第11届全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案
上海第11届初中物理竞赛复赛
上海市第十一届初中物理竞赛复赛试题(1997年)说明：本试卷共有六大题，答题时间为120分钟，试卷满分为150分。
一、选择题Ⅰ(以下每小题只有一个选项符合题意。
每小题2分，共20分)1.上海的南北高架道路，在穿越住宅区的路段两旁，常设置数米高的塑料档板，这是为了( )(A)提示驾驶员安全行车。
(B)防止车辆冲出车道，起护栏作用。
(C)防止车辆排放的废气外逸。
(D)减少对居民的噪声污染。
2.利用在离地面约为600千米的轨道上运行的“哈勃”太空望远镜来探索宇宙奥秘的意义主要在于人类( )(A)能摆脱地球引力束缚而进入宇宙。
(B)观察天体时的距离变近。
(C)观察地球表面的清晰度得以提高。
(D)观察天体时不受地球大气层的干扰。
3.水和酒精充分混合后的体积小于水和酒精原来的体积之和，这表明( )(A)水和酒精的分子间有空隙。
(B)水和酒精的分子在作无规则运动。
(C)水和酒精的分子间存在扩散现象。
(D)水和酒精是由分子组成的。
4.下列过程中，经历的时间差不多为1秒的是( )(A)人的眼睛眨一下的时间。
(B)人呼吸一次的时间。
(C)人的心脏跳动一次的时间。
(D)人行走5米路程所需的时间。
5.两个相同的烧杯中分别盛满初温相同的水和汽油，并把它们放在阳光下晒。
过了一段时间，烧杯中的水和汽油都变少了，而且汽油比水减少得多些。
这一现象表明( )(A)汽油的比热容比水的比热容小。
(B)在相同条件下汽油比水蒸发得快。
(C)汽油的温度比水的温度高。
(D)在阳光照射下水和汽油才会蒸发。
6.把一条粗细均匀的长金属管截成长度不等的四段，然后把这四段金属管由长到短依次排列悬挂起来，如图1所示，若有锤子分别敲击四段金属管时，它们都会发出声音，其音调( )(A)最低的是金属管1。
(B)最高的是金属管2。
(C)都相同。
(D)跟敲击的位置有关。
7.一列蒸汽火车在做匀速直线运动，在远处的人看见火车头上冒出的烟是竖直向上的，这是由于( )(A)当时外界无风。
物理竞赛中的数学知识
物理竞赛中的数学知识一、重要函数 1． 指数函数 2． 三角函数 3． 反三角函数反正弦Arcsin x,反余弦Arccos x,反正切Arctan x,反余切Arccot x 这些函数的统称,各自表示其正弦、余弦、正切、余切为x 的角;二、数列、极限1． 数列：按一定次序排列的一列数称为数列,数列中的每一个数都叫做这个数列的项;排在第一位的数称为这个数列的第1项通常也叫做首项,排在第二位的数称为这个数列的第2项……排在第n 位的数称为这个数列的第n 项; 数列的一般形式可以写成 a 1,a 2,a 3,…,a n ,a n+1,… 简记为｛an ｝,通项公式：数列的第N 项a n 与项的序数n 之间的关系可以用一个公式表示,这个公式就叫做这个数列的通项公式;2． 等差数列：一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d 表示;通项公式a n =a 1+n-1d,前n 项和11(1)22n n a a n n S n na d +-==+ 等比数列：一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数,这个数列就叫做等比数列;这个常数叫做等比数列的公比,公比通常用字母q 表示;通项公式a n =a 1qn-1,前n 项和11(1)(1)11n n n a a q a q S q q q--==≠-- 所有项和1(1)1n a S q q=<- 3． 求和符号4． 数列的极限：设数列{}n a ,当项数n 无限增大时,若通项n a 无限接近某个常数A ,则称数列{}n a 收敛于A ,或称A 为数列{}n a 的极限,记作A a n n =∞→lim否则称数列{}n a 发散或n n a ∞→lim 不存在.三、函数的极限：在自变量x 的某变化过程中,对应的函数值fx 无限接近于常数A ,则称常数A 是函数fx 当自变量x 在该变化过程中的极限;设fx 在x>aa >0有定义,对任意>0,总存在X >0,当x>X 时,恒有| fxA |<,则称常数A 是函数fx 当x +时的极限;记为+∞→x lim fx =A ,或fx Ax +;运算法则lim x x →fx gx =0lim x x →fx 0lim x x →gxlim x x →fx gx =0lim x x →fx 0lim x x →gx)(lim )(lim )()(lim 00x g x f x g x f x x xx x x →→→=,其中0lim x x →gx 0. 四、无穷小量与无穷大量1．若0)(lim 0=→x f x x ,则称)(x f 是0x x →时的无穷小量;若,)(lim 0∞=→x g x x 则称)(x f 是0x x →时的无穷大量;或：若0lim x x →x =0 ,则称x 当x x 0时为无穷小;在自变量某变化过程中,|fx |无限增大,则称fx 在自变量该变化过程中为无穷大;记为 lim ().f x =∞ 2．无穷小量与无穷大量的关系无穷小量的倒数是无穷大量；无穷大量的倒数是无穷小量; 3．无穷小量的运算性质i 有限个无穷小量的代数和仍为无穷小量; ii 无穷小量乘有界变量仍为无穷小量; iii 有限个无穷小量的乘积仍为无穷小量; 4．无穷小的比较定义：设0lim →x x =0,0lim →x x =0,1若)()(lim0x x x αβ→=0,则称当x x 0时 x 是比 x 高阶无穷小;2若)()(lim0x x x αβ→=,则称当x x 0时 x 是比 x 低阶无穷小;3若)()(lim0x x x αβ→=CC 0,则称当x x 0时 x 与 x 是同阶无穷小,4若)()(lim0x x x αβ→=1,则称当x x 0时 x 与 x 是等价无穷小;5．常用的等价无穷小为：当x0时： sin xx ,tan xx ,arcsin xx ,arctan xx ,1cos x 221x , 11-+n x x n1; 等价无穷小可代换 五、二项式定理1． 阶乘： n=1×2×3×……×n2． 组合数：从m 个不同元素中取出nn≤m 个元素的所有组合的个数,叫做从m 个不同元素中取出n 个元素的组合数 3． 二项式定理即六、常用三角函数公式sinπ＋α＝－sinαcosπ＋α＝－cosαtanπ＋α＝tanαsinπ/2＋α＝cosα cosπ/2＋α＝—sinα tanπ/2＋α＝－cotα和差化积公式积化和差公式万能公式典型物理问题数列极限等应用1．蚂蚁离开巢穴沿直线爬行,它的速度与到蚁巢中心的距离成反比,当蚂蚁爬到距巢中心距离L1=1m的A点处时,速度是V1=2cm/s; 试问蚂蚁继续由A点到距巢中心L2=2m的B点需要多长时间2．常见近似处理1．人在岸上以v0速度匀速运动,如图位置时,船的速度是多少2．如图所示,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轴以匀角速度ω转动.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.第十一届全国中学生物理竞赛预赛试题3．三个芭蕾舞演员同时从边长为L的正三角形顶点A,B,C出发,速率都是v,运动方向始终保持着A朝着B,B朝着C,C朝着A;经过多少时间三人相遇每人经过多少路程4．如图所示,半径为R2的匀质圆柱体置于水平放置的、半径为R1的圆柱上,母线互相垂直,设两圆柱间动摩擦因数足够大,不会发生相对滑动,试问稳定平衡时,R1与R 2应满足什么条件5.