2018第31届上海物理(大同杯)竞赛试题与详解解答
XXXX31届大同杯上海物理竞赛试题及答案
XXXX31届大同杯上海物理竞赛试题及答案XXXX 31大同杯上海物理竞赛试题及答案(word版)一、选择题1、通过科学实验发现电流磁效应的第一位科学家是()A.法拉第b安培c库仑d奥斯特2。
在夏天，当你手里拿着冰棒，纸被剥掉时，冰棒周围散发的“白色气体”主要是(a)空气中的水蒸气凝结成小水珠(b)冰棒中的水蒸发后形成的水蒸气冰棒中的冰升华成水蒸气，水蒸气凝结成雾。
D.遇到低温冰棒时，人呼出气体中的水蒸气凝结形成的小冰晶3.如图所示，一束粒子以水平方向在小磁针下飞行。
这时，小磁针的N极偏转到纸上。
这组粒子可能是()正离子束向右飞行，负离子束向左飞行，电子束向右飞行，d电子束向左飞行4.在图中所示的电路中，如果电阻R1和R2并联，a、表1和表2是电流表，表3是电压表b，表1和表2是电压表，表3是电流表C.表1、2和3是电流表d，表1、2和3是电压表。
5.如图所示，将一个带负电的物体放在原来不带电荷的验电器的小金属球附近，然后用手触摸小金属球(人体是穿过地球的导体)，然后将手移开。
这时()A.b .金属球不带电荷，金属箔带负电荷c .金属球带正电荷，金属箔带负电荷d .金属球带正电荷，金属箔带正电荷6、木头仍然在水平桌面上，关于桌面上木头的弹力和木头受重力的关系，错的是()A.一对作用力和反作用力C.一对大小相等且方向相反的力作用在同一物体7上。
如图所示，底部面积不同的圆柱形容器a和b分别装有两种液体，容器底部的液体压力为p1a f2b . f1nb；fA > fB = 0b . NA > NB；fB > fA = 0°C . NB > NA；fB > fA = 0d . NB > NA；fA=fB=013.为了实现环保理念，太阳能路灯已经在许多领域投入使用。
太阳能路灯系统由太阳能电池组(包括支架)、LEd灯、控制箱(带控制器、蓄电池)和灯杆组成。
如果太阳能电池板的有效光照面积为5m2，效率为20%；LEd灯头的额定电压为24V，额定功率为48W，某区域照明平均有效辐射为800W/m2，平均有效日照时间为5h。
第31届全国中学生物理竞赛试题及详解
第31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，其体膨胀系数等于A．αB．α1/3C．α3D．3α2．（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P1和p2的平衡位置在x 轴上，它们相距60cm，当P1质点在平衡位置处向上运动时，P2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物理竞赛预赛试卷第1页（共8页）4．（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 = F35．（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______mm，测量时如图(b)所示，其值为_______mm，测得小球直径d=____________________mm.物理竞赛预赛试卷第2页（共8页）7．（10分）为了缓解城市交通拥堵问题，杭州交通部门在禁止行人步行的十字路口增设“直行待行区”（行人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___________。
第届上海物理大同杯竞赛试题及详解解答
第届上海物理大同杯竞赛试题及详解解答Last updated on the afternoon of January 3, 2021上海市第三十一届初中物理竞赛(大同中学杯)初赛试卷(兼区县物理竞赛试卷)2017年2月26日上午9：00-10：30说明：1、本试卷共分两部分，第一部分为单项选择题，每题3分，共30题，计90分：第二部分为多项选择题，每题5分，全对得5分，部分选对得2分，选错或不选得0分，共12题，计60分。
全卷满分150分。
2、考试时间为90分钟。
3、考生使用答题纸(卡)，把每题的正确选项填在答题纸(卡)相应位置。
允许使用计算器，考试完毕后，请将试卷、答题纸(卡)一并交给监考人员。
4、常数g=10N/kg。
第一部分：单项选择题1．最先通过科学实验发现电流磁效应的物理学家是()(A)法拉第(B)安培(C)库仑(D)奥斯特解：法拉第发现了电磁感应现象,故A错误；安培建立了安培定则，用于判断通电螺线管的磁极，故B错误；库仑发现了电荷间的相互作用，即库仑定律，故C错误；奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家，故D正确。
故选D。
2．夏天，把棒冰拿在手里，剥去纸后，棒冰周围冒出的“白气”主要是()(A)空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水珠(B)棒冰中的水蒸发后形成的水蒸气(C)棒冰中的冰升华为水蒸气，水蒸气再凝结成的雾(D)人呼出的气体中的水蒸气，遇到低温棒冰而凝华成的小冰晶解：夏天从冰箱里取出的棒冰温度较低，其周围空气中的水蒸气遇到冷的棒冰时会发生液化现象，变成小水滴形成白气。
故选A。
3．如图所示，一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，此时小磁针的N极向纸内偏转，这一束粒子可能是()(A)向右飞行的正离子束(B)向左飞行的负离子束(C)向右飞行的电子束(D)向左飞行的电子束解：根据右手螺旋定则可知粒子形成的电流方向是向左的，再根据电流的方向规定为正电荷的定向移动的方向，可知选项C是正确的。
2018第31届上海物理(大同杯)竞赛试题及详解解答
上海市第三十一届初中物理竞赛(大同中学杯)初赛试卷(兼区县物理竞赛试卷)2017年2月26日上午9：00-10：30说明：1、本试卷共分两部分，第一部分为单项选择题，每题3分，共30题，计90分：第二部分为多项选择题，每题5分，全对得5分，部分选对得2分，选错或不选得0分，共12题，计60分。
全卷满分150分。
2、考试时间为90分钟。
3、考生使用答题纸(卡)，把每题的正确选项填在答题纸(卡)相应位置。
允许使用计算器，考试完毕后，请将试卷、答题纸(卡)一并交给监考人员。
4、常数g=10N/kg。
第一部分：单项选择题1．最先通过科学实验发现电流磁效应的物理学家是( )(A)法拉第 (B)安培 (C)库仑 (D)奥斯特解：法拉第发现了电磁感应现象,故A错误；安培建立了安培定则，用于判断通电螺线管的磁极，故B错误；库仑发现了电荷间的相互作用，即库仑定律，故C错误；奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家，故D正确。
故选D。
2．夏天，把棒冰拿在手里，剥去纸后，棒冰周围冒出的“白气”主要是( )(A)空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水珠(B)棒冰中的水蒸发后形成的水蒸气(C)棒冰中的冰升华为水蒸气，水蒸气再凝结成的雾(D)人呼出的气体中的水蒸气，遇到低温棒冰而凝华成的小冰晶解：夏天从冰箱里取出的棒冰温度较低，其周围空气中的水蒸气遇到冷的棒冰时会发生液化现象，变成小水滴形成白气。
故选A。
3．如图所示，一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，此时小磁针的N极向纸内偏转，这一束粒子可能是( )(A)向右飞行的正离子束(B)向左飞行的负离子束(C)向右飞行的电子束(D)向左飞行的电子束解：根据右手螺旋定则可知粒子形成的电流方向是向左的，再根据电流的方向规定为正电荷的定向移动的方向，可知选项C是正确的。
