2013年第30屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽試卷及答案(word版).doc

第30屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽試卷本卷共16題，滿分200分.一、選擇題.本題共5小題，每小題6分.在每小題給出的4個選項中，有的小題只有一項符合題意，有的小題有多項符合題意.全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不答的得0分.1. 下列說法正確的是：A.一束單色光從真空射入 時，在玻璃表面處發(fā)生折射現(xiàn)象，這與光在玻璃中的傳播速度不同于在真空中的傳播速度有關(guān)B.白紙上有兩個非?？拷男『诎?，實際上是分開的，沒有重疊部分.但通過某一顯微鏡所成的象卻是兩個連在一起的沒有分開的光斑，這與光的衍射現(xiàn)象有關(guān)C.雨后虹的形成與光的全反射現(xiàn)象有關(guān)D.老年人眼睛常變?yōu)檫h(yuǎn)視眼，這時近處物體通過眼睛所成的像在視網(wǎng)膜的前方（瞳孔與視網(wǎng)膜之間），故看不清2. 圖中A、B是兩塊金屬板，分別與高壓直流電源的正負(fù)極相連.一個電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的點電荷自貼近A板處靜止釋放（不計重力作用）.已知當(dāng)A、B兩板平行、兩板的面積很大且兩板間的距離較小時，它剛到達B板時的速度為u0，在下列情況下以u表示點電荷剛到達B板時的速度A. 若A、B兩板不平行，則u u0B.若A板面積很小，B板面積很大，則u u0C.若A、B兩板間的距離很大，則u u0D.不論A、B兩板是否平行、兩板面積大小及兩板間距離多少，u都等于 u03. 粒子和粒子都沿垂直于磁場的方向射入同一均勻磁場中，發(fā)現(xiàn)這兩種粒子沿相同半徑的圓軌道運動.若粒子的質(zhì)量是m1，粒子的質(zhì)量是m2，則粒子與粒子的動能之比是A. B. C. D. 4. 由玻爾理論可知，當(dāng)氫原子中的核外電子由一個軌道躍遷到另一軌道時，有可能A. 發(fā)射出光子，電子的動能減少，原子的勢能減少B. 發(fā)射出光子，電子的動能增加，原子的勢能減少C. 吸收光子，電子的動能減少，原子的勢能增加D. 吸收光子，電子的動能增加，原子的勢能減少5. 圖示兩條虛線之間為一光學(xué)元件所在處，AB為其主光軸.P是一點光源，其傍軸光線通過此光學(xué)元件成像于Q點.該光學(xué)元件可能是A.薄凸透鏡B.薄凹透鏡C.凸球面鏡D.凹球面鏡二、填空題和作圖題.只要給出結(jié)果，不需寫出求得結(jié)果的過程.6. （8分）國際上已規(guī)定133Cs原子的頻率f=9192631770Hz（沒有誤差）.這樣，秒的定義_.國際上已規(guī)定一個公認(rèn)的光速值c=299792458m/s（沒有誤差）.長度單位由時間單位導(dǎo)出，則米定義為_.7. （8分）質(zhì)量為m1的小滑塊，沿一傾角為的光滑斜面滑下，斜面質(zhì)量為m2，置于光滑的水平桌面上.設(shè)重力加速度為g，斜面在水平桌面上運動的加速度的大小為_8. （8分）一線光源，已知它發(fā)出的光包含三種不同頻率的可見光，若要使它通過三棱鏡分光，最后能在屏上看到這三種不同頻率的光的譜線，則除了光源、三棱鏡和屏外，必須的器件至少還應(yīng)有_.其中一個的位置應(yīng)在_和_之間，另一個的位置應(yīng)在_和_之間.9. （12分）如圖所示，A為放在水平光滑桌面上的長方形物塊，在它上面放有物塊B和C.A、B、C的質(zhì)量分別為m、5m、m.B、C與A之間的靜摩擦系數(shù)和滑動摩擦系數(shù)皆為0.10，K為輕滑輪，繞過輕滑輪連接B和C的輕細(xì)繩都處于水平位置.現(xiàn)用水平方向的恒定外力F拉滑輪，使A的加速度等于0.20g，g為重力加速度.在這種情況時，B、A之間沿水平方向的作用力的大小等于_，C、A之間沿水平方向的作用力的大小等于_，外力F的大小等于_.10. （14分）i.在做“把電流表改裝成電壓表”的實驗中，必須測出電流表的內(nèi)阻和用標(biāo)準(zhǔn)電壓表對改裝成的電壓表進行校準(zhǔn).