25届全国部分地区大学生物理竞赛试卷及解答

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第25届全国高中生物理竞赛答案(复赛)

第25届全国中学生物理竞赛复赛理论试题参考解答一、答案1. 14103.1⨯ 2. 31122kg m s -⋅⋅ 51.0610-⨯(答51.0510-⨯也给分)3.34T T 二、参考解答：1. 椭圆半长轴a 等于近地点和远地点之间距离的一半，亦即近地点与远地点矢径长度（皆指卫星到地心的距离）n r 与f r 的算术平均值，即有 ()()()()n f n f n f111222a r r H R H R H H R =+=+++=++⎡⎤⎣⎦ (1) 代入数据得43.194610a =⨯km (2) 椭圆半短轴b 等于近地点与远地点矢径长度的几何平均值，即有b = (3)代入数据得41.94210km b =⨯ (4) 椭圆的偏心率ab a e 22-=(5) 代入数据即得0.7941e = (6)2. 当卫星在16小时轨道上运行时，以n v 和f v 分别表示它在近地点和远地点的速度，根据能量守恒，卫星在近地点和远地点能量相等，有22n f n f1122GMm GMmm m r r -=-v v (7) 式中M 是地球质量，G 是万有引力常量. 因卫星在近地点和远地点的速度都与卫星到地心的连线垂直，根据角动量守恒，有n n f f m r m r =v v (8) 注意到g RGM=2(9)由(7)、(8)、(9)式可得n =v (10)n f n f r r ==v v (11) 当卫星沿16小时轨道运行时，根据题给的数据有n n r R H =+ f f r R H =+ 由(11)式并代入有关数据得f 1.198=v km/s (12)依题意，在远地点星载发动机点火，对卫星作短时间加速，加速度的方向与卫星速度方向相同，加速后长轴方向没有改变，故加速结束时，卫星的速度与新轨道的长轴垂直，卫星所在处将是新轨道的远地点.所以新轨道远地点高度4f f 5.093010H H '==⨯km ，但新轨道近地点高度2n6.0010H '=⨯km .由(11)式，可求得卫星在新轨道远地点处的速度为 f 1.230'=v km/s (13) 卫星动量的增加量等于卫星所受推力F 的冲量，设发动机点火时间为∆t ，有()f f m F t '-=∆v v (14) 由(12)、(13)、(14)式并代入有关数据得∆t=21.510s ⨯ (约2.5分) (15) 这比运行周期小得多.3. 当卫星沿椭圆轨道运行时，以r 表示它所在处矢径的大小，v 表示其速度的大小，θ表示矢径与速度的夹角，则卫星的角动量的大小sin 2L rm m θσ==v (16 ) 其中1sin 2r σθ=v （17）是卫星矢径在单位时间内扫过的面积，即卫星的面积速度.由于角动量是守恒的，故σ是恒量.利用远地点处的角动量，得f f 12r σ=v (18)又因为卫星运行一周扫过的椭圆的面积为πS ab = (19) 所以卫星沿轨道运动的周期σST =(20)由(18)、(19)、(20) 式得f f2πabT r =v (21) 代入有关数据得45.67810T =⨯s (约15小时46分) (22)注：本小题有多种解法.例如，由开普勒第三定律，绕地球运行的两亇卫星的周期T 与T 0之比的平方等于它们的轨道半长轴a 与a 0之比的立方，即2300T a T a ⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭若0a 是卫星绕地球沿圆轨道运动的轨道半径，则有202002πGMmma a T ⎛⎫= ⎪⎝⎭得22203204π4πT a GM gR ==从而得T =代入有关数据便可求得(22)式.4. 在绕月圆形轨道上，根据万有引力定律和牛顿定律有2m m 2m m2π()GM m mr r T = (23) 这里m m r r H =+是卫星绕月轨道半径，m M 是月球质量. 由(23)式和(9)式，可得23mm 22m4πr M M gR T = (24) 代入有关数据得m0.0124M M= (25)三、参考解答：足球射到球门横梁上的情况如图所示（图所在的平面垂直于横梁轴线）.图中B 表示横梁的横截面，O 1为横梁的轴线；11O O '为过横梁轴线并垂直于轴线的水平线；A 表示足球，O 2为其球心；O 点为足球与横梁的碰撞点，碰撞点O 的位置由直线O 1OO 2与水平线11O O '的夹角θ 表示.设足球射到横梁上时球心速度的大小为v 0，方向垂直于横梁沿水平方向，与横梁碰撞后球心速度的大小为v ，方向用它与水平方向的夹角ϕ表示(如图).以碰撞点O 为原点作直角坐标系Oxy ，y 轴与O 2OO 1重合.以α0表示碰前速度的方向与y 轴的夹角，以α表示碰后速度的方向与y 轴(负方向)的夹角，足球被横梁反弹后落在何处取决于反弹后的速度方向，即角α的大小.以F x 表示横梁作用于足球的力在x 方向的分量的大小，F y 表示横梁作用于足球的力在y 方向的分量的大小，∆t 表示横梁与足球相互作用的时间，m 表示足球的质量，有x 0x x F t m m ∆=-v v (1) y y 0y F t m m ∆=+v v (2) 式中0x v 、0y v 、x v 和y v 分别是碰前和碰后球心速度在坐标系Oxy 中的分量的大小.根据摩擦定律有x y F F μ= (3) 由（1）、（2）、（3）式得 0x xy 0yμ-=+v v v v (4)根据恢复系数的定义有y 0y e =v v （5）因0x00ytan α=v v （6） xytan α=v v （7）由（4）、（5）、（6）、（7）各式得⎪⎭⎫⎝⎛+-=e e 11tan 1tan 0μαα （8）由图可知αθϕ+= （9）若足球被球门横梁反弹后落在球门线内，则应有90ϕ≥ (10) 在临界情况下，若足球被反弹后刚好落在球门线上，这时90ϕ= .由（9）式得()tan 90tan θα-=(11)因足球是沿水平方向射到横梁上的，故θα=0，有⎪⎭⎫⎝⎛+-=e e 11tan 1tan 1μθθ (12) 这就是足球反弹后落在球门线上时入射点位置θ所满足的方程.解（12）式得tan θ=13)代入有关数据得tan 1.6θ= (14) 即58θ=(15)现要求球落在球门线内，故要求58θ≥ (16)四、参考解答：1. 