2016年泛珠三角物理竞赛综合试卷一答
浙江省宁波市2016届高三上学期竞赛物理试卷(12月份)Word版含解析
2015-2016学年浙江省宁波市高三（上）竞赛物理试卷（12月份）一、选择题（本题共10小题，共60分，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分）1．2015年诺贝尔物理学奖的获得者凭借以下哪项贡献获奖（）A．发现青蒿素对疟疾的治疗作用B．发现希格斯粒子C．发现中微子振荡现象D．发现蓝色发光二极管（LED），并因此带来的新型节能光源2．阅读以下4个国际单位制的基本单位的定义，现代的科学家们对这其中的某个定义是极其不满而目前来说又无可奈何的，找出它（）A．1秒的定义：铯133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应辐射的9，192，631，770个周期的持续时间B．1米的定义：光在真空中于秒内行进的距离C．1千克的定义：国际千克原器的质量．国际千克原器目前放置在法国巴黎国际度量衡局的地下室内被妥善保存D．1安培的定义：真空中1米的两根无限长且圆截面可忽略的平行直导线内通过一恒定电流，当两导线每米长度之间产生的力等于2×10﹣7牛顿时，则规定导线中通过的电流为1安培．实际上，定义中的两根“无限长”导线是无法实现的，根据电动力学原理，可以用作用力等效的两个线圈代替．3．如图所示，一质量为M的三角形放在水平桌面上，它的顶角为直角，两底角为α和β，α＞β，现将两质量均为m的小木块放置于两侧斜面的同一高度静止释放．已知所有接触面光滑．若只考虑两个小木块均不脱离斜面的情景，以下结论正确的有（）A．三角形木块将向左加速运动B．三角形木块将向右加速运动C．三角形木块对地面的压力为（M+m）gD．三角形木块对地面的压力为Mg+mg（cosα sinα+cosβ sinβ）4．如图所示，一光滑圆圈用细绳悬挂在天花板上．两个质量相同的小圆环从圈顶由静止开始同时向两边下滑．已知小圆环质量是圆圈质量的2倍．当细绳张力为零时，小圆环的位置对应的θ=（）A．30°B．45°C．60°D．75°5．如图所示，质量分别为m1和m2的两球，以轻质杆AB连接在一起，并可在相互垂直的光滑斜面上自由滑动，左斜面与水平面的夹角为θ．系统平衡时若AB与左斜面所成的角度为α，则（）A．m1tanαtanθ=m2B．m2tanαtanθ=m1C．m1tanα=m2tanθD．m2tanα=m1tanθ6．将一个小球从光滑水平地面上一点抛出，小球的初始水平速度为u，竖直方向速度为v，忽略空气阻力，小球第一次到达最高点时离地面的距离为h．小球和地面发生第一次碰撞后，反弹至离地面的高度．以后每一次碰撞后反弹的高度都是前一次的（每次碰撞前后小球的水平速度不变），小球在停止弹跳时所移动的总水平距离的极限是（）A．B． C． D．7．电视画面每隔秒更迭一帧．当屏幕上出现一辆车匀速奔驰的情景时，观众如果注视车辆的辐条，往往会产生奇怪的感觉，设车轮上有8根对称分布完全相同的辐条，如图所示，则下列推测中正确的是（）A．若在秒内每根辐条恰好转过45°，则观众觉得车轮是不动的B．若在秒内每根辐条恰好转过360°，则观众觉得车轮是不动的C．若在秒内每根辐条恰好转过365°，则观众觉得车轮是倒转的D．若在秒内每根辐条恰好转过355°，则观众觉得车轮是倒转的8．如图所示为各种电场电场线的分布图，其中正确的有（）A．B．C．D．9．许多精密仪器中，常常采用如图所示的电路精确地调节某一电阻两端的电压．图中R1、R2是两只滑动变阻器，通过它们可以对负载电阻R0（阻值约为500Ω）两端的电压进行粗调和微调．已知两滑动变阻器的最大电阻分别为200Ω和10Ω，则（）A．最大电阻为200Ω的是R1B．最大电阻为10Ω的是R1C．起粗调作用的是R1D．起微调作用的是R110．如图所示，正方形abcd区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，O点是cd 边的中点．一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从O点沿纸面以垂直于cd 边的速度射入磁场，经过时间t0刚好从c点射出磁场．现让该粒子从O点沿纸面以与Od成30°角的方向，分别以大小不同的速率射入磁场，则关于该粒子在磁场中运动的时间t和离开正方形区域位置，分析正确的是（）A．若t=t0，则它一定从dc边射出磁场B．若t=t0，则它一定从cb边射出磁场C．若t=t0，则它一定从ba边射出磁场D．若t=t0，则它一定从da边射出磁场二、填空题（本题共7小题，共70分．）11．如图所示，将一条轻而柔软的细绳拴在天花板上的A点和竖直墙壁上的B点（OA＞OB），且绳子的长度是OA的倍．现若将一个重量为10的物体．通过一个不计质量的挂钩挂在绳上，忽略挂钩与绳子之间的摩擦，则绳子达到平衡时受到的拉力为．12．如图所示，某同学设计了一个测定平抛运动初速度的实验装置，O点是小球抛出点，在O点有一个频闪点光源，闪光频率为f，在抛出点的正前方，竖直放置一块毛玻璃，在小球抛出后的运动过程中当光源闪光时，在毛玻璃上有一个小球的投影点，在毛玻璃右边用照相机多次曝光的方法，拍摄小球在毛玻璃上的投影照片．已知图中O点与毛玻璃水平距离为L．两个相邻的小球投影点之间的距离为△h，小球平抛运动的初速度的表达式是v0=．13．物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能．若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为m的质点距质量M的引力源中心为r时，其引力势能E p=﹣（式中G为引力常数）．一颗质量为m的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行，已知地球的质量为M，由于受高空稀薄空气的阻力作用，卫星的圆轨道半径从r1逐渐减小到r2，则在这个过程中空气阻力做功W f=．14．有一极小的缺口的导体球壳A，带电量q A=﹣1×10﹣6C，另以体积很小的导体球B，带电量q B=2×10﹣6C，把小球B用绝缘丝线吊住通过缺口放入A中，但不与A接触，这时，使球壳A接地一小段时间后断开，如图（a）所示，然后把B球取出，放置到足够远处．试问：（1）这时A球的带电量为，B球的带电量为；（2）如果把小球B放入A中，并与A球内壁接触，A不接地，如图（b）所示，然后把B球取出，放置到足够远处，则这时A球的带电量为，B球的带电量为．15．如图所示，实线代表三根首尾相接的等长绝缘细棒，棒上的电荷分布情况与绝缘棒换成等长的细导体棒时的电荷分布完全相同．点A是△abc的中心，B点和A点相对bc边对称，已测得A、B两点的电势分别为U A和U B．现将绝缘棒ab 取走，设这不影响ac、bc棒的电荷分布，试求此时A点的电势，B点的电势．16．如图所示的立方体形电路，每条边的电阻都是R，求：（1）AE间等效电阻R AE=，AF间的等效电阻R AF=；（2）AG间等效电阻R AG=．17．质量为m的质点在竖直平面xOy直角坐标系的原点O处静止释放，在运动过程中始终受到xOy竖直平面内除重力外的另一外力F作用，该力的大小为F=kv t，其中k为常系数，v t为t时刻质点的速率，F方向始终是质点的速度方向逆时针旋转90°，不计其它一切阻力．（1）在答卷上定性画出质点运动轨迹．（2）若已知质点在最低点的曲率半径为ρ，则k=（用m、g、ρ表示）三、计算解答题（本题共5小题，共70分．解答时请写出必要的说明、方程式和重要的演算步骤，之喜出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）19．在竖直的井底，将一物块以11m/s的速度竖直向上抛出，物块在通过井口时候被人接住，在被人接住前1s内物块的位移大小是4m，不计空气阻力，g取10m/s2．求竖直井的深度．20．如图所示，在竖直平面某点A通过长度为l的不可伸长的轻绳悬挂一摆球，摆球可视作质量为m的质点，轻绳和摆球组成的系统可绕A点自由转动．初始时，摆球在重力和绳子拉力作用下静止，现给该摆球以水平向右的初速度v0，试定性描述摆球开始运动到第一次回到出发点这一过程的运动轨迹并说明理由．（过程中绳子与球的互相作用仅考虑拉力）21．