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1、物理备课大师 【全免费】"备课大师"全科【9门】：免注册，不收费！第29届全国中学生物理竞赛预赛试卷本卷共16题，菌分200分.一、选择题.本题共 5小题，每小题6分.在每小题给出的 4个选项中，有的小题只有一项符合题意，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0c时密度最大.8. 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Va的分子.C.杜瓦瓶的器壁是由两层玻
2、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T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 T.2 .如图，一半径为 R电荷量为Q的带电金属球，球心位置 O固定，P为球外一点.几位同学在讨论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点的场强趋于 （口B.因为在球内场强处处为 0,若P点无限靠近球表面，则 P点的场强趋于0C.若Q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
3、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.尺寸不变，亮度不变.S8 .尺寸不变，亮度降低. 俏C.只剩半个圆，亮度不变.JD.只剩半个圆，亮度降低.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 科的水平面上，弹簧处在自然状态，小物块位于。处.现用手将小物块向右移到a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。点.0 aB.小物块停止以后所受的摩擦力必不
4、为0C.小物块无论停在 O点的左边还是右边，停前所受的摩擦力的方向和停后所受摩擦力的方向两者 既可能相同，也可能相反.D .小物块在通过 O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O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OO是竖直的，顶点O在下方，锥角为2”， 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。点为势能零点.二、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.只要
5、给出结果，不需 写出求得结果的过程.6. （6分）铀238 （92 U）是放射性元素，若衰变时依次放出% 3, &% %飞 3,氏”,Y& 3, a粒子，最终形成稳定的核 XPb，则其中X =, 丫=.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3的电阻条，和一个内阻力0.5a 的直流电源，现在要使整个电路中电阻条上消耗的功率最大，i.应选用根电阻条.ii .在图中画出电路连线.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能.若从地面上某处将一束频率为Y的光射向其正上方相距为 d的空间站，d远小于地球半径
6、，令空间站接收到动光的频率为V ；则差 V - V=,已知地球表面附近的重力加速度为g.m,上面物块的t变化的水平推力 F,此时物块9. （10分）图中所示两物块叠放在一起，下面物块位于光滑水平桌面上，其质量为 质量为M,两物块之间的静摩擦系数为出现从静止出发对下面物块施以随时间=T,t 丫为一常量，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 的速度等于.10. （16分）图中K是密封在真空玻璃管内的金属电极，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K上；C是密封在真空玻璃管内圆筒形的U集电极，它能收集K所发出的光电子.R是接在电池组E （电压足够高）两
7、端的滑动变阻器，电极K通过导线与串联电池组的中心端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：.当滑动变阻器的滑动接头从 P点缓慢 向左不断移动 时， 电流计 G 的示数 变化情 况 是：.若测得用频率为 M的单色光照射电极 K时的遏止电压为 V1，频率为 边的单色光照射电极时的遏止 电压为V2,已知电子的电荷量为 e,则普朗克常量 h=,金属电极 K的逸出功W0= 三、计算题.计算题的解
8、答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的 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平光滑细杆的柔软、不可伸长的轻绳，两端各系一个质量相等的小球 A和B,球A刚好接触地面，球 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L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.12. （20分）一段横截面积 S=1. 0mm2的铜导线接入直流电路中，当流经该导线的电流I=1. 0A时，该段铜导线中自由电子定向运动的平均速度u为多大？已知，
9、每个铜原子有一个自由电子”，每个电子的电荷量 e= 1. 6 X0 19C；铜的密度p= 8. 9g/cm3,铜的摩尔质量 尸64g/mol.阿伏 枷德罗常量 No= 6. 02X1023mo11.13. （20分）电荷量分别为 q和Q的两个带异号电荷的小球 A和B （均可视为点电荷），质量分别为 m和M .初始时刻，B的速度为0, A在B的右方，且与B相距Lo, A具有向右的初速度 v0,并还 受到一向右的作用力 f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.ii.求从开始到两球间距离达到最大的过程中f所做的功.14. （20分）由双原子分子构成的气体，当温度升
10、高时，一部分双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T/K10731473p/Pa2. 099 x 1034. 120 x103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V = 0. 045m3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：试求温度分别为1073K和1473K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R=8. 31J mol1 K 115. （2
11、0分）图中L是一根通电长直导线，导线中的电流为I. 一电阻为R、每边长为2a的导线方框，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 转动，轴线与长直导线相距b, b>a,初始时刻，导线框与直导线共面.现使线框以恒定的角速度 3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 的长直导线在距导线 r处的磁感应强度大小为 kl,其中k为常量.16. （20分）一质量为 m= 3000kg的人造卫星在离地面的高度为H= 180 km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H = 0.
