第34届全国部分地区大学生物理竞赛考题和解答

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第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷(解析版)

第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷解析版一、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2．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=C2C1）（T－T2－T B．T1=错误!C．T1=错误!D．T1=错误!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4．一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．arcsin（错误!)1/3B．2 arcsin( 错误!）1/3C．arccos ( 错误!)1/3D．2arccos （错误!）1/3 5．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）( )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。

第34届全国部分地区大学生物理竞赛试题及解答解析,2017年

1 / 10考生类别第34届全国部分地区大学生物理竞赛试卷北京物理学会编印 2017年12月10日北京物理学会对本试卷享有版权，未经允许，不得翻印出版或用本试卷进行商业活动，违者必究。

答题说明：前14题是必做题，满分是120分；文管组和农林医组只做必做题；除必做题外，非物理B 组限做15题，满分140分；非物理A 组限做15、16题，满分160分；物理组限做15、17题，满分160分。

请同学们自觉填上与准考证上一致的考生类别，若两者不符，按废卷处理。

请各组考生按上述要求做题，多做者不加分，少做者按规定扣分。

一、填空题（必做，共10题，每题2空，每空3分，共60分） 1. 地球、月球的半径分别记为 R e 、R m ，质量分别记为 M e 、M m ，地心、月心的间距记为 r 。

地心、月心连线上有一个称为拉格朗日点的几何位置 L ，如图所示。

放在 L 处的物体，所受地球、月球万有引力之和为零，则 L 点与地心的间距 r L = 。

（答案可用参量 M e 、M m 和 r 表述。

）将内部无动力装置的太空探测器 P ，从地球表面沿地心、月心连线以 v 0 初速度射出。

略去地球大气阻力，为使 P 能到达月球表面，v 0 可取的最小值 v 0min = 。

（答案可用 M e 、M m 、R e 、r 和直接写出的 r L 等参量来表述。

）2. 地球、月球的半径分别记为 R e 、R m ，质量分别记为 M e 、M m ，地心、月心的间距记为 r ，月心绕地球的公转角速度记为 ω ，月球自转的角速度也为 ω 。

在地心参考系中，月球的动能 E K = ；在月心参考系中，月球的动能 E K = 。

（地心、月心参考系分别指随地心、月心一起相对于背景惯性系平动的参考系。

）3. 如图所示，在每边长为 3a ，质量为 m 的均匀正方形薄板上，过板的中心点 C 设置三条转轴 A 1B 1、A 2B 2 、A 3B 3 。

2017年第34届全国中学生物理竞赛决赛真题及答案(高清pdf版)

f 1 2π
3L0 L0
2l0
k0
1
2π
3L0 L0
2l0
ma mb ma mb
k0
⑳
最后一步利用了②式。评分参考：第（1）问 24 分，①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪⑫式各 2 分；第（2）问 11 分，⑬⑭⑮式各 2 分，⑰式 1 分，⑲⑳式各 2 分。
二、（35 分）参考解答：（1）两体系统的相对运动相当于质量为 Mm 的质点在固定力场中的运动，其运动方程是
人在 A 处完全下蹲，在 A A 过程中系统重力势能减少，（因受到摆底板的限制）动能仍然为零。人
在 A 处时系统的机械能为 U A' K A VA 0 mg(d l)(1 cos A )
②
mg
l
l
d
(h1
d
)
人在 B 仍处位于完全下蹲状态，在 A B 过程中系统机械能守恒。人在 B 处的动能为
0 为平衡位置、圆频率
6BI 、周期 T 2π m
m 6BI
、振幅为0 的简谐运动。
（3）线框在做上述运动的过程中，当逆时针转至 ab 边与 X 轴正向重合时，
0 ，且0 0
6BI ， m
⑨
此时 P 、 Q 形成断路，线框内没有了电流，不再受到安培力的力矩。由于没有阻力，线框将保持作角
三、（35 分）参考解答：
（1）假定在始终完全蹲下和始终完全站立过程中没有机械能损失。将人和秋千作为一个系统。人在 A
处位于完全站立状态，此时系统的机械能为
U A K A VA 0 mg[l(1 cos A ) d ] mgh1 ① 式中，K A 0 和VA mgh1 分别是人在 A 处时系统的动能和重力势能， A 是秋千与竖直方向的夹角（以下使用类似记号）如图所示。