一只狐狸以不变的速度1υ沿着直线AB 逃跑,一只猎犬以不变的速率2υ追击,其运动方向始终对准狐狸.某时刻狐狸在F 处,猎犬在D 处,FD ⊥AB,且FD=L,如图14—1所示,求猎犬的加速度的大小.解析：猎犬的运动方向始终对准狐狸且速度大小不变,故猎犬做匀速率曲线运动,根据向心加速度r ra ,22υ=为猎犬所在处的曲率半径,因为r 不断变化,故猎犬的加速度的大小、方向都在不断变化,题目要求猎犬在D 处的加速度大小,由于2υ大小不变,如果求出D 点的曲率半径,此时猎犬的加速度大小也就求得了.猎犬做匀速率曲线运动,其加速度的大小和方向都在不断改变.在所求时刻开始的一段很短的时间t ∆内,猎犬运动的轨迹可近似看做是一段圆弧,设其半径为R,则加速度 =a R22υ其方向与速度方向垂直,如图14—1—甲所示.在t ∆时间内,设狐狸与猎犬分别到达D F ''与,猎犬的速度方向转过的角度为=α2υt ∆/R 而狐狸跑过的距离是：1υt ∆≈L α 因而2υt ∆/R ≈1υt ∆/L,R=L 2υ/1υ所以猎犬的加速度大小为=a R22υ=1υ2υ/L6．如图所示,半径为R,质量为m 的圆形绳圈,以角速率ω绕中心轴O 在光滑水平面上匀速转动时,绳中的张力为多大解析 取绳上一小段来研究,当此段弧长对应的圆心角θ∆很小时,有近似关系式.sin θθ∆≈∆若取绳圈上很短的一小段绳AB=L ∆为研究对象,设这段绳所对应的圆心角为θ∆,这段绳两端所受的张力分别为AT 和BT方向见图14—3—甲,因为绳圈匀速转动,无切向加速度,所以A T 和B T 的大小相等,均等于T . A T 和B T 在半径方向上的合力提供这一段绳做匀速圆周运动的向心力,设这段绳子的质量为m ∆,根据牛顿第二定律有：R m T 22sin 2ωθ∆=∆； 因为L ∆段很短,它所对应的圆心角θ∆很小所以22sin θθ∆=∆将此近似关系和πθπθ22∆=⋅∆⋅=∆m R m R m代入上式得绳中的张力为πω22Rm T =7． 在某铅垂面上有一固定的光滑直角三角形细管轨道ABC,光滑小球从顶点A 处沿斜边轨道自静止出发自由地滑到端点C 处所需时间,恰好等于小球从顶点A 处自静止出发自由地经两直角边轨道滑到端点C 处所需的时间.这里假设铅垂轨道AB与水平轨道BC 的交接处B 有极小的圆弧,可确保小球无碰撞的拐弯,且拐弯时间可忽略不计.在此直角三角形范围内可构建一系列如图14—4中虚线所示的光滑轨道,每一轨道是由若干铅垂线轨道与水平轨道交接而成,交接处都有极小圆弧作用同上,轨道均从A 点出发到C 点终止,且不越出该直角三角形的边界,试求小球在各条轨道中,由静止出发自由地从A 点滑行到C 点所经时间的上限与下限之比值.解析 直角三角形AB 、BC 、CA 三边的长分别记为1l 、2l 、3l ,如图14—4—甲所示,小球从A 到B 的时间 记为1T ,再从B 到C 的时间为2T ,而从A 直接沿斜边到C所经历的时间记为3T ,由题意知321T T T =+,可得1l ：2l ：3l =3：4：5, 由此能得1T 与2T 的关系.因为21121121T gT l gT l ==所以21212T T l l = 因为1l ：2l =3：4,所以 1232T T =小球在图14—4—乙中每一虚线所示的轨道中,经各垂直线段所需时间之和为11T t =,经各水平段所需时间之和记为2t ,则从A 到C 所经时间总和为21t T t +=,最短的2t 对应t 的下限min t ,最长的2t 对应t 的上限.m ax t小球在各水平段内的运动分别为匀速运动,同一水平段路程放在低处运动速度大,所需时间短,因此,所有水平段均处在最低位置即与BC 重合时2t 最短,其值即为2T ,故min t =.35121T T T =+2t 的上限显然对应各水平段处在各自可达到的最高位置,实现它的方案是垂直段每下降小量1l ∆,便接一段水平小量2l ∆,这两个小量之间恒有αcot 12l l ∆=∆,角α即为∠ACB,水平段到达斜边边界后,再下降一小量并接一相应的水平量,如此继续下去,构成如图所示的微齿形轨道,由于1l ∆、2l ∆均为小量,小球在其中的运动可处理为匀速率运动,分别所经的时间小量)(1i t ∆与)(2i t ∆之间有如下关联：于是作为)(2i t ∆之和的2t 上限与作为)(1i t ∆之和的1T 之比也为.cot α故2t 的上限必为1T αcot ,即得：.37cot 111max T T T t =+=α这样:max t min t =7:5求导与微分一、导数的概念1．导数定义设y=fx 在x 0的某邻域内有定义,在该邻域内给自变量一个改变量x ∆,函数值有一相应改变量)()(00x f x x f y -∆+=∆,若极限存在,则称此极限值为函数y=fx 在x 0点的导数,此时称y=fx 在x 0点可导,用⎥⎦⎤⎢⎣⎡===''000)(,,)(x x dx x df x x dyx dyx x y x f 或或或表示.若)(x f y =在集合D 内处处可导这时称fx 在D 内可导,则对任意D x ∈0,相应的导数)(0x f '将随0x 的变化而变化,因此它是x 的函数,称其为y=fx 的导函数,记作⎪⎭⎫⎝⎛''dx x df dxdy y x f )(,,)(或或或. 2．导数的几何意义若函数fx 在点x 0处可导,则)(0x f '就是曲线y=fx 在点x 0,y 0处切线的斜率,此时切线方程为))((000x x x f y y -'=-.当)(0x f '=0,曲线y=fx 在点x 0,y 0处的切线平行于x 轴,切线方程为)(00x f y y ==.若fx 在点x 0处连续,又当0x x →时∞→')(x f ,此时曲线y=fx 在点x 0,y 0处的切线垂直于x 轴,切线方程为x=x 0.1．几个基本初等函数的导数⑴()0c '= ⑵1x x μμμ-= ⑶()sin cos x x '= ⑷()cos sin x x '=- 2．导数的四则运算 1)(])([x u c x u c '⋅='⋅；2)()(])()([x v x u x v x u '+'='±；3)()()()()]()([x v x u x v x u x v x u '⋅+'⋅'=⋅；4)()()()()()()(2x v x v x u x v x u x v x u '-'='⎥⎦⎤⎢⎣⎡ 二、微分1．微分的概念设)(x f y =在0x 的某邻域内有定义,若在其中给0x 一改变量x ∆,相应的函数值的改变量y ∆可以表示为其中A 与x ∆无关,则称)(x f 在0x 点可微,且称A x ∆为)(x f 在0x 点的微分,记为 x A ∆是函数改变量y ∆的线性主部.)(x f y =在0x 可微的充要条件是)(x f 在0x 可导,且)(00x x f x x dy ∆'==.当x x f =)(时,可得x dx ∆=,因此由此可以看出,微分的计算完全可以借助导数的计算来完成.2微分的几何意义 当x 由0x 变到x x ∆+0时,函数纵坐标的改变量为y ∆,此时过0x 点的切线的纵坐标的改变量为dy.如图2-1所示.当dy <y ∆时,切线在曲线下方,曲线为凹弧. 当dy >y ∆时,切线在曲线上方,曲线为凸弧. 2．微分运算法则设)(),(x v x u 可微,则三、不定积分1．不定积分概念定义原函数 若对区间I 上的每一点x ,都有 则称Fx 是函数fx 在该区间上的一个原函数.原函数的特性 若函数fx 有一个原函数F x ,则它就有无穷多个原函数,且这无穷多个原函数可表示为Fx+C 的形式,其中C 是任意常数.定义不定积分 函数fx 的原函数的全体称为fx 的不定积分,记作⎰dx x f )(.若Fx 是fx 的一个原函数,则2．不定积分的性质1积分运算与微分运算互为逆运算. 