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第8届全国中学生物理竞赛预赛试题

时间:2012-08-23


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第三届全国中学生物理竞赛预赛试题

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姓名

成绩

1.木星的公转周期约为 12 年。设地球至太阳的距离为 1 单位(称为 1 天文单位) ,则木星至太阳的距离 为 天文单位。 2.把托在手掌中的物体沿竖直方向向上抛出,在物体脱离手掌的瞬间,手掌的运动方向应是 ;手掌的加速度的方向应是 ,大小应 是 。 3.如图 3-1 所示,一质量为 m 的物体位于一质量可忽略的直立弹簧 上方 h 高度 处,该物块从静止开始落向弹簧。设弹簧的倔强系数为 k,则物块可 能获得的最 h 大动能为 。

图 3-1 4. 网球拍以速度 v1 击中以速度 v0 飞来的网球, 被击回的网球的最大 速 率 为 。 (以上所有的速率都是相对于地面) 5.质量为 m 的小木块,停放在水平地面上,它与地面间的静摩擦系数为μ 。一人想用最小的作用力 F 使木块移动,则此最小力 F 的大小为 。 6.一火车沿直线轨道从静止出发由 A 地驶向 B 地, 并停止在 B 地。 B 两地相距 s。 A、 火车作加速运动时, 其加速度最大为 a1;作减速运动时,其加速度的绝对值最大为 a2。由此可以判断出该火车由 A 到 B 所需 的最短时间 。 7.已知氢原子 n=1 能级的能量为-13.6 电子伏,氢原子从 n=3 的能级跃迁到 n=2 的能级时所发射的光谱 线为 色。 8.一物体沿 x 轴在 x ? ? A 和 x ? A 的区间内作简谐振动,对此物体作随机观察。则该物体出现在微小 间隔 0 ? x ? a 中的几率是 。 9.图 3-2 中所示为一两臂内径相同的 U 形管,其中盛 有乙醚。 两 臂中各有一活塞与液面紧密接触起始时两活塞在同一 水平面上, 现将两活塞同时十分缓慢的上提, 左右臂活塞提高的距 离分别为 h 和 2h,然后将两活塞固定,两臂中液面的高度差 为 。

10.设一氢气球可自由膨胀以保持球内外的压强相等, 图 3-2 球的不断升高,因大气压强随高度而减小,气球将不断 氢气与大气皆可视为理想其他,大气的温度、平均摩尔 重力加速度随高度的变化皆可忽略,则气球在上升过程中所受的浮力将

则随着气 膨胀。 如果 质量以及 。

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11.一直立的不传热的刚性封闭圆筒,高度为 2h,被一水平透热隔 板 C 分成体积皆为 V 的 A、B 两部分,如图 3-3,A 中充有一摩尔较 轻的理想气体,其密度为ρ A。B 中充有一摩尔较重的理想气体,其 密度为ρ B。现将隔板抽开,上 A、B 两部分的气体在短时间内均匀混 合。若 A、B 中气体的定容摩尔热容量(一摩尔的气体在体积不变的 条件下温度升高 1K 所吸收的热量) ,则两部分气体完全混合后的温 度 T2 与混合前的温度 T1 之差为 。

A C B

图 3-3 12. 两个形状相同、 相距很远的金属小球 A 和 B, 带有等量同号电荷, 它们之间的库仑作用力为 F。 现用一带有绝缘手柄的不带电的金属小 球 C 与小球 A 接触,小球 C 的大小与 A、B 完全相同。C 与 A 接触后再去和 B 接触,最后将 C 移走。此时 A、B 之间的库仑作用力是 。 13.图 3-4 中所示为一具有金属罩壳的金箔验电器。A 为 金属小 A K 球,B 为金属杆,C 为金箔,D 为金属罩壳。验电器放在 绝缘板 S 上,现将一定量的正电荷移至小球 A 上,于是两金箔 将 。 然后 用一具有 B 绝缘柄的金属叉将小球 A 与金属罩壳 D 相连,则两金箔 C 将 ; 最后移去 金属叉, 再用手指触及小球 A,此时二金箔又 S

图 3-4 将 。

14.用 N 个相同的电池串联成的电池组对一电容器充电。第一种充电方式是:将此电容器与一电阻串联 后,接在 N 个串联电池的两端。第二种充电方式是:将此电容器与同一电阻串联后,先用一个电池充电, 接着改为用两个串联电池继续充电,再改为用三个串联电池继续充电,……,最后改为用 N 个串联电池 继续充电。这两种充电方式的电能损失是否相同?若不同,则那种方式损失的电能多? 答: 。 15.太阳光通过一个三角形的小孔射在观察屏上,在改变屏到小孔的距离的过程中。 (1)屏上能否出现三角形的光斑?若能,出现这种光斑的条件是什么?若不能,其理由是什么? 答: 。 (2)在屏上能否出现圆形的光斑?若能,出现这种形状光斑的条件是什么?若不能,理由是什么? 答: 。 16.物体沿主轴向凹镜移动,当移至焦点以内时,无论把屏放在什么位置,屏上都得不到物体的象,但 是镜前的观察者可以看到镜后有正立的象,象的尺度比物体大。物体越靠近凹镜,象比物体大得 越 。
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17.虹和霓是太阳光射入太气中的水珠时经折射、反射和色散产生的光学现象。虹的外圈是红色的,内 圈是紫色的,霓的外圈是紫色的,内圈是红色的。虹是太阳光在水珠中经过 次折射和 次全反射 形成的。霓是太阳光在水珠中经 次折射和 次全反射形成的。 18.1961 年有人从高度 H=22.5 米的大楼上向地面发射频率为ν 0 的γ 光子,并在地面测量接受到的γ 光 子的频率ν ,测得的ν 与ν
0 不同,与理论预计一致。试从理论上求出

? ?? ?
0

0

的值。答:

? ?? ?
0

0

=



19.如图 3-5 所示,一束平行白光沿 x 方向通过屏 P 上小孔 C 后,射向玻璃立方体 A。设 A 的折射率在 y 方向上随着 y 值的增加而线性增大;但在与 y 轴垂直的平面内均匀的。从 A 射出的光线经过折射率均匀 的玻璃三棱镜 B 后,照到与 x 轴垂直的观察屏(毛玻璃)E 上。试在右图中定性的画出所看到的 E 上的图 象。

Z

Y

O C P A B E

观察者

X

图 3-5

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