第三届全国中学生物理竞赛预赛试题 Word 文档
2023年全国中学生物理竞赛预赛试题参考解答
全国中学生物理竞赛预赛试题参考解答、评分标准一、参考解答（1）在地面附近，沙尘扬起要能悬浮在空中，则空气阻力至少应与重力平衡，即201Av mg αρ= ① 式中m 为沙尘颗粒的质量，而2A r π= ②3s 43m r πρ= ③得 1v =④ 代入数据得 11 4.0m s v =⋅－ ⑤（2）用h ρ、h 分别表达19.0m s v =⋅－时扬沙到达的最高处的空气密度和高度，则有0h (1)Ch ρρ=- ⑥此时式①应为2h Av mg αρ= ⑦由②、③、⑥、⑦可解得20s 4113r g h C v ραρ⎛⎫=- ⎪⎝⎭⑧ 代入数据得 36.810m h =⨯ ⑨评分标准：本题15分。
1. 第一小题8分。
其中①式3分，②式1分，③式1分，④式2分，⑤式1分。
2. 第二小题7分。
其中⑥式1分，⑦式1分，⑧式3分，⑨式2分。
二、参考解答（1）212C E ，0 （2）214C E ，212C E评分标准：本题20分。
（1）10分。
其中每个空5分。
（2）10分。
其中每个空5分。
三、参考解答（1）神舟3号（2）设飞船飞行时间为t ，绕地球飞行的圈数为N ，周期为T ，飞船的质量为m ，离地面的平均高度为h ，地球半径为R ，地球质量为M ，则有t T N= ① 222()()mM G m R h T R h π⎛⎫=+ ⎪+⎝⎭② 2Mm Gmg R = ③ 由①、②、③式解得 1/322224gR t h R N π⎛⎫=- ⎪⎝⎭ ④由题给数据可知55.853610s t =⨯，代入t 及其它有关数据得52.910m h =⨯ ⑤评分标准：本题20分（1）4分（2）16分。
其中①、②、③、④式各3分，⑤式4分（答案在52.710m ⨯～53.110m ⨯之间均给这4分）四、参考解答根据题设的条件，可知：开始时A 中氦气的质量3He 4.00310kg m -=⨯，B 中氪气的质量3Kr 83.810kg m -=⨯，C 中氙气的质量3Xe 131.310kg m -=⨯。
第3届全国中学生物理竞赛预赛试卷及解析
第32届全国中学生物理竞赛预赛试卷本卷共l6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．1.2014年3月8日凌晨2点40分，马来西亚航空公司一架波音777-200飞机与管制中心失去联系．2014年3月24日晚，初步确定失事地点位于南纬31o52′、东经115o52′的澳大利亚西南城市珀斯附近的海域．有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，每天上午同一时刻在该区域正上方对海面拍照，则A.该卫星一定是地球同步卫星B.该卫星轨道平面与南纬31o52′所确定的平面共面C.该卫星运行周期一定是地球自转周期的整数倍D.地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍2.23892U（铀核）衰变为22288Rn（氡核）要经过A.8次α衰变，16次β衰变B.3次α衰变，4次β衰变C.4次α衰变，16次β衰变D.4次α衰变，4次β衰变3．如图，一半径为R的固定的光滑绝缘圆环，位于竖直平面内；环上有两个相同的带电小球a和b(可视为质点)，只能在环上移动，静止时两小球之间的距离为R。
现用外力缓慢推左球a使其到达圆环最低点c，然后撤除外力．下列说法正确的是A.在左球a 到达c 点的过程中，圆环对b 球的支持力变大 B ．在左球a 到达c 点的过程中，外力做正功，电势能增加。