无限长直导线在空间中产生的磁场分布可由公式B=描述，k0为已知常量，r为该点与长直导线的距离，B的方向由右手螺旋定则确定．一根通有恒定电流I，被弯成2θ的“V”字形的非常长的导线，如图所示，物理学家安培认为，“V”字形角平分线的反向延长线上距离O点d处的P点的磁感应强度B可能正比于tan，对于同样的情况，物理学家毕奥和萨伐尔却认为可能正比于θ，后来，经证明这两种说法中有一种正确．（1）分析哪个说法正确？为什么？（2）求该说法中的比例系数？（3）求P点关于O的对称点P1点的磁感应强度B的大小．22．在xOy平面内，x＞0、y＞0的空间区域内存在匀强电场，场强大小为100V/m；x＞0、y＜3m的区域内存在垂直于xOy平面的磁场．现有一带负电的粒子，电量为q=2×10﹣7C，质量为m=2×10﹣6kg，从坐标原点O以一定的初动能射出，经过点P（4m，3m）时，其动能变为初动能的0.2倍，速度方向为y轴正方向．然后粒子从y轴上点M（0，5m）射出电场，此时动能变为过O点时初动能的0.52倍．粒子重力不计．（1）写出在线段OP上与M点等势的点Q的坐标；（2）求粒子由P点运动到M点所需的时间．23．在牛顿运动定律及开普勒三定律的基础上，将行星绕太阳的运动轨迹视为圆周，试以此模型推导万有引力定律．2015-2016学年浙江省宁波市高三（上）竞赛物理试卷（12月份）参考答案与试题解析一、选择题（本题共10小题，共60分，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题目要求的．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分）1．2015年诺贝尔物理学奖的获得者凭借以下哪项贡献获奖（）A．发现青蒿素对疟疾的治疗作用B．发现希格斯粒子C．发现中微子振荡现象D．发现蓝色发光二极管（LED），并因此带来的新型节能光源【考点】物理学史．【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．【解答】解：2015年诺贝尔物理学奖的获得者凭借发现中微子振荡现象的贡献获奖．所以选项C正确．故选：C2．阅读以下4个国际单位制的基本单位的定义，现代的科学家们对这其中的某个定义是极其不满而目前来说又无可奈何的，找出它（）A．1秒的定义：铯133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应辐射的9，192，631，770个周期的持续时间B．1米的定义：光在真空中于秒内行进的距离C．1千克的定义：国际千克原器的质量．国际千克原器目前放置在法国巴黎国际度量衡局的地下室内被妥善保存D．1安培的定义：真空中1米的两根无限长且圆截面可忽略的平行直导线内通过一恒定电流，当两导线每米长度之间产生的力等于2×10﹣7牛顿时，则规定导线中通过的电流为1安培．实际上，定义中的两根“无限长”导线是无法实现的，根据电动力学原理，可以用作用力等效的两个线圈代替．【考点】力学单位制．【分析】为了统一单位，国际计量大会中对各单位均做了统一，以便各国能准确掌握对应的单位制，但目前对千克这一单位的标准，科学家发现存在很大的缺点，即使严格保存，所制造的原器质量仍在减小，故对应的1千克这一质量正在减小．【解答】解：A、秒”是国际单位制中的时间单位，在1967年召开的第13届国际度量衡大会上把秒定义为133Cs原子基态的两个超精细能级之间跃迁时所辐射的电磁波周期的9192631770倍．该定义是稳定而准确的，故A不符合题意，故A 错误B、光速是稳定的，而1米的定义：光在真空中于秒内行进的距离，故此定义是准确的，不符题意，故B错误；C、国际千克原器的质量．国际千克原器目前放置在法国巴黎国际度量衡局的地下室内被妥善保存，但科学家发现，该原器的质量在减轻，故该定义法存在缺限，但目前科学家找不到更好的办法来定义千克，故C符合题意，故C正确；D、1安培的定义：真空中1米的两根无限长且圆截面可忽略的平行直导线内通过一恒定电流，当两导线每米长度之间产生的力等于2×10﹣7牛顿时，则规定导线中通过的电流为1安培．实际上，定义中的两根“无限长”导线是无法实现的，根据电动力学原理，可以用作用力等效的两个线圈代替，故D正确．本题选择单位定义科学家不满意的，故选：C3．如图所示，一质量为M的三角形放在水平桌面上，它的顶角为直角，两底角为α和β，α＞β，现将两质量均为m的小木块放置于两侧斜面的同一高度静止释放．已知所有接触面光滑．若只考虑两个小木块均不脱离斜面的情景，以下结论正确的有（）A．三角形木块将向左加速运动B．三角形木块将向右加速运动C．三角形木块对地面的压力为（M+m）gD．三角形木块对地面的压力为Mg+mg（cosα sinα+cosβ sinβ）【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．【分析】应用牛顿第二定律求出两木块的加速度，求出两木块水平方向的加速度，然后判断M水平方向受力方向，再判断M的运动方向；在竖直方向应用平衡条件求出三角形木块受到地面的支持力，然后求出对地面的压力．【解答】解：A、所有接触面都光滑，木块的加速度：a1=gsinα，a2=gsinβ，a1x=gsinαcosα=gsin2α，a2x=gsinβcosβ=gsin2β，由于：α＞β，则a1x＞a2x，三角形木块对木块1在水平方向的弹力大于三角形木块在水平方向对木块2的作用力，由牛顿第三定律可知，木块对三角形木块在水平方向的弹力水平向右，三角形木块在水平方向受到的合力向右，则三角形木块向右加速运动，故A错误，B 正确；C、a1y=gsinαsinα=g（sinα）2，a2y=gsinβsinβ=g（sinβ）2，在竖直方向，Mg+2mg ﹣N=ma1y+ma2y，解得：N=Mg+2mg﹣mg[（sinα）2+（sinβ）2]，故CD错误；故选：B．4．如图所示，一光滑圆圈用细绳悬挂在天花板上．两个质量相同的小圆环从圈顶由静止开始同时向两边下滑．已知小圆环质量是圆圈质量的2倍．当细绳张力为零时，小圆环的位置对应的θ=（）A．30°B．45°C．60°D．75°【考点】机械能守恒定律；向心力．【分析】根据题意由共点力的平衡条件可求得圆圈对小圆环的支持力；再由向心力公式及机械能守恒定律列式联立可求得转过的角度．【解答】解：设圆圈质量为m，小圆环质量为2m；由题意可知，小球运动到某一位置时细绳张力为零，两小圆环对圆圈的作用力在竖直方向上的分力之和应等于圆圈的重力；如图，则有：2Ncosθ=mg；圆环做圆周运动，由其重力指向圆心的分力与N的合力充当向心力；由牛顿第二定律有：N+2mgcosθ=2m对小圆环下落过程由机械能守恒定律可知：2mg（R﹣Rcosθ）=×2mv2联立解得：cosθ=故θ=60°故选：C．5．如图所示，质量分别为m1和m2的两球，以轻质杆AB连接在一起，并可在相互垂直的光滑斜面上自由滑动，左斜面与水平面的夹角为θ．系统平衡时若AB与左斜面所成的角度为α，则（）A．m1tanαtanθ=m2B．m2tanαtanθ=m1C．m1tanα=m2tanθD．m2tanα=m1tanθ【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【分析】静止平衡时，AB可看做一个整体，整体受力分析利用平衡条件可求出N1、N2；再对A进行受力分析利用平衡条件可求出AB与左斜面所成的夹角α及无重杆中的张力T．【解答】解：选AB及无重杆组成的整体为研究对象，受力分析并正交分解如图：则：F1=N1sinθ，F2=N1cosθ；F4=N2sinθ，F3=N2cosθ由平衡条件得：G1+G2=N1cosθ+N2sinθN1cosθ=N2sinθ再对A受力分析并正交分解如图：则：T1=Tsinα，T2=Tcosα；F5=m1gcosθ，F6=m1gsinθ由平衡条件得：m1gcosθ+Tsinα=N1=（m1+m2）gcosθm1gsinθ=Tcosα解得：m1tanαtanθ=m2故A正确，BCD错误．故选：A6．将一个小球从光滑水平地面上一点抛出，小球的初始水平速度为u，竖直方向速度为v，忽略空气阻力，小球第一次到达最高点时离地面的距离为h．小球和地面发生第一次碰撞后，反弹至离地面的高度．以后每一次碰撞后反弹的高度都是前一次的（每次碰撞前后小球的水平速度不变），小球在停止弹跳时所移动的总水平距离的极限是（）A．