届全国部分地区大学生物理竞赛试卷及答案

，
v|| ＝
。
２.如图所示，由三根相同的均匀细杆连成的等边
三角形刚体框架每边长a,总质量M。将框架相对于过框边上任意一点
P且垂直于框架平面的转轴的转动惯量记为 IP ，所有 IP 中最小者
I min 所对应的P点必定在
,所有 IP 中最大者
I max 与 I min 之间的差值为
。
准考证号
姓名
考场
1
附注：（1）如果你在 S 系中直接运用费马原理求解，本题最高得分为 20 分；（2）如果你运用相对论知识结合静态抛物线光学聚焦知识求解，本题最高得分只能为 6 分。
10
第 28 届全国部分地区大学生物理竞赛试卷
参考答案
1. v v0 ,
v|| 2v0 cot ;
2.各边中点，
1 Ma 2 ；
3.
k
,
ma0 ;
4
mk
4. n0e mgh kT , p0emgh kT ;
5. 1 , 13
1; 12
6. mv0 sin , 2mv0 cos ;
qB
qB
7.
0 IR2
2( R 2

x2
3
)2
,
0r 2 R 2
2(R2

x
2
)
3 2
;
8.
1.22 .
d
3.36 104 ;
线，它的旋转半径（注意：并非螺旋线的曲率半径） R
，
螺距 H
。
7.半径 R ，电流 I 的大圆环，在其中央轴距环心 x 处的
磁感应强度大小为 B(x)
。
有一半径为 r R 的小圆环，环心位于 x 点，环平面与

-9-4第34届物理竞赛预赛试卷+答案(word自己排版)

第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷班级__________ 姓名__________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2．系统l 和系统2质量相等，比热容分别为C 1和C 2，两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T 1和T 2的关系为( )A ．T 1=C 2C 1(T －T 2) －TB ．T 1=C 1C 2(T －T 2) －T C ．T 1=C 1C 2(T －T 2) +TD ．T 1=C 2C 1(T －T 2) +T3．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 =R 0A 1/3表示，其中R 0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4．一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R 0，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 ．arcsin( 4π2R 0T 2g )1/3B ．2 arcsin( 4π2R 0T 2g )1/3C ．arccos ( 4π2R 0T 2g )1/3D ．2arccos ( 4π2R 0T 2g )1/35．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。

2018年第34届全国中学生物理竞赛预赛试题与答案解析(word版)

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 C 1 和 C 2，两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 T 1 和 T 2 的关系为 ( )C 2C 1A ．T 1= ( T －T 2) －TB ．T 1= ( T －T 2) －TC 1C 2C 1C 2C ．T 1=C 2( T －T 2) + TD．T 1=C 1( T －T 2) + T从表达式看，应是物体 1 的放热 =物体 2 的吸热，建立方程：C1m(T1－T)=C2m(T －T2)⋯ ⋯ 选 D1/3 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=R 0A表示，其中 R 0 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 ACD范文范例学习参考4．一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θ 0－Δ θ 到东经 θ 0+Δθ 之间的区域。