故选C。
4．在如图所示的电路中，电阻R1和R2并联，则三个电表中( )(A)表1、表2是电流表，表3是电压表(B)表1、表2是电压表，表3是电流表(C)表1、表2、表3都是电流表(D)表1、表2、表3都是电压表解：理想的电压表相当于断路，电流表相当于导线。
【精品】2018第31届上海物理(大同杯)竞赛试题及详解解答word版本
上海市第三十一屆初中物理競賽(大同中學杯)初賽試卷(兼區縣物理競賽試卷)2017年2月26日上午9：00-10：30說明：1、本試卷共分兩部分，第一部分為單項選擇題，每題3分，共30題，計90分：第二部分為多項選擇題，每題5分，全對得5分，部分選對得2分，選錯或不選得0分，共12題，計60分。
全卷滿分150分。
2、考試時間為90分鐘。
3、考生使用答題紙(卡)，把每題的正確選項填在答題紙(卡)相應位置。
允許使用計算器，考試完畢后，請將試卷、答題紙(卡)一并交給監考人員。
4、常數g=10N/kg。
第一部分：單項選擇題1．最先通過科學實驗發現電流磁效應的物理學家是( )(A)法拉第 (B)安培 (C)庫侖 (D)奧斯特解：法拉第發現了電磁感應現象,故A錯誤；安培建立了安培定則，用于判斷通電螺線管的磁極，故B錯誤；庫侖發現了電荷間的相互作用，即庫侖定律，故C錯誤；奧斯特發現了通電導體周圍存在磁場，是第一個發現電流磁效應的科學家，故D正確。
故選D。
2．夏天，把棒冰拿在手里，剝去紙后，棒冰周圍冒出的“白氣”主要是( )(A)空氣中的水蒸氣遇冷凝結成的小水珠(B)棒冰中的水蒸發后形成的水蒸氣(C)棒冰中的冰升華為水蒸氣，水蒸氣再凝結成的霧(D)人呼出的氣體中的水蒸氣，遇到低溫棒冰而凝華成的小冰晶解：夏天從冰箱里取出的棒冰溫度較低，其周圍空氣中的水蒸氣遇到冷的棒冰時會發生液化現象，變成小水滴形成白氣。
故選A。
3．如圖所示，一束粒子沿水平方向飛過小磁針的下方，此時小磁針的N極向紙內偏轉，這一束粒子可能是( )(A)向右飛行的正離子束(B)向左飛行的負離子束(C)向右飛行的電子束(D)向左飛行的電子束解：根據右手螺旋定則可知粒子形成的電流方向是向左的，再根據電流的方向規定為正電荷的定向移動的方向，可知選項C是正確的。
故選C。
4．在如圖所示的電路中，電阻R1和R2并聯，則三個電表中( )(A)表1、表2是電流表，表3是電壓表(B)表1、表2是電壓表，表3是電流表(C)表1、表2、表3都是電流表(D)表1、表2、表3都是電壓表解：理想的電壓表相當于斷路，電流表相當于導線。
第31届全国中学生物理竞赛决赛试题与解答(word版)
第 31 届全国中学生物理竞赛决赛理论考试试题一、（12 分）一转速测量和控制装置的原理如图所示. 在 O 点有电量为 Q 的正电荷，内壁光滑的轻质绝缘细管可绕通过 O 点的竖直轴在水平面内转动， 在管内距离 O 为 L 处有一光电触发控制开关 A ，在 O 端固定有一自由长度为 L/4的轻质绝缘弹簧，弹簧另一端与一质量为 m 、带有正电荷 q 的小球相连 接.开始时，系统处于静态平衡. 细管在外力矩作用下，作定轴转动，小球可在细管内运动.当细管转速ω逐渐变大时，小球到达细管的 A 处刚好相对于细管径向平衡，并触发控制开关， 外力矩瞬时变为零，从而限制转速过大；同时 O 点的电荷变为等量负电荷－Q.通过测量此后小球相对于细管径向平衡点的位置 B ，可测定转速. 若测得 OB 的距离为 L/2，求（1）弹簧系数0k 及小球在 B 处时细管的转速；（2）试问小球在平衡点 B 附近是否存在相对于细管的径向微振动？如果存在，求出该微振 动的周期.二、（14 分）多弹头攻击系统是破解导弹防御体系的有效手段. 如图所示，假设沿某海岸有两个军事目标 W 和 N ， 两者相距 L ，一艘潜艇沿平行于该海岸线的航线游弋，并 监视这两个目标，其航线离海岸线的距离为 d . 潜艇接到攻击命令后浮出海面发射一颗可分裂成多弹头的母弹，发射 速度为0v （其大小远大于潜艇在海里游弋速度的大小），假设母弹到达最高点时分裂成三个分弹头，每个分弹头的质量相等，分裂时相对原母弹的速度大小均为 v ，且分布在同一水平面内，分弹头 1、2 为实弹，分弹头 3 迷惑对方雷达探测的假弹头. 如果两个实弹能够分别击中军事目标 W 和 N ，试求潜艇发射母弹时的位置与发射方向，并给出相应的实现条件.三、（14 分）如图所示，某绝热熔器被两块装有阀门 K 1 和 K 2 的固定绝热隔板分割成相等体积0V 的三室 A 、B 、C ，0A B C V V V V ===.容器左端用绝热活塞 H 封闭，左侧 A 室装有11ν=摩尔单原子分子气体，处在压强为 P 0、温度为 T 0 的平衡态；中段 B 室为真空；右侧 C 室装 有ν2 = 2 摩尔双原子分子气体，测得其平衡态温度为 Tc = 0.50 T 0.初始时刻K 1 和 K 2 都处在关闭状态.然后系统依次经历如下与外界无热量交换的热力学过程：（1）打开 K 1，让 V A 中的气体自由膨胀到中段真空 V B 中；等待气体达到平衡态时，缓慢推动活塞 H 压缩气体，使得 A 室体积减小了 30%（AV ' = 0.70 V 0）.求压缩过程前后，该部分气体的平衡态温度及压强；（2）保持 K 1 开放，打开 K 2，让容器中的两种气体自由混合后共同达到平衡态. 求此时混合气体的温度和压强；（3）保持 K 1 和 K 2 同时处在开放状态，缓慢拉动活塞 H ，使得 A 室体积恢复到初始体积 AV ''=V 0. 求此时混合气体的温度和压强.提示：上述所有过程中，气体均可视为理想气体，计算结果可含数值的指数式或分式；根据热力学第二定律，当一种理想气体构成的热力学系统从初态（p i ，T i ，V i ）经过一个绝热可 逆过程（准静态绝热过程）到达终态（p f ，T f ，V f ）时，其状态参数满足方程：?111()ln()ln()0f f if V i i T T S C R T T νν∆=+= (Ⅰ)其中，ν1 为该气体的摩尔数，C V1 为它的定容摩尔热容量，R 为普适气体常量. 当热力学系统由两种理想气体组成，则方程（I ）需修改为12()()0if if S S ∆+∆= (Ⅱ)四、（20 分）光纤光栅是一种介质折射率周期性变化的光学器件. 设一光纤光栅的纤芯基体材料折射率为 n 1 =1.51；在光纤中周期性地改变纤芯材料的折射率，其改变了的部分的材料 折射率为 n 2 = 1.55；折射率分别为 n 2 和 n 1、厚度分别为 d 2 和 d 1 的介质层相间排布，总层数为 N ，其纵向剖面图如图 (a) 所示. 在该器件设计过程中，一般只考虑每层界面的单次反射，忽略光在介质传播过程中的吸收损耗. 假设入射光在真空中的波长为λ=1.06μm ，当反射光相干叠加加强时，则每层的厚度 d 1 和 d 2 最小应分别为多少？若要求器件反射率达到 8%，则总层数 N 至少为多少？提示：如图(b)所示，当光从折射率 n 1介质垂直入射到 n 2 介质时，界面上产生反射和透射，有：1212n n n n -=+反射光电场强度入射光电场强度,1122n n n =+透射光电场强度入射光电场强度,2=反射光电场强度反射率入射光电场强度, 五、（20 分）中性粒子分析器（Neutral-ParticleAnalyser ）是核聚变研究中测量快离子温度及其能量分布的重要设备.其基本原理如图所示，通过对高能量（200eV~30KeV ）中性原子（它们容易穿透探测区中的电磁区域）的能量和动量的测量，可诊断曾与这些中性原子充分 碰撞过的粒子的性质. 