12、 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 =1 CP ACV,式中A是物体的最大横截面积，C是拖曳系数，与物体的形状有关.当卫星在高空中运2行时，可以认为卫星的拖曳系数C = l,取卫星的最大横截面积A = 6. 0m2,已知地球的半径为R0=6400km.试由以上数据估算卫星所在处的大气密度国数理化网集网络资源精华汇昌板名师力作第29届全国中学生物理竞赛预赛试卷参考解答与评分标准下打包精品资科i万节优质课录像提供论文写作及发表服务全国最多打包精品资料的网站一、选择题.答案:1. D 2, C3. B 4. AC 5. CD评分标准:本题共5小题，每小题6
13、分.每一小题中，全部选对的得6分，选对但不全的得3IIIII分，有选错或不答的得0分.二、填空题和作图题.答案与评分标准：6 .（共6 分）82 （ 3 分） 206 （3 分）7 .（共 10 分）i. 6 （7 分）ii.如图（3分）8.-部（10 分）9.（共10分）(M + m)/yN (M + m)2y(5分)(5分)10.（共16分）逐渐增大，最后趋向一恒定值.（4分）逐渐减小，最后变到零.（4分） e9（4分）也二也e （4分）%一打vx -p2三、计算题.11-参考解答：设球A刚要离地面时联结球B的绳与其初始位置的夹角为 6,如图所示，这时球B的速度为明绳对球B的拉力为T,根
14、据牛顿定律和能量守恒，有T - mgsin。= m y-y/rw2 = mglsinO（2）当A球刚要离开地面时，有T = mg以人表示所求的高度差，则有h = IsinO（4）由（1）由）、（3）、（4）四式得人=导评分标准：本题共18分.（1）、（2）式各6分，（3）、（5）式各3分.物理竞赛预赛卷参考解答与评分标准 第1页 共6页12 .参考解答：而?=叫口(2)(3)(4)设单位体积中自由电子数为几，则有由以上两式得fjjU -四 SN。代人己知数据得u = 7. 5 x 10-5m r评分标准：本题20分.(1)式6分，(2)式8分，(3)式2分，(4)式4分.13 .参考解答：解法
15、一1 .由于A球始终以恒定的速度%运动，故随A球一起运动的参考系9为惯性系在参考系仅中，因A球静止，故作用于A球的外力/不做功，A、B两球构成的系 统的能量守恒.当两球间的距离为“时，B球以初速度小向左运动，随着B球远离A球, 其或能在库仑力作用下逐渐变小，两球的静电势能增大，当B球动能减少到0时，A、B 间距达到最大值力.由能量守恒定律有-呼=当线-呼(1)解得I _2皿。(2)l2kQq-Mvll0()ii.为了计算变力/作的功，应回到初始时B球相对它静止的参考系S来考察问题 相对S系，当两球间的距离为4时，A球的速度为小, B球的速度为0；当两球的速度相 等时，两球间距离达到最大值%,由
16、功能关系，在这过程中，变力/的功卯=/(M + mM 一人 相-不* 4华(3)由(2)、(3)两式得W = Mvl(4)解法二在开始时B球相对它静止的参考系S中来考察问题初始时，A球的速度为，B球 的速度为0,当两球间距离达到最大值时，两球的速度相等，都是，根据动员定理和 功能关系有J = (zn + Af)v0 -mvQ(1)W =+ M)»j-k 挈-(枭说-A平)(2)物理竞赛预赛卷参考解答与评分标准 第2页 共6页）敢干里1七网集网络资源精华汇昌较名师力作式中/和卯分别是在所考察过程中变力f的冲量和功.在所考察过程中某一时间间隔M 内，工的冲量为在所考察的过程中，/的总冲量
17、 在M时间内，A球的位移8=%认，力工做的功为AWi=2a=小oM,在所考察的过程 中，/的总功W = ZA% = 27iV0Ati ij -由以上四式得A 偿=-Mvo +k 牛由(5)式得I _2 皿。“2kQq - M*l。把(6)式代入(2)式得WMvl评分标准：本题20分.解法一(2)、(4)式各 10 分.解法二(6)、(7)式各 10 分.14 .参考解答：(4)(6)以m表示碘蒸气的总质量，f表示蒸气的温度为T时单原子分子的碘蒸气的质量, 他、出分别表示单原子分子碘蒸气和双原子分子碘蒸气的摩尔质髭，5、P2分别表示容器 中单原子分子碘蒸气和双原子分子碘蒸气的分压强，则由理想气体