C.在左球a 到达c 点的过程中，a 、b 两球的重力势能之和不变 D.撤除外力后，a 、b 两球在轨道上运动过程中系统的能量守恒4．如图，O 点是小球平抛运动抛出点；在O 点有一个频闪点光源，闪光频率为30Hz ；在抛出点的正前方，竖直放置一块毛玻璃，小球初速度与毛玻璃平面垂直．在小球抛出时点光源开始闪光．当点光源闪光时，在毛玻璃上有小球的一个投影点．已知图中O 点与毛玻璃水平距离L =1．20 m ，测得第一、二个投影点之间的距离为0.05 m ．取重力加速度g =10m/s 2．下列说法正确的是 A.小球平抛运动的初速度为4m/sB ．小球平抛运动过程中，在相等时间内的动量变化不相等C ．小球投影点的速度在相等时间内的变化量越来越大 D.小球第二、三个投影点之间的距离0．15m 5．某同学用电荷量计(能测出一段时间内通过导体横截面的电荷量)测量地磁场强度，完成了如下实验：如图，将面积为S ，电阻为"的矩形导线框abcd 沿图示方位水平放置于地面上某处，将其从图示位置绕东西轴转180o ，测得通过线框的电荷量为Q 1；将其从图示位置绕东西轴转90o ，测得通过线框的电荷量为Q 2。
全国中学生物理竞赛预赛试卷详解+物理竞赛训练题
全国中学生物理竞赛预赛试卷详解+物理竞赛训练题第31届全国中学生物理竞赛预赛试卷详解本卷共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，其体膨胀系数等于A ．αB ．α1/3C ．α3D ．3α解析：设立方体的边长为1，则升高1c 后，边长为1+α,则体胀系数1-13）（αβ+==3α故正确答案为【D 】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 点的左侧解析：根据杠杆原理，设合金的密度为1ρ，体积为v ，液体密度为ρ，合金离提扭的距离为a ，开始Q 离提扭距离为b 0，则有01mb va =ρ，浸入液体后，m b va -1=）（ρρ，解得）（01b b -1ρρ=，所以，密度秤的零点刻度在Q 点，A 项正确；密度越大，b 越小，密度读数较大的刻度在较小刻度的左边，B 项正确，由于0>ρ,b<b 0,所以，密度秤的刻度都在Q 的左侧。
D 项正确，C 项答案出错。
本题答案为【C 】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 ．50HzB ．60HzC ．400HzD.410Hz解析：由波形图易知，，）（cm 6041n =+λ，）（z 1n 410f H +=其中,n 是正整数。
第届全国中学生物理竞赛预赛试卷和答案
第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷一、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．下述实验或现象中;能够说明光具有粒子性的是A．光的双缝干涉实验B．黑体辐射C．光电效应D．康普顿效应1．黑体辐射：在任何条件下;对任何波长的外来辐射完全吸收而无任何反射的物体;……但黑体未必是黑色的;例如太阳是一个黑体……在黑体辐射中;随着温度不同;光的颜色各不相同;黑体呈现由红——橙红——黄——黄白——白——蓝白的渐变过程..……普朗克由黑体辐射提出能量子的观点CD明显正确……选BCD2．系统l和系统2质量相等;比热容分别为C1和C2;两系统接触后达到共同温度T；整个过程中与外界两系统之外无热交换..两系统初始温度T1和T2的关系为A．T1=B．T1=C．T1=D．T1=从表达式看;应是物体1的放热=物体2的吸热;建立方程：C1mT1－T=C2mT－T2……选D 3．假设原子核可视为均匀球体..质量数为A的中重原子核的半径R可近似地用公式R=R0A1/3表示;其中R0为一常量..对于核子数相同的原子核;下列说法正确的是A．质量密度是基本相同的B．电荷密度是基本相同的C．表面积是基本相同的D．体积是基本相同的核子数相同→质量数相同→由题知半径相同→CD对；质量数相同→质量基本相同→质量密度基本相同……选ACD4．一颗人造地球通讯卫星同步卫星对地球的张角能覆盖赤道上空东经θ0－Δθ到东经θ0+Δθ之间的区域..已知地球半径为R0;地球表面处的重力加速度大小为g;地球自转周期为T.Δθ的值等于A．arcsin1/3B．2arcsin1/3C．