B． C． D．【考点】平抛运动．【分析】将一个小球从光滑水平地面上一点抛出后做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，根据上升的最大高度求出从最高点到水平面的时间，结合反弹的最大高度，求得小球在停止弹跳时所用的总时间，再求水平距离的极限．【解答】解：将一个小球从光滑水平地面上一点抛出后做斜抛运动，小球第一次到达最高点时离地面的距离为h，从最高点下落到水平地面的时间为t1=．小球和地面发生第一次碰撞后，反弹至离地面的高度，从最高点下落到水平地面的时间为t2=．小球和地面发生第二次碰撞后，反弹至离地面×=的高度，从最高点下落到水平地面的时间为：t3=．以此类推，小球在停止弹跳时所花费的总时间为：t=2（t1+t2+t3+…）=（1++++…）=小球在停止弹跳时所移动的总水平距离的极限为：x=ut=故D正确，ABC错误故选：D7．电视画面每隔秒更迭一帧．当屏幕上出现一辆车匀速奔驰的情景时，观众如果注视车辆的辐条，往往会产生奇怪的感觉，设车轮上有8根对称分布完全相同的辐条，如图所示，则下列推测中正确的是（）A ．若在秒内每根辐条恰好转过45°，则观众觉得车轮是不动的 B ．若在秒内每根辐条恰好转过360°，则观众觉得车轮是不动的 C ．若在秒内每根辐条恰好转过365°，则观众觉得车轮是倒转的D ．若在秒内每根辐条恰好转过355°，则观众觉得车轮是倒转的【考点】线速度、角速度和周期、转速．【分析】车轮不动，则在内，每根辐条的初末位置相同即转过角度，车轮正转，则在内，每根辐条转过的角度比θ略大，车轮反转，则在内，每根辐条转过的角度比θ略小．【解答】解：当观众觉得车轮不动时，说明在内，每根辐条的初末位置相重合，则每根辐条转过的角度，故AB 正确C 错误；当每根辐条在内转过的角度比θ略小，观众就会觉得车轮是倒转的，所以D正确．故选ABD8．如图所示为各种电场电场线的分布图，其中正确的有（ ）A ．B ．C ．D ．【考点】电场线．【分析】导体在电场中会产生静电感应，静电平衡时整个导体是一个等势体，表面是一个等势面．根据电场线与等势面垂直，以及电场线的分析特点分析．【解答】解：A 、导体在电场中会产生静电感应，静电平衡时整个导体是一个等势体，表面是一个等势面，而电场线与等势面垂直，即与导体表面垂直，故A错误．B、静电平衡时导体内部场强处处为零，即金属盒内部场强为零，不存在电场，不能画电场线，故B错误．C、匀强电场的电场线分布应均匀同向，故C错误．D、电场线从正电荷到负电荷终止，故D正确．故选：D9．许多精密仪器中，常常采用如图所示的电路精确地调节某一电阻两端的电压．图中R1、R2是两只滑动变阻器，通过它们可以对负载电阻R0（阻值约为500Ω）两端的电压进行粗调和微调．已知两滑动变阻器的最大电阻分别为200Ω和10Ω，则（）A．最大电阻为200Ω的是R1B．最大电阻为10Ω的是R1C．起粗调作用的是R1D．起微调作用的是R1【考点】串联电路和并联电路．【分析】滑动变阻器采用分压式接法时，为使电压变化明显，滑动变阻器的总电阻要远小于被测电阻的电阻值．【解答】解：若R1=200Ω，R2=10Ω，则R2与R0组成的部分电路的电阻远小于R1，移动R1上的滑片很不方便调节R2两端的电压．当R1=10Ω，R2=200Ω时，移动R1上的滑片使R1两端的电压变化较快，移动R2上的滑片使R0两端的电压变化相对较慢，故AD错误，BC正确；故选：BC．10．如图所示，正方形abcd区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场，O点是cd 边的中点．一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下，从O点沿纸面以垂直于cd 边的速度射入磁场，经过时间t0刚好从c点射出磁场．现让该粒子从O点沿纸面以与Od成30°角的方向，分别以大小不同的速率射入磁场，则关于该粒子在磁场中运动的时间t和离开正方形区域位置，分析正确的是（）A．若t=t0，则它一定从dc边射出磁场B．若t=t0，则它一定从cb边射出磁场C．若t=t0，则它一定从ba边射出磁场D．若t=t0，则它一定从da边射出磁场【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．【分析】根据几何关系确定带电粒子在磁场中的运动轨迹并确定其圆心角，根据其从各边穿出时的角度及时间确定能否从各边穿出．【解答】解：由题，带电粒子以垂直于cd边的速度射入正方形内，经过时间t0刚好从c点射出磁场，则知带电粒子的运动周期为T=2t0．A、若该带电粒子在磁场中经历的时间是，则粒子轨迹的圆心角为θ=，速度的偏向角也为，根据几何知识得知，粒子射出磁场时与磁场边界的夹角为30°，必定从cd射出磁场．故A正确．B、若该带电粒子在磁场中经历的时间是=，则得到轨迹的圆心角为，由于，则它一定从bc边射出磁场，故B正确．C、若该带电粒子在磁场中经历的时间是t0=，则得到轨迹的圆心角为π，而粒子从ab边射出磁场时最大的偏向角等于60°+90°=150°=，故不一定从ab边射出磁场．故C错误．D、当带电粒子的轨迹与ad边相切时，轨迹的圆心角为60°，粒子运动的时间为t=，在所有从ad边射出的粒子中最长时间为，故若该带电粒子在磁场中经历的时间是，一定不是从ad边射出磁场．故D错误．故选：AB．二、填空题（本题共7小题，共70分．）11．如图所示，将一条轻而柔软的细绳拴在天花板上的A点和竖直墙壁上的B点（OA＞OB），且绳子的长度是OA的倍．现若将一个重量为10的物体．通过一个不计质量的挂钩挂在绳上，忽略挂钩与绳子之间的摩擦，则绳子达到平衡时受到的拉力为10N．【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．【分析】重物受重力和两个拉力而平衡，由于忽略挂钩与绳子之间的摩擦，两个拉力大小相等且与竖直方向的夹角相等，根据平衡条件并结合正交分解法列式求解．【解答】解：设绳子与竖直方向的夹角为θ，结合几何关系，有：l左sinθ+l右sinθ=l OA，而l=l左+l右=l OA，故θ=45°；重物受力平衡，根据平衡条件并结合正交分解法，有：2Tcos45°=mg，解得：T=10N；故答案为：10N．12．如图所示，某同学设计了一个测定平抛运动初速度的实验装置，O点是小球抛出点，在O点有一个频闪点光源，闪光频率为f，在抛出点的正前方，竖直放置一块毛玻璃，在小球抛出后的运动过程中当光源闪光时，在毛玻璃上有一个小球的投影点，在毛玻璃右边用照相机多次曝光的方法，拍摄小球在毛玻璃上的投影照片．已知图中O点与毛玻璃水平距离为L．两个相邻的小球投影点之间的距离为△h，小球平抛运动的初速度的表达式是v0=．【考点】研究平抛物体的运动．【分析】要用相似三角形，列出平抛水平和竖直位移的表达式在带入比例关系，应用两次相似三角形，然后的两个公式联立解题即可．【解答】解：对球的第一个位置和其与水平位移x和竖直方向的位移y构成的三角形与投影三角形OBN是相似三角形ON=L，NB=Y，．对实物：x=v0t，y=gt2，又由相似三角形=，解得：Y=①同理对球的第二个位置和其投影点可以得到：Y+△h=②联立两式解得：v0=；故答案为：．13．物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能．若取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为m的质点距质量M的引力源中心为r时，其引力势能E p=﹣（式中G为引力常数）．一颗质量为m的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行，已知地球的质量为M，由于受高空稀薄空气的阻力作用，卫星的。
第一届泛珠三角物理奥林匹克竞赛
第一届泛珠三角物理奥林匹克竞赛（综合试）（2005年1月29日上午）题1（5分） 光滑平面上有两条长度均为2 l 、而质量为m 的均匀蠕虫A 和B 。
它们的起始位置如图所示，蠕虫A 的质心位于x -y 坐标（0, 0）。
蠕虫B 开始慢慢从A 身上爬过，爬时两虫的身体轴线始终保持夹角θ。
试用参量l , θ 表示：当蠕虫B 爬过A 后，两蠕虫各个质心位置的坐标。