第三十四届全国部分地区大学生物理竞赛北京航空航天大学获奖名单1

第三⼗十四届全国部分地区⼤大学⽣生物理理竞赛北北京序号姓名专业1肖杰⽂文材料料科学与⼯工程2王磊磊⾼高等理理⼯工3陈⽅方宇吴⼤大观英才班4曹驰宇⾃自动化5胡逸⽂文⾼高等理理⼯工6陈和⽥田材料料科学与⼯工程7李李之悦电⼦子信息⼯工程8⽅方卫东⻜飞⾏行行器器动⼒力力⼯工程9李李⼦子建⾃自动化10王知冠仪器器类11王⼦子奕电⼦子信息⼯工程12孙⽂文亮电⼦子信息⼯工程13张玮杰⾼高等理理⼯工14陈玮琪材料料科学与⼯工程15张皓凯⾼高等理理⼯工16李李逸伦⾼高等理理⼯工17吴太泷宇航学院试点班18余⽅方涛电⼦子信息⼯工程19王洪宇⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程20王信仪器器类21陈⼦子扬⾃自动化22卫昱宏电⼦子信息⼯工程23张斌电⼦子信息⼯工程24杨柳柳笛⻜飞⾏行行器器动⼒力力⼯工程25焦响电⼦子信息⼯工程26谢欣苗27苏瑞博⾼高等理理⼯工28李李亦⾮非⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程(航天)29吴⼦子晗机械⼯工程30⽩白⼼心宇31王新煜数学与应⽤用数学32朱元治电⼦子信息⼯工程33郜义蒙⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程(航天)35刘正邦⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程36单森⻋车辆⼯工程37李李思远电⼦子信息⼯工程38姚⼴广宇⻜飞⾏行行器器动⼒力力⼯工程39⻩黄河清⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程40董甜电⼦子信息⼯工程41徐浩原机械⼯工程42郝睿⾼高等理理⼯工43章⼦子晗⾼高等理理⼯工44郝斌⾼高等理理⼯工45王茂林林经济统计学46董灯鹏⾃自动化47陈智盈⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程48温京达⾼高等理理⼯工49张⽂文鹏⻜飞⾏行行器器动⼒力力⼯工程50何信⾼高等理理⼯工51谈晟东材料料科学与⼯工程52宋新宇⽣生物与医学⼯工程学院53李李锋材料料科学与⼯工程54赵鑫材料料科学与⼯工程55王佺峰电⼦子信息⼯工程56饶世杰电⼦子信息⼯工程57张舜禹电⽓气⼯工程及其⾃自动化58唐开航仪器器类59丁振辉⾼高等理理⼯工60裴凡迪电⼦子信息⼯工程61张宗鲲电⼦子信息⼯工程62谢宇涵⾃自动化63刘⽂文杰⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程64李李思琦电⽓气⼯工程及其⾃自动化65王逸⻜飞⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程66肖正毅数学与应⽤用数学67李李泊远⻜飞⾏行行器器质量量与可靠性68谭平安⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程69屈瑞⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程71⻢马宝铠⾼高等理理⼯工72李李修川⾃自动化73李李毅沣吴⼤大观英才班74杨泽轩⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程75段峙宇⻜飞⾏行行器器质量量与可靠性76苗恒电⼦子信息⼯工程77罗安平⻜飞⾏行行器器动⼒力力⼯工程78李李帅帅⽣生物与医学⼯工程学院79李李昊⻜飞⾏行行器器质量量与可靠性80陈⼩小琦⻜飞⾏行行器器质量量与可靠性81冯家⻬齐宇航学院试点班82岳娇材料料科学与⼯工程83潘圣睿电⼦子信息⼯工程84史鼎元⾼高等理理⼯工85郭信良⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程86陈思吉⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程87朱⽴立鹏⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程88杨新源仪器器类89王燕嘉吴⼤大观英才班90王耀国仪器器类91李李宗哲应⽤用化学92王宇轩电⼦子信息⼯工程93陈恩⺠民⾃自动化94赵⽂文宇⾃自动化95纪宇帆⻜飞⾏行行器器动⼒力力⼯工程96江泽鑫⻋车辆⼯工程97王聪⻜飞⾏行行器器质量量与可靠性98叶泽权⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程（航天⼯工程）99⻢马欣阳⾃自动化科学与电⽓气⼯工程学院100王昆宇航空科学与⼯工程101朱诗瑶电⼦子信息⼯工程102魏⽂文萱机械⼯工程103⻩黄鑫辉⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程(航天) 