arccos1/3D．2arccos1/3首先算出同步卫星绕地球公转的半径r;地球自身半径为R;几何关系如右图所示;……选C5．有3种不同波长的光;每种光同时发出、同时中断;且光强都相同;总的光强为I ;脉冲宽度发光持续时间为τ;光脉冲的光强I 随时间t 的变化如图所示..该光脉冲正入射到一长为L 的透明玻璃棒;不考虑光在玻璃棒中的传输损失和端面的反射损失..在通过玻璃棒后光脉冲的光强I 随时间t 的变化最可能的图示是虚线部分为入射前的总光强随时间变化示意图因为能量是没有损失的;所以通过玻璃棒后光脉冲的光强图中实线总面积应该与原来的光强虚线面积相同..又因为是三种不同波长的光;所以在同种介质中传播的速度都不相同;所以到达玻璃棒右端点的时间都不同;所以……选D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分如图;一个球冠形光滑凹槽深度h =0.050m;球半径为20m ．现将一质量为0.10kg 的小球放在凹槽边缘从静止释放..重力加速度大小为9.8m/s ．小球由凹槽最高点滑到最低点所用时间为__________s ．典型的单摆模型：T =2π=8.88s;实际时间是=2.22s7．10分先用波长为λ1的单色可见光照射杨氏双缝干涉实验装置；再加上波长为λ2λ2>λ1的单色可见光照射同一个杨氏双缝干涉实验装置..观察到波长为λ1的光的干涉条纹的l 、2级亮纹之间原本是暗纹的位置出现了波长为λ2的光的干涉条纹的1级亮纹;则两种光的波长之比λ2：λ1=__________________..两束光到达I 位置的光程差记为d ；对于波长为λ1的单色光而言;d =；对于波长为λ2的单色光而言;d =λ2;故λ2：λ1=3：28．10分某一导体通过反复接触某块金属板来充电..该金属板初始电荷量为6μC;每次金属板与导体脱离接触后;金属板又被充满6μC 的电荷量..已知导体第一次与金属板接触后;导体上带的电荷量为2μC ；经过无穷次接触;导体上所带的电荷量最终为______________..两个带电体不再交换电荷的条件;并不是两者电荷量相等;而是两者电势相等由第一次知;当电荷量为4μC ：2μC 时;既电荷量之比为2：1时;两者电势相等..……故最终为6μC ：3μC 答案：3μC9．10分如图;一焦距为20cm 的薄透镜位于x =0平面上;光心位于坐标原点0;光轴与x 轴重合..在z=0平面内的一束平行光入射到该透镜上;入射方向与光轴的夹角为30°．该光束通过透镜后汇聚点的位置坐标为_________________..过F 平行于透镜;作一副光轴..把过原点O 薄透镜光心的光线延长后交副光轴于P;则所有光汇聚于P 点..故位置坐标为20;－ 0 2 2 1 0 I 波长为λ1 波长为λ2 I xF O y10．10分一质量为m的小球与一劲度系数为k的弹簧连接;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;弹簧的伸缩方向与小球的振动方向一致..在一沿此弹簧长度方向以速度u做匀速直线运动的参考系里观察;此弹簧和小球构成的系统的机械能______填“守恒”或“不守恒”;理由是_________________________________..不守恒；墙壁对弹簧有作用力外力;且在运动参考系中;该力的作用点有位移;所做的功不为零..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分某电视节目中演示了一个用三根火柴棍和细棉线悬挂起一瓶或多瓶矿泉水的实验;如图所示..A、B、C为三根相同的火柴棍;火柴棍长为l;细实线为棉线;棉线的直径为dd<<l..火柴棍A的一半在水平桌面内;另一半在桌面外;火柴棍A与桌面上表面的边沿垂直；桌面厚度为h；O是火柴棍A的中点与桌面边沿的接触点；棉线紧贴桌沿绕过A;压在水平火柴棍C的两端；火柴棍B的一端顶在火柴棍A的球状头部可近似忽略球状头部的尺度;另一端顶在火柴棍C的中点..