全国中学生物理竞赛课件8功与能2

利用图象求功之方法适用于当力对位移的关系为线性时;或在表示力对位移关系的F-s 示功图中F (s )图线与s 轴围成的图形“面积”有公式可依时;因为在F-s 示功图中,这种“面积”的物理意义就是功的大小.

方法 A ?s

F 0 x W

锤子打木桩,锤每次从同一高度落下,每次均有80%的能量传给木桩,且木桩所受阻力f 与插入深度x 成正比,试求木桩每次打入的深度比.若第一次打击使木桩插入了全长的1/3,全部插入须锤击多少次?

专题8-例1 本题中的阻力f 为一与位移x 成正比的变力,即f=kx 示功图 x

F

x 1 x 2 x 3 …… l W 0 W 0 W 0 图中各阴影“面积” 表示第1、2、3……次锤击中,木桩克服阻力做的功,数值上等于锤传给木桩的

能量,设为W 0.

由图 2222123000023n x x x x W W W nW =:::::::123123

n x x x x n =:::::::()()()

12312321

n n x x x n x =-????--::-:::::1当x n =l 时,由 11n x x n =::13l l n =()9n =次

某质点受到F =6x 2的力的作用,从x =0处移到x =2.0 m 处,试求力F 做了多少功?

专题8-例2 本题中的变力力F 与位移x 成F=6x 2关系,F-x 图线为抛物线 示功图 24

x /m

F/N

0 2 W 图中 “面积” 表示F 力做的功 “面积” 由阿基米德公式 23

S =??弓底高由示功图得F 力做的功 12W S S =-矩弓12224424J 23??=?-??? ???16=J

如图所示,一质量为m ,长为l 的柔软绳索,一部分平直地放在桌面上,另一部分跨过桌面边缘的光滑定滑轮下垂,柔绳与桌面间的摩擦因数为μ.⑴柔绳能由静止开始下滑,求下垂部分长度至少多长?⑵由这一位置开始运动,柔绳刚离开桌面时的速度多大? ⑴设柔绳恰由静止开始下滑时下垂部分长度为x 0,则由 ()00m m x g l x g l l μ≥-0min 1l x μμ=+⑵柔绳恰由静止开始下滑至以v 离开桌面,由动能定理 212G f W W mv -=其中,重力功等于绳重力势能减少 0022G x m l m W lg x g l l -()2202mg l x l -=摩擦力为线性变力: f m F xg l μ=示功图 x F f 0 l-x 0 ()0m l x g l μ-W f x

()202f mg l x l W μ-=()

()222002g l x g l x v l l μ--=-1v gl μ=+

一质点的质量为m ,被固定中心排斥,斥力的大小F=μmr ,其中r 为质点离开此中心的距离.在开始时,r 0=a ,v=0,求质点经过位移a 时所达到的速度大小.

斥力为线性变化力!

ma μ示功图

r

F 0 a a 2ma μW F 对示功图求梯形阴影“面积” ()232

122W m a a m a a μμ+?==对质点经过位移a 的过程,由动能定理 223122

ma mv μ=3v a μ

=

跳水运动员从高于水面H =10 m 的跳台自由落下,运动员的质量m =60 kg ,其体形可等效为长度l =1.0 m 、直径d =0.30 m 的圆柱体,略去空气阻力,运动员入水后水的等效阻力F 作用于圆柱体下端面,F 量值随入水深度y 变化如图,该曲线近似为椭圆的一部分,长轴和短轴分别与OY 和OF 重合,为了确保运动员绝对安全,试计算水池中水的h 至少应等于多少?

5mg /2 Y F 0 h 对全过程运用动能定理:

()00mg H h W W +--=-浮阻其中阻力功根据示功图为四分之一个椭圆“面积” : 示功图 W 阻1542mg W h π=

??阻入水过程中,浮力随入水深度y 作线性变化 24d F g y πρ=浮示功图 Y

F 浮 0 l

24g ld ρπ2

124gl d W l ρπ'=??浮242d l W gl h l πρ??=?+- ???浮()215100428d m h l h mh ππρ??+---= ???()1603m 161h ππ+=- 4.9m ≈

如果在某一位移区间,力随位移变化的关系为F=f (s ) ,求该变力的功通常用微元法,即将位移区间分成n (n →∞)个小区间s /n ,在每个小区间内将力视为恒定,求其元功F i · s /n ,由于功是标量,具有“可加性”,那么总功等于每个小区间内元功之代数和的极限,即变力在这段位移中所做的功为: 方法 B ?

