第8屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽試題（無(wú)答案）

1、第八屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽第一試試題姓名 成績(jī) 全卷共十題，總分為140分一、（4分）到目前為止，人們發(fā)現(xiàn)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的最大速度不能超過(guò)米/秒。（4分）1990年諾貝爾物理獎(jiǎng)的授予項(xiàng)目是關(guān)于A熱核反應(yīng)的控制B夸克存在的實(shí)驗(yàn)證據(jù)C高溫超導(dǎo)方面的成就D宇宙膨脹的理論答案（ ）二、（10分）如圖8-1所示的有鐵芯的變壓器中，原線圈匝數(shù)為副線圈的2倍。原線圈的電阻為R1，副線圈的電阻為R2，電源的電動(dòng)勢(shì)為=Osint，電源內(nèi)阻可忽略。設(shè)磁力線都集中在鐵芯內(nèi)，并且鐵芯不損耗電能。當(dāng)副線圈開(kāi)路時(shí)，用1表示原線圈中的電流，U2表示副線圈兩端的電壓，則有：圖8-1A1=0 B1 C1= D1無(wú)法根據(jù)題文所給的數(shù)

2、據(jù)確定答案（ ）AU2=0BU2=CU2=DU2無(wú)法根據(jù)題文所給的數(shù)據(jù)確定。答案（ ）三、（10分）足球比賽中發(fā)角球時(shí)，有經(jīng)驗(yàn)的足球隊(duì)員可發(fā)出所謂“香蕉球”。即球飛到球門(mén)前方時(shí)會(huì)拐彎進(jìn)入球門(mén)。試簡(jiǎn)要地說(shuō)明其道理。圖8-2四、（10分）電荷q均勻分布在半球面ACB上，球面的半徑為R,CD為通過(guò)半球頂點(diǎn)C與球心O的軸線，如圖8-2。P、Q為CD軸線上在O點(diǎn)兩側(cè)、離O點(diǎn)距離相等的兩點(diǎn)。已知P點(diǎn)的電勢(shì)為UP，試求Q點(diǎn)的電勢(shì)UQ。五、（14分）如圖8-3所示，一水平放置的圓環(huán)形剛性窄槽固定在桌面上，槽內(nèi)嵌著三個(gè)大小相同的剛性小球，它們的質(zhì)量分別是m1、m2和m3，m2=m3=2m1。小球與槽的兩壁剛好接

3、觸而它們之間的摩擦可忽略不計(jì)。開(kāi)始時(shí)，三球處在槽中、的位置，彼此間距離相等；m2和m3靜止，m1以初速度vo=R/2沿槽運(yùn)動(dòng)，R為圓環(huán)的內(nèi)半徑和小球半徑之和，設(shè)各球之間的碰撞皆為彈性碰撞，求此系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期T。圖8-3 圖8-4六、（14分）有人曾用圖8-4所示的裝置測(cè)量液體的體膨脹系數(shù)。A、B為粗細(xì)均勻的U形細(xì)玻璃管，豎直放置，兩臂分別插在恒溫容器C（較熱的）和D（較冷的）內(nèi)。U形管內(nèi)盛有適量的待測(cè)液體。通過(guò)測(cè)量C、D內(nèi)的溫度和U形管兩臂內(nèi)液面的高度，就可計(jì)算出待測(cè)液體的體膨脹系數(shù)。試導(dǎo)出計(jì)算公式。不計(jì)玻璃管的熱膨脹。七、（14分）如圖8-5所示，兩個(gè)木塊A和B，質(zhì)量分別為mA和mB，緊挨著

4、并排放在水平桌面上，A、B間的接觸面垂直于圖中紙面且與水平成角。A、B間的接觸面是光滑的，但它們與水平桌面間有摩擦，靜摩擦系數(shù)和滑動(dòng)摩擦系數(shù)均為。開(kāi)始時(shí)A、B都靜止，現(xiàn)施一水平推力F于A，要使A、B向右加速運(yùn)動(dòng)且A、B間之間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則：1的數(shù)值應(yīng)滿足什么條件？2推力F的最大值不能超過(guò)多少？（只考慮平動(dòng)，不考慮轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題）圖8-5圖8-6八、（20分）有一內(nèi)徑均勻、兩支管等長(zhǎng)且大于78cm的、一端開(kāi)口的U形管ACDB。用水銀將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在A端后，將管豎直倒立。平衡時(shí)兩支管中液面高度差為2cm，此時(shí)閉端氣柱的長(zhǎng)度L0=38cm（如圖8-6所示）。已知大氣壓強(qiáng)相當(dāng)于ho=76厘米水

5、銀柱高。若保持溫度不變，不考慮水銀與管壁的摩擦，當(dāng)輕輕晃動(dòng)一下U形管，使左端液面上升h(h小于2cm)時(shí)，將出現(xiàn)什么現(xiàn)象、試加以討論并說(shuō)明理由。九、（20分）如圖8-7，半徑為R的圓筒形真空管中有兩個(gè)隔板把管內(nèi)分為三個(gè)區(qū)域，隔板上分別位于中心的小孔A與A，其間距為L(zhǎng)。區(qū)域中有電場(chǎng)，區(qū)域有沿管軸發(fā)現(xiàn)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域中既無(wú)電場(chǎng)也無(wú)磁場(chǎng)。由陰極K連續(xù)發(fā)出的電子在區(qū)域中由電場(chǎng)加速，穿過(guò)小孔A成發(fā)散電子束進(jìn)入?yún)^(qū)域。設(shè)各個(gè)電子穿過(guò)小孔A時(shí)沿管軸方向的分速度都為v，調(diào)節(jié)區(qū)域中的磁感應(yīng)強(qiáng)度使它等于為使在區(qū)域中有穿過(guò)小孔A的發(fā)散電子束所必須的最低值，從這時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)且保持此最低值不變，但使磁場(chǎng)方向作周期為T(mén)的周期性正、反變化，如圖8-8所示。設(shè)真空管中凡碰到管壁的電子均不彈回1求在區(qū)域中有穿過(guò)A的發(fā)散電子束時(shí)T的最小值TO.。2設(shè)T=2TO，在圖8-8的時(shí)間軸上標(biāo)出區(qū)域中有發(fā)散電子束的時(shí)間區(qū)間3進(jìn)入?yún)^(qū)域內(nèi)的電子束中，電子運(yùn)動(dòng)方向與管軸間的夾角最大可能值為多大？圖8-8圖8-7 十、（20分）半徑為r、質(zhì)量為m的三個(gè)相同的剛性球放在光滑的水平桌面上，兩兩互相接觸。用一個(gè)高為1.5r的圓柱形剛性圓筒（上下均無(wú)底）將此三球套在筒內(nèi)，圓筒的半徑取適當(dāng)值，使得各球間以及球與筒壁之間均保持接觸，但相互間無(wú)作用力。現(xiàn)取一質(zhì)量亦為m、半徑為R的第四個(gè)球