当阀门F 关闭时，设封闭在M 和B 中的氢气的摩尔数为n 1，当B 处的温度为T 时，压力表显示的压强为 p ，由理想气体状态方程，可知B 和M 中氢气的摩尔数分别为 RTpV n BB 1=(1) 0MM 1RT pV n = (2) 式中R 为普适气体恒量.因1M 1B 1n n n =+ (3) 解（1）、（2）、（3）式得 1MB B 011n R V T V p V T =- (4) 或1MB B 0p T n R V p V V T =- (5) (4)式表明，T 1与p1成线性关系，式中的系数与仪器结构有关.在理论上至少要测得两个已知温度下的压强，作T 1对p1的图线，就可求出系数. 由于题中己给出室温T 0时的压强p 0，故至少还要测定另一己知温度下的压强，才能定量确定T 与p 之间的关系式.2. 若蒸气压温度计测量上限温度v T 时有氢气液化，则当B 处的温度v T T ≤时，B 、M 和E 中气态氢的总摩尔数应小于充入氢气的摩尔数.由理想气体状态方程可知充入氢气的总摩尔数 ()0B M E 20p V V V n RT ++=（6）假定液态氢上方的气态氢仍可视为理想气体，则B 中气态氢的摩尔数为 v B2B vp V n RT =（7）在（7）式中，已忽略了B 中液态氢所占的微小体积.由于蒸气压温度计的其它都分仍处在室温中，其中氢气的摩尔数为()νM E 2M 2Ep V V n n RT ++= （8）根据要求有2B 2M 2E 2n n n n ++≤ （9）解（6）、（7）、（8）、（9）各式得 ()B vv 0v00v E M V T p p T p T p V V --≥+ (10)代入有关数据得M E B 18V V V +≥ (11)五、答案与评分标准：1．59.022122=-=+(3分) 2 (2分)2．如图(15分.代表电流的每一线段3分，其中线段端点的横坐标占1分，线段的长度占1分，线段的纵坐标占1分)六、参考解答：如果电流有衰减，意味着线圈有电阻，设其电阻为R ，则在一年时间t 内电流通过线圈因发热而损失的能量为Rt I E 2=∆ （1）以ρ 表示铅的电阻率，S 表示铅丝的横截面积，l 表示铅丝的长度，则有 SlR ρ= （2）电流是铅丝中导电电子定向运动形成的，设导电电子的平均速率为v ，根据电流的定义有 I S ne =v （3）所谓在持续一年的时间内没有观测到电流的变化，并不等于电流一定没有变化，但这变化不会超过电流检测仪器的精度∆I ，即电流变化的上限为mA 0.1=∆I .由于导电电子的数密度n 是不变的，电流的变小是电子平均速率变小的结果，一年内平均速率由v 变为 v -∆v ，对应的电流变化I neS ∆=∆v （4）导电电子平均速率的变小，使导电电子的平均动能减少，铅丝中所有导电电子减少的平均动能为()221122k E lSn m m ⎡⎤∆=--∆⎢⎥⎣⎦v v v l S n m ≈∆v v （5）由于∆I<<I ，所以∆v <<v ，式中∆v 的平方项已被略去.由（3）式解出 v ，（4）式解出 ∆v ，代入（5）式得2k lmI IE ne S∆∆=(6) 铅丝中所有导电电子减少的平均动能就是一年内因发热而损失的能量，即E E k ∆=∆ （7）由(1)、(2)、(6)、(7)式解得2Δm I ne Itρ= （8）式中7365243600s =3.1510s t =⨯⨯⨯ （9）在（8）式中代入有关数据得261.410Ωm ρ-=⨯⋅ (10)所以电阻率为0的结论在这一实验中只能认定到m Ω104.126⋅⨯≤-ρ (11)七、参考解答：按照斯特藩-玻尔兹曼定律，在单位时间内太阳表面单位面积向外发射的能量为 4s s W T σ=(1)其中σ为斯特藩-玻尔兹曼常量，T s 为太阳表面的绝对温度.若太阳的半径为R s ，则单位时间内整个太阳表面向外辐射的能量为2s s s 4πP R W= (2) 单位时间内通过以太阳为中心的任意一个球面的能量都是s P .设太阳到地球的距离为r se ，考虑到地球周围大气的吸收，地面附近半径为R 的透镜接收到的太阳辐射的能量为 ()2s 2seπ14πP P R r α=- (3)薄凸透镜将把这些能量会聚到置于其后焦面上的薄圆盘上，并被薄圆盘全部吸收.另一方面，因为薄圆盘也向外辐射能量.设圆盘的半径为D R ，温度为D T ，注意到簿圆盘有两亇表面，故圆盘在单位时间内辐射的能量为24D D D 2πP R T σ=⋅⋅ (4)显然，当D P P = (5) 即圆盘单位时间内接收到的能量与单位时间内辐射的能量相等时，圆盘达到稳定状态，其温度达到最高.由(1)、(2)、(3)、(4)、(5)各式得 ()1224s D s 22se D12R R T T r R α⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦(6) 依题意，薄圆盘半径为太阳的像的半径s R '的2倍，即D 2s R R '=.由透镜成像公式知s sseR R f r '= (7) 于是有sD se2R R f r = (8) 把(8)式代入(6)式得()124D s 218R T T f α⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦(9) 代入已知数据，注意到s s (273.15)T t =+K ， T D =1.4×103K (10)即有3o D D 273.15 1.110C t T =-=⨯ (11) 八、参考解答：1．根据爱因斯坦质能关系，3H 和3He 的结合能差为()332n p H He B m m m m c ∆=--+ (1)代入数据，可得763.0=∆B MeV (2) 2．3He 的两个质子之间有库仑排斥能，而3H 没有.所以3H 与3He 的结合能差主要来自它们的库仑能差.依题意，质子的半径为N r ，则3He 核中两个质子间的库仑排斥能为2C N2e E k r = (3)若这个库仑能等于上述结合能差，C E B =∆，则有2N 2Δke r B= (4)代入数据，可得N 0.944r =fm (5)3．粗略地说，原子核中每个核子占据的空间体积是 3N (2)r .根据这个简单的模型，核子数为A 的原子核的体积近似为33N N (2)8V A r Ar == (6)另一方面，当A 较大时，有 343V R π=（7）由（6）式和（7）式可得R 和A 的关系为1/31/31/3N 06πR r A r A ⎛⎫== ⎪⎝⎭(8)其中系数1/30N 6πr r ⎛⎫= ⎪⎝⎭(9)把(5)式代入(9)式得17.10=r fm (10) 由(8)式和(10)式可以算出Pb 208的半径Pb 6.93fm R =。