为了测量中性原子的 能量分布，首先让中性原子电离然后让离子束以 θ 角入射到间距为 d 、电压为 V 的平行板电极组成的区域，经电场偏转后离开电场区域，在保证所测量离子不碰到上极板的前提下，通过测量入射孔 A和 出射孔 B 间平行于极板方 向 的距 离 l 来 决定 离 子的能量.设 A 与下极板的距离为 h 1，B 与下极板的距离为 h 2，已知离子所带电荷为 q .（1）推导离子能量 E 与 l 的关系，并给出离子在极板内垂直于极板方向的最大飞行距离.（2）被测离子束一般具有发散角Δα（Δα<<θ）.为了提高测量的精度，要求具有相同能量 E ，但入射方向在Δα范围内变化的离子在同一小孔 B 处射出，求 h 2 的表达式；并给出此时能量E 与 l 的关系.（3）为了提高离子能量的分辨率，要求具有量程上限能量的离子刚好落在设备允许的 l 的最大值 l max 处，同时为了减小设备的体积，在满足测量要求的基础上，要求极板间距 d 尽可 能小，利用上述第（2）问的结果，求 d 的表达式；若θ = 30°，结果如何？（4）为了区分这些离子的质量，请设计后续装置，给出相应的原理图和离子质量表达式.六、（20 分）超导体的一个重要应用是绕制强磁场磁体，其使用的超导线材属于第二类超导体.如果将这类超导体置于磁感应强度为 a B 的外磁场中，其磁力线将以磁通量子（或称为磁通漩涡线）的形式穿透超导体，从而在超导体中形成正三角形的磁通格子，如图 1 所示. 所谓的磁通量子，如图 2 所示，其中心是半径为ξ的正常态（电阻不为零）区域，而其周围处于超导态（电阻为零），存在超导电流，所携带的磁通量为150 2.07102h Wb e φ-==⨯（磁通量的最小单位）（1）若2510T a B -=⨯，求此时磁通涡旋线之间距离 a .（2）随着 a B 的增大，磁通漩涡线密度不断增加，当 a B 达到某一临界值 B c2 时，整块超导体 都变为正常态, 假设磁通漩涡线芯的半径为ξ = 5×10-9 m ，求所对应的临界磁场 B c2；（3）对于理想的第二类超导体，当有电流 I 通过超导带材时，在安培力的驱动下，磁通漩涡线将会粘滞流动，在超导带内产生电阻（也称为磁通流阻），从而产生焦耳损耗，不利于超导磁体的运行. 磁通漩涡线稳定粘滞流动的速度 v 与单位体积磁通漩涡线所受到的驱动力f A 和a B 的关系为0aA B f v ηφ=, 其中η为比例系数. 外加磁场、电流方向，以及超导带材的尺寸如图 3 所示, 请指出磁通漩涡线流动的方向，并求出磁通漩涡线流动所产生的电阻率（用a B ，Φ0，η，超导体尺寸 b ，c ，d ）表示；（4）要使超导材料真正实用化，消除这种磁通流阻成了技术的关键，请给出你的解决方案.七、（20 分）如图，两个质量均为 m 的小球 A 和 B （均可视为质点）固定在中心位于C 、长为 2l 的刚性轻质细杆的两端，构成一质点系. 在竖直面内建立Oxy 坐标，Ox 方向沿水平向右，Oy 方向竖直向上. 初始时质点系中心 C 位于原点 O ，并以初速度 v 0 竖直上抛，上抛过程中，A 、C 、B 三点连线始终水平. 风速大小恒定为 u 、方向沿 x 轴正向，小球在运动中所受空气阻力 f 的大小与相对于空气运动速度v 的大小成正比，方向相反，即f kv =-, k 为正的常量.当C 点升至最高点时，恰好有一沿y 轴正向运动、质量为 m 1、速度大小为 u 1 的小石块（视为质点）与小球 A 发生竖直方向的碰撞，设碰撞是完全弹性的，时间极短. 此后 C 点回落到上抛开始时的同一水平高度，此时它在 Ox 方向上的位置记为 s ，将从上抛到落回的整个过程所用时间记为 T ，质点系旋转的圈数记为 n . 求质点系（1）转动的初始角速度ω0，以及回落到s 点时角速度ωs 与n 的关系；（2）从开始上抛到落回到s点为止的过程中，空气阻力做的功W f与n、s、T的关系. 八、（20 分）太阳是我们赖以生存的恒星. 它的主要成分是氢元素，在自身引力的作用下收缩而导致升温，当温度高到一定程度时，中性原子将电离成质子和电子组成的等离子体，并在其核心区域达到约1.05×107 K 的高温和 1.6×105kg/m3以上的高密度，产生热核聚变而放出巨大能量，从而抗衡自身的引力收缩达到平衡，而成为恒星.太阳内部主要核反应过程为1H+1H→D+e++ν（I）eD+1H→3He+x （II）3He+3He→4He+1H+1H （III）其中第一个反应的概率由弱相互作用主导，概率很低这恰好可以使得能量缓慢释放. 反应产物正电子e+会与电子e－湮灭为γ射线，即e++e－→γ+γ（IV）已知：质子（1H）、氘（D）、氦-3（3He）和电子的质量分别为938.27、1875.61、2808.38、3727.36 和0.51（MeV/c2)（误差为0.01 MeV/c2），c为真空中的光速，中微子νe的质量小于3eV/c2. 普朗克常量h = 6.626×10-34J·s，c =3.0×108 m/s，玻尔兹曼常量k=1.381×10-23J/K.电子电量e = 1.602×10-19 C.（1）试用理想气体模型估算处于热平衡状态的各种粒子的平均动能及太阳核心区的压强（请分别用eV 和atm 为单位）；（2）反应式（II）中的x 是什么粒子（α、β、γ、p和n之一）？请计算该粒子的动能和动量的大小，是否可以找到一个参照系，使得x 粒子的动能为零？（3）给出反应式（I）中各反应产物的动能的范围；第一题第二题仅供个人参考第三题第四题第五题第六题第七题第八题仅供个人参考仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。
第31届全国中学生物理竞赛决赛训练题第03套-答案
答案： Q
CRI 0 2 r 2 。 2(r R)
题五 将两根长度为 l=1m 的细金属线挂在不导电的天花板上，距离 d=10cm，挂着 两个相同的钢球，半径 r=5mm，质量 m=4g，如图 10 所示。一开始，球不带电 且静止。重力加速度 g=9.8m/s2，介电常数 ε=8.85× 10-12F/m。 ⑴求小球小幅自由振动的周期 T； ⑵在两根金属线的顶端施加内阻很高（ R 101，U 的最小值 Umin 等于多少？ ⑶当 U=U0=1.0×106V 时，求使得两个小球之间的电势差达到 Umin 时所需要 的时间 t0。
左 答案： l0 60 cm，Δ l1 4 cm，Δ l2 7.5 cm。
右
题二 在开尔文男爵的档案中找到了用未知量 ν 的氮气进行循环过程的图。 在(C,T) 坐标图中，C 为气体的热容量，T 为温度，循环过程由四条线段 abefcbeda 组成， 如图 9 所示。不幸的是，图中的原点看不见了。图旁的解释说明 Cd=1.000J/K， Ca=0.715J/K，且 Tc Tb 2(Tb Ta ) 200 K，
答案： ⑴T=2.0s；⑵ U min 64.6 kV；⑶t0=18s。
题六 两个质点的质量分别为 m 和 M，带相等的正电 q，距离为 l，位于均匀电场 E 内，方向从 m 指向 M，如图所示。 （1） 两个质点的初速度均为 0。求它们在后续运动中距离的最大值。假设 质点一直沿直线运动。 （2） 初态左边质点速度 v0 垂直于两者连线向上。 M 2m ， mv0 2
Kq 2 ， l
Kq ，电场始终从 m 指向 M ，不考虑电磁感应。求它们在后续 4l 2 运动中距离的最大值。 E
题七
我们在斯涅尔的档案里发现了一张光学系统图，其中含有透镜、点光源 S0 和它的像 S1。随着时间的经过，墨水褪色了，图中只能看到透镜的主光轴、点光 源 S0、像 S1 和一个焦点 F，如图所示。测量得到 S0 S1 l ， S0 F d 。 （1） 求出所有可能的透镜光心可能位置 （2） 不是考题：请用圆规和没有刻度的直尺还原透镜可能的位置。