题2（13分）一体积为 0.001m 3 的空气泡和一质量和体积与空气泡相同的钢瓶从水下2.0 km 深处放出。
不考虑磨擦。
气泡温度不变。
空气在水面的密度为1.21 kg/m 3，大气压为1.0 x 105 N/m 2。
(提示: ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛++=+∫a b x dx ba βαβαββαln 1 )(a) 求气泡到水面时体积。
（3分）(b)求在深度 h (h < 2.0 km)时气泡和钢瓶净得的能量的表达式。
（7分） (c) 用该表达式求气泡和钢瓶到达水面时的速度。
（3分）题3（12分）一质量为0.5M 的人站在一以角速度ω旋转的厚度质量均匀，质量为0.5M ，半径为R 的圆台上。
圆台与中心转轴间无磨擦。
该人离圆台中心距离为r （< R ） ，并带有10颗质量为0.01M 的石子。
(a) 求整个系统的总角动量。
（4分）为了减速该人准备向外扔石子。
石子扔出时相对于他的速度为v ，方向与径向成夹角ϑ.(b) 求当他扔了一石子后圆台的角速度， 并找出使角速度减少最多的夹角max ϑ。
（4分） (c) 求当他以max ϑ扔光石子后圆台的角速度。
(答案可用多项式表达) （4分）题4（8分）一均匀长竿长度为L ，质量为M ，在一半径为R (>0.5L )的光滑半球面内处于静止状态。
(a) 求竿在其平衡位置附近作小幅振荡的频率。
（4分） (b) 已知小幅振荡时长竿偏离水平线最大偏角为max θ。
长竿在最大偏角和水平时球面对竿端的力的强度的差可写成2max θαMg N =Δ。
16年广东省珠海学业考物理与参考答案
2016年广东省珠海学业考物理与参考答案2016年广东省初中毕业生学业考试物理一、单项选择题在每小题列出的四个选项中，只有一个是正确的，请把答题卡上对应题目所选的选项涂黑1、以下微观粒子按空间尺度小到大排序正确的是A、原子、原子核、质子B、质子、原子核、原子C、原子核、质子、原子D、原子、质子、原子核2、下列能源属于可再生能源的是A、风能B、天然气C、核能D、石油3、下列光学现象与规律不相符的是A、钢笔“错位”B、手影C、海市蜃楼D、水中倒影-----光的折射----光的直线传播----光的反射----光的反射4、关于声现象的说法正确的是A、利用超声波排除人体内的结石是利用声波传递信息B、调节小提琴琴弦的松紧程度主要目的是改变音色C、房间的窗户安装双层玻璃是在声源处减弱噪声D、声音物体的振动产生5、如题5图所示，把热水壶放在煤气灶上烧水的过程中，下列说法正确的是A、煤气的燃烧过程是内能转化为化学能B、煤气燃烧充分，它的热值越大C、水的温度越高，水分子运动越剧烈D、烧水的过程是通过做功的方式改变水的内能6、如题6所示是甲和乙两种物质的质量和体积关系图像，下列说法正确的是A、乙物质的密度比水大B、体积为50cm2的乙物质的质量为35g C、质量为25g的甲物质的体积为30cm3 D、当甲和乙两物质的质量相同时，乙物质的体积较大7、如题7图所示，开关闭合，小磁铁处于静止状态后，把滑动变阻器的滑片P缓慢向右移动，此时悬挂的小磁铁的运动情况是A、向下移动B、向上移动C、静止不动D、无法确定二、填空题8、常用的温度计是根据液体的原理制成的，如题8-1图所示的温度计的一段截图，读数是℃。
如题8-2图所示是某物质的熔化图像，此判断该物质是。
9、请解释以下生活中的热现象，皮肤涂上酒精后觉得凉快是因为酒精时从人体吸热；夏天吃冰棒时看见冰棒冒“白气”是冰棒周围空气中的遇冷液化形成的小水珠所致；在海拔高的地方烧开水不到100℃就已沸腾，原因是水的沸点随减小而降低。
2015年泛珠三角物理竞赛综合试答案
Pan Pearl River Delta Physics Olympiad 2015 2015 年泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛 Sponsored by Institute for Advanced Study, HKUST香港科技大学高等研究院赞助Part-1 (Total 5 Problems) 卷-1（共5题） (9:00 am – 12:00 pm, 25 February, 2015)Numerical answers should be given to 3 significant figures.数字答案请给三位有效数字。
1. Retrograde Motion of Mars (9 points) 火星的逆行运动 （9分）In the history of astronomy, the phenomenon of the retrograde motion played an important role. Suppose we observe the position of Mars at midnight every night for many nights. Using distant stars and constellations as the background, we will find that Mars moves from West to East most of the time. However, there are periods of time that Mars is observed to move in opposite direction, as shown in the figure. The orbital period of Mars is 1.88 y. Assume that the orbits of Earth and Mars are circular, and the tilting of Earth ’s axis can be ignored.在天文史上，行星的逆行运动扮演了重要的角色。
泛珠三角物理竞赛1~11届大全
3 L 5
2
(b) 取点 D 为重力势能零点，则小球从 B 摆动到 D 的过程中机械能守恒，有
mg L R2 R2 cos
2
1 2 mv D ; 2
(1)
向心力
v m D T mg cos , 其中 T 0 R2 R2 cos v D sin t R2 sin v D cos t 1 2 gt , 2
图(a)
图(b)
-3-
【题 6】(26 分)
如图所示，长度为 2 l 重量为 P 的均质杆 AB 放在半圆形的半径为 r 的光滑槽内 ( r l 2r )。
(a)
试 (i) (6 分) 绘出 AB 杆的受力图； (ii) (8 分) 求 AB 杆平衡时与直径 CD 的夹角，及 A、D 两点的约束反力 NA、ND。 (用参量 l, r 及 P 表示。)
香港物理奥林匹克委员会主办中国教育学会物理教学专业委员会和台北市资优教育发展协会协办第五届泛珠三角暨中华名校物理奥林匹克邀请赛力学基础试赛题第五届泛珠三角暨中华名校物理奥林匹克邀请赛力学基础试赛题第五届泛珠三角暨中华名校物理奥林匹克邀请赛力学基础试赛题第五届泛珠三角暨中华名校物理奥林匹克邀请赛力学基础试赛题2009以下选择题1至1442分答案唯一和解答题15至1958共计19题做在答题纸上
3
m mB m mB B X l cos , Y l sin B A l cos , A l sin M M
2. (12 分) (a) 设碰撞后两球速度为 u1, u2. 由动量守恒定律,
mv ( mv) mu1 mu 2 u1 u 2 u
一个石子带走的角动量矩
泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛试题及答案 test solution
pressure, denoted as dr(������, ������) and d������(������, ������) respectively. Express the change in
dr(������, ������) and d������(������, ������) in terms containing the gradient ������������/������������. Assume that
89:
Hence ;< ������ = 1 Þ ������ = 89:.