第21-25届全国部分地区大学生物理竞赛试题及解答

GM 2R
（v 为新星速度）
（1 分）（1 分）
v
2 2 1 GM 3 2R
新星的能量
E 1 GM (3m) 4 2 9 GM (3m) GM (3m) (3m)v 2 2 2R 18 2R 2 5.4 R
（1 分）（1 分）
根据 E 0 ，轨迹为椭圆又根据能量 E 和椭圆半长轴 a 的关系
14．受迫振动的稳定状态由下式给出
2 (0 2 ) 2 4 2 2 H dx 其中 h ，而 H cos(t ) 为胁迫力，2= , 其中是阻尼力。有一偏车轮的汽车上 m m dt 有两个弹簧测力计，其中一条的固有振动角频率为 0 39.2727 s-1，另外一条的固有振动
_______________________________；(2)若先绝热降温，再等压膨胀到（1）中所达到的终态，则吸收热量为 ___________________。
4．我们可以用热机和热泵（逆循环热机）构成一个供暖系统：燃烧燃料为锅炉供热，令热机工作于锅炉与暖气水之间；用热机输出的功作为热泵的动力，热泵从室外天然水池取热，向暖气水供热. 设向锅炉供热量为 Q0 ，锅炉、暖气水、天然水池温度分别为 227 o C 、 1

6．空气介质平行板电容器的极板面积为 S ，开始时两极板的距离为 d ，两极板与电压为 V0 的电池相连接。现用外力把两极板的距离拉开为 2d 。求在外力把两极板距离拉开的过程中，电容器能量增加量为_______________________，外力所做功为 _______________________。
57 o C 和 7 o C ，则热机输出的功和暖气水所获的热量的理想值为 _____________________