这样的结构可以稳定地悬挂起一瓶或多瓶矿泉水..1如果没有火柴棍B和C;光靠A是否可能悬挂起一瓶矿泉水为什么2加上火柴棍B和C、小心挂上重物时;火柴棍A会在过A的竖直平面内绕O点有一个角位移;通过火柴棍B的带动;压在火柴棍C两端的棉线将绕桌面下表面的边沿转动一个很小的角度；只要角度大小合适;可使整个系统达到稳定平衡..求平衡时该角度的大小..已知火柴棍与桌沿、火柴棍与棉线以及火柴棍之间都足够粗糙即可以没有滑动;而且它们的质量与重物相比均可忽略..12．20分如图;一边长为L的正方形铜线框abcd可绕水平轴ab自由转动;一竖直向上的外力F作用在cd边的中点;整个线框置于方向竖直向上的均匀磁场中;磁感应强度大小随时间变化..已知该方形线框铜线的电导率即电阻率的倒数为σ;铜线的半径为r0;质量密度为ρ;重力加速度大小为g．1当框平面与水平面abef的夹角为θ时;求该方形线框所受到的重力矩..2当框平面与水平面abef的夹角为θ时;框平面恰好处于平衡状态..求此时线框中cd边所受到的磁场B的作用力的大小与外力的大小F之间的关系式..3随着磁感应强度大小随时间的变化;可按照2中的关系式随时调整外力F的大小以保持框平面与水平面abef的夹角总为θ．在保持夹角θ不变的情形下;已知在某一时刻外力为零时;磁感应强度大小为B；求此时磁感应强度随时间的变化率││．13．20分横截面积为S和2S的两圆柱形容器按图示方式连接成一气缸;每个圆筒中各置有一活塞;两活塞间的距离为l;用硬杆相连;形成“工”字形活塞;它把整个气缸分隔成三个气室;其中I、Ⅲ室密闭摩尔数分别为ν和2ν的同种理想气体;两个气室内都有电加热器；Ⅱ室的缸壁上开有一小孔;与大气相通；1mol该种气体内能为CTC是气体摩尔热容量;T是气体的绝对温度..当三个气室中气体的温度均为T1时;“工"字形活塞在气缸中恰好在图所示的位置处于平衡状态;这时I室内气柱长亦为l;Ⅱ室内空气的摩尔数为．已知大气压不变;气缸壁和活塞都是绝热的;不计活塞与气缸之间的摩擦..现通过电热器对I、Ⅲ两室中的气体缓慢加热;直至I室内气体的温度升为其初始状态温度的2倍时;活塞左移距离d．已知理想气体常量为R．求1Ⅲ室内气体初态气柱的长度；2Ⅲ室内气体末态的温度；3此过程中I、Ⅲ室密闭气体吸收的总热量..14．20分把沿x方向通有电流x方向的电场强度为Ex的长方体形的半导体材料;放在沿z方向的匀强磁场中;半导体材料的六个表面分别与相应的坐标平面平行；磁感应强度大小为B x．在垂直于电场和磁场的+y或－y方向将产生一个横向电场E y;这个现象称为霍尔效应;由霍尔效应产生的电场称为霍尔电场..实验表明霍尔电场E y与电流的电流密度J x和磁感应强度B x的乘积成正比;即E=R H J x B z;比例系数R H称为霍尔系数..y某半导体材料样品中有两种载流子：空穴和电子；空穴和电子在单位电场下的平均速度即载流子的平均速度与电场成正比的比例系数分别为μp和－μn;空穴和电子的数密度分别为p和n;电荷分别为e和-e．试确定该半导体材料的霍尔系数..15．20分某根水平固定的长滑竿上有nn≥3个质量相同的滑扣即可以滑动的圆环;每相邻的两个滑扣极薄之间有不可伸长的柔软轻质细线相连;细线长度均为L;滑扣在滑竿上滑行的阻力大小恒为滑扣对滑竿正压力大小的μ倍..开始时所有滑扣可近似地看成挨在一起但未相互挤压；今给第1个滑扣一个初速度使其在滑竿上开始向左滑行平动；在滑扣滑行的过程中;前、后滑扣之间的细线拉紧后都以共同的速度向前滑行;但最后一个即第n个滑扣固定在滑竿边缘..已知从第1个滑扣开始的n一1个滑扣相互之间都依次拉紧;继续滑行距离l0<l<L后静止;且所有细线拉紧过程的时间间隔极短..求1滑扣1的初速度的大小；2整个过程中克服摩擦力所做的功；3整个过程中仅仅由于细线拉紧引起的总动能损失..16．20分如图;两劲度系数均为k的同样的轻弹性绳的上端固定在一水平面上;下端悬挂一质量为m的小物块..平衡时;轻弹性绳与水平面的夹角为α;弹性绳长度为l0．