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2012年第29届全国中学生物理竞赛预赛试卷


第 ⒛ 届 全 国 中学 生物 理 竞 赛预 赛试 卷
l~5
9
13

6 10
14

7

8
勹 彡

总分

15

16

本卷共 16题 ,满 分 ⒛0分
得分

/>
,

一 、选择题 ,本 题共 5小 题 ,每 小题 6分 。 每 小题给 出的 4个 选 项 在
阅卷 复核

中 ,有 的小题只有 -项 符合题 意 ,有 的小题 有 多项 符合题 意 。 把符合 题意的选项前面的英文字母 写在 每小题后 面 的方括号 内.全 部选对 的得 6分 ,选 对但不全的得 3分 ,有 选错或不答的得 0分 。

1.下 列说法中正确的是

A.水 在0° C时 密度最大 。 B.一 个绝热容器中盛有气体 ,假 设把气体中分子速率很 大的如大于vA的 分子全部取
走 ,则 气体的温度会下降 ,此 后气体中不再存在速率大于v^的 分子 。

C.杜 瓦瓶的器壁是由两层玻璃制成 的 ,两 层玻璃之间抽成真空 ,抽 成真空 的主要作
用是既可降低热传导 ,又 可降低热辐射
.

D,图 示为一绝热容器 ,中 间有一隔板 ,隔 板左边盛有温度
为 r的 理想气体 ,右 边为真空 ,现 抽掉隔板 ,则 气体的 最终温度仍为 丑
2.

r



真空

[ ]

如图 ,一 半径为 R电 荷量为 o的 带电金属球 ,球 心位置 0固 定 ,P为 球外一点 。 位 几 同学在讨论 P点 的场强时 ,有 下列一些说法 ,其 中哪些说法是正确的?

A.若 P点 无限靠近球表面 ,因 为球表面带 电 ,根 据库仑定律可推知 ,P点 的场强趋
B。

因为霪奈莴场强处处为 0,若 P点 无限靠近球表面 ,则 P点 的场

(3~)

? P

C.若 o不 变 ,P点 的位置也不变 ,而 令 R变 小 ,则 P点 的场强不变 。 D.若 保持 Q不 变 ,而 令 R变 大 ,同 时始终保持 P点 极靠近球表面处 ,则 P点 的场强
不变 ,

[

]

3.

图中 L为 一薄凸透镜 ,ab为 一发光圆面 ,二 者共轴 ,S为 与 L平 行放置的屏 ,已 知这 时 ab可 在屏上成清晰的像 ,现 将透镜切除一半 ,只 保 留主轴 以上 的一半透镜 ,这 时 ab在 s上 的像
A。
B。

尺寸不变 ,亮 度不变 尺寸不变 ,亮 度降低

,

,

C.只 剩半个 圆 ,亮 度不变

,

D.只 剩半个 圆 ,亮 度 降低 。
物理竞赛预赛卷 第 1页 (共 8页 )

4.一 轻质弹簧 ,一 端 固定在墙上 ,另 一端连一小 物块 ,小 物块 放在摩擦 系数为 u的 水平
面上 ,弹 簧处在 自然状态 ,小 物块位于 0处 .现 用手将小物块 向右移到 色处 ,然 后从 静止释放小物块 ,发 现小物块开始 向左移动
.

A,小 物块可能停在 ε点 。
B.小 物块停止以后所受的摩擦力必不为 0.
力的方向两者既可能相同 ,也 可能相反 。

0



C.小 物块无论停在 0点 的左边还是右边 ,停 前所受 的摩檫力的方 向和停后所受摩擦

D.小 物块在通过 0点 后 向右运动直到最远处 的过程中 ,速 度的大小总是减小 ;小 物
块在由右边最远处 回到 0点 的过程中 ,速 度的大小总是增大 。

[

]

5.如 图所示 ,一 内壁光滑的圆锥面 ,轴 线 00′ 是竖直 的 ,顶 点 o
在下方 ,锥 角为 2α ,若 有两个相 同的小珠 (均 视为质点 )在 圆锥的内壁上沿不同的圆轨道运动 ,则 有
:

A,它 们的动能相同

,

B.它 们运动的周期相同
C。

.