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

24届全国部分地区大学生物理竞赛试卷及答案

3. 自然光从折射率为 n1 的介质入射到折射率为 n2 的介质表面上，当入射角取为布儒斯特角
θB =
时，反射光为线偏振光，其振动方向与入射面
(填
“平行”或“垂直”)。
考场
1
4. 匀质圆柱体， t = 0 开始在倾角为θ 的斜面上从静止释放，如图所示。如果圆柱体与斜面间摩擦因数 µ = 0 ,圆柱体平动下滑，t > 0 时刻下滑速度记
1. 2g = 19.6m(g = 9.8m / s 2 ) ； 2 = 1.414m / s .
2. v水平＝ 2 gh sinφ = 0.62m / s ； a = a切2 ＋a心2 ＝（g cosφ)2 + (v水2 平 R)2 = 12.94m / s2
（其中： sin φ =
2πR
= 0.994 , cosφ =
6
*****************************密******************封*******************线****************************
所在学校
准考证号
16.（必做）
(1)试用玻尔氢原子理论中电子绕核运动轨道角动量量子化条件，导出高能态能量 En 与基态能量 E1 间的关系式。（2）已知 E1 = −13.6eV ,用动能为12.9eV 的电子使处于基态的氢原子激发，而后可能产生
光线方位，则从组合棱镜第一次出射到空气的光线相对
原入射光线的偏向角α ' =
。
12. 微波探测器 P 位于湖岸水面上方 h 处，发射波长为 λ
电磁波的射电星位于地平线上方φ 角时，图中所示的直射波线 1 与反射波线 2 之间的波程差
∆=

第二十五届物理竞赛试题

第二十五届物理竞赛试题一、选择题（每题3分，共30分）1. 一个物体在水平面上做匀速直线运动，其速度为v，质量为m。

如果物体的质量增加到2m，而速度减半，那么物体的动能将如何变化？ - A. 保持不变- B. 减半- C. 增加到原来的两倍- D. 变为原来的四分之一2. 两个完全相同的金属球，分别放在两个不同的电场中，如果它们的电荷量相同，那么它们的电势能将：- A. 相等- B. 取决于金属球的半径- C. 取决于电场的强度- D. 无法确定3. 一个物体从静止开始自由下落，忽略空气阻力。

在落地时，它的动能和势能之和将：- A. 保持不变- B. 增加- C. 减少- D. 变为零4. 一个理想的气体在等压过程中膨胀，其内能将：- A. 增加- B. 减少- C. 保持不变- D. 无法确定5. 根据热力学第二定律，不可能从单一热源吸热并将其完全转化为功，而不产生其他效果。

这表明：- A. 热机的效率可以无限接近100%- B. 热机的效率不能达到100%- C. 热机的效率必须为0%- D. 热机的效率必须小于100%6. 一个物体在斜面上下滑，如果斜面的角度增加，而物体的质量不变，那么物体下滑的加速度将：- A. 增加- B. 减少- C. 保持不变- D. 无法确定7. 一个光子的能量E与它的频率ν之间的关系为E=hν，其中h是普朗克常数。

如果光子的频率增加，那么它的能量将：- A. 增加- B. 减少- C. 保持不变- D. 无法确定8. 一个电路中的电流I与电压V之间的关系由欧姆定律V=IR描述。

如果电路中的电阻R增加，而电压V保持不变，那么电流I将：- A. 增加- B. 减少- C. 保持不变- D. 变为零9. 根据狭义相对论，一个物体的质量m随速度v的增加而增加，其关系为m=m0/√(1-v²/c²)，其中m0是静止质量，c是光速。

当速度v接近光速c时，物体的质量将：- A. 保持不变- B. 增加- C. 减少- D. 变为无穷大10. 一个物体在受到一个恒定的力F作用下做匀加速直线运动，如果力F增加，那么物体的加速度a将：- A. 增加- B. 减少- C. 保持不变- D. 变为零二、计算题（每题15分，共45分）1. 一个质量为2kg的物体从静止开始在水平面上受到一个恒定的力10N作用，求物体在前5秒内移动的距离。