18、的状态方程有PlV-RT Ai7H - 771«p2V =-RT也其中，R为理想气体常量.根据道尔顿分压定律，容器中碘蒸气的总压强p满足关系式P=P1 +P2小a =-m为单原子分子碘蒸气的质量与硬蒸气的总质量的比值，注意到1出二开2由以上各式解得We 1(4)(6)物理竞赛预赛卷参考解答与评分标准第3页共6页代人有关数据可得，当温度为1073K时,a =0. 06a =0.51当温度为1473K时， 评分标准：本题20分.、（2）、（3）、（6） 式各4分，（7）、（8）式 各2分.15 .参考解答：当线框绕转轴转过 的角度时，其位置如 图1所示，俯视图如图2 所示.当线框以角速度
19、3绕 oa转动时，线框与轴线 平行的两条边的速度都是 %且V = cut）L中的电流产生的磁场在这两条边所在处的磁感应强度分别为Bk TB' =k =式中r和，'分别为这两条边到L的距离.线框的两条边的速度v的方向与B和力的方向间(4)(6) 的夹角分别为a和a'.由电磁感应定律，线框的感应电动势为 5=2Bavsina + 2Bfavsma注意到sing = 8in(7r-a)=8jnar b bsing sin (f - a') sina'= b = b以及r2 = a2 + 62 - 2abcos8r" = a2 + 62 + 2abco
20、s0由以上各式得交2面必（了昌嬴嬴丁户寿土嬴力加由欧姆定律得线框中的感应电流(10)法l=y物理竞赛预赛卷参考解答与评分标准第4页共6页下打包精品资泄看万节优质课录象握供论文写作及发表服务全国最多打包精星资料的网站数王里1七网集网络资源精华汇昌较名师力作下打包精品资料看万节优掂课录像提供论文写作及发表服务全国最多打包精足费料的怩站由(9)、(10)两式得.2klab(a(a2 +b2 - 2abcosu)t a2 + 62 + 2abcosa)tsiruut(11)评分标准：本题20分.(1)式 2 分，(4)式 8 分，(5)、(6)、(7)、(8)式各 1 分，(10) (11)式4分.1
21、6.参考解答：设一年前、后卫星的速度分别为%、的,根据万有引力定律和牛顿定律有rMm 4瓦式2分,(2)式中C为万有引力恒量，M为地球的质量，用和色分别为一年前、后卫星轨道的半径，即R =7?0 +HR2 =R0 +H-kH(4)卫星在一年时间内动能的增量AEk =由由)、(2)、(5)三式得A£k = -GMm由(3)、(4)、(6)式可知，A%>。，表示在这过程中卫星的动能是增加的. 在这过程中卫星引力势能的增量(6)AEP = - GMm(7)AEp<0,表示在这过程中卫星的引力势能是减少的.卫星机械能的增量 AE = AEk + AEP(8)由(6)、(7)、(8
22、)式得AE<0,表示在这过程中卫星的机械能是减少的.由(3)、(4)式可知，因&、&非常接 近，利用(10)(11)(9)式可表示为(12)卫星机械能减少是因为克服空气阻力做了功.卫星在沿半径为R的轨道运行一周过程中空 气作用于卫星的阻力做的功Wx = - F x 2ttR = -pACRv,(13)物理竞赛预赛卷参考解答与评分标准 第5页 共6页 数三里七网集网络资源精华汇昌板名师力作(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)(21)(22)(23)(24)(23)式7分,2根据万有引力定律和牛顿定律有G 普mg£人由由3)、(14)式得即=-p
23、irACGM(15)式表明卫星在绕轨道运行一周过程中空气阻力做的功是一恒量，与轨道半径无关. 卫星绕半径为R的轨道运行一周经历的时间T = v由(14)、(16)式得TER疆由于在一年时间内轨道半径变化不大，可以认为7是恒量，且以7表示一年的时间，有t = 3600s x365 x24 =3. 15 xl07s 卫星在一年时间内作圆周运动的次数九二工 T在一年时间内卫星克服空气阻力作的功由功能关系有W = AE由(15)、(18)、(20)、(21)、(22)各式并利用啥=8得mH p =7=rACR.代入有关数据得p = 1.54 x 10-13 kg m"评分标准：本题20分.(6)式3分，(7)式2分，(9)、(12)式各1分，(15)式3分, (24)式3分.物理竞赛预赛卷参考解答与评分标准 第6页 共6页下打包精品资科看万节优质课录象提供论文写作及发表服务全国最多打包精品资料的网站