第12屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽試題

1、京翰教育中心 第十二屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽第一試試卷(1995年)全卷共八題，總分為140分。 一、（20分） 1、（5分）一木板堅(jiān)直地立在車上，車在雨中勻速進(jìn)行一段給定的路程。木板板面與車前進(jìn)方向垂直，其厚度可忽略。設(shè)空間單位體積中的雨點(diǎn)數(shù)目處處相等，雨點(diǎn)勻速堅(jiān)直下落。下列諸因素中與落在木板面上雨點(diǎn)的數(shù)量有關(guān)的因素是 A、雨點(diǎn)下落的速度 B、單位體積中的雨點(diǎn)數(shù) C、車行進(jìn)的速度 D、木板的面積 答案 2、（5分）放映電影時(shí)，看到影片中的一輛馬車從靜止起動(dòng)，逐漸加快。在某一時(shí)刻車輪開始倒轉(zhuǎn)。已知電影放映機(jī)的速率是每秒30幅畫面，車輪的半徑是0.6米，有12根輻條。車輪開始倒轉(zhuǎn)時(shí)馬車的瞬時(shí)速度

2、是 米/秒。 3、（5分）鐳226的半衰期是1600年。如已知現(xiàn)在地球上鐳226的總量，能否據(jù)此確定4800年前地球上鐳226的總量？為什么？ 4、（5分）圖12-1中所示的A、B是兩個(gè)管狀容器，除了管較粗的部分高低不同之外，其他一切全同。將此兩容器抽成真空，再同時(shí)分別插入兩個(gè)水銀池中。當(dāng)水銀柱停止運(yùn)動(dòng)時(shí)（如圖），問(wèn)二管中水銀的溫度是否相同？為什么？設(shè)水銀與外界沒(méi)有熱交換。 二、（16分）如圖12-2所示，原長(zhǎng)LO為100厘米的輕質(zhì)彈簧放置在一光滑的直槽內(nèi)，彈簧的一端固定在槽的O端，另一端連接一小球。這一裝置可從水平位置開始繞O點(diǎn)緩緩地轉(zhuǎn)到豎直位置。設(shè)彈簧的形變總是在其彈性限度內(nèi)。試在下述（a

3、）、（b）兩種情況下，分別求出這種裝置從原來(lái)的水平位置開始緩緩地繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)小球離開原水平面的高度hO。 （a）在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)小球距原水平面的高度變化出現(xiàn)極大值，且極大值hm為40厘米。 （b）在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)小球離原水平的高度不斷增大。 三、（16分）兩端封閉的均勻玻璃管內(nèi)，有一段水銀柱將管內(nèi)氣體分為兩部分。玻璃管與水平面成角不變，將玻璃管整體浸入較熱的水中，重新達(dá)到平衡。試論證水銀柱的位置是否變化。如果變化，如何變？ 四、（16分）已知太陽(yáng)每秒輻射出3.8×1026焦的能量。問(wèn)： （1）太陽(yáng)每秒鐘損失多少噸質(zhì)量？ （2）假設(shè)太陽(yáng)放射出的能量是由于“燃燒氫”的核反應(yīng)提

4、供，這一核反應(yīng)放出28MeV（百萬(wàn)電子伏特）的能量。式中e-為電子，v為中微子。中微子是一種質(zhì)量遠(yuǎn)小于電子質(zhì)量、穿透力極強(qiáng)的中性粒子。試計(jì)算地球上在與太陽(yáng)垂直的每平方米面積上每秒有多少中微子（v）到達(dá)。 （3）假設(shè)原始的太陽(yáng)全部由和電子組成，且僅有10%的可供“燃燒”，試估算太陽(yáng)的壽命。 已知：太陽(yáng)質(zhì)量M日2.0×1030千克； 質(zhì)子質(zhì)量mp=1.7×10-27千克； 日地距離R=1.5×1011米； 電子電量e=1.6×10-19庫(kù)。 五（16分）圖12-4中L為焦距f=30 厘米的凸透鏡。有一單色平行光束，其方向與透鏡的主軸平行。現(xiàn)于透鏡前方放一正三

5、棱鏡，如圖所示。緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)三棱鏡，當(dāng)入射光的入射角和出射光的出射角相等時(shí)，在透鏡的焦面上距焦點(diǎn)y=30厘米處形成一像點(diǎn)。據(jù)此求三棱鏡材料對(duì)此單色光的折射率n之值。 六、（16分）假想有一水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B很大。有一半徑為R、厚度為d（dR）的金屬圓盤，在此磁場(chǎng)中豎直下落，盤面始終位于豎直平面內(nèi)并與磁場(chǎng)方向平行，如圖12-5所示。若要使圓盤在磁場(chǎng)中下落的加速度比沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)減小千分之一（不計(jì)空氣阻力），試估算所需磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值。假定金屬盤的電阻為零，并設(shè)金屬盤的密度=9×103千克/米3，其介電常數(shù)為=9×10-27庫(kù)2/牛·米2。 七、（20分）軍訓(xùn)中，戰(zhàn)士距墻So以速度vo起跳，如圖12-6所示，再用腳蹬墻面一次，使身體變?yōu)閳?jiān)直向上的運(yùn)動(dòng)以繼續(xù)升高。墻面與鞋底之間的靜摩擦系數(shù)為。求能使人體重心有最大總升高的起跳角。 八、（20分）一個(gè)由絕緣細(xì)線構(gòu)成的剛性圓形軌道，其半徑為R。此軌道水平放置，圓心在O點(diǎn)。一個(gè)金屬小珠P穿在此軌道上，可沿軌道摩