某同學(xué)對圖示的器材進行了連線，使所連成的電路只要控制單刀雙擲開關(guān)的刀位和調(diào)節(jié)電阻箱及變阻器，不需改動連線，就能：（1）在與電阻箱斷路的條件下測出電流表的內(nèi)阻；（2）對改裝成的電壓表所有的刻度進行校準(zhǔn).試在圖中畫出該同學(xué)的全部連線.ii.有一塊橫截面為矩形的長板，長度在81cm與82cm之間，寬度在5cm與6cm之間，厚度在1cm與2cm之間.現(xiàn)用直尺（最小刻度為mm）、卡尺（游標(biāo)為50分度）和千分尺（螺旋測微器）去測量此板的長度、寬度和厚度，要求測出后的最后一位有效數(shù)字是估讀的.試設(shè)想一組可能的數(shù)據(jù)天災(zāi)下面的空格處.板的長度_cm，板的寬度_cm，板的厚度_cm，三、計算題.計算題的解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后結(jié)果的不能得分.有數(shù)值計算的，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.11. （20分）在水平地面某處，以相同的速率v0用不同的拋射角分別拋射兩個小球A和B，它們的射程相同.已知小球A在空中運行的時間為TA，求小球B在空中運行的時間TB.重力加速度大小為g，不考慮空氣阻力.12. （20分）從地球上看太陽時，對太陽直徑的張角=53.取地球表面上緯度為1的長度l=110km，地球表面處的重力加速度g=10m/s2，地球公轉(zhuǎn)的周期T=365天.試僅用以上數(shù)據(jù)計算地球和太陽密度之比.假設(shè)太陽和地球都是質(zhì)量均勻分布的球體.13. （16分）一個用電阻絲繞成的線圈，浸沒在量熱器所盛的油中，油的溫度為0.當(dāng)線圈兩端加上一定的電壓后，油溫漸漸上升.0時溫度升高的速率為5.0Kmin-1，持續(xù)一段時間后，油溫上升到30，此時溫度升高的速率變?yōu)?.5Kmin-1，這是因為線圈的電阻與溫度有關(guān).設(shè)溫度為時線圈的電阻為R，溫度為0時線圈的電阻為R0，則有R= R0 (1+)，稱為電阻的溫度系數(shù).試求此線圈電阻的溫度系數(shù).假設(shè)量熱器及其中的油以及線圈所構(gòu)成的系統(tǒng)溫度升高的速率與該系統(tǒng)吸收熱量的速率（即單位時間內(nèi)吸收的熱量）成正比；對油加熱過程中加在線圈兩端的電壓恒定不變；系統(tǒng)損失的熱量可忽略不計.14. （18分）如圖所示，一摩爾理想氣體，由壓強與體積關(guān)系的p-V圖中的狀態(tài)A出發(fā)，經(jīng)過一緩慢的直線過程到達狀態(tài)B，已知狀態(tài)B的壓強與狀態(tài)A的壓強之比為，若要使整個過程的最終結(jié)果是氣體從外界吸收了熱量，則狀態(tài)B與狀態(tài)A的體積之比應(yīng)滿足什么條件？已知此理想氣體每摩爾的內(nèi)能為，R為普適氣體常量，T為熱力學(xué)溫度.15. （23分）如圖所示，匝數(shù)為N1的原線圈和在數(shù)為N2的副線圈繞在同一閉合的鐵心上，副線圈兩端與電阻R相聯(lián)，原線圈兩端與平行金屬導(dǎo)軌相聯(lián).兩軌之間的距離為L，其電阻可不計.在虛線的左側(cè)，存在方向與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為B. pq是一質(zhì)量為m電阻為r與導(dǎo)軌垂直放置的金屬桿，它可在導(dǎo)軌上沿與導(dǎo)軌平行的方向無摩擦地滑動.假設(shè)在任何同一時刻通過線圈每一匝的磁通都相同，兩個線圈的電阻、鐵心中包括渦流在內(nèi)的各種損耗都忽略不計，且變壓器中的電磁場完全限制在變壓器鐵心中.現(xiàn)于t=0時開始施一外力，使桿從靜止出發(fā)以恒定的加速度a向左運動.不考慮連接導(dǎo)線的自感.若已知在某時刻t時原線圈中電流的大小I1，i.求此時刻外力的功率ii.此功率轉(zhuǎn)化為哪些其他形式的功率或能量變化率？試分別求出它們的大小.16. （23分）如圖所示，一質(zhì)量為m半徑為R的由絕緣材料制成的薄球殼，均勻帶正電，電荷量為Q，球殼下面有與球殼固連的底座，底座靜止在光滑水平面上.球殼內(nèi)部有一勁度系數(shù)為的輕彈簧（質(zhì)量不計），彈簧始終處于水平位置，其一端與球殼內(nèi)壁固連，另一端恰位于球心處，球殼上