第28屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽試卷(2011年)

1、 第28屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽試卷本卷共16題，滿分200 分得分閱卷復(fù)核一、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把符合題意的選項前面的英文字母寫在每小題后面的方括號內(nèi)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常用示波器中的掃描電壓u隨時間t變化的圖線是 2下面列出的一些說法中正確的是A在溫度為200C 和壓強為1個大氣壓時，一定量的水蒸發(fā)為同溫度的水蒸氣，在此過程中，它所吸收的熱量等于其內(nèi)能的增量B有人用水銀和酒精制成兩種溫度計，他都把水的冰點定為0度，水的沸點定為100度，并都把0刻度與100刻度之間均

2、勻等分成同數(shù)量的刻度，若用這兩種溫度計去測量同一環(huán)境的溫度（大于0度小于 100度）時，兩者測得的溫度數(shù)值必定相同C 一定量的理想氣體分別經(jīng)過不同的過程后，壓強都減小了，體積都增大了，則從每個過程中氣體與外界交換的總熱量看，在有的過程中氣體可能是吸收了熱量，在有的過程中氣體可能是放出了熱量，在有的過程中氣體與外界交換的熱量為 0 .D 地球表面一平方米所受的大氣的壓力，其大小等于這一平方米表面單位時間內(nèi)受上方作熱運動的空氣分子對它碰撞的沖量，加上這一平方米以上的大氣的重量 3把以空氣為介質(zhì)的兩個平行板電容器a和b串聯(lián)，再與電阻R和電動勢為E的直流電源如圖連接平衡后，若把一塊玻璃板插人電容器a中

3、，則再達到平衡時， A與玻璃板插人前比，電容器a兩極間的電壓增大了 B與玻璃板插人前比，電容器a兩極間的電壓減小了 C與玻璃板插入前比，電容器b貯存的電能增大了 D玻璃板插人過程中電源所做的功等于兩電容器貯存總電能的增加量 4多電子原子核外電子的分布形成若干殼層，K殼層離核最近，L殼層次之，M殼層更次之，每一殼層中可容納的電子數(shù)是一定的，當(dāng)一個殼層中的電子填滿后，余下的電子將分布到次外的殼層當(dāng)原子的內(nèi)殼層中出現(xiàn)空穴時，較外殼層中的電子將躍遷至空穴，并以發(fā)射光子（X光）的形式釋放出多余的能量，但亦有一定的概率將躍遷中放出的能量傳給另一個電子，使此電子電離，這稱為俄歇（Auger）效應(yīng)，這樣電離出

4、來的電子叫俄歇電子現(xiàn)用一能量為40.00keV的光子照射Cd（鎬）原子，擊出Cd原子中K層一個電子，使該殼層出現(xiàn)空穴，己知該K層電子的電離能為26.8keV隨后，Cd原子的L 層中一個電子躍遷到K層，而由于俄歇效應(yīng)，L層中的另一個的電子從Cd原子射出，已知這兩個電子的電離能皆為4.02keV，則射出的俄歇電子的動能等于 A( 26.84.024.02 ) keV B(40.0026.8 4.02 ) keVC( 26.84.02 ) keV D( 40.00 26.8 + 4.02 ) keV5一圓弧形的槽，槽底放在水平地面上，槽的兩側(cè)與光滑斜坡aa、bb相切，相切處a、b位于同一水平面內(nèi)，槽

5、與斜坡在豎直平面內(nèi)的截面如圖所示一小物塊從斜坡aa上距水平面ab的高度為Zh處沿斜坡自由滑下，并自a處進人槽內(nèi)，到達b后沿斜坡bb向上滑行，已知到達的最高處距水平面ab 的高度為h；接著小物塊沿斜坡bb滑下并從b處進人槽內(nèi)反向運動，若不考慮空氣阻力，則A小物塊再運動到a處時速度變?yōu)榱鉈小物塊尚未運動到a處時，速度已變?yōu)榱鉉小物塊不僅能再運動到a處，并能沿斜坡aa向上 滑行，上升的最大高度為2hD小物塊不僅能再運動到a處，并能沿斜坡aa向上滑行，上升的最大高度小于h 二、填空題和作圖題把答案填在題中的橫線上或把圖畫在題中指定的地方只要給出結(jié)果不需寫出求得結(jié)果的過程6( 6分）在大氣中，將一容積為

6、 0.50m3的一端封閉一端開口的圓筒筒底朝上筒口朝下豎直插人水池中，然后放手平衡時，筒內(nèi)空氣的體積為0.40m3設(shè)大氣的壓強與10.0m 高的水柱產(chǎn)生的壓強相同，則筒內(nèi)外水面的高度差為得分閱卷復(fù)核 得分閱卷復(fù)核7(10分）近年來，由于“微結(jié)構(gòu)材料”的發(fā)展，研制具有負折射率的人工材料的光學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用，已受人們關(guān)注對正常介質(zhì)，光線從真空射人折射率為n的介質(zhì)時，人射角和折射角滿足折射定律公式，人射光線和折射光線分布在界面法線的兩側(cè)；若介質(zhì)的折射率為負，即n0，表示其方向水平向前，反之，則水平向后因水平方向動量守恒以及機械能守恒，故有 (5) (6)解（1）、（5）、（6）三式可得擺線位于豎直位置

