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第6届全国中学生物理竞赛预赛试题

时间:2015-11-01


第六届全国中学生物理竞赛预赛试题
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。

ω
5. 6-1 中 oc 为一绝缘杆, 端固定着一金属细杆 ab, 图 c 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= 。

b c
60°

a

o

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。

图 6-1

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,2=18cm,两端朝下竖直立起时, L ; 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 AiBi(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, 使每个薄片一端的 小突起 Bi 恰在碗口上,另一端小突起 Ai 位于其下方薄片的正中,由正下方俯视如图 6-4 所 示。若将一质量为 m 的质点放在薄片 A6B6 上一点,这一点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。
B4

B5 A1

A6

A5

B3

m
A4

B6

A2

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

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。

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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