2⎰⎰≠=)0()()(k dxx f k dx x kf 常数3⎰⎰⎰±=±.)()()]()([dx x g dx x f dx x g x f 3．基本积分公式四、定积分定义定积分 函数)(x f 在区间a,b 上的定积分定义为∑⎰=→∆∆==ni iix ba xf dx x f I 1)(lim)(ξ,定理牛顿-莱布尼茨公式 若函数)(x f 在区间a,b 上连续,)(x F 是)(x f 在a,b上的一个原函数,则)()()()(a F b F abx F dx x f ba-==⎰.上述公式也称为微积分基本定理,是计算定积分的基本公式. 常见应用1． 一石砌堤,堤身在基石上,高为h,宽为b,如图所示;堤前水深等于堤高h,谁和堤身的单位体积重量分别为q 和γ,问欲防止堤身绕A 点翻倒,比值b/h 应等于多少2．一个半径为四分之一的光滑球面置于水平桌面上．球面上有一条光滑均匀的匀质铁链,一端固定于球面顶点A,另一段恰好与桌面不接触,且单位长度铁链的质量为p,求铁链A 端所受到拉力以及铁连所受球面的支持力．3．质量为m 的均匀橡皮圈处于自然状态下的半径为r 1,弹性系数为k;现将它保持水平套在半径为r 2的竖直圆柱上r 2＞r 1,套上后橡皮圈的质量分布仍是均匀的,橡皮圈与柱面之间的静摩擦因数为μ;现在圆柱体绕竖直轴转动起来,如图所示：问要保持橡皮圈不滑下,圆柱转动的角速度ω不能超过多少常用数学知识汇总一、三角函数公式 1.两角和公式 2.二倍角公式 3.半角公式 4.和差化积公式 5.积化和差公式 6.万能公式 7.平方关系 8.倒数关系 9.商数关系二、重要公式10sin lim 1x xx→= 2()10lim 1x x x e →+= 3)1n a o >=41n = 5lim arctan 2x x π→∞=6lim tan 2x arc x π→-∞=-7limarccot 0x x →∞= 8lim arccot x x π→-∞= 9lim 0x x e →-∞=10lim x x e →+∞=∞ 110lim 1x x x +→=三、下列常用等价无穷小关系0x → 四、导数的四则运算法则 五、基本导数公式⑴()0c '= ⑵1x x μμμ-= ⑶()sin cos x x '= ⑷()cos sin x x '=- ⑸()2tan sec x x '= ⑹()2cot csc x x '=- ⑺()sec sec tan x x x '=⋅ ⑻()csc csc cot x x x '=-⋅ ⑼()x x e e '= ⑽()ln x x a a a '= ⑾()1ln x x'= ⑿()1log ln x a x a '=⒀()arcsin x '= ⒁()arccos x '= ⒂()21arctan 1x x '=+ ⒃()21arccot 1x x '=-+⒄()1x '=⒅'=八、微分公式与微分运算法则⑴()0d c = ⑵()1d x x dx μμμ-= ⑶()sin cos d x xdx = ⑷()cos sin d x xdx =- ⑸()2tan sec d x xdx = ⑹()2cot csc d x xdx =- ⑺()sec sec tan d x x xdx =⋅ ⑻()csc csc cot d x x xdx =-⋅ ⑼()x x d e e dx = ⑽()ln x x d a a adx = ⑾()1ln d x dx x= ⑿()1log ln x a d dx x a =⒀()arcsin d x =⒁()arccos d x = ⒂()21arctan 1d x dx x =+ ⒃()21arccot 1d x dx x=-+ 九、微分运算法则⑴()d u v du dv ±=± ⑵()d cu cdu =⑶()d uv vdu udv =+ ⑷2u vdu udvd v v -⎛⎫=⎪⎝⎭ 十、基本积分公式⑴kdx kx c =+⎰ ⑵11x x dx c μμμ+=++⎰ ⑶ln dxx c x=+⎰ ⑷ln xxa a dx c a=+⎰ ⑸x x e dx e c =+⎰ ⑹cos sin xdx x c =+⎰ ⑺sin cos xdx x c =-+⎰ ⑻221sec tan cos dx xdx x c x==+⎰⎰ ⑼221csc cot sin xdx x c x ==-+⎰⎰ ⑽21arctan 1dx x c x=++⎰ ⑾arcsin x c =+。
2022年全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案标准版
全国中学生物理竞赛初赛试卷1~5 6 7 8 总分9 10 11 1213 14 15 16本卷共16题，满分200分．得分阅卷复核一、选择题．本题共5小题，每题6分．在每题给出旳4个选项中，有旳小题只有一项符合题意，有旳小题有多项符合题意。
把符合题意旳选项前面旳英文字母写在每题背面旳方括号内．所有选对旳得6分，选对但不全旳得3分，有选错或不答旳得0分．1.3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．3月24日晚，初步拟定失事地点位于南纬31º52′、东经115 º 52′旳澳大利亚西南都市珀斯附近旳海域．有一颗绕地球做匀速圆周运动旳卫星，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31 º 52′所拟定旳平面共面C.该卫星运营周期一定是地球自转周期旳整数倍D.地球自转周期一定是该卫星运营周期旳整数倍2.23892U（铀核）衰变为22288Rn（氡核）要通过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旳固定旳光滑绝缘圆环，位于竖直平面内；环上有两个相似旳带电小球a和b(可视为质点)，只能在环上移动，静止时两小球之间旳距离为R。
现用外力缓慢推左球a使其达到圆环最低点c，然后撤除外力．下列说法对旳旳是A.在左球a达到c点旳过程中，圆环对b球旳支持力变大B．在左球a达到c点旳过程中，外力做正功，电势能增长。
C.在左球a达到c点旳过程中，a、b两球旳重力势能之和不变D.撤除外力后，a、b两球在轨道上运动过程中系统旳能量守恒4．如图，O点是小球平抛运动抛出点；在O点有一种频闪点光源，闪光频率为30Hz；在抛出点旳正前方，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，在毛玻璃上有小球旳一种投影点．已知图中O点与毛玻璃水平距离L=1．20 m，测得第一、二个投影点之间旳距离为0.05 m．取重力加速度g=10m/s2．下列说法对旳旳是A.小球平抛运动旳初速度为4m/sB．小球平抛运动过程中，在相等时间内旳动量变化不相等C．小球投影点旳速度在相等时间内旳变化量越来越大D.小球第二、三个投影点之间旳距离0．15m5．某同窗用电荷量计(能测出一段时间内通过导体横截面旳电荷量)测量地磁场强度，完毕了如下实验：如图，将面积为S，电阻为"旳矩形导线框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，测得通过线框旳电荷量为Q1；将其从图示位置绕东西轴转90 º，测得通过线框旳电荷量为Q2.该处地磁场旳磁感应强度大小应为A.22214QQSR+ B. 2221QQSR+ C. 2221212QQQQSR++ D. 222121QQQQSR++二、填空题．把答案填在题中旳横线上．只要给出成果，不需写出求得成果旳过程．6．(10分)水平力F方向拟定，大小随时间旳变化如图a所示；用力F拉静止在水平桌面上旳小物块，在F从0开始逐渐增大旳过程中，物块旳加速度a随时间变化旳图象如图b所示．重力加速度大小为10m/s2。