104郝睿阳⾼高等理理⼯工105宋鸿伟电⼦子信息⼯工程107沈沈⼀一凡⾃自动化108卢婉秋⻜飞⾏行行器器动⼒力力⼯工程109⻰龙程⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程110姚毅⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程111吴⾦金金波数学与应⽤用数学112郑明悟计算机113周祥跃电⼦子信息类114蒋楠电⼦子信息⼯工程115王涵斌⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程116袁瑞⾠辰辰仪器器类117李李思然计算机科学与技术118李李舒婷电⼦子信息⼯工程119汪寅鹏电⼦子信息⼯工程120王煜栋⻜飞⾏行行器器动⼒力力⼯工程121谭铁⼷弋吴⼤大观英才班122嵇凝⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程123冯凯凯⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程124罗浩健⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程125廉若菡⻜飞⾏行行器器质量量与可靠性126王效贤仪器器类127段书航电⼦子信息⼯工程128张昱琛⻜飞⾏行行器器动⼒力力⼯工程129陈柏材⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程130孙康⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程131赵蔚然⾼高等⼯工程（华罗庚数学班）132杨嘉睿材料料科学与⼯工程133赵婧姣⾃自动化134⻋车俊新⻜飞⾏行行器器动⼒力力⼯工程135朱芳宜电⼦子信息⼯工程136张敬雯电⽓气⼯工程及其⾃自动化137寇少博⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程138朱炳毓⻜飞⾏行行器器质量量与可靠性139李李豪⻜飞⾏行行器器质量量与可靠性140刘宇迪⻜飞⾏行行器器质量量与可靠性141李李怡凡宇航学院试点班143于万欣材料料科学与⼯工程144张琛煜电⼦子信息⼯工程145董少鹏电⼦子信息⼯工程146张思⻜飞电⼦子信息⼯工程147王勃⻜飞⾏行行器器动⼒力力⼯工程148邢家熙⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程149张祎璇机械⼯工程150何峥⻜飞⾏行行器器质量量与可靠性151蒋宽⻜飞⾏行行器器质量量与可靠性152姚敦靖材料料科学与⼯工程153张庆兵电⼦子信息⼯工程154王俊杰⾃自动化155王⽂文斌⻜飞⾏行行器器动⼒力力⼯工程156⾼高星宇数学与应⽤用数学157⾼高昊天⻜飞⾏行行器器质量量与可靠性158郝悰电⼦子信息⼯工程159夏昊翀电⼦子信息⼯工程160梁梁京涛电⼦子信息⼯工程161王晨阳⾃自动化162何⾦金金⻁虎⻜飞⾏行行器器动⼒力力⼯工程163梁梁健强⻋车辆⼯工程164陈宏宇材料料科学与⼯工程165汪虹宇材料料科学与⼯工程166周琪杰材料料科学与⼯工程167曲研畅电⼦子信息⼯工程168王禹斐⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程169雷雷⻓长峄机械⼯工程170卓钇江机械⼯工程171詹迪仪器器类172陈则⾮非电⼦子信息⼯工程173王伟哲电⼦子信息类174董⾬雨卓⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程175杨⽴立⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程176张明辉计算机学院177张笑从⾼高等理理⼯工179贾倩楠材料料科学与⼯工程180袁家润材料料科学与⼯工程181赵天赐⻜飞⾏行行器器设计与⼯工程182关天洋⻜飞⾏行行器器适航技术183周路路⻋车辆⼯工程184⻩黄⽂文欢⾼高等⼯工程（华罗庚数学班）185⽑毛岳应⽤用物理理学赛北北京航空航天⼤大学获奖名单考⽣生类别获奖⾮非物理理A类特等奖⾮非物理理A类特等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⾮非物理理A类⼀一等奖⽂文科、经管类⼀一等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类⼆二等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖⾮非物理理A类三等奖物理理类组三等奖。