第25届物理竞赛

波动方程
∂2 y ρ ∂2 y − =0 2 2 ∂ x Y ∂t
u=
Y
ρ
解此微分方程可得到平面波的波函数平面简谐波波函数 x y = Acos ω t ± +ϕ u
是其特殊形式。是其特殊形式。
§5 . 6 波的能量
机械波在传播过程中, 波场中各质点都在自己的平机械波在传播过程中衡位置附近振动，因此它们具有动能E 另外在弹性衡位置附近振动，因此它们具有动能 k ，另外在弹性力的作用下，介质的形状或大小都会发生变化,因此它力的作用下，介质的形状或大小都会发生变化,因此它们还具有势能E 波的传播过程就是能量的传播过程。们还具有势能 p，波的传播过程就是能量的传播过程。总能量 = 动能 + 形变势能 § 5. 6. 1 波的能量传播特征以细长棒中传播的平面简谐纵波为例说明能量的传播，所得结论也适用于平面简谐横波。的传播，所得结论也适用于平面简谐横波。设棒沿x轴放置截面S，轴放置，设棒沿轴放置，截面，质量密度ρ，纵波以速度 u沿x正方向在棒中传播，在x处选一长为的质元正方向在棒中传播，的质元, 沿正方向在棒中传播处选一长为dx的质元
§5. 6. 2
波的能流与能流密度
x u
u S x
能量密度 w 1. 能流(能通量) 能 = ρA2ω2 sin2 ω(t − ) 能流(能通量)
1. 波的能流
单位时间通过垂直面S的能量单位时间通过垂直面的能量 P = w能 u S⊥
2. 能流密度
单位时间通过单位垂直面的能量平面简谐波
u
P / S ⊥ = w能 u
F ∂y 1 = Y , S ∂x x

2025年教科版高考物理试卷及答案指导

2025年教科版物理高考复习试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、在下列现象中，不属于电磁感应现象的是：A、发电机的工作原理B、变压器的工作原理C、电流表的工作原理D、电磁继电器的工作原理2、一束光从空气射入水中，光速减慢，波长变短。

根据光的基本性质，以下说法正确的是：A、频率变高B、频率变低C、折射率变大D、折射率变小3、在以下哪个情况下，物体受到的摩擦力为零？A、物体在水平面上做匀速直线运动B、物体在粗糙斜面上静止不动C、物体在水平面上受到外力作用，但外力与摩擦力大小相等、方向相反D、物体在光滑水平面上受到水平推力4、一物体从静止开始沿光滑斜面下滑，不计空气阻力。

下列说法正确的是：A、物体下滑速度越大，重力做功越大B、物体下滑时间越长，重力做功越大C、物体下滑高度越高，重力做功越大D、物体下滑距离越长，重力做功越大5、在下列关于光的传播特性的描述中，正确的是：A、光在真空中的传播速度小于光在空气中的传播速度B、光在同种均匀介质中沿直线传播C、光在透明介质中的传播速度一定大于光在非透明介质中的传播速度D、光在水中传播时，速度不变，但方向会发生偏折6、关于电荷的基本性质，下列说法正确的是：A、所有带电粒子都是正电荷B、电荷之间的相互作用总是表现为吸引力C、电荷量的大小与物体的质量成正比D、电荷只能存在于原子核中，不能存在于原子中7、一物体在水平面上做匀速直线运动，下列说法正确的是：A、物体的速度不变，动能不变，动量也不变。

B、物体的速度不变，动能不变，但动量随时间变化。

C、物体的速度不变，动能不变，动量随速度变化。

D、物体的速度不变，动能不变，但动量随物体的质量变化。

二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、下列关于物理量及其单位的说法中，正确的是（）A、功率的单位是瓦特（W），1千瓦（kW）等于1000瓦特B、密度的单位是千克/立方米（kg/m³），表示单位体积的物质的质量C、速度的单位是米/秒（m/s），表示单位时间内物体通过的路程D、压强的单位是牛顿/平方米（N/m²），表示单位面积上受到的压力2、关于光的传播和折射现象，以下说法正确的是（）A、光在同种、均匀、透明介质中沿直线传播B、当光从空气斜射入水中时，会发生折射现象，折射角小于入射角C、全反射现象只会发生在光从光密介质射向光疏介质时D、光通过棱镜时，会发生色散现象，不同颜色的光折射角不同3、以下关于电磁感应现象的说法中，正确的是（）A、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流。

大学生物理竞赛试题及解答

其中 ^i 代表 x 轴正方向上的单位矢量. 你能否举出理由说明此结果并不正确. 31 ( 6 分) 用牛顿环测定透镜曲率半径实验中, 为什么有时圆环条纹的中心并非暗斑, 甚至出现亮班 ( 理论上应是暗斑) ? 用什么数据处理方法能消除它对曲率半径测量的影响? 四、在下面两题中任选一题作答. ( 10 分)
(D ) 此问题中谈 a 点、 b 点的电势无意
义 .
71 ( 3 分) 如图示, S 、 S 1、 S 2 为狭缝, P 1、为线偏振片 (P 及 P ′ 可以撤去) , 其 P 2、 P、 P′
率, ∃ v 为一固定的速率间隔, 则速率在 v ± ∃ v 范围内的分子的百分率随着温度的增加将 , 速率在 v p 到 v 之间的分子的百分率随着温度的增加将 . 31 ( 2 分) 从单一热源吸取热量并将其完全用来对外作功, 是不违反热力学第二定律的, 例如过程就是这种情况 . 41 ( 5 分) 如图示, 截面积为 A 、单位长度上匝数为 n 的螺绕环上套一边长为 l 的方形线圈, 今在方形线圈中通以交流电流 I = I 0 sin Ξt, 螺绕环两端为开端, 则其间电动势的大小为
中 P 1 和 P 2 的偏振化方向互相垂直, P 和 P ′ 的偏振化方向互相平行, 且与 P 1、 P 2 的偏振化方向皆成 45° 角. 在下列四种情况下, 屏上有无干涉条纹. ( 四种情况全部填对才能得分).
① 撤掉 P 、P ′ , 保留 P 1、P 2 , 屏上干涉条纹; ② 撤掉 P ′ 保留 P 、 P 1、 P 2 , 屏上干涉条纹; ③ 撤掉 P , 保留 P 1、P 2、P ′ , 屏上干涉条纹; ④ P 1、P 2、P 、P ′ 同时存在, 屏上干涉条纹; ( 81 2 分) 卢瑟福 Α粒子散射实验证实了 , 斯特恩—盖拉赫实验证实了