7、時木塊速度的大小 (7) (8) (7）式對應(yīng)于子彈剛射人擺球但木塊尚未運動時木塊的速度，它也是擺球在以后相對木塊往復(fù)運動過程中擺線每次由后向前經(jīng)過豎直位置時木塊的速度；而題中要求的木塊的最大速率為（8）式，它也是擺球在以后相對木塊的往復(fù)運動過程中擺線每次由前向后經(jīng)過豎直位置時木塊的速度iii在整個運動過程中，每當(dāng)擺線處于豎直位置時，小球便位于最低處當(dāng)子彈剛射人擺球時，擺球位于最低處，設(shè)這時擺球的速度為u，由（l）式得 (9)方向水平向前當(dāng)擺球第一次回到最低處時，木塊速度最大，設(shè)這時擺球的速度為u，由 (l）、（5）、（6）三式和（8）式可得 (10)其方向向后當(dāng)擺球第二次回到最低處時，由（7

8、）式木塊速度減至0，設(shè)這時擺球的速度為u，由（l）、（5）、（6）式可得 u (11) 方向向前，開始重復(fù)初始的運動評分標(biāo)準：本題20分第i小題 8 分(1) 式 1 分，(2）、（3）式各3分， (4）式l分第ii小題 7 分(5)、(6）式各3分，(8）式 l 分第iii小題 5 分 ( 9 )式l分， (10）式3.分， (11）式l分15參考解答：先設(shè)磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場方向垂直xy平面向里，且無邊界考察從粒子源發(fā)出的速率為v、方向與x軸夾角為的粒子，在磁場的洛侖茲力作用下粒子做圓周運動，圓軌道經(jīng)過坐標(biāo)原點O，且與速度方向相切，若圓軌道的半徑為R，有 （1）得 (2) 圓軌道的圓心

9、O在過坐標(biāo)原點O與速度方向垂直的直線上，至原點的距離為R，如圖1所示通過圓心 O作平行于y軸的直線與圓軌道交于P點，粒子運動到P點時其速度方向恰好是沿x軸正方向，故P點就在磁場區(qū)域的邊界上對于不同人射方向的粒子，對應(yīng)的P點的位置不同，所有這些P點的連線就是所求磁場區(qū)域的邊界線P點的坐標(biāo)為 xRsin (3 ) y一R + Rcos (4) 這就是磁場區(qū)域邊界的參數(shù)方程，消去參數(shù)，得 x2 +(y+R)2=R2 (5)由（2）、（5）式得 (6)這是半徑為R圓心 O的坐標(biāo)為（0，一R ) 的圓，作為題所要求的磁場區(qū)域的邊界線，應(yīng)是如圖 2 所示的半個圓周，故磁場區(qū)域的邊界線的方程為 (7)若磁場

10、方向垂直于xy面向外，則磁場的邊界線為如圖3示的半圓，磁場區(qū)域的邊界線的方程為x2 +(yR)2=R2 （8 )或 （9）證明同前評分標(biāo)準：本題20分 ( l）或（2）式 2 分， (3）、（4）式各 4 分， (7）式 3 分，圖（圖 2 ) 2分（只要半圓的位置正確就給2分）, (9）式3分，圖（圖 3 ) 2 分（只要半圓的位置正確就給2分）16參考解答：以t =0時刻船A所在的位置為坐標(biāo)原點O，作如圖1所示平面直角坐標(biāo)系Oxy，x軸指向正東，y軸指向正北可以把船C的速度分解成沿正東方向的分速度vx和沿正北方向的分速度vy兩個分量根據(jù)題意有vxvy2u (1) 在t時刻，三船的位置如圖1

11、所示B、C二船在y方向位移相等，兩船的連線BC與x軸平行，兩船間的距離 (2) BC的中點到B點的距離為中點M的坐標(biāo)分別為 （3） （4）可見M點沿x方向的速度為u，沿y方向的速度為2u，在t = 0時刻BC的中點在x軸上，其x坐標(biāo)為3a/2在與M點固連的參考系中考察，并建立以M為原點的直角坐標(biāo)系Mxy , x軸與x軸平行，y軸與y軸平行，則相對M，船A的速度只有沿負y方向的分量，有 uAM=uAM y=2u (5)在時刻t，船A在坐標(biāo)系Mxy的坐標(biāo)為 (6) (7) 可以把A船的速度分解為沿連線MA方向的分量uAM1 和垂直于連線 MA 方向的分量uAM2兩個分量，uAM1使連線MA的長度增大，uAM2使連線