第34届全国中学生物理竞赛预赛解答9-4

第34届全国中学生物理竞赛预赛试卷参考解析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．从表达式看，应是物体1的放热=物体2的吸热，建立方程：C 1m (T 1－T )=C 2m (T －T 2)……选D 3．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．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C 5．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D6．典型的单摆模型：T =2πL g =8.88 s ，实际时间是14T =2.22 s 7．两束光到达I 位置的光程差记为d ；对于波长为λ1而言，d =32 λ1 ；对于波长为λ2的单色光而言，d =λ2，故λ2：λ1=38两者电势相等！由第一次知，当电荷量为4μC ：2μC 时，1时，两者电势相等。

……故最终为6μC ：3μC ！答案：3μC 9．过F 平行于透镜，作一副光轴。

把过原点O (薄透镜光心)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, 10．不守恒；墙壁对弹簧有作用力(外力)该力的作用点有位移，所做的功不为零。

11．(1)不能。

从力的平衡看，单一的A 矿泉水的重力平衡。

从力矩的平衡看，重物相对于支撑点O 有一力矩，此力矩没有其它力矩与其平衡，会使火柴棍转动直至掉下。

(2)由于火柴棍A 水平，火柴棍B 的下端正好在A 的中点的正下方，由几何关系知，火柴棍A 和B 之间的夹角为α=60°。

第34届物理竞赛复赛试题及答案

第34届物理竞赛复赛试题及答案一、单项选择题（共20题，每题5分，共100分）1. 下列哪项不是粒子物理学的基本假设？A. 充分性原理B. 相对性原理C. 不确定性原理D. 费马原理2. 北极星光谱线的移位现象最初是哪个科学家通过实验发现的？A. 胡克B. 辛普森C. 赫尔曼D. 亨德里克3. 相对论中的洛伦兹变换具有以下哪一个性质？A. 反演不变性B. 时空相对性C. 相对性原理D. 矛盾性原理4. 某气体的绝热指数为1.4，再加压的条件下这个气体的温度A. 不变B. 上升C. 下降D. 不确定5. 看物体原来的颜色为白光，看物体反射的颜色为蓝色，这个现象的解释是？A. 物体的原来颜色是蓝色B. 物体反射的辐射更多地集中在较短波长的光区C. 物体反射的辐射更多地集中在较长波长的光区D. 环境光强烈时物体的颜色会发生变化6. 电子在磁场中作匀速圆周运动，则其动能与势能的变化情况如何？A. 动能不变，势能减小B. 动能增大，势能减小C. 动能减小，势能增大D. 动能不变，势能增大7. 像肉眼所能看见的太阳周围的白光，几乎全部来自于？A. 太阳的干扰光B. 太阳的热光C. 太阳的黑体辐射D. 太阳的光谱线8. 一个空气球放在零摄氏度的水中充气，如果它充满气体后体积为1mA. 它在水中漂浮B. 它在水中沉底C. 它在水中升起，但不漂浮D. 它不会对水位高度产生影响，但会影响它周围的水流9. 求一光束入射角为60度，折射角为45度的光线不透明物体的表面上，光的速度在透明物体的内部为1660m/s，这个透明物体的折射率是多少？A. 2.5B. 约1.73C. 约1.25D. 约0.7510. 一个理想氧化铝晶体会使垂直于晶面上的光线进行多少次反射？A. 1次B. 2次C. 3次D. 4次11. 下列哪个现象可以被理解为对牛顿第二定律的否定？A. 物体保持匀速直线运动B. 物体在匀速直线运动的基础上变向C. 物体静止不动D. 物体改变了速度12. 下列哪个现象可以被认为是孤立系统中机械能守恒的例证？A. 弹性碰撞B. 重物下落C. 摆动D. 手摇电筒发光13. 下列哪个动量的变化是最大的？A. 两个物体同向碰撞B. 两个物体相对碰撞C. 两个物体撞击后分别继续沿直线运动D. 两个物体进行纯旋转14. 一个摩擦系数为0.2的物体放在斜面上，角度为20度，有多大的力可以使物体静止？A. 约0.17NB. 约0.34NC. 约2.0ND. 约9.8N15. 均匀带电球面的电场强度在球心处的方向是？A. 垂直于球面B. 与球心连线方向相同C. 与球心连线方向相反D. 没有固定方向16. 某飞行物从高空坠落，开始时垂直速度0m/s，最终速度达到400m/s，下落时间为20s，飞行物的高度是多少？A. 约4kmB. 约8kmC. 约16kmD. 约32km17. 当球被踢出一个斜向上发射，物体的速度是否因高度的增加而增加压力吗？A. 是的B. 不是的18. 均匀带电圆环电场强度在环心处的方向是？A. 沿环半径方向B. 沿环切线方向C. 沿环正对方向D. 沿环法线方向19. 在静电场中无线积分可用于计算？A. 电场强度B. 磁场强度C. 感应电流D. 电荷20. 均速直线运动的物体在运动过程中，它？A. 总是以恒定速度运动B. 可以运动，但速度变化C. 速度与时间无相关性D. 总是以恒定加速度运动二、问答题（共5题，每题20分，共100分）21. 两球间有一距离，它们的引力大小是多少？22. 在磁场中，如果一个电子沿着磁场方向运动，是什么力恰好与它运动方向垂直？23. 在一个喇叭中发出的是什么类型的波？24. 跳伞让人成为了空气阻力的受害者，如果比重不同的气体相互作用，哪个气体在空气中起到的作用最小，为什么？25. 解释重力势能的大小和高度之间的关系。

第34届全国部分地区大学生物理竞赛试题及解答解析,2017年

请同学们自觉填上与准考证上一致的考生类别，若两者不符，按废卷处理。

请各组考生按上述要求做题，多做者不加分，少做者按规定扣分。

一、填空题（必做，共10题，每题2空，每空3分，共60分） 1. 地球、月球的半径分别记为 R e 、R m ，质量分别记为 M e 、M m ，地心、月心的间距记为 r 。