现将小物块向下拉一段微小的距离后从静止释放..1证明小物块做简谐振动；2若k=0.50N/m、m=50g、α0=30°、l0=2.0m;重力加速度g=9.8m/s..;求小物块做简谐振动的周期T；3当小物块下拉的距离为0.010m时;写出此后该小物块相对于平衡位置的偏离随时间变化的方程..已知：当x<<1时;;．第34届物理竞赛预赛评析一、本次预赛特点1.总体模型经典;思维难度稳定..2.相比往年大题计算量没有减少;小题有陷阱;读题不仔细的同学很容易掉坑里..3.小量展开、质心动能定理这些往年更多在复赛中使用的知识点在预赛中也有考察..给同学们的建议：平心静气;不骄不躁;读题不要慌;计算不要怕;把会做的题做对就是高分..二、具体题目分析本次预赛分数仍然为200分满分;力学43%;电学25%;热学13%;光学13%;近代物理6%..一般预赛中的重点和难点设置都在力学中;咱们高二同学参赛;力学部分相对学习得透彻一些;这样区分度更好..和预赛不同;复赛中力学电学占比在1/3左右..1.近代物理：注意黑体辐射和光电效应体现的光的能量是一份一份的;因此也是粒子性体现；2.热学：初中学的比热定义；3.近代物理：和近代物理没关系;读题就可以了；4.力学;天体运动：画个图;不算也知道应该是arccos；5.光学：和光学没关系;其实是运动学;注意不同光的光强要相加；6.力学：看数据;可以用小量近似成单摆;动手积分的同学属于平时学习好高骛远;理解不深；7.光学;物理光学：画图;学好双缝干涉即可；8.电学;静电平衡：高考原题；9.光学;几何光学：虽然没说理想透镜;也应该知道按理想透镜算吧…10.力学;功能原理：做功的基本概念弄清楚..以及看清楚题目的参照系；11.力学;静力平衡：注意画截面图;看重心即可；12.电学;电磁感应：注意对平均的理解；13.热学;状态方程和热一定律：经典的气缸加杆子..细致的慢慢算即可;字母好多好长…14.电学;粒子在磁场中运动：霍尔效应;注意有两种粒子;要写粒子流平衡的条件；15.力学;碰撞：用质心动能定理可以秒杀;然而如果没学过的话就要数列递推;式子好长…16.力学;简谐振动：注意如果用受力要展开到1阶;如果用能量要展开到2阶。
第 届全国中学生物理竞赛预赛试卷答案
2������������
是等价的。
7. 3������ℎ ， 4������������2 √︂ ������ ������ 3ℎ������ ������
由圆轨道，即有 ������������ = ������������2，且 ������������ = ������，所以������������ = ������������2
������ 1 1 − (������+ ) =
1 arctan
������
=
1 arctan ������0√︀2������������ + ������02 时
22 2 2
������ 2
������������
能到达最远点，这与力学篇中给出的结果arctan
√︀������02
������0 +
旧电池的非静电力功率为������1������
，内阻功率为������
2������1，比例为
������1 ������ ������1
=
������1 ������1 ������1 + ������2
+ ������2 ������1
+ ������
=
0.73。
10.5.5 × 103，14
第35届全国中学生物理竞赛预赛试卷解答
1 选择题
llld1.B ������ 光子不含质子、中子，������ 粒子含有两个质子和两个中子。
2.D 既然以平衡位置为坐标原点，然后又取坐标原点为势能原点，而平衡位置 的弹力与重力平衡，故总势能为等效单个弹簧的弹性势能。
爱尖子 3.D
������′ = 2∘ = 1 ������，即a与c的距离缩短为 1 ，静电力变为4倍，扭矩也应变
物理预赛试卷及参考答案纯WORD版
