第23屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽試題.doc

第23屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽試題（河南賽區(qū)）一、選擇題（每題都有一個(gè)或多個(gè)符合題意的選項(xiàng)，每小題3分，共36分）1.質(zhì)量為m的圓球放在光滑斜面和光滑的豎直擋板之間，如圖1所示，當(dāng)斜面傾角由零逐漸增大時(shí)（保持擋板豎直），斜面和擋板對(duì)圓球的彈力大小的變化情況是（ ）A.斜面的彈力由零逐漸變大B.斜面的彈力由mg逐漸變大C.擋板的彈力由零逐漸變大D.擋板的彈力由mg逐漸變大2.如圖2所示，一根細(xì)繩繞過兩個(gè)相距2a的定滑輪（滑輪大小不計(jì)），細(xì)繩兩端分別靜止吊著相同的物體A和物體B。現(xiàn)于兩個(gè)滑輪間繩子的中點(diǎn)處掛一物體C，當(dāng)C下落距離b。其速率為v，則此時(shí)A、B的速率為（ ）A. v B. C. D.3.根據(jù)圖3中的四個(gè)圖，下列說法中正確的是（ ）A.圖甲是在顯微鏡下追蹤而得到的幾顆小炭粒在水中的運(yùn)動(dòng)位置的連線，這些連線就是水分子運(yùn)動(dòng)的真正的軌跡B.圖乙是射擊手拉弓，箭射出時(shí)弓的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化成箭的最大初動(dòng)能C.圖丙中的右手推動(dòng)活塞，壓縮玻璃管內(nèi)空氣體積，能使管內(nèi)空氣壓強(qiáng)減小D.圖丁中是兩只頻率相同的音叉，敲響其中的一只A，然后用手按住A，這時(shí)可以聽到?jīng)]有被敲的那只音叉B也在發(fā)聲，音叉B的發(fā)聲現(xiàn)象就是聲音的共鳴4.如圖4所示，在傾角為的光滑斜面上A點(diǎn)處，以初速v0與傾面成角斜拋出一小球，小球落下將與斜面做彈性碰撞。問、滿足什么條件時(shí)，小球?qū)⒅瘘c(diǎn)返跳回出發(fā)點(diǎn)A？A. B. C. D. （k=2，3，n）5.以速度v=10m/s運(yùn)動(dòng)的足球碰到運(yùn)動(dòng)員的腳，為使足球與腳相碰后停下來，問運(yùn)動(dòng)員的腳應(yīng)該以多大的速度觸球？（足球的質(zhì)量比運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量小得多，且碰撞是完全彈性的）A.3m/s B.4m/s C.5m/s D.6m/s6.一根張緊的水平彈性長(zhǎng)繩上的ab兩點(diǎn)相距14cm，b點(diǎn)在a點(diǎn)的右方。當(dāng)一列簡(jiǎn)諧橫波沿此長(zhǎng)繩向右傳播時(shí)，若a點(diǎn)的位移達(dá)到正向最大時(shí)，b點(diǎn)的位移恰為零，且向下運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過1s后，a點(diǎn)的位移為零，且向下運(yùn)動(dòng)，而b點(diǎn)的位移達(dá)到負(fù)向最大，則這列簡(jiǎn)諧波的波速可能等于A.4.67m/s B.6m/s C.10m/s D.14m/s7.如圖5所示，一定質(zhì)量的理想氣體，由狀態(tài)a沿直線變化到狀態(tài)b，在此過程中，氣體分子平均速率的變化情況是A.不斷增大B.不斷減小C.先減小后增大D.先增大后減小8.如圖6所示，C為空心金屬球殼，球殼外有一正點(diǎn)電荷QA，球殼內(nèi)有一帶負(fù)電的金屬小球B，P為C球殼內(nèi)、B球外的一點(diǎn)。當(dāng)QA變大時(shí)，P點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E和電勢(shì)U以及P點(diǎn)處正試探電荷的電勢(shì)能EP的變化情況是A.E、U、EP都變大B.E變大、U變大、EP不變C.E不變，U變大，EP變大D.E變小，U變小，EP不變9.氕（氫）、氘、氚原子核自初速為零，經(jīng)同一勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后，又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)，最后打在熒光屏上，如圖7所示，那么A.經(jīng)過加速電場(chǎng)的過程，氕核所受電場(chǎng)力的沖量最大B.經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的過程，電場(chǎng)力對(duì)三種核做的功一樣多C.三種原子核打在屏上時(shí)的速度一樣大D.三種原子核都打在屏的同一位置上10.如圖8所示，正方形線圈的電阻為R，每邊長(zhǎng)為a，垂直穿過線圈平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化規(guī)律為，則線圈的發(fā)熱功率為A. B. C. D. 11.如圖9所示，截面為1/4圓的玻璃棱境，一束平行單色光平等于棱鏡的一個(gè)底平面AO，并垂直另一底平面OB入射到圓孤面上。已知棱境材料的折射率為，則以上說法正確的是A.所有入射光線通過棱鏡后都能從OB面出射B.當(dāng)光線與入射點(diǎn)處半徑夾角大于45時(shí)，這部分光線將在OB面上發(fā)生全反射C.