地心、月心连线上有一个称为拉格朗日点的几何位置 L ，如图所示。

放在 L 处的物体，所受地球、月球万有引力之和为零，则 L 点与地心的间距 r L = 。

（答案可用参量 M e 、M m 和 r 表述。

）将内部无动力装置的太空探测器 P ，从地球表面沿地心、月心连线以 v 0 初速度射出。

略去地球大气阻力，为使 P 能到达月球表面，v 0 可取的最小值 v 0min = 。

（答案可用 M e 、M m 、R e 、r 和直接写出的 r L 等参量来表述。

在地心参考系中，月球的动能 E K = ；在月心参考系中，月球的动能 E K = 。

（地心、月心参考系分别指随地心、月心一起相对于背景惯性系平动的参考系。

）3. 如图所示，在每边长为 3a ，质量为 m 的均匀正方形薄板上，过板的中心点 C 设置三条转轴 A 1B 1、A 2B 2 、A 3B 3 。

第 34 届全国部分地区大学生物理竞赛参考答案

解得
⟹
(2
+
ℎ上 ℎ0
)
(2ℎ0
−
ℎ上)
=
ℎ上
8. 2 或 4 ；2�� 。
1 ℎ上 = 2 (√17 − 1)ℎ0 ≈ 1.56ℎ0
9. 单色光的波长、圆孔直径（或光学仪器孔径）；显微镜：用波长远小于可见光的电子波取
代可见光波；天文望远镜：增大圆孔直径。
1 / 12
10.
��2 、��1 、��4 、��3
−
1 )]}2
��−��
。
2.
1 2
��
(��)2
+
1 5
��2��2
；1
5
��2��2
。
3. ��1 = ��2 = ��3 ；2 。
第 34 届全国部分地区大学生物理竞赛
参考答案
2017.12
1
1.
√�� √��+√��
��
；{2��
[��
(1
��
−
1)
��
+
��
(1
��−��
=
21 2
��0
~
21
~0.095

全国大学生物理竞赛历年考试习题(含答案)

全国大学生物理竞赛历年考试习题(含答案)一、选择题1. 下列哪个物理量是标量？A. 速度B. 加速度C. 力D. 质量答案：D解析：质量是标量，因为它只有大小，没有方向。

而速度、加速度和力都是矢量，它们既有大小，又有方向。

2. 下列哪个物理现象可以用牛顿第一定律解释？A. 摩擦力B. 重力C. 弹力D. 惯性答案：D解析：牛顿第一定律也被称为惯性定律，它指出一个物体如果不受外力作用，它将保持静止状态或匀速直线运动状态。

惯性是物体保持其运动状态的性质。

3. 下列哪个物理量是功的单位？A. 焦耳B. 牛顿C. 瓦特D. 库仑答案：A解析：焦耳是功和能量的单位，1焦耳等于1牛顿的力作用在物体上，使物体在力的方向上移动1米的距离所做的功。

4. 下列哪个物理现象可以用安培环路定理解释？A. 电流B. 电阻C. 磁场D. 电压答案：C解析：安培环路定理是电磁学中的一个重要定理，它描述了磁场与电流之间的关系。

该定理指出，通过一个闭合路径的磁场线积分等于该路径所包围的电流总和。

5. 下列哪个物理现象可以用波尔兹曼分布律解释？A. 热力学B. 统计力学C. 量子力学D. 相对论答案：B解析：波尔兹曼分布律是统计力学中的一个重要定律，它描述了在热力学平衡状态下，不同能量状态的粒子数目的分布。

该定律是统计力学的基础之一。

6. 下列哪个物理现象可以用薛定谔方程解释？A. 光的干涉B. 量子隧穿C. 原子光谱D. 相对论效应答案：B解析：薛定谔方程是量子力学中的一个基本方程，它描述了微观粒子在量子态下的行为。

量子隧穿是量子力学中的一个重要现象，它可以用薛定谔方程来解释。

7. 下列哪个物理现象可以用广义相对论解释？A. 光的折射B. 引力透镜C. 狭义相对论效应D. 光的干涉答案：B解析：广义相对论是爱因斯坦提出的一种引力理论，它描述了引力的本质和作用。

引力透镜是广义相对论的一个重要预言，它可以用广义相对论来解释。

8. 下列哪个物理现象可以用电磁感应定律解释？A. 法拉第电磁感应定律B. 安培环路定理C. 楞次定律D. 电磁感应答案：A解析：法拉第电磁感应定律是电磁学中的一个基本定律，它描述了磁场变化产生的感应电动势。