89:
;<
When a pressure wave propagates vertically in the atmosphere, the particles will experience small vertical displacements. Let ������(������, ������) denote the vertical displacement of the gas particles at time ������ whose undisturbed position is ������. 当压力波在大气中垂直传播时，粒子将经历细小的垂直位移。设������(������, ������)为气体粒子在 時間������時的垂直位移，������为其不受干扰时的位置。
Problem 1: Oscillations of the Sun (22 points) 太阳的振荡（22 分）
The sun is made of compressible gas. It can oscillate in a variety of ways. Investigating these oscillations has provided rich information on the interior of the Sun. In this problem we study two kinds of waves: pressure waves and gravity waves. 太阳的成份是可压缩气体。它可以以各种方式振荡。研究这些振荡提供了有关太阳内
第二届泛珠三角物理奥林匹克竞赛答案
Pan Pearl River Delta Physics Olympiad 2006Q1Kinetic energy of meson 介子动能 E m m m m m m E k )()(423212221++=.Internal energy of meson 介子内能Em m m m m m m E i )()(423212321++=Suggested steps 建议步骤:(1) Use energy and momentum conservation to obtain the speed of m 2 after collision with m 1.利用动量能量守恒求得m 2与m 1碰撞后的速度。
Em m m m v )(221212+=(2) Find the center-of-mass speed V c of m 2-m 3 system (m 3 is still at rest right after collision). The kinetic energy E k of the m 2+m 3 system is then (m 2+m 3)/2 times the square of V c . 由(1)求得m 2-m 3系统的质心速度V c ，进而求得其动能232)(21c V m m +。
(3) The 'internal energy' E i can then be found using energy conservation, counting both the meson and the electron after collision, or just counting the energy m 2 has after collision. 介子内能等于m 2的初始动能减介子动能。
Q2 When the moment of inertia of the pulley is the largest, which means putting mass along the edge. Then use energy conservation that the initial potential energy is equal to the kinetic energy of mass m 3 and that of the pulley . 由能量守恒可知，当滑轮的转动惯量最大时，重物到达地面的速度最小。
第十二届泛珠三角物理竞赛力学基础试试题
P 2t
H
H
参数k和ξ表示η；(b) 若系统具有最佳稳度 系统具有最佳稳度， 具有最佳稳度，试以参数k和H表示注入液体的 表示注入液体的高度 注入液体的高度h。 (2) 若在Ρ=2.5×103kg/m3,H=10m,R=5m和t=12.5cm的大型容器 大型容器内 容器内注入密度ρ=1×103kg/m3的 水，使得系统具有最佳稳度 使得系统具有最佳稳度。 具有最佳稳度。试计算注入水的高度 试计算注入水的高度h和此时系统重心 和此时系统重心C的高度hC。 (3) 密度为 1.5kg/m3 的空气水平地 的空气水平地吹向 水平地吹向如 吹向如题(2)所示的 所示的系统。 系统。假设容器 假设容器与地面 容器与地面有 与地面有足够的静 足够的静摩擦力 摩擦力，令它不致沿地面 滑行。取重力加速度 g=10m/s2，试估算 试估算不翻倒容器的最 容器的最大 的最大风速 vmax。 25. (简答题 20 分) (1) 一个质量为M和半径为 和半径为R的均匀刚性球体 的均匀刚性球体/圆柱体/ 圆柱体/薄壁球壳/ 薄壁球壳/薄壁圆柱壳， 薄壁圆柱壳，对质心轴的转动惯 对质心轴的转动惯量IC=kCMR2 和对通过圆周轴的转动惯 对通过圆周轴的转动惯量I=kMR2。试写出表达 写出表达两参量 表达两参量kC和k之间关系的表达 之间关系的表达式 表达式。 (2) 刚体在平面PA上以匀角速 在平面PQ上有一个 以匀角速度ω0作纯滚动， 纯滚动， 上有一个宽度 d=2Rsinθ的沟渠，并且刚体在越过沟渠 并且刚体在越过沟渠的 体在越过沟渠的过程中， 过程中，一直保持与 一直保持与其两边 A和B无滑动的接触。 动的接触。试 (a)求刚体绕沟渠 求刚体绕沟渠的 体绕沟渠的A边滚动， 滚动，至碰到B边之前 瞬时和之后 瞬时和之后瞬时的角速 和之后瞬时的角速度ωB−和ωB+，以及滚过沟 以及滚过沟渠 滚过沟渠B边之后 边之后在平面 在平面BQ 上作纯滚动的角 (b)确定刚体 一直保持与其无滑 纯滚动的角速度ωBQ； 确定刚体碰到A边时， 边时， 动接触的最大初始角速度ω0max；(c)刚体能滚过沟渠 能滚过沟渠B边的最小初始角 速度ω0min；(d)要使(b)和(c)的条件都成立，角θ必须满足不等式 必须满足不等式f(θ)≥0，写出f(θ)表达式 表达式。 (3) 设题(1)中的刚体为 中的刚体为一个 体为一个薄壁圆柱壳和角 一个薄壁圆柱壳和角θ=300。试计算： 计算：(a)最大和 最大和最小初始角速度ω0max和ω0min；(b)当初始角 速度分别取ω0max和ω0min时，最后在平面 最后在平面BQ上作纯滚动的角 纯滚动的角速度ωBQ；(c)角θ的临界值。
物理竞赛-第一届泛珠三角物理奥林匹克竞赛
Q2. a. According to the Boyle’s Law 利用理想气体原理,
P1V1 = P2V2 Ph = ρw gh + P0 = [(1000 × 9.8 × 2 ×103 ) + 105 ]Nm−2 ---- (1 分)
= 1.97 ×107 Nm−2 ---- (1 分)
V0
Eb = ∫ Fdh
∫=
h 0
ρw
g(
ρ
P0V0 w gh +
P0
)dh
=
P0V0
ln[ P0
+ ρw gh ] P0
= (1.97 ×104 ) ln[197]J
= 1.041×105 J
共 (7 分)
c. For the tank 钢瓶,
1 2
mv 2
=
Et
v = 2Et = 2(1.48 ×104 ) ms −1 = 352.4ms −1 ---- (1 分) ρ0V0 (1.21)(0.197)
1 2
mv 2
=
Eb
6
v = 2Eb = 2(0.998 ×105 ) ms −1 = 915.2ms −1
ρ 0V0
(1.21)(0.197)
or v = 2(1.041×105 ) = 934.5ms−1 ---- (2 分) (1.21)(0.197)
共（3 分）
Q3.
a.