第33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．-，-，- B．arcsin-，-C．arcsinarcsinarcsin -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．''''的质量均为m，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 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，B，方向垂直于电接触良好．将整个系统置于恒定的匀强磁场中，磁感应强度大小为0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0x L 、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 ．第33届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：25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。
第3届全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案
阅卷
复核
8．（10分）如图所示，两个薄透镜L1和L2共轴放置，已知L1的焦距f1=f，L2的焦距f2=﹣f，两透镜间的距离也是f，小物体位于物面P上，物距u1=3f．
(1)小物体经过这两个透镜成的像在L2的_____边，到L2的距离为________，是______像（填“实”或“虚”）、_______像（填“正”或“倒”），放大率为___________．
得分
阅卷
复核
10.（10分）字宙空间某区域有一磁感应强度大小为B=1.0×10-9T的均匀磁场，现有一电子绕磁力线做螺旋运动．该电子绕磁力线旋转一圈所需的时间间隔为_____s；若该电子沿磁场方向的运动速度为1.0×10-2c（c为真空中光速的大小），则它在沿磁场方向前进1.0×10-3光年的过程中，绕磁力线转了_____圈.已知电子电荷量为1.60×10-19C，电子质量为9.11×10-31kg．
(2)天花板上有水的那一点的位置坐标。
得分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
阅卷
复核
16.(25分)一圈盘沿顺时针方向绕过圆盘中心O并与盘面垂直的固定水平转轴以匀角速度ω=4.43rad/s转动．圆盘半径r=1.00m，圆盘正上方有一水平天花板．设圆盘边缘各处始终有水滴被甩出．现发现天花板上只有一点处有水．取重力加速度大小g=9.80m/s2．求
(1)天花板相对于圆盘中心轴O点的高度；
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．3α[]
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lcm3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
初中物理竞赛-综合预赛模拟试题(1)(2021年整理)
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上海市第二十六届初中物理竞赛(模拟题）初 赛 试 卷第一部分：选择题1. 在平直公路上，甲乘汽车以10m/s 的速度运动,乙骑自行车以5m/s 的速度运动，关于甲、乙运动情况说法正确的是（ ）①同向运动时,甲观察到乙以5m/s 的速度远离。
②同向运动时，乙观察到甲以5m/s 的速度靠近。
③反向运动时，甲观察到乙以15m/s 的速度远离.④相向运动时，乙观察到甲以15m/s 的速度靠近。
A 。
只有一句是正确的B 。
只有二句是正确的C 。
只有三句是正确的 D. 四句全是正确的2.同一容器中装有密度不同且不能混合的三种液体,甲、乙、丙三条有阀门的细管均与大气相通，如图所示．打开阀门后，关于管内液面高度说法正确的是 ( )①甲管内液面与容器内液面相平 ②甲、乙、丙三条管内液面相平③甲管液面最低，丙管液面最高 ④甲管液面最高，丙管液面最低A.只有①②正确B. 只有②③正确 C 。