上海市初中物理竞赛“大同杯”历年真题分类汇编：专题02 运动和力(学生版+解析版)
大同杯初中物理竞赛题分类汇编：专题02 运动和力1.木块静止在水平桌面上，关于桌面对木块的弹力跟木块受到的重力之间关系的说法中，错误的是( )(A)一对作用力和反作用力(B)一对平衡力(C)一对大小相等、方向相反的力(D)作用在同一物体上的力2.形状一样、质量相等的A，B两个契形物块放置在水平桌面上。
质量均为m的两个物块分别沿A，B的斜面下滑，其中，A斜面粗糙且斜面上的物体恰好匀速下滑，而B斜面光滑。
两物体下滑时A，B都始终保持静止。
该过程中，A，B对地面的正压力分别为N A、N B，A、B对地面的摩擦力分别为f A、f B，则下列判断正确的是( )(A)N A>N B; f A>f B=0(B)N A>N B; f B>f A=0(C)N B>N A; f B>f A=0(D)N B>N A; f B=f A=03.如图所示，长度为2L的铁链挂在宽度为L的桌面上，桌面与铁链之间的摩擦因数为1/3，为保证铁链静止在桌面上，铁链左端距离桌面的最短距离为( )(A)L/3 (B)L/4(C)L/5(D)L/64. 公共汽车站每隔t0开出一辆汽车，汽车始终沿直线运动，汽车的速度时间图线如图所示，则汽车出站后，与前方相邻汽车之间的距离( )(A)先减小，后保持不变(B)先增大，后保持不变(C)先减小，后增大，最后保持不变(D)先增大，后减小，最后保持不变5．如图所示，河两岸平行，河内水速保持v不变，在河的南岸P处同时开出甲、乙两艘小船，小船相对水的速度均为u，船头分别指向对岸下游的A、B两点，两船分别到达对岸B, C两点处，则( )(A)AB<BC(B)AB>BC(C) AB=BC(D)由于不知道v、u之间的大小关系，无法判断AB与BC的大小关系6. 轮胎是汽车的重要组成部分，仔细观察轮胎我们会发现轮胎上布满了纵向和横向的花纹，这些花纹的主要作用是( )(A)增大承重能力(B)加快排水速度(C)增大地面摩擦(D)加快热量传递7. 如图所示，半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，紧靠其右侧有竖直挡板S，在P和S之间放有一个质量均匀的光滑小圆柱体Q，整个装置处于静止状态。
上海市初中物理竞赛“大同杯”历年真题分类汇编：专题03 压力和压强(学生版+解析版)
大同杯初中物理竞赛题分类汇编：专题03 压力和压强1.如图所示，甲、乙两个完全相同的直角三棱劈放置在水平桌面上。
三棱劈的密度均匀且底面为矩形，若分别沿两物体图中虚线将右上侧切掉Δm 甲和Δm 乙，且Δm 甲<Δm 乙，则剩余部分对桌面的压强P 甲和P 乙的大小关系为( )(A)P 甲>P 乙 (B)P 甲<P 乙(C)P 甲=P 乙 (D)都有可能2. 如图所示，粗细均匀的玻璃管A 和B 由一橡皮管连接，一定质量的空气被水银柱封闭在A 管内，初始时两管水银面一样高，B 管上方与大气相通。
若固定A 管，将B 管沿竖直方向缓慢上移一小段距离H ，A 管内的水银面相应升高h ，则以下判断正确的是( )(A)h=H(B)h<H/2(C)h=H/2(D)H/2<h<H3. 如图所示，水平桌面上放置—底面积为S 2的轻质圆柱形容器，容器足够深。
在容器中放入底面积为S 1、质量为m 的圆柱形木块。
在容器中缓慢加入水，当木块对容器底部的压力恰好为零时，容器对桌面的压力大小为( ) (A)m g s s 12 (B)m g s s s 112- (C)m g s s s 121- (D)m g s s s 122-4. （多选）如图所示，小试管倒插在广口瓶内的水银中，此时试管恰好浮于水银面。
现由于天气变化的原因，大气压强稍增大，其它条件不变，则( )(A)试管略微下沉(B)试管内封闭气体的体积变大(C)试管内外的水银面高度差变大(D)试管内封闭气体的压强变大5. 一根两端开口的细玻璃管竖直插入水银槽内。
再注入高度为h 1的某种液柱，结果使管内水银面下降了h 2。
如果水银密度为ρ0，则该液体密度为( )(A)ρ0(h 1＋h 2) (B)ρ0h 2/h l (C) ρ0h 1/h 2 (D) ρ0(h 1－h 2)6. 如图所示，在两个底面积不同的圆柱形容器A 和B(S A ＞S B )内分别盛有甲、乙两种液体，甲的液面低于乙的液面，此时两液体对各自容器底部的压强恰好相等。
上海初中物理竞赛运动板块(3)运动基础
上海初中物理竞赛汇编：运动基础一、单项选择题1、（2018年上海大同杯初赛）在大楼电梯的箱顶上用绳悬挂一个物体，电梯静止时剪断悬绳，物体下落至电梯底板所需时间为t1，电梯在匀速下降过程中剪断悬绳，物体下落至电梯底板所需时间为t2，电梯在匀速上升过程中剪断悬绳，物体下落至电梯底板所需时间为t3，则（）A．t2>t1>t3B．t1=t2=t3C．t3>t1>t2D．t1>t2>t32、（2015年上海大同杯复赛）小轩乘飞机时发现了电视屏幕上显示飞机有两个不同的速度，如图(a)、(b)所示，经过判断她得出了结论，请教了乘务员后得知自己判断是正确的．她的判断是（）A．图(a)显示的是飞机相对地球球心的速度，图(b)显示的是飞机相对下方地面的速度B．图(a)显示的是飞机相对空气的速度，图(b)显示的是飞机相对下方地面的速度C．图(a)显示的是飞机相对下方地面的速度，图(b)显示的是飞机相对地球球心的速度D．图(a)显示的是飞机相对下方地面的速度，图(b)显示的是飞机相对空气的速度3、（2011年上海大同杯复赛）月球是地球的卫星，在地球上我们总是只能看到月球的一面，是因为月球绕地球公转的周期与自转的周期相等，请问登上月球的航天员在月球上看地球，将看到地球（）A．既有绕月球的转动，又有自转B．只有绕月球的转动，没有自转C．只有自转，没有绕月球的转动D．既没有绕月球的转动，也没有自转4、（2011年上海大同杯初赛）甲、乙两人并排骑自行车前进，甲看到乙是静止的，甲选取的参照物是（）A．甲B．地面C．迎面驶来的另一辆车D．道路两旁的树木5、（2010年上海大同杯初赛）下列数据中最接近实际情况的是（）A．人正常步行的平均速度为10米/秒B．光在真空中的传播速度为340米/秒C．无线电波在空气中的传播速度约为3×108米/秒D．“神舟七号”飞船进入太空轨道时的速度约为3×108米/秒6、（2009年上海大同杯复赛）如图所示，弹性小球撞击地面前的速度方向与水平地面的夹角为α，撞击后离开地面时的速度方向与水平地面的夹角为β，则下列说法中正确的是（）A．无论地面光滑与否，总有β=αB．无论地面光滑与否，总有β＜αC．地面的粗糙程度越大，β越小D．地面的粗糙程度越大，β越大7、（2008年上海大同杯初赛）宋代诗人陈与义有诗“枫花两岸照船红，百里榆堤半日风．卧看满天云不动，不知云与我俱东”．诗中描述“我”运动时选取的参照物是（）A．风B．船C．云D．岸8、（2008年上海大同杯复赛）在大楼电梯的箱顶上用绳悬挂一个物体，电梯静止时剪断悬绳，物体下落至电梯底板所需时间为t1，电梯在匀速下降过程中，剪断悬绳，物体下落至电梯底板所需时间为t2，则（）A．t1大于t2B．t1小于t2C．t1等于t2D．无法判断9、（2002年上海大同杯初赛）下列四种情况中，速度大小最接近20m/s的是（）A．员工上下班骑自行车的速度B．内环线高架快车道的限速C．沪宁高速公路快车道的限速D．磁悬浮列车正常行驶的速度10、（2001年上海大同杯初赛）甲、乙两人分别在并列的两个升降机中，各自以自己为参照物，甲看见乙在上升，楼房也在上升，乙看见楼房在上升．