2025年九省联考新高考物理试卷(含答案解析)

2024-2025学年高三10月质量检测卷（九省联考）物理2024.10考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分。

满分100分，考试时间75分钟。

2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。

3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。

选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区．．域内作答，超出．．答题区域书写的答案无效．．．．．．．．．．．，在试题卷、草稿纸上作答无．．．．．．．．．．．．效。

4.本卷命题范围：人教版必修第一册、必修第二册、选择性必修第一册第一章。

一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。

1.河水流速不变，一人划船过河，第一次划船速度v₁，以最短时间过河，第二次划船速度为v₂，以最短位移过河，结果两次船航行在圆点条路径AB上，已知路径AB与河岸夹角为θ(0°<θ<90°),，如图所示，下列说法正确的是A.第一次划船速度一定大于水流速度B.第二次划船速度一定小于水流速度C.两次划船速度的大小之比：v1:v₂=1:sinθD.两次过河时间之比t₁:t₂=1:cos²θ2.一人骑自行车做速度为v₀匀速直线运动，自行车车轮半径为R，某时刻后轮气门芯位于车轮最高点，过一段时间该气门芯第二次位于车轮最低点，如图所示，不计轮胎的厚度，车轮不打滑，则下列说法正确的是A.以地面为参考系，后轮气门芯经过最低点时的速度不为零B.此过程时间为2πR v0C.后轮气门芯相对后轮转轴的线速度大于v0D.此过程气门芯的平均速度大小为√4+9π2v03π【高三10月质量检测卷·物理第1页(共6页)】25—X--100C3.用四根轻杆和两个金属圆环、三段细线制作一个花架，如图所示，两个金属圆环质量均为m₁=1.2kg、半径均为R=20cm，四根轻杆与两个圆环绑定成圆桶状，四根轻杆均匀分布，竖直放置在水平面上，用三段长度为L=25cm的轻质细线一端与上层圆环相连，且连接处在圆周上均匀分布，另一端连接在一起并悬挂质量为m₂=1.8kg的重物(可视为质点)，重力加速度g取10m/s²,sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列说法正确的是A.每根细线受拉力大小为10NB.每根细线受拉力大小为7.5NC.每根轻杆承受的压力大小为10ND.每根轻杆承受的压力大小为3N4.2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器准确着陆，标志着探月工程取得圆满成功，实现了世界首次月球背面采样返回，为后续载人探月工程打下坚实基础.设想载人飞船通过月地转移轨道被月球捕获，通过变轨先在轨道Ⅲ做匀速圆圈运动，选准合适时机变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达近月点再次变轨到近月轨道Ⅰ(轨道半径．第于月球半径)，最后安全落在月球上，其中P、Q两点为椭圆轨道Ⅱ在轨道Ⅰ、Ⅲ处的切点，已知月球半径为R，月球表面重力加速度为go，轨道Ⅲ距离月球表面高度为h.，引力．常量为G，下列说法正确的是A.月球平均密度为3g0 2πGRB.绕月飞行的卫星的最小周期2π√R+ℎg0C.载人飞船在P、Q点加速度之比为(R+h)：RD.载人飞船从Q点到P点所用时间为π2R√(2R+ℎ)32g05.一物块静止在光滑水平面上，t=0时刻起在外力作用下做直线运动，通过加速度传感器得到加速度a随时间l变化关系如图所示，下列说法正确的是A. t=1s时物块速度为2m/sB. t=4s时物块开始反向运动C. t=4s时和t=6s时物块的位置相同D.0~6s内物块速度变化量大小为2m/s【高三10月质量检测卷·物理第2页(共6页)】25-X--100C6.如图所示，光滑水平桌面上放置木块A，其右侧壁上紧贴着木块B，已知木块A、B质量分，别为2kg、lk g，两木块间的动摩擦因数为0.5，现对木块B施加水平力F，使两者一起向左做加速运动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s²,下列说法正确的是A.两者之间的最小弹力为15NB.两者运动的最小加速度为10m/s²C.施加外力F的最小值为20ND.随外力F的增大，A、B间的摩擦力增大7.在水平面上放置着49宫格光滑棋盘，每个宫格边长为(d=0.2m,质量为1kg的质点从A点以某初速度沿棋盘表面水平飞出，同时给质点施加沿水平面的恒力F，经过一段时间，质点到达棋盘上B点，通过速度传感器测出质点在A、B两点的速度，以棋盘边界为坐标轴建立坐标系，作出速度的图示(1m的长度表示速度的大小为1m/s)如图所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是A.质点做匀变速曲线运动，受力方向沿y轴负向B.质点由A点到B点过程，其速度变化量大小为0.4m/sC.质点受到恒力大小为0.1NmD.质点距x轴最近距离为13二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得8)分，有选错的得0分。

