第23屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽試題.doc

第23屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽試題（河南賽區(qū)）一、選擇題（每題都有一個或多個符合題意的選項，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（保持擋板豎直），斜面和擋板對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)繩繞過兩個相距2a的定滑輪（滑輪大小不計），細(xì)繩兩端分別靜止吊著相同的物體A和物體B。現(xiàn)于兩個滑輪間繩子的中點處掛一物體C，當(dāng)C下落距離b。其速率為v，則此時A、B的速率為（ ）A. v B. C. D.3.根據(jù)圖3中的四個圖，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動位置的連線，這些連線就是水分子運動的真正的軌跡B.圖乙是射擊手拉弓，箭射出時弓的彈性勢能轉(zhuǎn)化成箭的最大初動能C.圖丙中的右手推動活塞，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，小球?qū)⒅瘘c返跳回出發(fā)點A？A. B. C. D. （k=2，3，n）5.以速度v=10m/s運動的足球碰到運動員的腳，為使足球與腳相碰后停下來，問運動員的腳應(yīng)該以多大的速度觸球？（足球的質(zhì)量比運動員的質(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繩上的ab兩點相距14cm，b點在a點的右方。當(dāng)一列簡諧橫波沿此長繩向右傳播時，若a點的位移達(dá)到正向最大時，b點的位移恰為零，且向下運動。經(jīng)過1s后，a點的位移為零，且向下運動，而b點的位移達(dá)到負(fù)向最大，則這列簡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。當(dāng)QA變大時，P點的場強(qiáng)E和電勢U以及P點處正試探電荷的電勢能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)電場加速后，又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場偏轉(zhuǎn)，最后打在熒光屏上，如圖7所示，那么A.經(jīng)過加速電場的過程，氕核所受電場力的沖量最大B.經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場的過程，電場力對三種核做的功一樣多C.三種原子核打在屏上時的速度一樣大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)光線與入射點處半徑夾角大于45時，這部分光線將在OB面上發(fā)生全反射C.當(dāng)光線與入射點處半徑夾角小于45時，這部分光線將在OB面上發(fā)生全反射D.當(dāng)光線與入射點處半徑夾角小于45時，這部分光線將在OA面上發(fā)生全反射12.在勻強(qiáng)磁場中，一個處于靜止?fàn)顟B(tài)的放射性元素的原子核發(fā)生衰變，若衰變時射出的粒子的速度垂直于磁場，測得粒子的回旋半徑為R，那么反沖核運動的回旋半徑是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間相等的時間，又接到下一個球。這樣，在總的循環(huán)過程中，便形成時空中有三個球，有時空中有兩個球，而演員手中則一半時間內(nèi)有球，有一半時間內(nèi)沒球的情況。設(shè)每個球上升的高度為1.25m，取g=10m/s2，則每個球每次在手中停留的時間是 。14.（3分）如圖10所示，一個質(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，R1、R2、C1、C2應(yīng)滿足的關(guān)系是R1：R2= 。 16.（3分）一個絕緣剛性圓環(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)動但不能平衡。環(huán)上某處有一小缺口A，其長度為L。開始時環(huán)靜止不動，之后加一場強(qiáng)為有E的勻強(qiáng)電場，其方向與轉(zhuǎn)軸及AO皆垂直，如圖12所示。則圓環(huán)在其運動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的三個裂片，它們的質(zhì)量虧損為m。若三個裂片中每兩片之間的速度方向的夾角都是120，則每個裂片的能量為 。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。若氖燈點烯和熄滅時的電壓均為120V，則氖燈亮的時間為 。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)斜靠著一個較長的圓柱形氣缸，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，氣柱長為L，活塞面積為S，與缸壁摩擦不計，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動時，發(fā)現(xiàn)缸內(nèi)氣體壓強(qiáng)與大氣壓強(qiáng)P0相等，此時車廂的加速度為多大？（2）上述情況下氣缸內(nèi)氣柱長度為多少？21.（14分）防盜門上的貓眼由一個凹透鏡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，長為2L的不可伸長的細(xì)繩，一端固定在A點的釘子上；另一端系一小球，小球可繞A點在鉛垂面內(nèi)運動。開始時小球與A點位于同一水平線上，小球在A點右側(cè)，垂直向下的初速度為v0。與A點同一水平線上左側(cè)的B點也有釘子，A、B之間的距離為L，當(dāng)細(xì)繩轉(zhuǎn)到B點后，小球?qū)⒗@B點向上運動。為使小球能與A點的釘子相碰，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的無限長圓柱形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場，磁場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