∑ I =
i
mi ri2
导电板
两板间加上电压 V 后，小球被电场极化并沿电场排成直行。一板相对另一板要平移一
小距离 δx 就需要一力 δf。切变模量 η 的定义为 η = D δf 。小球的半径为 R（<< D）, A δx
2015年泛珠三角物理竞赛综合试答案
Et tan 1
M
1.5233 sin[2 (0.2) 2 (0.2) / 1.88] o o At t = 0.2, 2 (0.2) tan 1 1.5233 cos[2 (0.2) 2 (0.2) / 1.88] 1 0.4538 0.454
M E RE S RM T
RM sin(Et Mt ) RM cos(Et Mt ) RE (d) Calculate the angular position of Mars at t = 0.1 y, 0.2 y and 0.3 y. Give your answer in degrees. (3 points) 试计算火星在 t = 0.1 年, 0.2 年和 0.3 年时的角位置。答案请以度数表示。（3 分） 1.5233 sin[2 (0.1) 2 (0.1) / 1.88] o o At t = 0.1, 2 (0.1) tan 1 1.5233 cos[2 (0.1) 2 (0.1) / 1.88] 1 7.963 8.00
Distant constellation 远处的星座 Star T 星T
t=0 t>0
t<0
East 东
o
West 西
20
15
o
10
o
5
o
0o
-5
o
-10
o
-15
o
-20
o
(a) What is the orbital radius RM of Mars? Give your answer in AU (Astronomical Units, 1 AU is the average distance between Sun and Earth.) (1 points) 试求火星的轨道半径 RM。答案请以 AU 为单位。(1 AU 是太阳与地球的平均距离。) （1 分）
16届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案
第十六届全国中学生物理竞赛复赛试题全卷共六题，总分为140分。
一、（20分）一汽缸的初始体积为V0，其中盛有2mol的空气和少量的水（水的体积可以忽略）。
平衡时气体的总压强是3.0atm，经做等温膨胀后使其体积加倍，在膨胀结束时，其中的水刚好全部消失，此时的总压强为2.0atm。
若让其继续作等温膨胀，使体积再次加倍。
试计算此时：1．汽缸中气体的温度；2．汽缸中水蒸气的摩尔数；3．汽缸中气体的总压强。
假定空气和水蒸气均可以当作理想气体处理。
二、（25分）两个焦距分别是f1和f2的薄透镜L1和L2，相距为d，被共轴地安置在光具座上。
1．若要求入射光线和与之对应的出射光线相互平行，问该入射光线应满足什么条件？2．根据所得结果，分别画出各种可能条件下的光路示意图。
三、（25分）用直径为1mm的超导材料制成的导线做成一个半径为5cm的圆环。
圆环处于超导状态，环内电流为100A。
经过一年，经检测发现，圆环内电流的变化量小于10-6A。
试估算该超导材料电阻率数量级的上限。
提示：半径为的圆环中通以电流后,圆环中心的磁感应强度为,式中、、各量均用国际单位，。
四、（20分）经过用天文望远镜长期观测，人们在宇宙中已经发现了许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙中物质的存在形势和分布情况有了较深刻的认识。
双星系统由两个星体构成，其中每个星体的线度都远小于两星体之间的距离。
一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统处理。
现根据对某一双星系统的光度学测量确定，该双星系统中每个星体的质量都是，两者相距。
他们正绕两者连线的中点作圆周运动。
1. 试计算该双星系统的运动周期。
2. 若实验上观测到的运动周期为，且。
为了解释与的不同，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质。
作为一种简化模型，我们假定在这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种暗物质，而不考虑其它暗物质的影响。
试根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度。
【VIP专享】16届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案
全卷共六题，总分为 140 分。
一、（20 分）一汽缸的初始体积为 V0，其中盛有 2mol 的空气和少量的水（水的体积可以忽略）。平衡 时气体的总压强是 3.0atm，经做等温膨胀后使其体积加倍，在膨胀结束时，其中的水刚好全部消失，此 时的总压强为 2.0atm。若让其继续作等温膨胀，使体积再次加倍。试计算此时：
1. 试计算该双星系统的运动周期 。
2. 若实验上观测到的运动周期为 ，且
的不同，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质。 作为一种简化模型，我们假定在这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种暗物质，而
不考虑其它暗物质的影响。试根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度。
五、（25 分）六个相同的电阻（阻值均为 ）连成一个电阻环，六个接点依次为 1、2、3、4、5 和 6，如图复 16-5-1 所示。现有五个完全相同的这样的电阻环，分别称为
、 、┅ 。 现将 的 1、3、5 三点分别与 的 2、4、6 三点用导线连接，如图复 16-5-2 所示。然 后将 的 1、3、5 三点分别与 的 2、4、6 三点用导线连接，┅ 依此类推。最后将 的 1、3、5 三点分别连接到 的 2、4、6 三点上。
1．汽缸中气体的温度； 2．汽缸中水蒸气的摩尔数； 3．汽缸中气体的总压强。 假定空气和水蒸气均可以当作理想气体处理。
二、（25 分）两个焦距分别是 f1 和 f2 的薄透镜 L1 和 L2，相距为 d，被共轴地安置在光具座上。 1．若要求入射光线和与之对应的出射光线相互平行，问该入射光线应满足什么条件？ 2．根据所得结果，分别画出各种可能条件下的光路示意图。
三、（25 分）用直径为 1mm 的超导材料制成的导线做成一个半径为 5cm 的圆环。圆环处于超导状态， 环内电流为 100A。经过一年，经检测发现，圆环内电流的变化量小于 10-6A。试估算该超导材料电阻率 数量级的上限。
泛珠三角物理奥林匹克竞赛
第一届泛珠三角物理奥林匹克竞赛（2005年1月29日上午）题1（5分） 光滑平面上有两条长度均为2 l 、而质量为m 的均匀蠕虫A 和B 。
它们的起始位置如图所示，蠕虫A 的质心位于x -y 坐标（0, 0）。
蠕虫B 开始慢慢从A 身上爬过，爬时两虫的身体轴线始终保持夹角。
试用参量l , θ 表示：当蠕虫B 爬过A 后，两蠕虫各个质心位置的坐标。
题2（13分）一体积为 0.001m 3 的空气泡和一质量和体积与空气泡相同的钢瓶从水下2.0 km 深处放出。
不考虑磨擦。
气泡温度不变。
空气在水面的密度为1.21 kg/m 3，大气压为1.0 x 105N/m 2。
(提示: ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=+⎰a b x dx ba βαβαββαln 1 )(a) 求气泡到水面时体积。
（3分）(b)求在深度 h (h < 2.0 km)时气泡和钢瓶净得的能量的表达式。
（7分） (c) 用该表达式求气泡和钢瓶到达水面时的速度。
（3分）题3（12分）一质量为0.5M 的人站在一以角速度ω旋转的厚度质量均匀，质量为0.5M ，半径为R 的圆台上。
圆台与中心转轴间无磨擦。
该人离圆台中心距离为r （< R ） ，并带有10颗质量为0.01M 的石子。
(a) 求整个系统的总角动量。
（4分）为了减速该人准备向外扔石子。
石子扔出时相对于他的速度为v ，方向与径向成夹角ϑ.(b) 求当他扔了一石子后圆台的角速度， 并找出使角速度减少最多的夹角m ax ϑ。
（4分） (c) 求当他以m ax ϑ扔光石子后圆台的角速度。
(答案可用多项式表达) （4分）题4（8分）一均匀长竿长度为L ，质量为M ，在一半径为R (>0.5L )的光滑半球面内处于静止状态。
(a) 求竿在其平衡位置附近作小幅振荡的频率。
（4分） (b) 已知小幅振荡时长竿偏离水平线最大偏角为m ax θ。
长竿在最大偏角和水平时球面对竿端的力的强度的差可写成2max θαMg N =∆。
2016年第二十六届全国初中应用物理竞赛(答案)
2016年第二十六届全国初中应用物理竞赛参考解答和评分标准一、选择题（每小题2分，共20分）1．B 2．D 3．A 4．C 5．D 6．D 7．A 8．C 9．B 10．B二、简答题（每题6分，共30分）1．（6分）（1）鼻托面积较大是为了增大受力面积，减少压强，使人感觉更舒适；（2）镜片和镜架尽量用密度小的材料，减小眼镜总质量，减小压力，减小压强，使人感觉更舒适；（3）近视眼镜的镜片对光束有发散作用，可以使裸眼所成的像向视网膜方向移动，成在视网膜上；（4）太阳镜能够反射或吸收大量紫外线和部分可见光，保护眼睛；（5）镜腿采用弹性较好的材料，不容易损坏和变形。
2．（6分）如图答1-1所示。
3．（6分）（1）吊臂相对于水平面倾斜的角度过小；（2）被吊物体质量太大；（3）吊臂伸出过长；（4）吊车左端的支撑爪不够靠前。
4．（6分）（1）体重大的同学对地面的压力大，摩擦力大；（2）穿较新的有花纹的橡胶底运动鞋，可以增加接触面间的粗糙程度，摩擦力大；（3）把人看做一个杠杆，以脚为支点，重心落在脚掌后面且两腿前伸两脚用力蹬地，可以增加重力的力臂，增加被对手拉动向前方转动的难度；（4）同时用力，且所有力都沿同一直线、同一方向时，合力最大。