25届大学物理竞赛解答

Q 4 0 R1
-(Q+q)
(ii) 球壳内表面的电荷在导体球上产生的电势为
(Q q) V2 4 0 R2
(iii) 球壳外表面的电荷在导体球上产生的电势为
Q+q V1~V4可以用电势叠加的方法加以证明.
V3
(Q q) 4 0 R3
(iv) 点电荷q 在导体球心位置产生的电势为由此可得, 导体球上的电势为

W W1 W2 Q11 Q22 (Q1 Q2 )1 1 Q吸 Q1 Q2 Q1 Q2 Q1 Q2
上海师范大学 11
第 25 届全国部分地区大学物理竞赛
开尔文表述为: 在一个循环中, 不可能从单一热源吸取热量，使之完全变成有用的功而不产生其它影响；克劳修斯表述为:
上海师范大学 5
mB mA
a 0 ;
第 25 届全国部分地区大学物理竞赛
a
(mA mB )a0 mB g mA mB

mA mB
a
T
A T a B f F a0
(iii) 如果没有题设的条件
则物体B有可能会向上运动, 此时有a>0 要使物体B不向上运动, 则必须 a≤0; 即
不可能把热量从低温物体转移到高温物体，而不引起外界变化 .
或热量不可自发的从低温物体传到高温物体.
上海师范大学
12
第 25 届全国部分地区大学物理竞赛
-(Q+q)
Q+q
解静电平衡时, 球壳内表面带电-(Q+q), 外表面均匀带电Q+q
(2) 求球壳的电势: 由高斯定理可得, 球壳外的电场强度为 Qq r R3 : E e 2 r 4 0 r 因此球壳外表面的电势为

届全国部分地区大学生物理竞赛试卷及答案

ll
金属大平板，左右并排紧靠在一起，左侧空气温度恒为
T1
T3
T1，右侧空气温度恒为 T3 < T1。若两侧空气压强相同，分子数密度分别记为 n1 和 n3，
则 n1：n3 ＝接触面上的温度 T2＝。设 K1=2K2，在热来自导已达稳定状态时，则两块金属板。
K1 K2
p
B1
B2
2p0
p0 A
B3
５.单原子分子理想气体经历的三个准静态过程 AB1、AB2、AB3 如
9
姓名
考场
16. （20 分，非物理 A 组必做，其他组不做）
（1）场强
（1.1）场强为 E0 的匀强电场中，放入半径为 R 的导体球。若导体球原本不带电，静电平
衡后导体球表面电荷分布称为分布 I，若导体球原
本带电量为 Q ，静电平衡后导体球表面电荷分布称
Q
r
为分布 II，请说出分布 II 与分布 I 之间的关系。
H
H
=_____________D 0。若将介质块向上平移高度，静电平衡后留在电容器内高度
4
4
的介质层中电位移矢量大小记为
Dr ，则
Dr 与 D r 之间大小关系为
Dr
D _________
r．
空气 H/2
（本空填“大于”、“等于”或“小于”）
7.稳恒磁场的毕奥-沙伐尔定律为 dB
。如图所示，三
一、填空题（必做，共 10 题，每题 2 空，每空 3 分，共 60 分）
1. 如图所示的斜抛运动中，保持初速度大小 v0 不变，
y
抛射角取为 1 30 时，测得水平射程为 S1 。抛射角改
y
v0
为 2 60 时，水平射程将为 S2 ＝

第25届全国物理竞赛决赛试题

第25届全国物理竞赛决赛试题考生须知题号五六七--1 七--2 总分得分阅卷复核1 考生考试前请认真阅读本须知。

2 本试题包括试题纸和答题纸两部分，其中试题纸从本页开始，共3张（6页），含7道大题，（其中第七题包括7-1和7-2两部分），总分为140分，试题纸的每一页下面标出了该页的页码和试题纸的总页数，请认真核对每一页的页码和试题纸的总页数是否正确每一页是否有不清楚的地方，发现问题请及时与监考老师联系。