锥壁对它们的支撑力相同 。

D.它 们的动能与势能之比相同 ,设 0点 为势能零点 .[

]

一 一 果

填 空题和作 图题 .把 答案填在题 中的横线上或 把 图 画在题 中指 定 的地 方 。 要给 出结 只 不需写出求得结果的过程
.

得分

阅卷

复核

6.(6分 )铀 z38(筲 U)是 放射性元素 ,若 衰变时依次放 出 α
,

,β β ,α ,α ,α ,α ,α ,β ,β ,α ,β ,β ,α 粒子 ,最 终形成稳

定 的核IPb,则 其 中 X=~~~,Y〓

得分

阅卷

复核

7,(10分 )在 寒冷地区 ,为 了防止汽车挡风玻 璃窗结霜 ,可 用通
电电阻加热 .图 示为 10根 阻值 皆为 3Ω 的电阻条 ,和 一个 内阻为

物理竞赛预赛卷 第 2页 (共 8页 )

8.(10分 )已 知 :光 子有质量 ,但 无静止质量 ,在 重力 场 中也有 重力势
得分 阅卷 复核

能 ,若 从地面上某处将一束频率为 v的 光射 向其正上方相距 为 d的 空 间站 ,d远 小于地球 半径 ,令 空 间站 接 收 到 的光 的频 率 为
V'-V〓
v勹

则差

~____,已 知地球表面附近 的重力加速度 为 ⒏
,

9.(10分 )图 中所 示 两 物块 叠放 在 一 起
得分
阅卷 复核

下 面物块位 于光滑水平桌面上 ,其 质量为

m,上 面物 块 的质 量 为 M,两 物 块 之 间 的
静摩擦 系数为 u现 从静止 出发对下 面物 块施 以随时间 E变 化 的水平推力 F=yJ,γ 为一常量 ,则 从力开始作用到两物块 刚发生相对 运 动所经过 的时间等于
,此 时物块 的速度等于

10.(16分 )图 中 Κ是密封在真空玻璃 管
得分 阅卷 复核

内的金属 电极 ,它 受 光 照射后 能 释放 出 电子 ;W是 可 以透光 的窗 口 ,光 线通过 它 可照射 到 电极 Κ上 ;C是 密封在 真空玻

璃管 内圆筒形 的收集 电极 ,它 能 收集 Κ所 发 出 的光 电子 线与 串联 电池组 的中心端

.R是

接在 电池组 E(电 压足够高 )两 端 的滑动变 阻器 ,电 极 Κ通过导

o连 接 ;G是 用 于测 量光 电流 的电流 计 ,已 知 当某一特定频率 的单色光通过窗 口照射 电极 K时 ,能 产生光 电子 ,当 滑动变 阻器 的滑动接头处在某一 点 P时 ,可 以
测到光 电流 ,当 滑动头 向右移动时 ,G的 示数增大 ,使 滑动头继续缓慢 向右不 断移动 时 ,电 流 计

G的 示数变化情况 是 滑动接头从 P点 缓慢向左不断移动时 ,电 流计 G的 示数变化情况是
:

当滑 动变 阻器 的
:

若测得用频率为v1的 单色光照射 电极 K时 的遏止电压为 ⒕,频 率为l,9的 单色光照射 电极时 的遏止 电压为 呢 ,已 知 电子 的 电荷 量为 ε 普 朗克 常量 九〓 ,金 属 电极 Κ 的 ,则
逸 出功 吼 〓 三、 方程式和重要 的演算步骤 ,只 写 出最后 计算题 .计 算题 的解答应 写出必要的文字说 明、 结果的不能得分 .有 数值计算 的 ,答 案 中必须明确 写出数值和单位 。

11.(18分 )如 图所示 ,一 根跨越一 固定 的水
得分 阅卷 复核

不 平光滑细杆 的柔 软 、 可 伸 长 的轻 绳 ,两 端 各 系一个质量相等 的小球 A和 B,球 接触地 面 ,球

A刚 好

B被 拉到与细杆 同样高度 的水 平位置 ,当 球 B到 细杆 的距离为 J时 ,绳 刚好拉直 ,在 绳被拉直时 释放球 B,使 球 B从 静止开始向下摆动 。 求球 A刚 要离开地面时球 B与 其初始位置的高度差 。
物理竞赛预赛卷 第 3页 (共 8页 )