全国部分地区大学生物理竞赛电磁学部分

1
法拉第电磁感应定律
i

d
dt
楞次定律
闭合回路中感应电流的方向，总是使它所激发的磁场来阻止引起感应电流的磁通量的变化。
2
例：
3
4
5
一、动生电动势
整个导体回路或其中一部分，以及一段孤立导体在稳恒磁场中运动时，所产生的感应电动势。
Blv
b
均
l
v
匀磁
场
a
B
典型装置
b

a
1 v0B2l
P0
12
二、感生电动势
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的一般表
示式为：
d d
B dS
dt dt S
如果回L E路kL及d其l 包围的面积S 保Bt持 d不S变，则
感生电动势：
动生电动势:
由于磁场随时
导体在稳恒磁场
dl B

d

L
Bldl

1BL2
O
l
0
2
o
负号表示电动势方向与积分方向相反，即
A O UO UA

A
9
半径为 R 的铜盘，在均匀磁场中以角速度转动
，求盘上沿半径方向产生的感应电动势。

解： di (v B) dl
A
××××××
vBd l lBd l
E感生
2
dt
E感生

R2 2r
dB dt
L ××L××
B ××××r××
×××××
dB dt 0, E感 0
dB dt 0, E感 0

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离能）至少应为
eV。丢失一个价电子的氦原子成为一个类氢离子。设该离子的电子
已处于第二激发态，则为使该离子继而能成为二价正离子，需输入的能量至少为
eV。
6. 图 1 中自由长度
相同、劲度系数分别
��1
为 ��1 、��2 的两根轻
��
��
弹簧，平行地联Βιβλιοθήκη 在两块平行板之间。图 2 中劲度系数也分别
��2��2 、��3��3 。它们各自对应的转动惯量记为 ��1 、��2 、
��3 ，其大小排列关系（用 > 、 = 、 < 号表示）
为
；且有 ��1 + ��2 =
��3。
�� 2 ��
��2
图1
为 ��1 、��2 的两根轻
��
��
弹簧串接在两块平
行板之间。分别用大小同为 �� 的一对如
��1
图2
��2
图所示方向的拉力作用，达平衡时，图 1 中的两根轻弹簧弹性势能之和
��1 =
，图 2 中两根轻弹簧弹性势能之和 ��2 =
正方形框架。每根导体棒长为 �� = �� ，质量为 �� ，电阻为 �� 。
2
开始时框架有图示方向的速度 ��0 ，框架与桌面处处无摩擦。
��
��⃑ ��
��0 ××
��
有一个称为拉格朗日点的几何位置
��
�� ，如图所示。放在 �� 处的物体，所受
��
地球、月球万有引力之和为零，则 �� 点
与地心的间距 �� =
。（答案可用参量 ��、�� 和 �� 表述。）
9. 单色光的圆孔衍射知识，已导得成像的光学仪器（例如大口径天文望远镜和小孔径电子
显微镜）的最小分辨角为
��min
=
1.22 ��
��
。其中
��
、 ��
各自代表的
是
。为减小 ��min 值，显微镜和天文望远镜各自采用的
方法是
。
10. 某单原子分子理想气体，其若干等体线和等压
北京物理学会对本试卷享有版权，未经允许，不得翻印出版或用本试卷进行商业活动，违者必究。
题号分数
一
1 ~ 10
11
阅卷人
题号
三
15
16
分数
阅卷人
二
12
13
14
总分 17
考场
准考证号
答题说明：前 14 题是必做题，满分是 120 分；文管组和农林医组只做必做题；除必做题外，非物理 B 组限做 15 题，满分 140 分；非物理 A 组限做 15、16 题，满分 160 分；物理组限做 15、17 题，满分 160 分。请同学们自觉填上与准考证上一致的考生类别，若两者不符，按废卷处理。请各组考生按上述要求做题，多做者不加分，少做者按规定扣分。
2
= 1,2, ⋯ ) 时刻，�� 球可到达 �� 轴上与
��1 相距尽可能远的 ��2(��2 > ��1) 位置，则
你可得的 ��2 − ��1 =
��。（若 ��∗ 与 �� 发生碰撞，也是弹性正碰撞，且不相互转移电荷。）