只有③④正确 D.只有①④正确3.水平地面上放着一只箱子，小孩用力向上提,却没有提起，在小孩向上提箱子时( )A.箱子对地面压力减小，人对地面的压力增大B.箱子对地的压力减小,人对地面的压力不变C.箱子和人对地面的总压力增加D.箱子和人对地的总压力减小4. 如图所示：F1赛车尾部有后翘的合金板,它的作用是（ ）A 。
第3届全国中学生物理竞赛预赛试题(无答案)
第三届全国中学生物理竞赛预赛试题姓名 成绩1．木星的公转周期约为12年。
设地球至太阳的距离为1单位（称为1天文单位），则木星至太阳的距离为 天文单位。
2．把托在手掌中的物体沿竖直方向向上抛出，在物体脱离手掌的瞬间，手掌的运动方向应是 ；手掌的加速度的方向应是 ，大小应是 。
3．如图3-1所示，一质量为m 的物体位于一质量可忽略的直立弹簧上方h 高度处，该物块从静止开始落向弹簧。
设弹簧的倔强系数为k ，则物块可能获得的最大动能为 。
4．网球拍以速度v 1击中以速度v 0飞来的网球，被击回的网球的最大速率为 。
（以上所有的速率都是相对于地面）5．质量为m 的小木块，停放在水平地面上，它与地面间的静摩擦系数为μ。
一人想用最小的作用力F 使木块移动，则此最小力F 的大小为 。
6．一火车沿直线轨道从静止出发由A 地驶向B 地，并停止在B 地。
A 、B 两地相距s 。
火车作加速运动时，其加速度最大为a 1；作减速运动时，其加速度的绝对值最大为a 2。
由此可以判断出该火车由A 到B 所需的最短时间 。
7．已知氢原子n=1能级的能量为-13.6电子伏，氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时所发射的光谱线为 色。
8．一物体沿x 轴在A x -=和A x =的区间内作简谐振动，对此物体作随机观察。
则该物体出现在微小间隔a x ≤≤0中的几率是 。
9．图3-2中所示为一两臂内径相同的U 形管，其中盛有乙醚。
两臂中各有一活塞与液面紧密接触起始时两活塞在同一水平面上，现将两活塞同时十分缓慢的上提，左右臂活塞提高的距离分别为h 和2h ，然后将两活塞固定，两臂中液面的高度差为 。
10．设一氢气球可自由膨胀以保持球内外的压强相等，则随着气球的不断升高，因大气压强随高度而减小，气球将不断膨胀。
如果氢气与大气皆可视为理想其他，大气的温度、平均摩尔质量以及重力加速度随高度的变化皆可忽略，则气球在上升过程中所受的浮力将 。
11．一直立的不传热的刚性封闭圆筒，高度为2h ，被一水平透热隔板C 分成体积皆为V 的A 、B 两部分，如图3-3，A 中充有一摩尔较轻的理想气体，其密度为ρA 。
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第三届全国中学生物理竞赛预赛试题 姓名 成绩
1．木星的公转周期约为12年。
设地球至太阳的距离为1单位（称为1天文单位），则木星至太阳的距离为 天文单位。
2．把托在手掌中的物体沿竖直方向向上抛出，在物体脱离手掌的瞬间，手掌的运动方向应是
；手掌的加速度的方向应是 ，大小应是 。
3．如图3-1所示，一质量为m 的物体位于一质量可忽略的直立弹簧
上方h 高度处，该物块从静止开始落向弹簧。
设弹簧的倔强系数为k ，则物块可能获得的最大动能为 。
4．网球拍以速度v 1击中以速度v 0飞来的网球，被击回的网球的最
大速率为 。
（以上所有的速率都是相对于地面）
5．质量为m 的小木块，停放在水平地面上，它与地面间的静摩擦系数为μ。
一人想用最小的作用力F 使木块移动，则此最小力F 的大小为 。
6．一火车沿直线轨道从静止出发由A 地驶向B 地，并停止在B 地。
A 、B 两地相距s 。
火车作加速运动时，其加速度最大为a 1；作减速运动时，其加速度的绝对值最大为a 2。
由此可以判断出该火车由A 到B 所需的最短时间 。