上海市第11届初中物理竞赛(初赛)试题及答案
1997年上海市第十一届初中物理竞赛初赛试题说明:1.本试卷共46道单项选择题，第1至40题每题3分，第42至46题每题5分，全卷满分150分。
2.考试时间为90分钟。
3.考试中不可用计算器进行计算。
4.考生使用答卷纸，把每题正确答案前的字母填在答卷纸相应空格内，不填或填入不正确答案均不得分。
考试完毕只交答卷纸，试卷可以带回。
1.一般成人的步行速度是( )(A)1千米/时。
(B)5千米/时。
(C)10千米/时。
(D)20千米/时。
2.一辆小车在光滑水平面上以1米/秒的速度做匀速直线运动，它的受力情况是( )(A)只受重力、支持力和推力。
(B)只受重力和支持力。
(C)只受重力和推力。
(D)只受重力。
3.关于运动和力，下列说法正确的是( )(A)物体如果受平衡力作用时，一定处于静止状态。
(B)如果物体没有受到外力作用，一定处于静止状态。
(C)静止的物体，如果受到推力的作用，它的运动状态一定发生改变。
(D)要改变物体的运动状态，一定要对它施加力。
4.桌面上有几个由不同材料制成的实心球，下列说法正确的是( )(A)体积大的质量一定大。
(B)体积小的质量可能大。
(C)体积相等的质量一定相等。
(D)体积不等的质量一定不等。
5.甲、乙两圆柱形容器，其底面积之比为1:2。
容器内盛有质量相等的水，则水对甲、乙两容器底的压强之比和压力之比分别为( )(A)2:1，1:1 (B)2:1，2:1。
(C)1:2，1:1。
(D)1:2，1:2。
6.关于热量，正确的说法是( )(A)热量表示物体所含热的多少。
(B)热量表示物体内能的多少。
(C)热量表示物体冷热程度变化的大小。
(D)热量表示物体吸热和放热的多少。
7.A 、B 、C 三个完全相同的直立圆筒装满水后，置于水平桌面上，筒高40厘米，上方都加有完全密封的盖子，如果在A 、B 、C 三筒上分别距顶10厘米，20厘米，30厘米处各打一个小孔，如图(1)所示，则( )(A)水都会喷出，A 筒水喷得最远。
第十一届全国中学生物理竞赛题参考答案
第十一届全国中学生物理竞赛题参考答案一. 照相机镜头L 前2.28m 处的物体被清晰地成像在镜头后面12.0cm 处的照相胶片P 上，两面平行的玻璃平板插入镜头与胶片之间，与光轴垂直，位置如图35-3所示．设照相机镜头可看作一个简单薄凸透镜，光线为近轴光线。
1. 求插入玻璃板后，像的新位置．2．如果保持镜头、玻璃板、胶片三者间距离不变，若要求物体仍然清晰地成像于胶片上，则物体应放在何处?解法1 1. 折射率为n ，厚度为d 的两面平行的玻璃板，对于会聚在像点P ’的傍轴光束的折射作用可如下求出：如图35-4，取任一指向P ’点的傍轴光线CP ’，此光线经平行玻璃板折射的光路为CDEP ”，在平板第一面的入射角i 与折射角γ均为小角度，反向延长P E ''交D 点处的法线于F ，容易看出，P P DE '''为平行四边形，则i b b DF P P tan /tan /-=='''γ平行板厚度d 为γtan /b d =得 )t a n /t a n1(i d P P γ-=''' 因为i 与γ都很小，所以 n i i /1s i n /s i n t a n /t a n≈≈γγ 故得)11(n d P P -=''' 以上结果对任何会聚于P '点的傍轴光线均成立，所以向轴上P '点会聚的傍轴光束经平行玻璃板折射后会聚于轴上P ''在这种情形下，平行玻璃板的作用是使像点向远离平板方向移动距离P P '''，由题给数据得)(3.0)5.1/11(9.0cm P P =-⨯='''故像成在镜头后面12.0+0.3＝12.3(cm)处．2．设照相机镜头焦距为f ，不放玻璃板时有 1/228+1/2=1/f 可得 cm f 4.11= 插入玻璃板时，若要像仍成在离镜头12cm 处的胶片上，应改变物距使不放玻璃板时成像在镜头后面υ处，即 )(7.113.00.12cm =-=υ设这时物距为u ，则4.11/17.11/1/1=+u 得 m u 45.4≈图35-3 图35-4即：物体置于镜头前4 .45m 时，插入玻璃平板后，仍可在胶片上得到清晰的像．解法21． 对于玻璃板第一面上的折射，其物距为,5.1,0.1,9.80==-=n n cm AP根据公式 01//n n AP AP -=(见图35-5)， 可得 )(35.13)0.1/5.1)(9.8(/01cm n n AP AP =--=⋅-=对于玻璃板第二面上的折射，(见图35-6) 其物距为cm AB AP BP45.12)(11-=--= 又根据 n n BP BP //012-= 可得 )(3.8)45.12)(5.1/0.1()/(102cm BP n n BP=--=⋅-= 故像成在镜头后面的像距为)(3.123.89.01.3cm =++=υ比原像向后移动υ∆，即)(3.0123.12cm =-=∆υ2．设照相机镜头焦距为f ，不插入玻璃板时， 12/1228/1/1+=f 得 f=11.4cm要使放上玻璃板后，像还成在离镜头12cm 处的胶片上，可采用光路可逆性原理从已知像2P 的位置，求此时物体应在的位置．对于玻璃板第二面上的折射：已知：像距BP 2 ＝8cm ，n ＝1.50，n 。
2011年全国初中应用物理知识竞赛预赛试卷及参考答案(河南赛区)
2011年全国初中应用物理知识竞赛预赛试卷（河南赛区）一、填空题（每空1分，共16分）1．（2分）在物理学中，对不同的事物进行比较，需要引入不同的物理量。
比较物体所含物质的多少时，需要引入，比较做功的快慢时，需要引入。
2．（2分）如图为物质在三种状态下的分子结构模型，其中图是固态分子模型。
在物理学习中你还知道那些物理模型，请举一例，写出名称：。
3．（2分）在车站和机场的安检入口，要用X射线对旅客行李进行安全检查，如图所示。
X射线是一种波，它的波长比红外线的波长更（选填“长”或“短”）。
4．（2分）保龄球是一项比较高雅的大众体育活动，当保龄球从运动员手中抛出后，（如图），球在球道上能继续向前运动是由于它具有，球磁到保龄球瓶后将保龄球瓶撞倒，这时力的作用效果是。
5．（2分）如图所示是一种汽车装饰品﹣﹣小盆景，花盆表面有一个太阳能电池板，塑料小花在阳光下能不断摇摆。
请你猜测花盆里还有一个重要的装置是（选填“发电机”或“电动机”），这种装置的工作原理是。
6．（2分）如图所示，开口的塑料瓶底部有一小孔，瓶中加水后，水从小孔射出，水越多，水流的射程越远，这说明，若盖上瓶盖并拧紧，过一会儿水便停止从小孔射出，这是因为瓶内气体的压强随而减小。
7．（2分）核能也是一种“低碳”能源，因为核电站在运行过程中无温室气体排放。
目前我国核电站都是利用核（选填“裂变”或“聚变”）来发电的，核电站年发电量为4×1010kw•h，这相当于至少可节约吨标准煤。
（已知标准煤的热值为3×107J/Kg）。
8．（2分）心电图仪如图1 是通过一系列的传感手段，将心跳对应的生物电流情况同步记录在匀速运动的坐标纸上。
同一台心电图仪正常工作时测得待检测者甲、乙两人的心电图分别如图2甲、乙所示。
