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第22届全国中学生物理竞赛预赛题试卷答案

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第 22 届全国中学生物理竞赛预赛题试卷 本卷共九题,满分 200 分 一、 (10 分)在横线上填上恰当的内容 1.在 2004 年 6 月 10 日联合国大会第 58 次会议上,鼓掌通过一项决议。决议摘录 如下: 联合国大会, 承认物理学为了解自然提供了重要基础, 注意到物理学及其应用是当今众多技术进步的基石, 确信物理教育提供了建设人类发展所必需的科学基础设施的工具, 意识

到 2005 年是爱因斯坦科学发现一百周年,这些发现为现代物理学奠定了基础, I.??; II.??; III.宣告 2005 年为_________________年。 2.爱因斯坦在现代物理学领域作出了很多重要贡献,试举出其中两项: _________________________________;___________________________________。 二、 (17 分)现有一个弹簧测力计(可随便找地方悬挂) ,一把匀质的长为 l 的有刻 度、零点位于端点的直尺,一个木块及质量不计的细线。试用这些器材设计一实验(要求 画出示意图) ,通过一次测量(弹测力计只准读一次数) ,求出木块的质量和尺的质量。 (已 知重力加速度为 g) 三、 (18 分)内表面只反射而不吸收光的圆筒,人有一半径为 R 的黑球,距球心为 2R 处有一点光源 S,球心 O 和光源 S 皆在圆筒轴线 上,如图所示,若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收,则筒 的内半径 r 最大为多少? r S 2R O R 四、 (20 分) 处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的 光,称为氢光谱。氢光谱线的波长?可以用下面的巴耳末——里德伯公式来表示 ? 1 =R? 1 1 ? ?k2 -n2 ? n,k 分别表示氢原子跃迁前后所处状态的量子数,k=1,2,3,??,对于每一个 k,有 n=k+1,k+2,k+3,??,R 称为里德伯常量,是一个已知量,对于 k=1 的一系 列谱线其波长处在紫外线区,称为赖曼系;k=2 的一系列谱线其波长处在可见光区,称为 巴尔末系。 用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验,当用赖曼系波长最长的光照射 时,遏止电压的大小为 U1,当用巴尔末系波长最短的光照射时,遏止电压的大小为 U2, 已知电子的电荷量的大小为 e,真空中的光速为 c,试求:普朗克常量和该种金属的逸出 功。 五、 (25 分)一质量为 m 的小滑块 A 沿斜坡由静 止开始下滑,与一质量为 km 的静止在水平地面上的小 滑块 B 发生正碰撞,如图所示,设碰撞是弹性的,且一 切摩擦均不计,为使二者能且只能发生两次碰撞,则 k 的值应满足什么条件? A B 六、 (25 分)如图所示,两根位于同一水平面内的 平行的长直金属导轨,处于恒定的磁场中,磁场方向与 导轨所在平面垂直。一质量为 m 的均匀导体细杆,放在 R0 v0 导轨上,并与导轨垂直,可沿导轨无摩擦地滑动,细杆 与导轨的电阻均可忽略不计,导轨的左端与一根阻值为 R0 的电阻丝相连,电阻丝置于一绝热容器中,电阻丝的 热容量不计。容器与一水平放置的开口细管相通,细管 内有一截面为 S 的小液柱(质量不计) ,液柱将 1 mol 气体(可视为理想气体)封闭在容器 中,已知温度升高 1 K 时,该气体的内能的增加量为 5R/2(R 为普适气体常量) ,大气压 强为 p0,现令细杆沿导轨方向以初速 v0 向右运动,试求达到平衡时细管中液柱的位移。 七、 (25 分)三个电容器分别有不同的电

第22届全国中学生物理竞赛预赛试卷(含答案)

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