3 本试卷的第二部分为答题纸，紧接在试题纸的后面，共10张（20页），请认真核对答题纸的每一页的页码和答题纸的总页数，请在标有对应题号的答题纸上解答相应的题目。

4 答题纸的密封线内，答题纸的背面和试题纸一律不能写解答，所写的解答一律无效。

5 试题纸与答题纸已经装订在一起，严禁拆开。

6 考生可以用发的草稿纸打草稿，但需要阅卷老师评阅的内容一定要写到答题纸上，阅卷老师只评阅答题纸上的内容，写在草稿纸上的内容一律无效。

--------------------------------------------------以下为试题-----------------------------------------------------一（18分）、足球比赛，一攻方队员在图中的A处沿AX方向传球，球在草地上以速度V 匀速滚动，守方有一队员在图中B处以d表示A、B间的距离，以θ表示AB与AX之间的夹角，已知θ＜90︒，设在球离开A处的同时，位于B处的守方队员开始沿一直线在匀速运动中去抢球，以Vp表示他的速率，在不考虑场地边界限制的条件下，求解以下问题（要求用题中所给参量间的关系式表示所求得的结果）。

1．求出守方队员可以抢到球的必要条件。

2．如果攻方有一接球队员个处在AX线上等球，以Lr表示他到A点的距离，求球不被原在B处的守方队员抢断的条件。

3．如果攻方有一接球队员个处在AX线上等球，以L表示他到A点的距离，在球离开A处的同时，他开始匀速跑动去接球，以Vr表示其速率，求在这种情况下球不被原在B处的守方队员抢断的条件。

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。

第28届全国部分地区大学生物理竞赛试卷参考答案

r
v2 。 Rr

解得
2 f mg sin( ) 7 1 10h N mg 17 cos( ) 10 cos 7 R r 2 f 10h 2 sin( ) 17 cos( ) 10 cos N R r (8分)

I 3 R3 I 2 R2
R1 R2 R2 R3 R3 R1 I 2 I C R1 R3 R R R2 R3 R3 R1 Q I 2 R2 1 2 Q I C R1 C CR2 R3 R R R2 R3 R3 R1 dQ dQ 1 2 IC Q R1 dt CR2 R3 dt
2 m0 R0 G
将（3）式代入（2）式，得
02 R04
R4
G
M 0 - M R3
R
2 4 0 R0
G ( M 0 - M)
( 4)
将（1）式代入（4）式，得
4 GM 0 R0 R0 R 3 GR0 ( M 0 - M) (1 M ) M0 M ) (5) R R0 (1 M0
( xC d ) 2 ( yC d ) 2 ( 2d ) 2 ( 2分）
轨迹：如题解图曲线段Ⅱ所示，为圆心（-d，-d）,半径 2d 的四分之一圆弧。第Ⅲ阶段：
,
3 2 x1 x2 x3 4d cos , x 4 0 y1 y 2 y 3 4d sin , y 4 4d

( F f ) dlC ( F f )dlC
由质心动能定理即得
W合外力 E KC ，考虑到全过程应有 E KC 0
4qQd 0 mS

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

2025届广东茂名五校10月联考物理试题+答案

2025届高三年级10月份联考物理试题注意事项：1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。

2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

3.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。

写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。

4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.电磁脉冲炸弹被称为“电磁杀手”，它是一种介于常规武器和核武器之间的新式大规模杀伤性炸弹。

这种炸弹爆炸后产生的高强度电磁脉冲，几乎能够攻击其杀伤半径内所有带电子设备的武器系统。

高强度电磁脉冲对电子设备的破坏主要是因为A.电磁脉冲的传播速度快B.电磁脉冲的穿透能力强C.电磁脉冲能在真空中传播D.电磁脉冲能够在电子设备中产生强大的感应电流2.如图所示，人以恒定的速度v拉动绳子，使小船沿水面向河岸靠近，则绳上的P点的瞬时速度方向符合实际的是A. B.C. D.3.如图所示为一台六旋翼无人机，正在空中沿水平方向匀速飞行。

已知机身自重为G ，受到的空气阻力为，则平均每个旋翼提供的飞行动力大小为A.3G C.6G 4.从熔盐中提取易裂变物质的方法之一为铋锂合金还原萃取镤，在熔盐中，钍()23290Th 吸收中子生成钍()23390Th ，然后衰变成镤()23391Pa ，镤()23391Pa 以27天的半衰期衰变成铀()23392U ，从而获得核反应的重要物资。

下列说法正确的是 A.钍()23390Th 衰变成镤()23391Pa 的过程中释放出一个α粒子同时伴随着核能的释放B.1g 镤()23391Pa 经过54天会全部衰变为铀()23392UC.镤()23391Pa 衰变为铀()23392U 的半衰期会随着环境温度的升高而变短D.镤()23391Pa 的比结合能小于铀()23392U 的比结合能5.在今年的巴黎奥运会女子网球单打项目中，我国选手郑钦文勇夺桂冠，为国争光。

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