5．（6分）（1）秋季夜晚水和空气放热，由于水的比热容比空气大，早晨水的温度高于空气；（2）水蒸发形成水蒸气；（3）水蒸气遇冷空气放热液化形成小水滴即“水雾”。
三、（11分）1．平均每年这4台发电机组相当于要共同连续工作的时间8620.110kWh 1675h 70d 1.210kW W t P ⨯====⨯发发发2．该抽水蓄能电站的年运行综合效率的设计值8820.110kWh 100%100%75%26.810kWh W W η⨯=⨯=⨯=⨯发行抽3．运行综合效率η行与放水发电阶段的效率η发和抽水蓄能阶段的效率η抽的关系为ηηη=行发抽则抽水蓄能阶段的效率75%83.3%90%ηηη===行抽发4．放水发出的电能Pt Vgh ηρ=发该抽水蓄能电站上水池的库容至少为：734.810m Pt V gh ρη==⨯发四、（11分）1．电车匀速行驶时，电车的牵引力330.020.020.021510kg 10N/kg 310N F f G mg ====⨯⨯⨯=⨯电车正常匀速行驶时的功率 34310N 10m/s 310W P Fv ==⨯⨯=⨯行 2．这种电车每次充满电后持续正常行驶s =5km ，电车所做的功为：337310N 510m 1.510J W Fs ==⨯⨯⨯=⨯ 电车从充电桩所获得的能量771.510J1.6710J 0.9E ⨯==⨯ 3．充电桩为电车充电时的输出功率为 751.6710J 5.5710W30s E P t ⨯===⨯出 4．每次充电所需电费为 761.6710k W h 0.5/k W h 2.323.610⨯⨯=⨯元元 燃油公交车行驶5km 须花费燃油费为 5k m 36L 5.5/L 9.9100k m ⨯⨯=元元五、（14分）1．挖成图15所示的深坑好处如下：（1）少挖土方：挖成图15所示的深坑要比挖成图16乙所示的深坑少挖土方，这样可以少做功，避免人力浪费，提高劳动效率；（2）便于施工：施工人员更易于从图15所示的坑里向外取土；（3）省力省功：用图15所示的深坑埋水泥电线杆，与用图16甲所示的深坑埋水泥电线杆相比，不必将电线杆沿竖直方向直立在地面上，重心上升高度小，施工时即省力又省功；（4）施工安全：用图15所示的深坑埋水泥电线杆，施工人员只需从有斜坡的方向扶住水泥电线杆就行了，水泥电线杆不会向其它方向倾倒，施工比较安全。
2016年全国初中应用物理竞赛试题及参考答案(word版)
2016年全国初中应用物理竞赛试题一、本题共10小题，毎小题2分，共20分。
以下各小题给出的四个选项中只有一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．我国有句谚语说：“下雪不冷化雪冷”。
你认为以下几个说法中一定错误．．．．的是（）A．冷与不冷是将下雪过程中与下雪过后的温度进行对比来说的B．冷气流的北上导致气温的降低C．雪的熔化、熔化后水的蒸发以与雪的升华都需要吸热导致气温的降低D．人们感觉的“冷”与“不冷”除与温度有关之外，还受空气湿度的影响2．公路交通标志由基板和附着其上的反光膜组成，夜晚它可以反射汽车射来的灯光，使司机看清交通标志。
图1所示的反光膜横截面的结构示意图中，设计最合理的是（）3．如图2所示，生活中有很多方法都可以将斧头安紧在斧柄上，下面四种方法能更好地利用斧头惯性的是( )图2 4．将一根直木棒放在一装有水的长方体形状的玻璃水槽中的偏左侧的位置，直木棒静止后从其正前方观察到的现象是下面四种情况中的哪一种（）5．用手提起如图4甲所示长细金属链的一端，使金属链的另一端接触玻璃杯底部，然后逐渐将长金属链顺序地盘入玻璃杯中，直到金属链几乎能装满玻璃杯。
将玻璃杯放置在水平桌面的最左端，使金属链的另一端伸出玻璃杯外，然后用手指按住金属链，如图4乙所示。
若将手指放开，将会出现下列哪种现象（）A．没有变化B．金属链会回到玻璃杯中C．金属链会下落一段距离后停止滑出杯子D．金属链会下落直到玻璃杯清空6．如图5所示为双金属片温度计的内部结构示意图，双金属片一般是由形状相同的铜片和铁片铆合在一起制成的，其中铜的热膨胀程度比铁的大。
当温度变化时，由于内外两层金属片的膨胀程度不一样而引起指针偏转，同时在弹力的平衡下，指针便指在刻度盘上相应的温度值位置上，从而显示出被测的温度。
下面关于双金属片温度计的认识中，错误的是()A．双金属片温度计是根据固体热胀冷缩的原理制成的B．被测温度越高，双金属片温度计内弹簧的弹力越大C．双金属片温度计的指针做得比较长，是为了能起到将微小形变放大的作用D．要使温度升高时指针顺时针偏转，双金属片的外层（图中较粗线所示）应是铁，内层（图中较细线所示）应是铜7．有经验的面点师傅在用手从蒸笼里拿刚蒸熟的馒头之前，总是先用手蘸上少许凉水。
第二届泛珠三角力学竞赛参考解答
第二届泛珠三角力学竞赛参考解答【题1】：解：子弹打入摆球，设共同速度为v共：共mv n mv )1(+= ①从最低点摆至最高点速度为v /：2/2)1(212)1()1(21mv n l mg n mv n ++⨯+=+共 ……..②由①②得 gl n v v 4)1(2/-+=通过最高点的条件： gl v ≥/∴gl n v 5)1(+≥【题2】：（a ）x 越大，θ越大，物块愈容易滑下，即将下滑时，μθμθθ=→⋅=m m tg mg mg cos sin由力矩平衡：m m m mgx OC Mg θθcos sin = ∴m m x Mg tg R Mg ⋅=⋅8183θ 得：μR x m 3=(b)当受到微小扰动时，重力矩将使其回到平衡位置，故为稳定平衡。
【题3】：（a ）当a 较小时 1m 将下滑，临界态如图，以M 为参照系（引入惯性力，转为静力平衡）对1m ：g m a m T 1m in 1=⋅+μ 对2m ：ααμααsin cos (cos sin 22m in 22a m g m a m g m T -++=解得 g m m m m a ⋅-++-=)sin (cos )cos (sin 2121min αμαμαμα当a 较大时，m 1将上滑，临界态如图 对1m ： μa m g m T 11+= 对2m ：ααααμc o s s i n )s i n c o s (2222a m g m a m g m T +=-+解得 g m m m m a ⋅-+-+=1221max )sin (cos )sin cos (μαμαααμ为了不“飘离”斜面，应有N 2≥0，即αααgctg a a m g m ≤→≥0022sin cos 故当：αgctg a ≤m ax 时，m ax m in a a a ≤≤αg c t g a >m a x 时，αgctg a a ≤≤m in （b ）对整个系统：a m m M g m m M F )()(2121++=++-μ ))((21μg a m m M F +++=【题4】：解：gh v mv mdh 221020=→=对斜抛： 竖直方向：2021sin sin gt v L -=-θα……① 水平方向：t v L ⋅=θαsin cos 0……② 由② θαc o sc o s0v L t =代①：2000)cos cos (21)cos cos (sin sin θαθαθαv L g v L v L -=-化简：θαθαθα2222cos cos sin cos cos 21tg L v g +=⋅ ]2sin )2sin()sin(cos )cos sin sin (cos [cos ααθθαθαθαθθ++=+⋅=+即2sin )2sin(2sin 2cos 2)2cos 1(sin 2cos 22αθαθαθαα++=++=⋅L v g故当 22πθα=+ 时，L 有极大值此时8πθ=)2100200()221(22sin )2sin(cos 220220max+=+⋅=++⋅=g v g v L αθααm【题5】解：系统水平方向动量守恒)cos (S L m MS -=α ∴mM mL S +=αcos对M ： Ma N =αsin对m ： εαs i n s i n ma N mg +=得 g m M mg a ⋅+=ααα2sin cos sin 由 221at S = 得)(sin )sin (22m M g m M L t ++=αα【题6】解：(a)设电子速度为0v ：E Mv =2021 ∴MEv 20= 电子与1m 发生完全弹性碰撞/1011/00v v v v m Mv Mv -=+=1122m M EMv +=→2112111)(421m M ME m v m E +==∴ (b)介子质心速度为c vc v m m v m )(2111+= ∴))((222111m m m M EMm v c ++=E m m m M M m v m m E c K c⋅++=+=)()(4)(21212221221 (c)E m m m M Mm m E E E K P ⋅++=-=)()(42121211【题7】：解：(a)c v m m mv )(0+= ∴2v v C =即质心向右做匀速直线运动 (b)在质心参考系中，AB 相对质心做简谐运动， 最大相对速度20v ，倔强系数k k 2/=，即k F 2-= ∴k m T 22π=(c)当AB 相互靠近时，达共同速度（相对质心速度为零），由机械能守恒022020221)2(22121v kmx kx v m mv m m ⋅=→+= (d)此过程的时间 k m T t 224π== 故质心位移 km v v TS c c 2440π== A 相对质心前进了k mv x m 2220= 故k m v x S S m C A 24)2(20+=+=π 相对质心后退了k mv x m 2220= 故km v x S S m C B 24)2(20-=-=π。