0 的小球 ��1 、��2 。�� = 0 时，��1 、��2 紧挨在一起，分别具有图示的平动初速度 ��1 、��2 ，两者都垂直于直线 �� 。��1 的大小为已知量 ��0 ，��2 的大小为未知量。略去 ��1 、��2 间的斥力，各自第一次返回直线 �� 时，两者恰好能发生碰撞。试求：两者碰撞的时刻 �� ，��⃑�� 的大小值
7. 如图 1 所示，高 3ℎ0
的上、下封口，且不漏气的圆柱形气缸，竖直
ℎ0
O2
。
N2
ℎ上
放在水平桌面上。气缸上部 ℎ0 高度的空间区域内，贮存有若干氧气。气缸中部有一段两端封口、高为 ℎ0 的小圆桶，桶的侧壁与气缸内侧面紧密接触，可滑动
ℎ0 水银
ℎ0
N2
图1
ℎ左
ℎ右
O2 水银
N2
图2
水银 ℎ下
O2
图3
且无摩擦，桶内装满水银。气缸下部 ℎ0 高度的空间区域内，贮存有若干氮气。设温度处处为不变的 �� 。平衡时氧气处的压强为 ��0 ，氮气处的压强为 2��0 。
今如图 2 所示，将气缸平放在水平桌面上，温度仍处处为不变的 �� 。平衡时氧气在左，
�� ，��2 的大小 ��2 。
准考证号
姓名
学校
3 / 10
12. （15 分）如图所示，在水平桌面上有宽度为 �� 的匀强磁场 ��⃑��
��
区域，其方向垂直于桌面朝下。磁场左侧边界直线外，有一个
��
×××
与边界线平行且紧挨着的由四根相同的均匀导体棒连接而成的
��
线构成的热循环网络如图所示，特征点的压强和体
积量也均在图中示出。将图中 4 个小正方形对应的
3��0
4 个小循环过程，分别标记为 1、2、3、4。各自的
2��0
循环过程效率依次记为 ��1 、��2 、��3 、��4 ，则它们
从小到大的排序为
��
��
��1
��
��3 ��
��1
��
��
��2 ��
�� 3
4. 为了避免火车停下来，可在铁轨旁设置内盛静止水的长水槽，从火车上垂挂一根弯水管
1 / 10
姓名
学校
于水槽中，使水沿管上升流入火车的水箱，如图所示。如果水
��⃑�� × ��2 ��2 ��0 ��1 ��1 ��0
× ��⃑��
��0 �� × ��⃑��
空间有竖直朝下（图中朝里）的匀强磁场 ��⃑�� 。�� − �� 平
��
将内部无动力装置的太空探测器 �� ，从地球表面沿地心、月心连线以 ��0 初速度射出。
略去地球大气阻力，为使 �� 能到达月球表面， ��0 可取的最小值
��0min =
。（答案可用 �� 、�� 、�� 、�� 和直接
写出的 �� 等参量来表述。） 2. 地球、月球的半径分别记为 �� 、�� ，质量分别记为 �� 、�� ，地心、月心的间距记为 �� ，月心绕地球的公转角速度记为 �� ，月球自转的角速度也为 �� 。在地心参考系中，月球的
。再将图中
��0
最大正方形对应的循环过程效率记为 ��大，将 ��1 、
12 34
��2 、��3 、��4 中的最大者记为 ��max ，则比值 �� =
��大 =
。
��
��0 2��0 3��0 ��
��1 ��0
��
面上距 �� 稍远处的小球 �� ，质量 �� ，电量 �� > 0，初速 ��⃑�� ×
× ��⃑��
度大小为 ��0 ，而后 �� 将作匀速圆周运动，其圆半径记为 �� ，周期记为 �� 。如下，仅考虑磁
初速度方向沿 �� 轴，大小也为 ��0 。现在给你一个质量为 �� 、电量为 −�� ，初速度大小也为
��0 的小球 ��∗（图中未画出）。�� = 0 时，��∗ 的初始位置和初始速度方向由你选定，但要求在
��
= �� (��
2 / 10
*****************************密******************封*******************线*********************************
考场
场 ��⃑�� 对带电小球的作用，而忽略带电小球间的斥力（碰撞除外）。
（1）、图中小球 ��1 、��2 质量也同为 �� ，电量也同为 �� ，开始时分别位于轴上的 ��1 、��2(> ��1)