7．已知氢原子n=1能级的能量为-13.6电子伏，氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时所发射的光谱线为 色。
8．一物体沿x 轴在A x -=和A x =的区间内作简谐振动，对此物体作随机观察。
则该物体出现在微小间隔a x ≤≤0中的几率是 。
9．图3-2中所示为一两臂内径相同的U 形管，其中盛
有乙醚。
两臂中各有一活塞与液面紧密接触起始时两活
塞在同一水平面上，现将两活塞同时十分缓慢的上提，
左右臂活塞提高的距离分别为h 和2h ，然后将两活塞
固定，两臂中液面的高度差为 。
10．设一氢气球可自由膨胀以保持球内外的压强相等，则随着气球的不断升高，因大气压强随高度而减小，气球将不断膨胀。
如果氢气与大气皆可视为理想其他，大气的温度、平均摩尔质量以及重力加速度随高度的变化皆可忽略，则
气球在上升过程中所受的浮力将 。
11．一直立的不传热的刚性封闭圆筒，高度为2h
，被一水平透热隔图3-1
图
3-2 图3-3
A B
C
板C 分成体积皆为V 的A 、B 两部分，如图3-3，A 中充有一摩尔较轻的理想气体，其密度为ρA 。
B 中充有一摩尔较重的理想气体，其密度为ρB 。
现将隔板抽开，上A 、B 两部分的气体在短时间内均匀混合。
若A 、B 中气体的定容摩尔热容量（一摩尔的气体在体积不变的条件下温度升高1K 所吸收的热量），则两部分气体完全混合后的温度T 2与混合前的温度T 1之差为 。
12．两个形状相同、相距很远的金属小球A 和B ，带有等量同号电荷，它们之间的库仑作用力为F 。
现用一带有绝缘手柄的不带电的金属小球C 与小球A 接触，小球C 的大小与A 、B 完全相同。
C 与A 接触后再去和B 接触，最后将C 移走。
此时A 、B 之间的库仑作用力是。
13．图3-4中所示为一具有金属罩壳的金箔验电器。
A 为金属小球，B 为金属杆，C 为金箔，D 为金属罩壳。
验电
器放在绝缘板S 上，现将一定量的正电荷移至小球A 上，
于是两金箔将 。
然后
用一具有绝缘柄的金属叉将小球A 与金属罩壳D 相连，
则两金箔将 ；最后移去金属叉，再用手指触及小球A ，此时二金箔又
将 。
14．用N 个相同的电池串联成的电池组对一电容器充电。
第一种充电方式是：将此电容器与一电阻串联后，接在N 个串联电池的两端。
第二种充电方式是：将此电容器与同一电阻串联后，先用一个电池充电，接着改为用两个串联电池继续充电，再改为用三个串联电池继续充电，……，最后改为用N 个串联电池继续充电。
这两种充电方式的电能损失是否相同？若不同，则那种方式损失的电能多？答： 。
15．太阳光通过一个三角形的小孔射在观察屏上，在改变屏到小孔的距离的过程中。
（1）屏上能否出现三角形的光斑？若能，出现这种光斑的条件是什么？若不能，其理由是什么？答： 。
（2）在屏上能否出现圆形的光斑？若能，出现这种形状光斑的条件是什么？若不能，理由是什么？答： 。
16．物体沿主轴向凹镜移动，当移至焦点以内时，无论把屏放在什么位置，屏上都得不到物体的象，但是镜前的观察者可以看到镜后有正立的象，象的尺度比物体大。
物体越靠近凹镜，象比物体大得越 。
17．虹和霓是太阳光射入太气中的水珠时经折射、反射和色散产生的光学现象。
虹的外圈是红色的，内圈是紫色的，霓的外圈是紫色的，内圈是红色的。
虹是太阳光在水珠中经过 次图
3-4
折射和 次全反射形成的。
霓是太阳光在水珠中经 次折射和 次全反射形成的。
18．1961年有人从高度H=22.5米的大楼上向地面发射频率为ν0的γ光子，并在地面测量接受到的γ光子的频率ν，测得的ν与ν0不同，与理论预计一致。
试从理论上求出0
ννν-的值。
答：0
0ννν-= 。
19．如图3-5所示，一束平行白光沿x 方向通过屏P 上小孔C 后，射向玻璃立方体A 。
设A 的折射率在y 方向上随着y 值的增加而线性增大；但在与y 轴垂直的平面内均匀的。
从A 射出的光线经过折射率均匀的玻璃三棱镜B 后，照到与x 轴垂直的观察屏（毛玻璃）E 上。
试在右图中定性的画出所看到的E 上的图象。
图
3-5。