若医生测量时记下被检测者甲的心率为60次/min，则心电图纸的速度为mm/s，乙的心率为次/min．二、单项选择题（每小题3分，共24分，每个小题只有一个选项正确）9．（3分）公交车上的一些设施和做法与物理原理相对应，其中正确的（）A．使用的IC收费卡﹣﹣利用了光的反射原理B．方向盘裹着的皮套﹣﹣用来减小摩擦C．车厢后上方安装的摄像头﹣﹣利用凸透镜成倒立放大的实像D．转变时提醒“汽车转弯，请抓好扶手”﹣﹣防止由于惯性对人体造成伤害10．（3分）如图所示的四种现象中，其物态变化属于放热过程的是（）A．冰冻的衣服晾干B．春天冰雪消融C．冬天窗玻璃上有水滴D．用干手器将手烘干11．（3分）如图，在许多盛大节日里我们常常燃放礼花以示庆祝，则以下有关说法中错误的是（）A．礼花爆炸时，存在内能和机械能的转化B．礼花绽放时，发出的声音是由于振动产生的C．礼花升空过程中，其增加的重力势能一定等于减少的动能D．观看礼花时，总是先看到绽放的景色后听到爆炸的声音，因为光在空气中的传播速度比声音大得多12．（3分）在做“凸透镜成像规律”的实验中。
高中物理5星难度题
高中物理5星难度题(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--★★★★★11.如图所示，电荷均匀分布在半球面上，它在这半球的中心O 处电场强度等于E 0.两个平面通过同一条直径，夹角为α，从半球中分出一部分球面，试求所分出的这部分球面上(在“小瓣”上)的电荷在O 处的电场强度E.答案:由称性考虑，球面上的电荷在O 点产生的电场分布如图所示，所以分出的这部分球上电荷在O 处的场强2gsin E E 0α=★★★★★28.两个带正电的点电荷，带电量都是Q ，固定放置在图中的x 轴上A 、B 两点处，距原点O 的距离都为r.若在原点处放置另一个点电荷，其带电量大小为q ，质量为m.(1)当限制点电荷q 只能在哪些方向上运动时，它在O 处才是稳定的?(2)讨论在这些方向上受扰动后，它的运动情况.答案:(1)如图所示的阴影区域内是稳定的，其中θ=°；若q 为负电荷，结论相反(2)作简谐运动，当q 为正电荷，其周期为()13cos 2kQ mr 2T 23-=θπ；若为负电荷，则其周期为()θπ223cos 12kqQ mr 2T -=★★★★★29.如图所示，有一个均匀带电球体，球心为O ，半径为R ，电荷体密度为ρ，球内有一个球形的空腔，半径为R’，OO’的距离为a. (1)求O’处的场强E’.(2)求证空腔内场强处处相同. 答案:(1)4πka ρ/3 (2)略★★★★★32.如图所示，两个同心的半球面相对放置，半径大小分别为R 1和R 2，都均匀带电，电荷而密度分别为σ1和σ2.求大球底面直径AOB 上的电势分布.答案:()⎪⎩⎪⎨⎧<<⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+≤+=122221122211R r R ,r R R k 2R r ,R R k 2U σσπσσπ ★★★★★20.在静电复印机罩，常用如图的电路来涮节A 、C 两板间电场强度的大小，从而用来控制复印件的颜色深浅.在操作时，首先对由金属平板A 、B 组成的平行板电容器充电，该电容器的B 板接地，A 、B 板间填充有介电常数为ε的电介质，充电后两板间的电势差为U.而后，断开该充电电源.将连接金属平板C 和可调电源ε的电键S 闭合.这样，A 、C 两板间的电场强度将随可调电源ε的电动势的变化而得以调节.已知C 板与A 板很近，相互平行，且各板面积相等.A 、B板间距离为d 1，A 、C 板间距离为d 2，A 、C 板间空气的介电常数取为1.试求:当电源ε的电动势为U 0时，A 、C 两板问某点P 处的电场强度.(第十三届全国中学生物理竞赛预赛试题)【15】 答案:()210d d U U εε+-★★★★★21.如图所示，在真空中有四个半径为a 的不带电的相同导体球，球心分别位于边长为r(r ＞＞a)的正方形的四个顶点上.首先，让球1带电荷Q(Q ＞O)，然后取一细金属丝，其一端固定于球1上，另一端分别依次与球2、3、4、大地接触，每次接触时间都足以使它们达到静电平衡.设分布在细金属丝上的电荷可忽略不计.试求流入大地的电量的表达式.(第十届全国中学生物理竞赛决赛试题)【15】答案:⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⋅2234r a 18Q ★★★★★22.空间某一体积为V 的区域内的平均电场强度E 定义为∑∑∆∆=iiiii VVE E，式中△V i 为体积V 内第i 个非常小的体积(称为体积元)，i E 为第i 个体积元内的场强(只要体积足够小，可以认为其中各点的场强的大小和方向都相同).∑i为累加号，例如:V V V V V 321ii =•••+∆+∆+∆=∆∑.今有一半径为a 的原来不带电的金属球，现使它处于电量为q 的点电荷的电场中.点电荷位于金属球外，与球心的距离为R.试汁算金属球表面的感应电荷所产生的电场在此球内的平均电场强度.【15】答案:-kq/R 2★★★★★15.如图(a)所示，真空室中电极K 发出的电子(初速不计)经过U 0=1000V 的加速电场后，由小孔S 沿两水平金属板A 、B 间的中心线射入，A 、B 板长l=，板间距离d=.加在A 、B 两板问的电压“随时间变化的u-t 图线如图(b)所示.设A 、B 间的电场可看作是均匀的，且两板外无电场，在每个电子通过电场区域的极短时间内，电场可视作恒定的.两板右侧放一记录圆筒，筒的左侧边缘与极板右端距离b=，筒绕其竖直轴匀速转动，周期T=，筒的周长s=，筒能接收到通过A 、B 板的全部电子.(1)以t-0时(见图(b)，此时u=0)电子打到圆筒记录纸卜的点作为xy 坐标系的原点，并取y 轴竖直向上.试计算电子打到记录纸上的最高点的y 坐标和x 坐标(不计重力作用).(2)在给出的坐标纸(图(c))上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线.(1997年全国高考试题)【17】答案:(1)y 坐标为，x 坐标分别为2cm 和12cm (2)图略★★★★★20.如图所示，A 、B 是两块水平放置的互相平行的带电金属板，其间的电场可视为匀强电场.假设有一带负电的微粒在a 点处沿与水平成θ=45°角的方向射出，并从此时开始计时.已知在t=时，微粒到达其轨迹最高点；存t=时，微粒的动能为750eV.在以上运动过程中微粒一直处在匀强电场内，且未与A 、B 相碰，试求微粒的初动能.(第八届垒国中学生物理竞赛决赛试题)【15】答案:300eV★★★★★7.飞船沿半径为R 的圆周绕地球运转，周期为T ，如图所示.如果飞船要返回地面，可在轨道上某一点A 处将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B 点相切.已知地球半径为r ，则飞船由A 点运动到B 点所需的时间t=______.答案:23)2Rr R (2T +(提示:运用开普勒第一定律)★★★★★8.宇宙飞行器和小行星都绕太阳在同一平面内作圆周运动，飞行器的质量比小行星的质量小得多，飞行器的速率为v 0，小行星的轨道半径为飞行器的轨道半径的6倍，有人企图借助小行星与飞行器的碰撞使飞行器飞出太阳系，于是他便设计了如下方案:Ⅰ.当飞行器在其圆周轨道的适当位置时，突然点燃飞行器上的喷气发动机，使飞行器获得所需速度，沿圆周轨道的切线方向离开轨道.Ⅱ.飞行器到达小行星的轨道时正好位于小行星的前缘，速度的方向与小行星在该处的速度方向相同，正好可被小行星碰撞.Ⅲ.小行星与飞行器的碰撞是弹性正碰，不计燃烧的燃料质量.(1)通过计算证明按上述方案能使飞行器飞出太阳系.(2)设在上述方案中，飞行器从发动机获得的能量为E 1，如果不采取上述方案而是令飞行器在圆轨道上突然点燃发动机，经过极短时间后立即关闭发动机，于是飞行器获得足够的速度沿圆轨道切线方向离开轨道后直接飞出太阳系，采用这种方法时，飞行器从发动机获取的能量的最小值用E 2表示，问21E E 为多少(第十七届全国中学生物理竞赛复赛试题)答案:(1)略(2)(提示:设通过方案I 使飞行器的速度由v 0变成u 0，飞行器到达小行星轨道时的速度为u ，根据开普勒第二定律、能量守恒关系以及万有引力定律和牛顿第二定律，可以用v 0表示u 0和u ；再设小行星运行速度为V ，运用万有引力提供向心力，可用v 0，表示V ；再根据碰撞规律用v 0表示出飞行器与小行星碰后的速度u 1；再根据能量守恒算出飞行器从小行星的轨道上飞出太阳系应具有的最小速度u 2；最终得u 2<u 1)★★★★★8.