如果以地面为参照物，则他们各自运动的状态是（）A．甲在上升，乙在下降B．甲、乙都在下降，但乙比甲快C．甲、乙都在下降，但甲比乙快D．以上三种情况都不对11、（2000年上海大同杯复赛）A、B两辆车以相同速度v0同方向作匀速直线运动，A车在前，B车在后．在两车上有甲、乙两人分别用皮球瞄准对方，同时以相对自身为2v0的初速度水平射出，如不考虑皮球的竖直下落及空气阻力，则（）A．甲先被击中B．乙先被击中C．两人同时被击中D．皮球可以击中乙而不能击中甲12、（1999年初赛＆2000年上海大同杯复赛）如图所示，静止的传送带上有一木块A正在匀速下滑，当传送带突然向上开动时，木块滑到底部所需的时间t与传送带静止不动时所需时间t0相比（）A．t=t0B．t＞t0C．t＜t0D．无法判断13、（1997年上海大同杯复赛）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14、（1997年上海大同杯初赛）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15、（1996年上海大同杯复赛）敦煌曲子词中有这样的词句：“满眼风波多闪灼，看山恰似走来迎，仔细看山山不动，是船行”．其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参照物分别是（）A．船和山B．山和船C．地面和山D．河岸和流水参考答案1、B；2、D；3、C；4、A；5、C；6、D；7、D；8、C；9、B；10、C；11、C；12、A；13、C；14、B；15、A。
上海市历年初中物理竞赛试题汇编：专题05 平均速度问题(附答案)
近年上海市初中物理竞赛试题汇编：平均速度问题一、单项选择题1、（2018年上海大同杯初赛）用高速频闪照相机拍摄正在做直线运动的甲、乙两个小球，得到一张频闪照片，如图所示。
若照相机每次曝光的时间间隔相等，比较甲、乙两小球通过AB过程中的平均速度，（）A．v甲>v乙B．v甲<v乙C．v甲=v乙D．无法判断2、（2011年上海大同杯复赛）如图所示，甲、乙两小球沿光滑轨道ABCD运动，在水平轨道AB上运动时，两小球的速度均为5米/秒，相距10米，水平轨道AB和水平轨道CD的高度差为1.2米，水平段与斜坡段间均有光滑小圆弧连接，且两小球在运动中始终未脱离轨道，两小球在轨道BC上的平均速度均为6米/秒，在CD上的速度均为7米/秒，则（）A．两小球在水平轨道CD上运动时仍相距10米B．两小球在水平轨道CD上运动时距离小于10米C．两小球到达图示位置P点的时间差为2秒D．两小球到达图示位置P点的时间差为1.4秒3、（2011年上海大同杯初赛）小轿车匀速行驶在公路上，坐在副驾驶位置的小青观察到轿车速度盘的指针始终在100千米/小时位置处，在超越相邻车道上同向匀速行驶的另一辆普通轿车的过程中，小青发现该轿车通过自己的时间恰好为1秒，则该轿车的车速范围为（）A．15～20米/秒B．20～25米/秒C．25～30米/秒D．30～35米/秒4、（2008年上海大同杯初赛）如图所示为高速摄影机拍摄到的子弹穿过苹果瞬间的照片．该照片经过放大后分析出，在曝光时间内，子弹影像前后错开的距离约为子弹长度的1%～2%．已知子弹飞行速度约为500米/秒，因此可估算出这幅照片的曝光时间最接近（）A．10﹣3秒B．10﹣6秒C．10﹣9秒D．10﹣12秒5、（2004年上海大同杯复赛）如图所示，甲，乙，丙为三个光滑线型轨道，带孔的光滑小球套在光滑轨道上，并沿轨道的顶端滑动．轨道的高度和总长度相同．将小球从轨道的顶端由静止开始释放，经过时间t滑到轨道的底端，则关于时间t的大小，下列说法中正确的是（）A．甲图中小球所用时间最少B．乙图中小球所用时间最少C．丙图中小球所用时间最少D．甲，乙，丙三个图中小球所用的时间相同6、（2003年上海大同杯初赛）由甲地开往乙地的火车分“特快、直快、普快”三种形式，假设列车在任意两个车站之间运行时平均速度始终保持不变，其中直达“特快”列车（即当中一站不停）共耗时8小时，同样在两地间运行的“直快”列车由于要停靠3个大型车站和4个中型车站，将耗时9小时02分，已知列车停靠大型车站的时间比中型车站多2分钟，比小型车站多5分钟，那么在途中比“直快”还要多停靠2个中型车站和7个小型车站的“普快”列车在甲乙两地间的运行时间为（）A．9小时43分B．9小时53分C．10小时13分D．10小时23分7、（2000年上海大同杯初赛）某人上午8：00从起点出发，途经三个不同的路段，先是上坡路，然后是较平直的路，最后是一段下坡路，三路段的长度均相同，在三个路段上的平均行驶速度之比为1∶2∶3，此人中午12：00正好到达终点．则上午10：00时他行进在（）A．上坡路段B．平直路段C．下坡路段D．无法判断8、（1997年上海大同杯初赛）把带有滴墨水装置的小车放在水平桌面上的纸带上，小车每隔相等时间滴一滴墨水．当小车向左作直线运动时，在纸带上留下了一系列滴，其分布如图所示．设小车滴墨水时间间隔为t，那么小车从图中第一滴墨水至最后一滴墨水运动过程中，下列说法中正确的是（）A．小车的速度逐渐增大B．小车运动的时间是7tC．小车前一半时间内的平均速度较全程的平均速度大D．小车在任一时间间隔t内的平均速度都比全程的平均速度小。
第31届 全国中学生物理竞赛复赛试卷及参考答案 WORD精美可编辑
第30届全国中学生物理竞赛复赛考试试题一、（15分）一半径为R 、内侧光滑的半球面固定在地面上，开口水平且朝上. 一小滑块在半球面内侧最高点处获得沿球面的水平速度，其大小为0v (00≠v ). 求滑块在整个运动过程中可能达到的最大速率. 重力加速度大小为g .二、（20分）一长为2l 的轻质刚性细杆位于水平的光滑桌面上，杆的两端分别固定一质量为m 的小物块D 和一质量为m α（α为常数）的小物块B ，杆可绕通过小物块B 所在端的竖直固定转轴无摩擦地转动. 一质量为m 的小环C 套在细杆上（C 与杆密接），可沿杆滑动，环C 与杆之间的摩擦可忽略. 一轻质弹簧原长为l ，劲度系数为k ，两端分别与小环C 和物块B 相连. 一质量为m 的小滑块A 在桌面上以垂直于杆的速度飞向物块D ，并与之发生完全弹性正碰，碰撞时间极短. 碰撞 时滑块C 恰好静止在距轴为r （r >l ）处.1. 若碰前滑块A 的速度为0v ，求碰撞过程中轴受到的作用力的冲量；2. 若碰后物块D 、C 和杆刚好做匀速转动，求碰前滑块A 的速度0v 应满足的条件.三、（25分）一质量为m 、长为L 的匀质细杆，可绕过其一端的光滑水平轴O 在竖直平面内自由转动. 杆在水平状态由静止开始下摆，1. 令mLλ=表示细杆质量线密度. 当杆以角速度ω绕过其一端的光滑水平轴O 在竖直平面内转动时，其转动动能可表示为k E k L αβγλω=式中，k 为待定的没有单位的纯常数. 已知在同一单位制下，两物理量当且仅当其数值和单位都相等时才相等. 由此求出α、β和γ的值.2. 已知系统的动能等于系统的质量全部集中在质心时随质心一起运动的动能和系统在质心系（随质心平动的参考系）中的动能之和，求常数k 的值.3. 试求当杆摆至与水平方向成θ角时在杆上距O 点为r 处的横截面两侧部分的相互作用力. 重力加速度大小为g . 提示：如果)(t X 是t 的函数，而))((t X Y 是)(t X 的函数，则))((t X Y 对t 的导数为d (())d d d d d Y X t Y X t X t =例如，函数cos ()t θ对自变量t 的导数为dcos ()dcos d d d d t t tθθθθ=四、（20分）图中所示的静电机由一个半径为R 、与环境绝缘的开口（朝上）金属球壳形的容器和一个带电液滴产生器G 组成. 