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2007年第24届全国中学生物理竞赛预赛试题及参考答案


第 24 届全国中学生物理竞赛 预赛试题 本卷共八题,满分 200 分。 一、 (25 分)填空题 1.2006 年诺贝尔物理学奖授予美国科学家约翰· 马瑟和乔治· 斯穆特,以表彰他们发现了宇宙微波背 景辐射的黑体辐射形式和各向异性。这一发现为有关宇宙起源的 理论提供了进一步的支持,使宇宙学进人了“精确研究”时代。 2.恒星演化到了后期,某些恒星在其内部核燃料耗尽时,会发生强烈的爆发,在短短的几天中,亮 度陡增千万倍甚至上亿倍。我国《宋史》第五十六卷中对当时观测到的上述现象作了详细记载。 2006 年 5 月是我国发现此现象一千周年, 为此在杭州召开了有关的国际学术研讨会。 天文学上把演化到这一 阶段的恒星称为 为 或 ,恒星演变到这一阶段,预示着一颗恒星的终结。此后,它可能成 。 3.2006 年 11 月 21 日,中国、欧盟、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度七方在法国总统府正式签署 一个能源方面的联合实施协定及相关文件,该协定中的能源是指 能源。 4.潮汐是一种常见的自然现象,发生在杭州湾钱塘江入海口的“钱江潮”是闻名世界的潮汐现象。 在农历初一和十五前后各有一次大潮, 在两次大潮之间又各有一次小潮。 试把每月中出现两次大潮时地 球、月球和太阳的相对位置示意图定性地画在下面。 试把每月中出现两次小潮时地球、月球和太阳的相对位置示意图定性地画在下面。 1 5.如图所示,用双线密绕在一个长直圆柱上,形成两个螺线管线圈 aa ? 和 bb ? (分别以实线和虚线表 示) ,已知两个线圈的自感都是 L。今若把 a 与 b 两端相连,把 a ? 和 b ? 两端接人电路,这时两个线圈的 总自感等于 ;若把 b 与 a ? 相连,把 a 和 b ? 两端接人电路,这时两个线圈的总自感等于 ;若把 a 与 b 两端相连作为一端, a ? 与 b ? 相连作为另一端,把这两端接人电路,这时两 个线圈的总自感等于 。 二、 (25 分)如图所示,一块光滑的平板能绕水平固定轴 HH? 调节其与水平面所成的倾角。板上一 根长为 l ? 1.00m 的轻细绳,它的一端系住一质量为 m 的小球 P,另一端固定在 HH? 轴上的 O 点。当平 板的倾角固定在 α 时,先将轻绳沿水平 HH? 拉直(绳与 HH? 重合) ,然后给小球一沿着平板并与轻绳垂 直的初速度 v0 ? 5.0m / s 。若小球能保持在板面内作圆周运动,问倾角 α 的值应在什么范围内(取图中 α 处箭头所示方向为 α 的正方向) 。取重力加速度 g ? 10m / s 2 。 三、 (25 分)如图所示,绝热的活塞 S 把一定质量的稀薄气体(可视为理想气体)密封在水平放置 的绝热气缸内。 活塞可在气缸内无摩擦地滑动。 气缸左端的电热丝可通弱电流对气缸内气体十分缓慢地 加热。气缸处在大气中,大气压强为 P0。初始时,气体的体积为 V0、压强为 P0。已知 1 摩尔该气体温 度升高 1K 时其内能的增量为一已知恒量。求以下两种过程中电热丝传给气体的热量 Q1 与 Q2 之比。 (1)从初始状态出发,保持活塞 S 位置固定,在电热丝中通以弱电流,并持续一段时间,然后停 止通电,待气体达到热平衡时,测得气体的压强为 P1。 (2)仍从初始状态出发,让活塞处在自由状态,在电热丝中通以弱电流,也持续一段时间,然后 停止通电,最后测得气体的体积为 V2。 2 四、 (25 分)如图所示,M1M2 和 M3M4 都是由无限多根无限长的外表面绝缘的细直导线紧密排列成 的导线排横截面,两导线排相

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