如图所示，长为L 的轻细直杆一端可绕水平地面上的O 点在竖直平面内转动，另一端固定一质量为M 的小球，杆一直靠在正方体箱子的左上角边上，箱子的质量为m ，边长为L 41，杆与水平方向的夹角为θ.现将杆由θ=45°角的位置由静止释放，不计一切摩擦，当杆与水平方向的夹角θ=30.时，小球的运动速率v=______.【6】 答案:mM MgL)12(+-★★★★★9.如图所示，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 轴以匀角速度ω转动.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.(第十一届全国中学生物理竞赛预赛试题)【5】 答案:ωrtan α★★★★★10.如图所示，两条位于同一竖直平面内的水平轨道相距为h ，轨道上有两个物体A 和B ，它们通过一根绕过定滑轮O 的不可伸长的轻绳相连接，物体A 在下面的轨道上以匀速率v 运动，在轨道间的绳子与过道成30°角的瞬间，绳子BO 段的中点处有一与绳子相对静止的小水滴P 与绳子分离，设绳子长BO 远大于滑轮直径，求:(1)小水滴P 脱离绳子时速度的大小和方向.(2)小水滴P 离开绳子落到下面轨道所需要的时间.(第十五届全国中学生物理竞赛复赛试题)【10】 答案:(1)1213v(2)4gv 16gh v -+★★★★★11.如图所示，从离地面的高度为h 的固定点A ，将甲球以速度v 0抛出，抛射角为α，20πα<<，若在A 点前力‘适当的地方放一质量非常大的平板OG ，让甲球与平板作完全弹性碰撞，并使碰撞点与A 点等高，则当平板倾角θ为恰当值时)20(πθ<<，甲球恰好能回到A 点.另有一小球乙，在甲球自A 点抛出的同时，从A点自由落下，与地面作完全弹性碰撞.试讨论v 0、α、θ应满足怎样的一些条件，才能使乙球与地面碰撞一次后与甲球同时回到A 点.(第十三届全国中学生物理竞赛预赛试题)【15】 答案:A 球沿原路径返回:2ghv ),2gh v 1(arcsin ,200>=-=ααπθ；A 球沿另一路经返回:gh v 2gh ,4v gh arcsin,400>>-==παπθ★★★★★年8月26日在日本举行的国际天文学大会上，德国MaxPlanck 学会的一个研究小组宣布了他们的研究成果:银河系的中心可能存在一个大黑洞，他们的根据是用口径为的天文望远镜对猎户座中位于银河系中心附近的星体进行近六年的观测所得的数据.他们发现，距离银河系中心约60亿千米的星体正以2000km ／s 的速度围绕银河系中心旋转.根据上面的数据，试在经典力学的范围内(见提示②)，通过计算确认如果银河系中心确实存在黑洞的话，其最大半径是多少?引力常数G=×10-20km 3／(kg·s 2)提示:①黑洞是一种密度极大的天体，其表面的引力是如此之强，以至于包括光在内的所有物质都逃脱不了其引力作用.②计算中可以采用拉普拉斯经典黑洞模型，在这种模型中，在黑洞表面上的所有物质，即使初速度等于光速c 也逃脱不了其引力的作用.(第十六届全国中学生物理竞赛预赛试题)【10】 答案:×105★★★★★13.如图所示，轻质长绳水平地跨存相距为2L ，的两个小定滑轮A 、B 上，质量为m 的小物块悬挂在绳上的O 点，O 与A 、B 两滑轮的距离相等，在轻绳两端C 、D 分别施加竖直向下的恒力F=mg ，先托住物块，使绳处于水平拉直状态，由静止释放物块，在物块下落过程中，保持C 、D 两端力F 不变.问: (1)当物块下落距离h 为多大时，物块的加速度为零?(2)存物块下落上述距离的过程中克服C 端恒力F 做功W 为多少?(3)物块下落过程中最大速度max v 和最大距离H 各为多少?答案:(1)物块下落时受到三个力的作用:重力mg 、绳AO 、BO 的拉力F.当两绳拉力的向上合力R 等于重力mg 时，三力互成120°夹角.由右图可知，下落距离L 33Ltan30h ==(2)物块下落h 时，C 、D 两端上升距离L 3332L L h h 22-=-+='，所以物块克服C 端恒力F 做功mgL 3332h F W -='=(3)物块下落h 时的速度是最大速度.根据做功与动能变化的关系2max mv 212W mgh =-得最大速度gL )324(v max -=，当物块下落最大距离H 时，C 、D 两端上升的距离为L L H h 22-+=''，而由动能定理:0h 2F mgH =''-得L 34H =★★★★★14.如图所示，质量均为m 的两个小球固定在长度为l 的轻杆两端，直立在相互垂直的光滑墙壁和地板交界处.突然发生微小的扰动使杆无初速倒下，求当杆与竖直方向成角α时，A 球对墙的作用力.答案:如图所示，开始杆以A 球为中心，杆长l 为半径运动，所以lv m N mgcos 2=-α，根据机械能守恒定律)cos 1(mgl mv 212α-=，由以上二式可得)23cos (mg N -=α，则αααsin )23cos (mg sin N N 1-='=杆对墙的作用力为⎩⎨⎧-=0sin )23cos (mg N 1αα）32arccos ()32arccos (≥<αα★★★★★31.长度为L 的矩形板，以速度v 沿光滑水平面上平动时，垂直滑向宽度为l 的粗糙地带.板从开始受阻到停下来所经过路程为s ，而l<s<L.求板面与粗糙地带之间的动摩擦因数.【10】答案:gl )l 2s (Lv 2-=μ★★★★★32.一粗细均匀的铁杆AB 长为L ，横截面积为S ，将杆的全长分为n 段，竖直插入水中，求第n 段铁杆浸没于水中,浮力所做功的大小.【10】 答案:222n )12n (SgL -ρ★★★★★33.将放在地上的木板绕其一端沿地面转动角α，求摩擦力所做的功.已知木板长度为L ，质量为M ，木板与地面间的摩擦因数为μ.【5】答案:αμMgL 21★★★★★34.一辆车通过一根跨过定滑轮的绳PQ 提升井中质量为m 的物体，如图所示.绳的P 端拴在车后的挂钩上，Q 端拴在物体上.设绳的总长不变，绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计.开始时，车在A 点，左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的，左侧绳绳长为H.提升物体时，车加速向左运动，沿水平方向从A 经过B 驶向C.设A 到B 的距离也为H ，车过B 点时的速度为v B ，求在车由A 移到B 的过程中，绳Q 端的拉力对物体所做的功.【8】答案:mgH )12(mv 412B -+★★★★★35.如图(a)所示，把质量均为m 的两个小钢球用长为2L 的线连接，放在光滑的水平面上.在线的中央作用一个恒定的拉力，其大小为F ，其方向沿水平方向且与开始时连线的方向垂直，连线非常柔软且不会伸缩，质量可忽略不计.试问:(1)当两连线的张角为2θ时，如图(b)所示，在与力F 垂直的方向上钢球所受的作用力是多大( 2)钢球第一次碰撞时，在与力F 垂直的方向上钢球的对地速度为多大(3)经过若下次碰撞，最后两个钢球一直处于接触状态下运动，则由于碰撞而失去的总能量为多少【 10】 答案:(1)2Ftan θ(2)mFl(3)Fl ★★★★★16.如图所示,质量分别是m A 和m B 的两木块A 和B,固定在劲度系数为k 的轻弹簧的两端,竖直地放置在水平桌面上.