⒓,(⒛ 分 )一 段横截面积S〓 1.0-2的 铜导线接入直流电路 中 ,当
得分 阅卷 复核

流经该导线 的电流f=1.0A时 ,该 段铜导线 中 自由电子定 向运动的 “ ” 平均速度 ?为多大 ?已 知 ,每 个铜原子有一个 自由电子 ,每 个 电 子的电荷量g〓 1.6×
10ˉ

19C;铜

的密Fxp=8.9g/cJ,铜 的摩尔质量

u〓 “g/m。

1。

6.02× 阿伏伽德罗常量几 〓

10⒛ mo11。

物理竞赛预赛卷 第 4页 (共 8页 )

13.(⒛ 分 )电 荷量分别为 g和 o的 两个带异号 电荷 的小球 A和 B
得分 阅卷
复核

m和 肱 初 始 时刻 ,B的 速 度 为 0,A在 B的 右方 ,且 与 B相 距 JO,A具 有 向右 的初 速度 uO,并 还
(均 可视为点 电荷 ),质 量 分别 为

受到一 向右 的作用力 r使 其保持匀速运动 ,某 一 时刻 ,两 球之 间可 以达到一最 大距离
,

i,求 此最大距离 。

h,求 从开始到两球 间距离达到最大 的过程 中∫所做 的功

,

物理竞赛预赛卷 第 5页 (共 8页 )

14.(⒛ 分 )由 双原子分子构成 的气体 ,当 温度升高 时 ,一 部分 双
得分 阅卷 复核

原子分子会分解成两个单原子分子 ,温 度越 高 ,被 分解 的双原子 分 子的 比例越 大 ,于 是整个气体可视为 由单原子分子构成 的气体 与 由

双原子分子构成的气体的混合气体 。 这种混合气体的每一种成分气 体都可视作理想气体 。 在体积 y=0,O/15ma的 坚 固的容器 中 ,盛 有一定质量的碘蒸气 ,现 于不同温度下测得容器中蒸气的压强如下
T/Κ
:

1073

1473

9/Pa 2,099× 105 4.120× 105 试 求 温度分 别 为 1073Κ 和 14” Κ 时该 碘蒸 气 中单原 子 分子碘 蒸 气 的质量 与碘 的总质量 之 比 值 。已 知 碘 蒸 气 的 总 质 量 与 一 个 摩 尔 的 双 原 子 碘 分 子 的 质 量 相 同 ,普 适 气 体 常 量 ˉ R=8,31J? mo1J? Κ 1.

物理竞赛预赛卷 第 6页 (共 8页 )

15.(⒛ 分 )图 中 L是 一根 通 电长直 导 线 ,导 线
得分
阅卷 复核

中的电流为 正 一 电阻为 R、 每边长为 2o的 导线方

L l

I@ i

框 ,其 中两条边与 L平 行 ,可 绕过其 中心并与长
直导线平行 的轴线 00'转 动 ,轴 线 与长直 导 线相 距 b,b)@,初 始时刻 ,导 线框与直导线共面 。现使线框 以恒定 的角速度 ω转动 ,求 线框 中的感应 电流 的大小 。 不计导线框 的 自感 。已知 电流 f的 ⊥ 长直导线在距导线 r处 的磁感应强度大小为 庀 ,其 中 1为 常量 。
r

|@`

物理竞赛预赛卷

第 7页 (共 8页 )

16.(⒛ 分 )一 质 量 为 m〓 3oo0kg的 人 造 卫 星 在 离 地 面 的高 度 为
得分 阅卷 复核

〃 =180km的 高 空 绕 地 球 作 圆 周 运 动 ,那 里 的 重 力 加 速 度
g〓 9.3m? s^2.由 于受到空气 阻力 的作用 ,在 一年 时 间 内 ,人 造卫

星的高度要下 降“卜 O。

50km。

已知物体在密度为 p的 流体中以速度

v运 动时受到的阻力 F可 表示为F〓

62,式 中 A是 物体的最大横截面积 ,C是 拖曳系 ÷淤

数 ,与 物体的形状有关 。当卫星在 高空 中运行时 ,可 以认为卫星的拖曳系数 C〓 1,取 卫 “∞km。 试 由以上数据估算卫星所在 星的最大横截面积 A〓 6.0m2。 已知地球的半径为R。 〓 处的大气密度 。

物理竞赛预赛卷

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