质量为m 、带电量为q 的球形液滴从G 缓慢地自由掉下（所谓缓慢，意指在G 和容器口之间总是只有一滴液滴）. 液滴开始下落时相对于地面的高度为h . 设液滴很小，容器足够大，容器在达到最高电势之前进入容器的液体尚未充满容器. 忽略G 的电荷对正在下落的液滴的影响.重力加速度大小为g . 若容器初始电势为零，求容器可达到的最高电势max V .五、（25分）平行板电容器两极板分别位于2dz =±的平面内，电容器起初未被充电. 整个装置处于均匀磁场中，磁感应强度大小为B ，方向沿x 轴负方向，如图所示.1. 在电容器参考系S 中只存在磁场；而在以沿y 轴正方向的恒定速度(0,,0)v （这里(0,,0)v 表示为沿x 、y 、z 轴正方向的速度分量分别为0、v 、0，以下类似）相对于电容器运动的参考系S '中，可能既有电场(,,)xy z E E E '''又有磁场(,,)x y z B B B '''. 试在非相对论情形下，从伽利略速度变换，求出在参考系S '中电场(,,)xy z E E E '''和磁场(,,)x y z B B B '''的表达式. 已知电荷量和作用在物体上的合力在伽利略变换下不变.2. 现在让介电常数为ε的电中性液体（绝缘体）在平行板电容器两极板之间匀速流动，流速大小为v ，方向沿y 轴正方向. 在相对液体静止的参考系（即相对于电容器运动的参考系）S '中，由于液体处在第1问所述的电场(,,)x y z E E E '''中，其正负电荷会因电场力作用而发生相对移动（即所谓极化效应），使得液体中出现附加的静电感应电场，因而液体中总电场强度不再是(,,)x y z E E E '''，而是(,,)x y zE E E εε'''，这里0ε是真空的介电常数. 这将导致在电容器参考系S 中电场不再为零. 试求电容器参考系S 中电场的强度以及电容器上、下极板之间的电势差. （结果用0ε、ε、v 、B 或（和）d 表出. ）六、（15分）温度开关用厚度均为0.20 mm 的钢片和青铜片作感温元件；在温度为20C ︒时，将它们紧贴，两端焊接在一起，成为等长的平直双金属片. 若钢和青铜的线膨胀系数分别为51.010-⨯/度和52.010-⨯/度. 当温度升高到120C ︒时，双金属片将自动弯成圆弧形，如图所示. 试求双金属片弯曲的曲率半径. (忽略加热时金属片厚度的变化. )七、（20分）一斜劈形透明介质劈尖，尖角为θ，高为h . 今以尖角顶点为坐标原点，建立坐标系如图(a)所示；劈尖斜面实际上是由一系列微小台阶组成的，在图(a)中看来，每一个小台阶的前侧面与xz 平面平行，上表面与yz 平面平行. 劈尖介质的折射率n 随x 而变化，()1n x bx =+，其中常数0b >.一束波长为λ的单色平行光沿x 轴正方向照射劈尖；劈尖后放置一薄凸透镜，在劈尖与薄凸透镜之间放一档板，在档板上刻有一系列与z 方向平行、沿y 方向排列的透光狭缝，如图(b)所示. 入射光的波面（即与平行入射光线垂直的平面）、劈尖底面、档板平面都与x 轴垂直，透镜主光轴为x 轴. 要求通过各狭缝的透射光彼此在透镜焦点处得到加强而形成亮纹. 已知第一条狭缝位于y =0处；物和像之间各光线的光程相等. 1. 求其余各狭缝的y 坐标；2. 试说明各狭缝彼此等距排列能否仍然满足上述要求.八、（20分）光子被电子散射时，如果初态电子具有足够的动能，以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子，则该散射被称为逆康普顿散射. 当低能光子与高能电子发生对头碰撞时，就会出现逆康普顿散射. 已知电子静止质量为e m ，真空中的光速为 c . 若能量为e E 的电子与能量为E γ的光子相向对碰，1. 求散射后光子的能量；2. 求逆康普顿散射能够发生的条件；3. 如果入射光子能量为2.00 eV ，电子能量为 1.00´109 eV ，求散射后光子的能量. 已知m e =0.511´106 eV /c 2. 计算中有必要时可利用近似：如果1x <<»1-12x .第30届全国中学生物理竞赛复赛考试试题评分标准1、参考解答：以滑块和地球为系统，它在整个运动过程中机械能守恒. 滑块沿半球面内侧运动时，可将其速度v 分解成纬线切向 (水平方向)分量ϕv 及经线切向分量θv . 设滑块质量为m ，在某中间状态时，滑块位于半球面内侧P 处，P 和球心O 的连线与水平方向的夹角为θ. 由机械能守恒得2220111sin 222m mgR m m ϕθθ=-++v v v (1) 这里已取球心O 处为重力势能零点. 以过O 的竖直线为轴. 球面对滑块的支持力通过该轴，力矩为零；重力相对于该轴的力矩也为零. 所以在整个运动过程中，滑块相对于轴的角动量守恒，故0cos m R m R ϕθ=v v .(2)由 (1) 式，最大速率应与θ的最大值相对应max max ()θ=v v .(3)而由 (2) 式，q 不可能达到π2. 由(1)和(2)式，q 的最大值应与0θ=v 相对应，即max ()0θθ=v . [(4)式也可用下述方法得到：由 (1)、(2) 式得22202sin tan 0gR θθθ-=≥v v .若sin 0θ≠，由上式得22sin 2cos gRθθ≤v .实际上，sin =0θ也满足上式。
初中物理竞赛及自主招生专题讲义第一讲物体的运动第五节小船过河问题初探含解析
第五节小船过河问题初探一、船速与船相对于水的速度小船过河问题,涉及三个速度:河水的流速v水、船相对于水的速度v船、船相对地面的速度v，现对三个速度理解如下：（1）船在静止的河水中,如果船关闭发动机或者人不划桨,则船没有动力,船将静止在水中，相对于水静止,对地也静止。
(2)船在流动的河水中,如果船关闭发动机或者人不划桨,则船没有动力，船将顺水漂流,相对于水静止，对地速度等于水速。
(3）船在流动的河水中，如果船开动发动机或者人划桨，则船将相对于水运动，船对地速度v与水速v 水、船相对于水的速度v船的关系如图3。
83所示。
其中，船相对于水的速度v船也就是船在静水中的速度,只与船本身有关，v船的方向总是沿着船头所指的方向。
例1 如图3.84所示，河两岸相互平行,水流速度恒定不变,船行驶时相对水的速度大小始终不变。
一开始船从岸边A点出发,船身始终垂直河岸，船恰好沿AB航线到达对岸B点耗时为1t，AB与河岸的夹角为60 。
调整船速方向，从B点出发沿直线BA返航回到A点耗时2t，则12:t t为( ）。
A ．1：1B ．1：2C ．1：3D ．1：4分析与解 由A 点出发时，船身始终垂直河岸，即船相对水的速度v 船垂直于河岸，船相对地面的速度1v 沿着AB 方向，画出v 水,v 船，1v 所围成的三角形如图3.85所示，可知v=船水，12v v =水,则112AB ABs s t v v ==水.当船由B 点返回时，其对地速度2v 沿着BA 方向，v 水，v 船，2v 围成的三角形如图3.85所示，因为v 水与2v 夹角为120︒，且v=船水，可知这一个等腰三角形，即2v v =水，因此22AB ABs s t v v ==水，可得12:1:2t t=，本题正确选项为B.实际上，我们也可以将船在静水中的速度v 船沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解.如图3.86所示,设船与河岸夹角为θ，v 水为水流速度，则cos v v θ-船水为船实际上沿水流方向的运动速度，sin v θ船为船垂直于河岸方向的运动速度.二、小船过河的两个典型问题 1．过河时间最短问题渡河时间只取决于在垂直河岸方向上的船速，即sin d t vθ=船，当90θ=︒时，渡河时间最短，mind tv =船,此时船头应正对着对岸前进,如图3。