當(dāng)光線與入射點(diǎn)處半徑夾角小于45時(shí)，這部分光線將在OB面上發(fā)生全反射D.當(dāng)光線與入射點(diǎn)處半徑夾角小于45時(shí)，這部分光線將在OA面上發(fā)生全反射12.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)處于靜止?fàn)顟B(tài)的放射性元素的原子核發(fā)生衰變，若衰變時(shí)射出的粒子的速度垂直于磁場(chǎng)，測(cè)得粒子的回旋半徑為R，那么反沖核運(yùn)動(dòng)的回旋半徑是A. B. C. D.二、填空題（共22分）13.（3分）雜技演員把三只球依次豎直向上拋出，形成連續(xù)的循環(huán)。在循環(huán)中，他每拋出一球后，再過一段與剛拋出的球在手中停留時(shí)間相等的時(shí)間，又接到下一個(gè)球。這樣，在總的循環(huán)過程中，便形成時(shí)空中有三個(gè)球，有時(shí)空中有兩個(gè)球，而演員手中則一半時(shí)間內(nèi)有球，有一半時(shí)間內(nèi)沒球的情況。設(shè)每個(gè)球上升的高度為1.25m，取g=10m/s2，則每個(gè)球每次在手中停留的時(shí)間是 。14.（3分）如圖10所示，一個(gè)質(zhì)量為m2的滑輪由勁度系數(shù)為k的彈筑懸掛在天花板上。一根輕繩一端懸掛質(zhì)量為m1的重物，另一端繞過滑輪固定在地板上。則重物在豎直方向上做微小振動(dòng)的周期是 。15.（3分）在如圖11所示阻容混合電路中，調(diào)節(jié)可變電阻R2使電流表G的電流指零時(shí)，R1、R2、C1、C2應(yīng)滿足的關(guān)系是R1：R2= 。 16.（3分）一個(gè)絕緣剛性圓環(huán)，半徑為R，質(zhì)量為m，均為帶電且?guī)щ娏繛镼；現(xiàn)將其水平放置，且可繞通過中心O的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)但不能平衡。環(huán)上某處有一小缺口A，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)。開始時(shí)環(huán)靜止不動(dòng)，之后加一場(chǎng)強(qiáng)為有E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其方向與轉(zhuǎn)軸及AO皆垂直，如圖12所示。則圓環(huán)在其運(yùn)動(dòng)過程中的最大角速度是 。17.（4分）靜止的原子核衰變變成質(zhì)量分別為m1、m2和m3的三個(gè)裂片，它們的質(zhì)量虧損為m。若三個(gè)裂片中每?jī)善g的速度方向的夾角都是120，則每個(gè)裂片的能量為 。18.（3分）氖燈接入頻率f=50Hz，電壓有效值U=120V的正弦交流電路中共10min。若氖燈點(diǎn)烯和熄滅時(shí)的電壓均為120V，則氖燈亮的時(shí)間為 。19.（3分）由電容皆為1F的電容器組成的網(wǎng)絡(luò)如圖13所示。則a、b間的等效電容Cab= 。三、計(jì)算題（本題有4小題，共62分）20.（12分）如圖15所示，靜止的車廂內(nèi)斜靠著一個(gè)較長(zhǎng)的圓柱形氣缸，汽缸與車廂底板成角，氣缸上方活塞質(zhì)量為m，缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體，氣柱長(zhǎng)為L(zhǎng)，活塞面積為S，與缸壁摩擦不計(jì)，大氣壓強(qiáng)為P0，設(shè)氣缸內(nèi)氣體溫度大變，求：（1）當(dāng)車廂在水平軌道上向右做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)P0相等，此時(shí)車廂的加速度為多大？（2）上述情況下氣缸內(nèi)氣柱長(zhǎng)度為多少？21.（14分）防盜門上的貓眼由一個(gè)凹透鏡L1和凸透鏡L2構(gòu)成，如圖16所示。其中L1的焦距為1.0cm，L2的焦距為3.5cm，要使室內(nèi)的觀察者能通過貓眼看清室外1m處的景物，試求L1、L2的間距d所允許的最大值。22.（16分）如圖17所示，長(zhǎng)為2L的不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩，一端固定在A點(diǎn)的釘子上；另一端系一小球，小球可繞A點(diǎn)在鉛垂面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。開始時(shí)小球與A點(diǎn)位于同一水平線上，小球在A點(diǎn)右側(cè)，垂直向下的初速度為v0。與A點(diǎn)同一水平線上左側(cè)的B點(diǎn)也有釘子，A、B之間的距離為L(zhǎng)，當(dāng)細(xì)繩轉(zhuǎn)到B點(diǎn)后，小球?qū)⒗@B點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)。為使小球能與A點(diǎn)的釘子相碰，試問上球初速度v0的最小值是多少？23.（20分）如圖18所示，在半徑為R的無限長(zhǎng)圓柱形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)B的方向與圓柱的軸平等，在圖中垂直紙平面向外。將半徑也為R