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第六届全国中学生物理竞赛预赛试题


第六届全国中学生物理竞赛预赛试题 姓名 成绩

1 . 1988 年 10 月 , 我 国 基 本 建 成 了 对 撞 机 , 在 此 机 中 发 生 对 撞 的 粒 子 是 和 。 2.提出原子的核式结构模型的物理学家是 ;发现中子的物理学家是 ; 发现电子的物理学家是 ;指出弱相互作用下宇称不守恒的物理学家是 和 ,在实验上,证实此结论的物理学家是 。 3

.一个焦距为 f 的会聚透镜,在其左侧的主光轴上离透镜 2f 处有一小光源,在右侧屏上观 察到此光源的清晰的像。现在光源与透镜的位置保持不变而在光路中插入一厚度为 d(d<f)的玻 璃平板(平板与光轴垂直) ,若还要在屏上得到光源清晰的像,则当玻璃板放在光源与透镜之间 时,屏应向 移动;当玻璃板放在透镜与屏之间时,屏应向 移动。. 4. 试由欧姆定律推导出两个电阻 R1 和 R2 串联时的等效电阻和并联时的等效电阻。 推导过程 中要说明每一步的根据。

5. 图 6-1 中 oc 为一绝缘杆, c 端固定着一金属细杆 ab, 已知 ac=cb,ab=oc=R,∠aco=60°,此结构整体可绕 o 点 在纸面内沿顺时针方向以匀角速度ω 转动, 设有磁感应强度 为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场存在,则 a、b 间的 电势差 Uab=Ua-Ub= 。

ω c a
60°

b

o

图 6-1

6.画出日光灯的电路图,并回答问题:如果起动器丢失,而手头只有一段两端裸露的、有 绝缘外皮的导线,用什么办法能将日光灯点亮?试就你所用的办法说明道理。

7.有一只狐狸以不变速度 v1 沿着直线 AB 逃跑,一猎犬以不变的速率 v2 追击,其运动方向 始终对准狐狸。某时刻狐狸在 F 处,猎犬在 D 处,FD⊥L(如图 6-2) ,试求此时猎犬的加速度的 大小。

A L

F

v1 B

v2
D
图 6-2

8.有一两端封闭的、横截面积均匀的 U 形玻璃管,两臂管内分别有适量的氢气 1 和氦气 2, 一段水银柱把两种气体隔开,如图 6-3 所示,将此 U 形管两端朝上竖直立起,两臂中气柱的长度 分别为 L1=12cm,L2=18cm, ;两端朝下竖直立起时,气柱的长度分别为 L1'=12cm,L2'=18cm, 。 问将此 U 形管平放在水平桌面上时,两臂中气柱的长度 L10 和 L20 各是多少?设 U 形管两臂的长 度相等,水银柱不断裂,没有发生气体从一臂通过水银逸入另一臂中的情况。

L1 L2

L10

L2'
L20

L1'

图 6-3

9.已知:使一原来不带电的导体小球与一带电量为 Q 的导体大球接触,分开之后,小球获 得电量 q。今让小球与大球反复接触,在每次分开后,都给大球补充电荷,使其带电量恢复到原 来的值 Q。求小球可能获得的最大电量。

10. 有六个完全相同的刚性长条薄片 AiB( …, i i=1, 6) 其两端下方各有一个小突起, 薄片及突起的重量均可 以不计。现将此六个薄片架在一只水平的碗口上,使每 A6 个薄片一端的小突起 Bi 恰在碗口上,另一端小突起 Ai B5 位于其下方薄片的正中,由正下方俯视如图 6-4 所示。 m 若将一质量为 m 的质点放在薄片 A6B6 上一点,这一点 A1 与此薄片中点的距离等于它与小突起 A6 的距离, 求薄片 A6B6 中点所受的(由另一薄片的小突起 A1 所施的)压 力。 B6 A2

B4

A5

B3

A4

A3 B1

B2

图 6-4

11.已知冰、水和水蒸气在一密闭容器内(容器内没有任何其他物质) 。如能三态平衡共存, 则系统的温度和压强必定分别是 t1=0.01℃和 P1=4.58mmHg。现在有冰、水和水蒸气各 1g 处于上 述平衡状态。若保持总体积不变而对此系统缓缓加热,输入的热量 Q=0.255kJ,试估算系统再达 到平衡后冰、水和水蒸气的质量。已知在此条件下冰的升华热 L 升=2.83J/g,水的汽化热 L 汽 =2.49kJ/g。

12.在图 6-5 所示的电路中,两电容器的电容相等,即 C1= C2= C。两个二极管 D1、D2 皆为 理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无限大) 。当电源输入电压为图 6-6 所示的稳定方波时, 试在图 6-7、图 6-8 中分别画出达到稳定状态后 L 点的电压 UL 和 m 点的电压 Um 随时间变化的图 象。图中 t=0 表示达到稳定状态后的某一时刻。 UN

N

L

m

C1 D1
图 6-5

C2

V0 0 -V0
图 6-6

t

UL

UM

V0 0 -V0
图 6-7

t

V0 0 -V0
图 6-8

t

13.在焦距为 f 的会聚薄透镜 L 的主光轴上放置一发光圆锥面(如图 6-9) ,圆锥的中心轴线 与主光轴重合,锥的顶点位于焦点 F,锥高等于 2f,锥的母线与中心轴线的夹角等于 a。求圆锥 面的像。

L

F
α

2f
图 6-9

f

14.有 5 个质量相同、大小可不计的小木块 1、2、3、 4、 5 等距离的依次放在倾角θ =30°的斜面上 (如图 6-10) 。 斜面在木块 2 以上的部分是光滑的,以下部分是粗糙的, 5 个木块与斜面粗糙部分之间的静摩擦系数都是μ 。开始 时用手扶着木块 1,其余各木块都静止在斜面上。现在放 手,使木块 1 自然下滑并与木块 2 发生碰撞,接着陆续发 生其他碰撞。假设各木块间的碰撞都是完全非弹性的。求 μ 取何值时木块 4 能被撞而 5 不能被撞。

1

2

3

4 5 30°

图 6-10

15.长为 2b 的轻绳,两端各系一质量为 m 的小球,中央系一质量为 M 的小球,三球均静止 于光滑的水平桌面上,绳处于拉直状态。今给小球 M 以一冲击,使它获得水平速度 V,V 的方向 与绳垂直(如图 6-11 所示) 。求在两端的小球发生互碰前的瞬间绳中的张力。

v m M m

图 6-11


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