 物块与斜面间的最大静摩擦力15. 如图，甲、乙两人从河中O 点出发，分别沿直线游到A 点和B 点后，立即沿原路返回到O 点，所用时间分别为t A 和t B ，已知OA 、OB 分别于水流方向平行和垂直，且OA=OB ，若水流速度大小为v 0，两人在静水中游速均为v 。
则t A :t B 为（ ）A. 1B. 2220v v v +C. 2220v v v -D. 220v v -16. 把带正电荷的玻璃棒靠近一个原来不带电的验电器，验电器的指针将张开一个偏角，如图所示。
这时用手去触摸金属小球（人体是通大地的导体），然后移开手，则（ ）A. 验电器带负电，指针张角为零B. 验电器不带电，指针张角为零C. 验电器带负电，指针仍将张开一个角度D. 验电器带正电，指针仍将张开一个角度17. 如图，密度为ρ、边长为L 的均匀立方体，表面光滑，静止在水平面上，右侧底部抵住一个小木桩。
有风与水平方向成45°角斜向上吹到立方体的一个面上，产生压强为p ，为使立方体翻倒，p 的值至少为（ ）A. 2L g ρB. 2L g /3ρC. L g ρD. 2L g /2ρ18. 如图所示，在底面积是S 1的圆柱形容器中，注入密度为ρ，深度为h 的水后，再将一横截面积为S 2的金属圆柱体立于容器中，若圆柱体露出水面，容器中水不溢出。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二届物理竞赛贴吧排位赛第2次比赛A 卷
考试说明
1、比赛旨在提升物理学习兴趣，发现和培养物理青年人才，促进竞赛教学交流。
2、响应国内物理竞赛改革方向，本次比赛选题除大部分保留经典题型外，还增加了部分新题型，期望增加同学们对由科研问题逐步改编出来的问题的适应，增强探求能力。
3、为了贴合国内大部分省市的复赛阅卷实际状况，本卷采分点落在关键结论上，请只提交答题纸，并将答案写在对应方框内，同时可以另附详细过程，当关节结论不正确时，会参考详细过程给出部分过程分。
这也是国际比赛通用的评分办法。
4、考虑参赛同学所在各地实际状况不同，方便吧友们参赛，本次比赛于6月27日中午12:00在贴吧发卷并发送报名邮箱，请自觉闭卷独立完成考试，时间180分钟，允许使用非编程类计算器。
请务必填写好答题纸，并以【邮件主题格式】交卷+省份+高中+手机号（必须与报名手机号一致，请务必遵从此格式，不要漏加号）+A/B 卷。
将答题纸的照片或扫描件发送至gaokao@ 。
收卷时间截止 6月 30日中午12:00。
【邮件内容格式】压缩包格式，内含2个文件夹：答题卡（必有）和答题过程（自愿） 请团队参加比赛的成员，在空白处备注写清自己的名字和电话。
5、本次比赛由学而思培优冠名并提供奖品。
（满分100分，考试时间90分钟）
第一题：
一半径为r 的轮子在地上以角速度ω滚动，轮子上边缘一点P 画出一条轨迹。
（1）当P 点在最高点时，P 速度P v 是多少？
（2）当P 点在最高点时，P 加速度n a 是多少？
（3）P 点在顶点处附近的运动几乎和一个大圆周重合，这个大圆的半径被称为曲率半径。
已知曲率半径ρ与向心加速度n a 满足公式：2P n v a ρ=。
求P 点处的曲率半径。
第二题：
如图用三段轻绳把三个小球吊在天花板上。
绳子不可伸长，长度为l 。
小球质量为m 。
用锤子沿着水平方向敲击一个小球，使得小球获得0v 的瞬时速度。
（1） 敲击上面的小球，求中间绳子上瞬间的张力。
（2） 敲击中间的小球，求中间绳子上瞬间的张力。
第三题：
如图所示，一个质量为m 的小球固定在轻杆顶端，轻杆底端放在摩擦系数很大的地面上。
给小球一个扰动，轻杆和小球一起向下倒去。
（1） 求轻杆与竖直方向夹角为θ时，杆与地面之间的支持和摩擦力。
（2） 求轻杆与竖直方向夹角m θ为多少时，杆与地面分离。
第四题：
电子在电阻中的实际运动是比较复杂的，我们其简化为如下模型。
当电阻两端加上电压后，电子受到电场力和等效阻力在极短的时间中就达到平衡做匀速直线运动。
等效阻力正比于电子的平均速度。
（1） 已知：电阻中的电子数密度为n ，电子电荷量e ，电阻率ρ，电子平均速度v ，求
电子受到的等效阻力f 为多少？
（2） 一个电阻率ρ、截面积为S 的铜圆环（半径很大）绕圆心转动，线速度为0v ，如果
让圆环迅速静止下来，试求整个过程流过圆环横截面的电荷。
还已知电子质量m 。
第五题：
假设存在磁单极子，且分为N 极子，S 极子两种。
我们将磁感应强度B 定义为单位磁荷的磁场的作用受力。
已知小量近似公式：当x 很小时，满足(1)1n x nx +≈+。
（1） 请用国际单位来表示“磁荷”的单位。
（2） 已知两个“磁荷”之间的相互作用力形式为122'm m q q F K r
=。
已知一个面积为S ，电流大小为I 的小电流圈，可以等效成为间距为0l 、磁荷大小为m q ±的两个磁荷。
如图把两个电流圈摆放间距为0l l >>。
求当电流圈间距变成原来两倍时，电流圈之间的
相互作用力变成几倍。
第六题：
1、 证明匀强磁场中任意形状的导线上的安培力，等于首尾相连的直导线上产生的安培力。
2、 已知匀强磁场B 中有一个边长为1l 、2l 的矩形电流I ，磁场与矩形电流法向方向的夹角
为θ，求这个矩形电流受到的安培力，和安培力产生的力矩。
3、 已知匀强磁场B 中有一个半径为r 的环形电流I ，磁场与环形电流法向方向的夹角为θ，
求这个矩形电流受到的安培力，和安培力产生的力矩。
4、 空间中有垂直与纸面向里的磁场，0B B kx =+，导轨宽l ，旁边接一个可控电源使得导
棒上的电流始终为I ，导棒的初始位置为0x ，求导棒受安培力运动到x 处时的速度v 。
第七题：
1、一个静止质量为0m 的正电子以速度v 向右运动，一个静止质量为0m 的负电子以速度v 向
左运动，已知正负电子碰到一起后会湮灭，请问湮灭后能产生一个光子吗？为什么？
2、上题的正负电子湮灭后能产生两个光子，且波长相等，求波长λ。
已知光子的频率ν和能量关系为E h ν=；光子动量p 和能量关系为/p E c =
3、若产生了三个光子，三个光子的频率之比是否可能为1:1:3，为什么？。