第31届上海物理(大同杯)竞赛试题及详解解答.docx
精品文档上海市第三十一届初中物理竞赛 ( 大同中学杯 )初赛试卷( 兼区县物理竞赛试卷)2017年2月26日 上午 9：00-10 ： 30说明：1、本试卷共分两部分，第一部分为单项选择题，每题3分，共 30题，计 90分：第二部分为多项选择题，每题 5 分，全对得 5分，部分选对得 2分，选错或不选得 0分，共 12题，计60分。
全卷满分 150分。
2、考试时间为 90分钟。
3、考生使用答题纸 ( 卡 ) ，把每题的正确选项填在答题纸( 卡 ) 相应位置。
允许使用计算( 卡) 一并交给监考人员。
第一部分：单项选择题1．最先通过科学实验发现电流磁效应的物理学家是 ()(A) 法拉第(B) 安培(C) 库仑(D) 奥斯特解： 法拉第发现了电磁感应现象 , 故 A 错误；安培建立了安培定则，用于判断通电螺线管的 磁极，故 B 错误；库仑发现了电荷间的相互作用，即库仑定律，故 C 错误；奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家，故 D 正确。
故选 D 。
2．夏天，把棒冰拿在手里，剥去纸后，棒冰周围冒出的 “白气 ”主要是 ( )(A) 空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水珠 (B) 棒冰中的水蒸发后形成的水蒸气(C) 棒冰中的冰升华为水蒸气，水蒸气再凝结成的雾(D) 人呼出的气体中的水蒸气，遇到低温棒冰而凝华成的小冰晶解：夏天从冰箱里取出的棒冰温度较低， 其周围空气中的水蒸气遇到冷的棒冰时会发生液化现象，变成小水滴形成白气。
故选A 。
3．如图所示，一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，此时小磁 针的 N 极向纸内偏转，这一束粒子可能是( ) (A) 向右飞行的正离子束 (B) 向左飞行的负离子束 (C) 向右飞行的电子束(D) 向左飞行的电子束解： 根据右手螺旋定则可知粒子形成的电流方向是向左的，再根 据电流的方向规定为正电荷的定向移动的方向，可知选项 C 是正确的。
故选 C 。
4．在如图所示的电路中， 电阻 R 和 R 并联，则三个电表中 ()12(A) 表 1、表 2是电流表，表3是电压表 (B) 表1、表 2是电压表，表3是电流表(C) 表1、表 2、表 3都是电流表 (D) 表 1、表 2、表 3都是电压表解： 理想的电压表相当于断路，电流表相当于导线。
XXXX31届大同杯上海物理竞赛试题及答案
XXXX31 届大同杯上海物理比赛试题及答案31大同杯上海物理比赛试题及答案(word版)一、选择题1、经过科学实验发现电流磁效应的第一位科学家是()A.法拉第b安培c库仑d奥斯特2。
在夏季，当你手里拿着冰棒，纸被剥掉时，冰棒四周发散的“白色气体”主假如(a)空气中的水蒸气凝固成小水珠(b)冰棒中的水蒸发后形成的水蒸气冰棒中的冰升华成水蒸气，水蒸气凝固成雾。
D.碰到低温冰棒时，人呼出气体中的水蒸气凝固形成的小冰晶3.如下图，一束粒子以水平方向在小磁针下飞翔。
这时，小磁针的N极偏转到纸上。
这组粒子可能是()正离子束向右飞翔，负离子束向左飞翔，电子束向右飞翔，d电子束向左飞翔4.在图中所示的电路中，假如电阻R1和R2并联，a、表1和表2是电流表，表3是电压表b，表1和表2是电压表，表3是电流表C.表1、2和3是电流表d，表1、2和3是电压表。
5.如下图，将一个带负电的物体放在本来不带电荷的验电器的小金属球邻近，而后用手触摸小金属球(人体是穿过地球的导体)，而后将手移开。
这时().金属球不带电荷，金属箔带负电荷 c.金属球带正电荷，金属箔带负电荷d.金属球带正电荷，金属箔带正电荷6、木头仍旧在水平桌面上，对于桌面上木头的弹力和木头受重力的关系，错的是()一对作使劲和反作使劲C.一对大小相等且方向相反的力作用在同一物体7上。
如下图，底部面积不一样的圆柱形容器a和b分别装有两种液体，容器底部的液体压力为p1af2b.f1nb；fA>fB=0b.NA>NB；fB>fA=0C°.NB>NA；fB>fA=0d.NB>NA；fA=fB=013.为了实现环保理念，太阳能路灯已经在很多领域投入使用。
太阳能路灯系统由太阳能电池组(包含支架)、LEd灯、控制箱(带控制器、蓄电池)和灯杆构成。
假如太阳能电池板的有效光照面积为 5m2，效率为20%；LEd灯头的额定电压为24V，额定功率为48W，某地区照明均匀有效辐射为800W/m2，均匀有效日照时间为5h。
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WORD格式整理上海市第三十一届初中物理竞赛( 大同中学杯 )初赛试卷( 兼区县物理竞赛试卷)2017年2月26日上午9：00-10：30说明：1、本试卷共分两部分，第一部分为单项选择题，每题3分，共 30题，计 90分：第二部分为多项选择题，每题5分，全对得 5 分，部分选对得2分，选错或不选得0分，共 12题，计 60分。
全卷满分 150分。
2、考试时间为90分钟。
3、考生使用答题纸( 卡 ) ，把每题的正确选项填在答题纸( 卡 ) 相应位置。
允许使用计算器，考试完毕后，请将试卷、答题纸( 卡 ) 一并交给监考人员。
4、常数 g=10N/kg 。
第一部分：单项选择题1．最先通过科学实验发现电流磁效应的物理学家是( )(A) 法拉第(B)安培(C)库仑(D)奥斯特解：法拉第发现了电磁感应现象, 故 A 错误；安培建立了安培定则，用于判断通电螺线管的磁极，故 B 错误；库仑发现了电荷间的相互作用，即库仑定律，故 C 错误；奥斯特发现了通电导体周围存在磁场，是第一个发现电流磁效应的科学家，故D正确。
故选D。
2．夏天，把棒冰拿在手里，剥去纸后，棒冰周围冒出的“白气”主要是( )(A)空气中的水蒸气遇冷凝结成的小水珠(B)棒冰中的水蒸发后形成的水蒸气(C)棒冰中的冰升华为水蒸气，水蒸气再凝结成的雾(D)人呼出的气体中的水蒸气，遇到低温棒冰而凝华成的小冰晶解：夏天从冰箱里取出的棒冰温度较低，其周围空气中的水蒸气遇到冷的棒冰时会发生液化现象，变成小水滴形成白气。
故选A。
3．如图所示，一束粒子沿水平方向飞过小磁针的下方，此时小磁针的 N极向纸内偏转，这一束粒子可能是 ( )(A) 向右飞行的正离子束(B) 向左飞行的负离子束(C) 向右飞行的电子束(D) 向左飞行的电子束解：根据右手螺旋定则可知粒子形成的电流方向是向左的，再根据电流的方向规定为正电荷的定向移动的方向，可知选项C是正确的。
故选C。
4．在如图所示的电路中，电阻R1和R2并联，则三个电表中( )(A)表 1、表 2是电流表，表 3是电压表(B)表 1、表 2是电压表，表 3是电流表(C)表 1、表 2、表 3都是电流表(D)表 1、表 2、表 3都是电压表解：理想的电压表相当于断路，电流表相当于导线。
如WORD 格式整理果要使 R1和 R2并联，则3所在的这根电路必须断开，1、2所在的电路必须导通。
所以电流表要接在 1、 2的位置，电压表要接在3的位置。
故选 A。
5．如图所示，把一个带负电的物体，靠近一个原来不带电的验电器的金属小球，然后用手去触摸金属小球 ( 人体是通大地的导体) ，再移开手，这时 ( )(A) 金属小球和金属箔都不带电(B)金属小球不带电，金属箔带负电(C) 金属小球带正电，金属箔带负电(D)金属小球带正电，金属箔不带电解：因为人体是通大地的导体，用手去触摸金属小球，在电荷的相互作用下，金属球中的部分自由电子被排斥到大地中，再移开手，金属小球带正电，金属箔不带电。
