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第3届全国中学生物理竞赛预赛试题


第三届全国中学生物理竞赛预赛试题 姓名 成绩
1.木星的公转周期约为 12 年。设地球至太阳的距离为 1 单位(称为 1 天文单位) ,则木星至 太阳的距离为 天文单位。

2.把托在手掌中的物体沿竖直方向向上抛出,在物体脱离手掌的瞬间,手掌的运动方向应是 ;手掌的加速度的方向应是 大小应是 。 ,

3.如图 3-1 所示,一质量为 m 的物体位于一质量可忽略的直立

h
弹簧上方 h 高度处,该物块从静止开始落向弹簧。设弹簧的倔强 系数为 k,则物块可能获得的最大动能为 。

图 3-1

4.网球拍以速度 v1 击中以速度 v0 飞来的网球,被击回的网球的最大速率为 (以上所有的速率都是相对于地面)



5.质量为 m 的小木块,停放在水平地面上,它与地面间的静摩擦系数为μ。一人想用最小 的作用力 F 使木块移动,则此最小力 F 的大小为 。

6.一火车沿直线轨道从静止出发由 A 地驶向 B 地,并停止在 B 地。A、B 两地相距 s。火车 作加速运动时,其加速度最大为 a1;作减速运动时,其加速度的绝对值最大为 a2。由此可以 判断出该火车由 A 到 B 所需的最短时间 。

7.已知氢原子 n=1 能级的能量为-13.6 电子伏,氢原子从 n=3 的能级跃迁到 n=2 的能级时所 发射的光谱线为 色。 8.一物体沿 x 轴在 x = ? A 和 x = A 的区间内作简谐振动,对此物体作随机观察。则该物体 出现在微小间隔 0 ≤ x ≤ a 中的几率是 9.图 3-2 中所示为一两臂内径相同的 U 形管,其 中盛有乙醚。两臂中各有一活塞与液面紧密接触起 始时两活塞在同一水平面上,现将两活塞同时十分 缓慢的上提, 左右臂活塞提高的距离分别为 h 和 2h, 然后将两活塞固定,两臂中液面的高度差 为 。 。

图 3-2

10.设一氢气球可自由膨胀以保持球内外的压强相等,则随着气球的不断升高,因大气压强 随高度而减小,气球将不断膨胀。如果氢气与大气皆可视为理想其他,大气的温度、平均摩 尔质量以及重力加速度随高度的变化皆可忽略,则气球在上升过程中所受的浮力将 11.一直立的不传热的刚性封闭圆筒,高度为 2h,被一水平透热 隔板 C 分成体积皆为 V 的 A、B 两部分,如图 3-3,A 中充有一 摩尔较轻的理想气体,其密度为ρ A。B 中充有一摩尔较重的理想 。

A
气体,其密度为ρ B。现将隔板抽开,上 A、B 两部分的气体在短 时间内均匀混合。若 A、B 中气体的定容摩尔热容量(一摩尔的 气体在体积不变的条件下温度升高 1K 所吸收的热量) ,则两部分 气体完全混合后的温度 T2 与混合前的温度 T1 之差为 。

C B

图 3-3 12.两个形状相同、相距很远的金属小球 A 和 B,带有等量同号 电荷,它们之间的库仑作用力为 F。现用一带有绝缘手柄的不带电的金属小球 C 与小球 A 接 触, 小球 C 的大小与 A、 完全相同。 与 A 接触后再去和 B 接触, B C 最后将 C 移走。 此时 A、 B 之间的库仑作用力是 。 13.图 3-4 中所示为一具有金属罩壳的金箔验电器。

A
A 为金属小球,B 为金属杆,C 为金箔,D 为金属罩 壳。验电器放在绝缘板 S 上,现将一定量的正电荷移

K

B
至小球 A 上,于是两金箔 将 。

C S

然后用一具有绝缘柄的金属叉将小球 A 与金属罩壳 D 相连,则两金箔 将 ;最后 图 3-4

移去金属叉,再用手指触及小球 A,此时二金箔又 将 。

14.用 N 个相同的电池串联成的电池组对一电容器充电。第一种充电方式是:将此电容器与 一电阻串联后,接在 N 个串联电池的两端。第二种充电方式是:将此电容器与同一电阻串联 后,先用一个电池充电,接着改为用两个串联电池继续充电,再改为用三个串联电池继续充 电,……,最后改为用 N 个串联电池继续充电。这两种充电方式的电能损失是否相同?若不 同,则那种方式损失的电能多?答: 。

15.太阳光通过一个三角形的小孔射在观察屏上,在改变屏到小孔的距离的过程中。 (1)屏上能否出现三角形的光斑?若能,出现这种光斑的条件是什么?若不能,其理由是什 么?答: 。

(2)在屏上能否出现圆形的光斑?若能,出现这种形状光斑的条件是什么?若不能,理由是 什么?答: 。

16.物体沿主轴向凹镜移动,当移至焦点以内时,无论把屏放在什么位置,屏上都得不到物 体的象, 但是镜前的观察者可以看到镜后有正立的象, 象的尺度比物体大。 物体越靠近凹镜, 象比物体大得越 。

17.虹和霓是太阳光射入太气中的水珠时经折射、反射和色散产生的光学现象。虹的外圈是 红色的,内圈是紫色的,霓的外圈是紫色的,内圈是红色的。虹是太阳光在水珠中经过 折射和 次全反射形成的。霓是太阳光在水珠中经 次折射和 次

次全反射形成的。

18.1961 年有人从高度 H=22.5 米的大楼上向地面发射频率为ν 0 的γ光子,并在地面测量接 受到的γ光子的频率ν,测得的ν与ν 0 不同,与理论预计一致。试从理论上求出

ν ?ν 0 的 ν0

值。答:

ν ?ν 0 = ν0



19.如图 3-5 所示,一束平行白光沿 x 方向通过屏 P 上小孔 C 后,射向玻璃立方体 A。设 A 的折射率在 y 方向上随着 y 值的增加而线性增大;但在与 y 轴垂直的平面内均匀的。从 A 射 出的光线经过折射率均匀的玻璃三棱镜 B 后,照到与 x 轴垂直的观察屏(毛玻璃)E 上。试 在右图中定性的画出所看到的 E 上的图象。

Z Y

观察者

X

O C E P A B
图 3-5



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