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Pan Pearl River Delta Physics Olympiad 20162016 年泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛Sponsored by Institute for Advanced Study, HKUST香港科技大学高等研究院赞助Simplified Chinese Part-1 (Total 5 Problems) 简体版卷-1（共5题）(9:00 am – 12:00 pm, 18 February, 2016)1. Electrostatic Force (4 marks) 静电力（4分）Consider a 2017-side regular polygon. There are 2016 point charges, each with charge q and located at a vertex of the polygon. Another point charge Q is located at the center of the polygon. The distance from the center of the regular polygon to its vertices is a. Find the force experienced by Q.考虑一2017-边正多边形。
其中2016个角上各有一点电荷q。
另有一个点电荷Q位于多边形的中心。
中心到每一个角的距离为a。
求Q所受的力。
Consider the polygon with a charge q at each vertex. In other words, there are 2017 charges. The system has a discrete rotational symmetry and hence the force acting on Q must be zero. Now our system is equivalent to the above system but with a charge –q added to one vertex. Hence theforce isF=Qq4πε0a2âwhere â is a unit vector pointing from the center to the empty vertex.2.Capacitors (13 marks)电容器（13分）(a-c) Consider two clusters of electric charges. Cluster A consists of N charges q1, q2, …, q N, located at positions r⃑1,r⃑2,…,r⃑N respectively. Cluster B consists of M charges q1′,q2′,…,q M′, located at positions r⃑1′,r⃑2′,…,r⃑M′ respectively.(a-c) 考虑两组电荷。
组A由N个电荷q1, q2, …, q N组成, 并分别位于位置r⃑1,r⃑2,…,r⃑N。
组B 由M个电荷q1′,q2′,…,q M′组成, 并分别位于位置r⃑1′,r⃑2′,…,r⃑M′。
(a)Write the electric potential ϕA(r⃑) at position r⃑ due to the charges in cluster A. (1 mark)B|A AB|A A|BE B|A和E A|B有何关系? (1分)surface charge density σ′ and the lower plate is grounded. Find the surface charge density of the lower plate and the potential ϕ′(z), where z is the height of an arbitrary location from the lower plate. (5 marks)考虑如图1a 所示两块很大的电导板。
上板带有均匀面电荷密度σ′, 而下板则接地。
求下板的面电荷密度和电势ϕ′(z), 其中z 为任意一点距离下板的高度。
（5分）Figure 1a 图1 a Figure 1b 图1b0is the distance between q and the lower plate, find the total charge induced on the upper plate in terms of q , z 0, and l , where l is the distance between the plates, as shown in Fig. 1b. (5 marks)如图1b 所示, 在相距为l 的两块平行大电导板间放置电荷q , 其到下板的距离为z 0。
求上板的总感应电荷。
以q 、z 0和l 表示你的答案。
（5分）Consider the charge distribution in Fig. 1a to be cluster A, and that in Fig. 1b to be cluster B. To calculate E A|B , we note that there are electric charges in cluster A located at the upper plate only, but for cluster B, the electric potential at the upper plate is 0. Hence E A|B =0. To calculate E B|A , we note that there are electric charges in cluster B located at: ∙ the lower plate, but ϕA =0;∙ the point charge q , where ϕA =σ′ε0z 0;3.Cannonballs and Bombs (10 marks) 砲彈和炸彈（10分）(a)Envelope of safety: A ground based cannon can fire a cannonball at a fixed speed of u in anydirection. The envelope of safety is the curve inside which a target can be hit by the cannonball, and outside which there is no possibility of a target getting hit by the cannonball.Find the equation of the envelope of safety in space. (3 marks)安全区域边界: 一门位于地面的大炮能以固定速率u向任何方向发射炮弹。
若目标在安全区域边界内, 则有可能被炮弹打中。
若在其外, 则不可能被炮弹打中。
求在空中的安全区域边界的方程式。
（3分）explosion the fragments have the same speed u and a uniform angular distribution in all directions. After some time all fragments hit the ground and the collisions with the ground are perfectly inelastic. Find the radius R of the distribution of the debris. (2 marks)一个炸弹在高度H处爆炸成很多小碎片。
已知刚爆炸后各碎片以同样的速率u和均匀的角分布向各个方向散开。
其后各碎片都坠到地面上。
假设所有碎片与地面的碰撞皆为完全非弹性碰撞。
求炸弹残骸的分布半径R。
(2分)angular distribution is uniform within a narrow angle α with the upward vertical direction.After some time all fragments hit the ground. Let the mass of the bomb be M. Find the radius R of the distribution of the debris up to order α. Calculate the radial density distribution ρ(r)within radius R up to order r2, where ρ(r)2πrdr is the mass of the debris located at a distance r to r+dr from the centre of the distribution. (5 marks)[Remark: tanε≈ε(1+ε23) and sinε≈ε(1−ε26) for ε≪1.]一个炸弹在地面爆炸。
爆炸后各碎片以同样速率u射出，角度分布则限在与垂直向上方向的狭小夹角α内，而在这范围内角度分布均匀。
其后各碎片都坠到地面上。
设炸弹的质量为M。
求炸弹残骸的分布半径R, 准确至α的第一阶。
定义径密度分布ρ(r) ,使得ρ(r)2πrdr为距离残骸中心r至r+dr范围内的残骸质量。
求半径R内的ρ(r), 准确至r的第二阶。
（5分）[注: 当ε≪1时, tanε≈ε(1+ε2)及sinε≈ε(1−ε2)。
]4.Collisions (14 marks)碰撞 (14分)A thin rod with length L, mass m and uniform density lies on the y-axis with its midpoint at the origin. A point object A with mass m travels with velocity u in the positive x direction hits the rod with impact parameter h, where −L/2≤ℎ<L/2, as shown in Fig. 2a. The collision is perfectly inelastic.如图2a所示, 一根长度为L、质量为m、密度均匀的幼棒处在y轴上。