用一竖直向下的作用力压在A 上,使A 静止不动,然后突然撤去此作用力.要使B 离开桌面,此竖直向下的作用力至少应为多大【10】 答案:(m A +m B )g★★★★★26.如图所示,小球质量为m,用长为l 的细绳悬挂在一枚细钉上,用一大小为F 的水平恒力拉球,至细绳偏转角度为θ(θ＜90°)时撤去F,如在运动中绳子始终处于伸直状态.求:(1)小球能上升的最大高度.(2)小球又回到最低点时,细绳上张力的大小.【4】 答案:(1)当θsin mg F ≤时,mgFlsin h θ=;当θ2sin 5mg F ≥时,h=2l(2)mg+2Fsinθ ★★★★★40.如图所示,质量为M 的圆环,用一根细线悬挂着.另有两个质量为m 的带孔小球.可穿在环上兀摩擦地滑动.当两球同时由圆环顶部放开,并沿相反方向滑下时,小球与圆心连线与竖直方向的夹角为θ0.(1)在圆环不动的条件下.求悬线的张力T 随θ的变化规律.(2)小球与圆环的质量比m/M 至少为多大时圆环才可能上升【12】答案:(1)T=Mg+2mg(3cos 2θ-2cosθ)(2)23M m★★★★★41.如图所示,一轻绳通过无摩擦的定滑轮与放在倾角为30°的光滑斜向上的物体m 1连接,另一端和套在光滑竖直杆上的物体m 2连接,图中定滑轮到竖直杆的距离为3m,又知当物体m 2由图中位置从静止开始下滑1m 时,m 1和m 2受力恰好平衡.求:(1)m 2下滑过程中的最大速度.(2)m 2下滑的最大距离.【12】 答案:(1)s(2)★★★★★42.跳水运动员从高丁水面,H=10m 的跳台自由落下,运动员的质量m=60㎏,其体形可等效为长度l=、直径d=的圆柱体,略去空气阻力,运动员入水后水的等效阻力F 作用于圆柱体下端面,F 量值随入水深度Y 的变化如图所示,该曲线近似为椭圆的一部分,长轴和短轴分别与OY 和OF 重合,为了确保运动员绝对安全,试计算水池中水的h 至少应等于多少(第十一届全国中学生物理竞赛预赛试题)【15】 答案:。
第十一届全国中学生物理竞赛预赛第一试试卷
第十一届全国中学生物理竞赛预赛第一试试卷
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）。
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___________________________ 。
上海市第十一届高二物理竞赛(初赛)
上海市第十一届高二物理竞赛（初赛）一、单选题（每小题3分，共30分）1．两个质量相同的小球从同一位置以相等的速率同时抛出，一个竖直上抛，另一个斜向上抛。
空气阻力不计，则（ ）（A ）两个小球同时到达最高点，（B ）两个小球到达最高点时所具有的动能相同，（C ）两个小球到达最高点时所具有的势能相同，（D ）两个小球到达最高点时所具有的机械能相同。
2．如图所示，质量为M 上表面光滑的平板水平安放在A 、B 两固定支座上。
质量为m 的滑块以某一速度从木板的左端滑至右端。
在滑行过程中，B 支座所受压力N B 与小滑块运动时间t 的关系，可用下列哪一个函数图像定性表示（ ）3．如图所示，完全相同的三角形物块A 、B ，按图示叠放，设A 、B 间光滑接触，A 与桌面间的动摩擦因数为μ。
现在B 上作用一水平推力F ，恰好使A 、B 一起在桌面上匀速运动，且A 、B 间保持相对静止，则A 与桌面间的μ与斜面倾角θ的关系为（ ）（A ）μ＝tan θ， （B ）μ＝12 tan θ， （C ）μ＝2 tan θ， （D ）μ与θ无关。
4．宇航员在探测某星球时，发现该星球均匀带负电，电量为Q ，星球表面无大气。
在一次实验中，宇航员将一带负电，电量为q （q ≪Q ）的粉末置于距星球表面h 高处，该粉末恰好处于悬浮状态，宇航员又将此粉末带到距该星球表面2h 高处，无初速释放，则此带电粉末将（ ）（A ）北向星球球心方向飞向太空，（B ）仍处于悬浮状态，（C ）沿星球自转的线速度方向飞向太空，（D ）向星球球心方向降落。
5．根据空用电冰箱的工作原理，当压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外管道中不断循环，如图所示，那么下列说法中正确的是（ ）①在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量，②在冰箱外的管道中，制冷剂迅速膨胀并放出热量，③在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并吸收热量， ④在冰箱外的管道中，制冷剂被剧烈压缩并放出热量。
第十一届全国中学生物理竞赛预赛第一试试卷
七、（12分）跳水运动员从高于水面H=10米的跳台自由落下，假设运动员的质量m=60千克，其体形可等效为一长度L=1.0米、直径d=0.30米的圆柱体，略去空气阻力。运动员入水后，水的等效阻力F作用与圆柱体的下端面，F的量值随入水深度Y变化的函数曲线如图。该曲线可近似看作椭圆的长、短轴OY和OF重合。椭圆与Y轴相交于Y=h处，与F轴相交于F=（5/2）mg处。为了确保运动员的安全，试计算水池中水的深度h至少应等于多少。（水的密度取ρ=1.0*103千克/米3）
6、在一块平行板的玻璃片A上，放一曲率半径R很大的平凸透镜B如图所示，在A、B之间形成一劈形空气膜。当平行光束垂直射向平凸透镜时，将呈现干涉条纹。请推导出干涉暗条纹半径 r与R和入射光波长 的关系。当在空气膜中充满水，干涉条纹变密还是变蔬，为什么？
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mp=1.007277原子质量单位，电子质量me=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。
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。
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 。
物理11届全国奥赛.doc
第十一届全国初中应用物理知识竞赛试题与答案*注意：本卷中的插图实际大小比显示的大小要大，如看不清可适当拉大，插图为灰度图，如要打印请设图片为黑白模式，否则打印时会很模糊。
一、选择题：以下各题所列答案中只有一个是正确的。
把正确答案前面的字母填在题后的方括号内（共33分，每小题3分）1.宇宙飞船进入预定轨道并关闭发动机后，在太空运行，在这飞船中用天平测物体的质量，结果是（）A.和在地球上测得的质量一样大B.比在地球上测得的大C.比在地球上测得的小D.测不出物体的质量2.秋高气爽的夜里，当我仰望天空时会觉得星光闪烁不定，这主要是因为：（）A.星星在运动B.地球在绕太阳公转C.地球在自转D.大气的密度分布不稳定，星光经过大气层后，折射光的方向随大气密度的变化而变化3.1999年以美国为首的北约军队用飞机野蛮地对南联盟发电厂进行轰炸时，使用了一种石墨炸弹，这种炸弹爆炸后释放出大量的纤维状的石墨覆盖在发电厂的设备上，赞成电厂停电。
这种炸弹的破坏方式主要是：（）A.炸塌厂房B.炸毁发电机C.使设备短路D.切断输电线4.小刚家中的几盏电灯突然全部熄灭了，检查保险丝发现并未烧断，用测电笔测试各处电路时，氖管都发光。
他对故障作了下列四种判断，其中正确的是：（）A.灯泡全部都烧坏B.进户零线断路C.室内线路发生短路D.进户火线断路5.下列物体都能导热，其中导热本领最好的是：（）A.铁管B.铝管C.铜管D.热管6.室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。