故选 D 。
6．木块静止在水平桌面上，关于桌面对木块的弹力跟木块受到的重力之间关系的说法中，错误的是 ( )(A) 一对作用力和反作用力(B) 一对平衡力(C) 一对大小相等、方向相反的力(D) 作用在同一物体上的力解：木块放在水平桌面上静止，桌面对木块的弹力即桌面对木块的枝支持力，桌面对木块的枝支持力和木块受到的重力都是木块受到的，两个力作用在同一个物体上，且大小相等、方向相反，它们是平衡力，不是相互作用力，故BCD正确， A 错误。
故选 A。
大小等于木块受的重力；木块对桌面的压力是桌面受到的，木块所受重力7．如图所示，底面积不同的柱状容器甲、乙分别盛有两种液体，液体对容器底部的压强P甲<P乙 . 若要使两容器中的液体对容器底部的压强相等，一定可行的方法是在 ( )(A)甲中抽取、乙中倒入相同高度的原有液体(B)乙中抽取、甲中倒入相同高度的原有液体(C)甲、乙中同时抽取相同高度的原有液体(D)甲、乙中同时倒入相同高度的原有液体解：由 P甲<P乙知，要使两容器底部收到的压强相等，必须增加甲的压强减小乙的压强，或者同时减小两者的压强但乙减小的多，或者同时增加两者的压强但乙增加的少。
所以BC选项均可以满足要求。
但是题目要求的是一定可行的方法，由于B 选项容器可能不够高，导致不一定可以满足要求。
故选C。
8．列车匀速进站，机车发出频率为f1的汽笛声，一站在站台上的旅客听到的汽笛声频率为f 2，则下列判断中正确的是( )(A) f 1< f 2(B) f1 = f2(C) f1 > f2(D) 无法判断解：多普勒效应中，观察者和发射源的频率关系为： f ′=(v+v 0) f / (v+v s )；f ′为观察到的频率； f 为发射源于该介质中的原始发射频率；v 为声波在该介质中的行进速度；v0为观察者移动速度，若接近发射源则前方运算符号为+号，反之则为﹣号；v S为发射源移动速度，若接近观察者则前方运算符号为﹣号，反之则为+号。
列车匀速进站，机车发出频率为 f 1的汽笛声，一站在站台上的旅客听到的汽笛声频率为 f 2，有： f 2=v f 1/ (v-v s),由此知f1<f2。
故选A。
9．电阻R1=1Ω，R2=1Ω，R3=3Ω，利用这三个电阻可能获得的不同阻值的个数最多为( ) (A)7(B)12(C)16(D)17解：分别用 1个， 2个， 3个电阻进行串并联、混联。
故选C。
10．如图所示，在柱状容器内放入一块长方体实心铜块，然后缓慢注入水，并且使铜块与容器底紧贴( 使水不进入铜块与容器底部之间接触处)，此时容器底部所承受的压力大小为F1，若略微抬起铜块，使水进入接触处，待铜块稳定后，容器底部所承受的压力大小为F2,则( )(A) F1 > F2(B) F1 < F2(C) F1 = F2(D) 无法判断解：由于容器是柱形的，所以容器底部受到的压力始终等于水与铜块的重力之和。
故选 C。
11．形状一样、质量相等的A， B两个契形物块放置在水平桌面上。
质量均为m的两个物块分别沿A，B的斜面下滑，其中，A斜面粗糙且斜面上的物体恰好匀速下滑，而B斜面光滑。
两物体下滑时A，B都始终保持静止。
该过程中，A，B对地面的正压力分别为N A、N B，A、B对地面的摩擦力分别为 f A、 f B，则下列判断正确的是( )(A)N A>N B; f A>f B=0(B)N A>N B; f B>f A=0(C)N B>N A; f B>f A=0(D)N B>N A; f B=f A=0解：因为 A在斜面上的物体匀速下滑，整体处于平衡状态，所以A对地面的压力等于A与小物体的重力之和，与地面间摩擦力为0；而B斜面是光滑的，所以小物体在斜面上加速下滑，失重，B对地面的压力小于B与小物体的重力之和，整体在水平方向有加速度分量，所以地面对B有摩擦力。
故选B。
12.灯泡 A铭牌上标有 "3V 0.2A" ，灯泡 B铭牌上标有“ 220V 40W" ，将这两个灯泡串联后接到220伏的电源上 ( )(A) 两个灯泡都发光(B) 两个灯泡都被烧坏(C) 灯泡 A短路，灯泡 B正常发光(D) 灯泡 A被烧坏，灯泡 B完好但不发光解：小灯泡的正常工作电流： I =0.2A ，电阻： R=U /I=15Ω，1111白炽灯的正常工作电流： I 2=P2/I 2=40W/220V ≈ 0.182A，电阻，2=(220V)2R=R+R=1225Ω，R=U /P/40W=1210Ω．两灯串联的总电阻：22212实际电流： I=U/I ≈ 0.18A ，可见两的灯的正常工作电流都大于电路的实际电流，所以，两灯都不会被烧坏，都要能发光，但都不能正常工作．所以 A 正确。
故选 A。
13.为实现环保理念，很多地区陆续投入使用太阳能路灯二太阳能路灯系统由太阳能电池组件( 包括支架 ) 、LED灯头、控制箱 ( 内有控制器、蓄电池 ) 和灯杆等构成 . 若太阳能电池板有效2光照面积为 5m，效率为 20% ； LED灯头的额定电压为24 V ，额定功率为48W。
某地区光照平2均有效辐射量800W/m，平均有效日照时间为5h；路灯每晚工作时间10h。
由于7个阴雨天导致太阳能电池板不能工作，为确保这几天夜晚的照明，同时尽可能使电池的容量较小，应选用的蓄电池为 ( )(A) 2 台 12V 150Ah (B) 4台12V 150Ah(C) 2 台 12V 80Ah (D) 1台12V 80Ah解： LED灯头的额定电压为24 V，额定功率为 48W，每晚工作时间10h，因此七天总共消耗能量W=Pt=48W×10h=480J，根据要达到额定电压，且提供的能量不小于 480J ，A选项最为合适。
故选 A。
14．在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水，将一半热水倒入冷水杯内，冷水杯内的温度升高 21℃，若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内，冷水杯内的水温会升高( )(A) 9 ℃(B)8 ℃(C)6 ℃(D)5 ℃解：设原来热水和冷水的温度分别为t h、t c，t 1— t c=21℃，当一半热水倒入冷水杯后：当再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内后：所以 t 2=t c+27℃；因此冷水再次升到的温度为 t 2- t 1=6℃,故选 C。
15．体积相等的甲、乙、丙、丁四个物块均漂浮在水面上，它们浮出水面的体积分别为20cm3、45cm3、65cm3、75cm3。
若将四个物块浮出水面的部分切除，待重新稳定后，四个物块再次浮出水面的体积分别为 V甲、 V乙、V丙、 V丁，且 V乙>V丙>V丁>V甲。
则四个物块各自原来的体积大小可能为( )(A) 80 cm 3(B)100 cm 3(C) 120 cm 3(D) 140 cm3解：设四个物体原来体积大小为V，物体浮出水面的体积和总体积之比是不变的。
由 V乙>V丙得：，解得 V<110 cm3由V>V得：，解得 >95 cm3故选 B。
丁甲16．如图所示，长度为2L的铁链挂在宽度为L的桌面上，桌面与铁链之间的摩擦因数为1/3 ，为保证铁链静止在桌面上，铁链左端距离桌面的最短距离为 ( )(A)L/3(B)L/4(C)L/5(D)L/6解：以桌面上的一段长铁链为研究对象，这段铁链在右端(L-x)段铁链的拉力作用下保L m，则：持静止，设铁链单位长度的质量为mLgμ+mxg = m(L-x)g所以 x=L/3 。
故选A。
00017．在如图所示的电路中，总电流I =1.0A， R1=2R2=2R3。