根据室内垃圾桶的结构示意图可确定：（）A.桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆B.桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆C.桶中有两个杠杆在起作用，用都是省力杠杆D.桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆7.小明拿着一个直径比较大的放大镜伸直执行手臂观看远处的物体，可以看到物体的像，下面说法中正确的是：（）A.射入眼中的光一定是由像发出的B.像一定是虚像C.像一定是倒立的D.像一定是放大的8.生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子，用来增加进入镜筒的光强。
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第十一届全国中学生物理竞赛预赛试卷
班别________姓名_________
1、有以固定的斜面，倾角为45°，斜面长为2米，在斜面下端有一与斜面垂直的挡板。
一质量为m的质点，从斜面的最高点沿斜面下滑，初速度为1米/秒。
质点沿斜面下滑到斜面最底端与挡板发生弹性碰撞。
已知质点与斜面间的滑动摩擦因数为0.20。
（1）试求此质点从开始运动到与挡板发生第10次碰撞的过程中的总路程。
（2）求质点从开始运动到最后停下来的过程中的总路程。
2．如图所示为两个横截面积均为S=100cm2的圆筒。
左筒内充满氧气，体积V左=22.4L，压强=760mmHg，温度T左=273K；右筒内有同种气体，质量M右=64g体积V右=22.4L，温度T右=273K，左筒筒壁绝热，右筒靠大热库维持恒定的00C的温度。
整个系统在真空中，放开左、右筒相联的活塞后，活塞移动了L=50cm后达到平衡而静止，设活塞与筒壁之间无摩擦。
求右筒内的气体吸收了多少热量？
3．半径分别为r1和r2（r1：r2=5：1）的；两金属细齿轮互相吻合地装配在一起，如图所示，它们的转轴半径均为。
整个装置放在磁感应强度为B的均匀磁场中，磁场的方向平行于转轴。
两转轴通过金属支架互相连通。
当两齿轮互相接触时，量得两齿轮边缘之间的电阻为R。
现将一其质量为m的物体用轻绳绕在大齿轮的轴上，忽略摩擦损耗，求悬挂物体在重力作用下匀速下落的速度。
4、如图所示，一质量为M，长为l的长方形木板B，放在光滑的水平地面上，在其右端放一质量为m的小木块，且m<M。
现以地面为参照系，给A和B以大小相等，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，且最后A没有滑离木板B，求以地面为参照系时小木块A的最大位移是多少？摩擦力做的功为多大？
5．为了用一个电压为U=5伏的大功率电源给电动势=12伏的蓄电池充电，用一只电感为L=1亨的电感线圈与一只二极管D和自动开关S组成的电路，如图所示。
S可周期性地自动接通和切断电路，接通和切断的时间都为0.01秒。
蓄电池和电源的内阻、开关S的接触电阻、二极管的正向电阻均可忽略，求蓄电池充电的平均电流。
6、在一块平行板的玻璃片A上，放一曲率半径R很大的平凸透镜B如图所示，在A、B之间形成一劈形空气膜。
当平行光束垂直射向平凸透镜时，将呈现干涉条纹。
请推导出干涉暗条纹半径 r与R和入射光波长的关系。
当在空气膜中充满水，干涉条纹变密还是变蔬，为什么？
7、如图所示，在Z轴竖直方向上，XY平面是一绝缘的、固定的、刚性平面。
在A（x0，0，0）处放一个带电量为— (q>0)的小物块，该物块与一细线相连，细线的另一端B穿过位于坐标原点O的光滑小孔，可通过它牵引小物块。
现对该系统加一匀强磁场，场强方向垂直于X轴，与Z轴的夹角为（如图所示）。
设小物块和绝缘平面间的摩擦系数，且静止摩擦系数和滑动摩擦系数相同。
不计重力作用。
现通过细线来牵引小物块，使之移动。
在牵引过程中，我们约定：细线的B端只准沿Z轴向下缓慢移动，不得沿Z轴向上移动；小物块的移动非常缓慢，在任何时刻，都可近似认为小物块处于平衡状态。
若已知小物块的移动轨迹是一条二次曲线，试求此轨迹方程。
第十一届全国初中应用物理知识竞赛试题
参考答案
一、1.D 2.D 3.C 4.B 5.D 6.D 7.C 8.A 9.C 10.A 11.B
二、1.西 5 2.水平向前 水平向后 3.20 24 57 4.356 12
5.响度（或音量，声音） 音调（或频率） 双耳
6.凹 长
7.A 、B 、C 、D 处开全状态如图 8.白炽 日光 霓虹
答案填空第7题图
三、1.连通器 轮轴
2.不能。
因为电冰箱的制冷机工作后，冰箱冷冻室内的蒸发器温度降低，吸收空气的热量，与此同时，冰箱外部的冷凝器温度升高，将热量传给空气，室内空气的热量只是被冰箱吸收后又被放出，所以室温不会降低。
3.有两种可能。
一是因为高空中的气体逐渐稀薄，压强降低，气球上升过程中，球内压强大于球外压强，气球不断膨胀，最后“爆炸”破裂。
另一是因高空的空气较稀薄，气球上升过程中所受浮力逐渐减小，当浮力等于重力时，气球上升的速度最大．然后，浮力小于重力，气球开始向上做减速运动．在气球的速度为零之后，又加速下落，浮力逐渐变大，当气球通过浮力等于重力的位置后，浮力大于重力，气球开始作向下的减速运动．在气球的速度减为零之后，又开始加速上升．如此反复，气球将在浮力等于重力这一特殊位置附近上、下往复运动．
4．①制作量杯 用实验室已有的量筒定量地向瓶中倒入水，并刻上刻度
②作液体侧压强实验器 在瓶的测壁不同的高度处扎等大的小孔，倒入水后，从水流的情况可以直观地反映液体内部的压强随深度的增大而增大．
③演示喷雾器 用细塑料管插入加盖的盛水可乐瓶，用手使劲捏可乐瓶，水会成雾状从细塑料管中喷出． 四、1．需要用的测量工具是直尺；需测量细管的直径 D 和细管沉入水中的深度 H 1，H 2．
2．实验步骤：①测出细管的直径D ；②在细管中加入少量砂粒，将细管放入盛有水的容器中，平衡后用直尺测出细管沉入水中的深度H 1；③增加细管中的砂粒，再将细管放入盛有水的容器中，平衡后用直尺测出细管沉入水中的深度H 2．
3.导出计算压强的公式。
平衡时，细管（含砂粒）所受重力G 管与所受浮力F 浮相等，即 G 管＝F 浮，
又 G 管＝p 1S ＝2
1)2(D p π
F 浮＝ρ1V 水g ρπ12)2(H D =g
故得 p 1=ρ1H 水g
4．同样可证 p 2=ρ2H 水g
所以 121
2H H p p = 说明水的内部压强与水深是成正比的．
五、1．水蒸汽冷却时所放的热量为冷却水所吸收，所以冷却所丢失的功率（即散热功率）为
P 散＝Q 吸/t ＝t t m c
∆
＝4.2×103焦/（千克·℃）×15×103千克/秒（30－16）℃
＝8.82×108瓦
2．水蒸汽的能量转化为电能的效率
η＝P 用/P 总＝P 电/（P 机+P 散）×100%
P 机＝560×106W/0.8＝700×106W
所以 %4.35%100108821070010560666≈⨯⨯+⨯⨯=W W W η
六、电路如图的所示． R 线为导线的电阻， L 1为“220 V 100 W ”灯泡，L 2为“220V 200 W ”灯泡． R 线
L 1 L 2
答案第六题图
R 线＝（0.018欧/米）×2×250米＝9欧
L 1和L 2的电阻分别为 484121==P U R 欧，24222
2==P U R 欧
L 1和L 2的总电阻
R L =1欧/（24214841+）＝161欧
所以，导线上消耗的功率为
P 线＝I 总2·R 线≈15瓦
两灯泡实际消耗的总功率为
PL ＝I 总2·R L ≈270瓦
L 1消耗的功率P 1＝3L
P 90瓦
L 2消耗的功率P 2＝2P 1＝180瓦。