1

lim n i n i W W →∞==∑ 在数学上,确定元功相当于给出数列通项式,求总功即求数列n 项和当n →∞时的极限.

半径等于r 的半球形水池,其中充满了水,把池内的水完全吸尽,至少要做多少功?

专题8-例

3 r r i 沿着容器的竖直直径,我们将水池内的水均匀细分成n 层,每一元层水的高度 r h n ?=

r 1 i 2 每一层水均可看作一个薄圆柱,水面下第i 层水柱底面的半径 这层水的质量 22i r r r i n ??=

- ???

22i r r m r i n n ρπ????=-??? ???????将这层水吸出至少应做的元功是 22i r r r W r i g i n n n ρπ??

??=-???? ???????将池水吸尽至少要做的功是

34241lim n i n i i i W W g r n n ρπ→∞=??==-??????∑()()433332411lim 123123n g r n n n n ρπ→∞??=++++-++++????()()224241111

lim 24n n n n n g r n n ρπ→∞??++??=?-?????41g 4r ρπ=

一个质量为m 的机动小车,以恒定速度v 在半径为R 的竖直圆轨道绕“死圈”运动.已知动摩擦因数为μ,问在小车从最低点运动到最高点过程中,摩擦力做了多少功? 专题8-例4 小车沿竖直圆内轨匀速率运动到最高点的过程中,由于轨道支持力是变力,

故而摩擦力为一随位置变化的力!

x y O A B 当小车运动在A 处元圆弧段时 n πmg N A A θ2sin A A v N mg m R θ-=A A f N μ=2sin A v m g R θμ??+ ? =???摩擦力在A 处元功为

2sin A A v R W m g R n πμθ??=+? ? ???当小车运动在与A 关于x 轴对称的B 处元圆弧段时 B θA

θmg N B B

θ2sin B B v N mg m R θ+=n π续解

i i n πθ=?

B B f N μ=

2sin B v m g R θμ??- ? =???

摩擦力在B 处元功为 2sin B B v R W m g R n πμθ??=-? ? ???小车在关于水平直径对称的轨道两元段上摩擦力元功之和为 22i A B v R W W W m R n πμ=+=??查阅

摩擦力在半圆周轨道上的总功 /2211lim 2n n i W mv n

μπ→∞==?∑2mv μπ=计算水平直径以下段摩擦力的功:

2/21lim sin n n i v R W m g i R n n ππμ→∞=??=+? ? ???∑下续解

2/2/211lim sin n n n i i v R R m mg i R n n n πππμμ→∞==??=?+? ???∑∑

2/2/2

11lim sin n n n i i v R R W m mg i R n n n πππμμ→∞==??=?+? ???∑∑下2/21lim s 2in n n i mgR i n n n mv n ππμπμ→∞=??=????+ ?∑2lim sin sin 2sin 22n n mv n mgR n n n n n πππμππμ→∞??++++?? ????=sin 1sin sin 22sin 2n n a n n n n S θθθθ=+=三角列前和数项22sin sin 44lim sin 22n n n n n mgR n n n mv n

πππμπμπ→∞+??+?=??222sin sin 44lim sin 222n n n mv n n n n mgR n n μπππμππ→∞+????=+22W mv mgR

μπμ=+下水平直径以上段摩擦力的功: 22W mv mgR μπμ=-

将板沿板长均分为n (n →∞)等份 fi M F g n μ= 将木板在水平地面上绕其一端转动角α,求所需要做的功.木板长度为L ,质量为M ,木板与地面之间的动摩擦因数为μ. αL i n 元摩擦力做功的位移为 12i i L x i n α=?摩擦力对i 段做的元功为 i M g i n n W L αμ?=则对木板的功 1lim n n i M L W g i n n μα→∞==??∑211lim n n i MgL i n μα→∞==∑()211lim 2n n n MgL n μα→∞+=?12

MgL μα=各元段摩擦力为 i x

从一个容器里向外抽空气,直到压强为p .容器上有一小孔,用塞子塞着.现把塞子拔掉,问空气最初以多大速率冲进容器?设外界大气压强为p 0,大气密度为ρ.

p p 0 Δx

s

设小孔截面积为s ,打开塞子

后孔外侧厚度为Δx 的一薄层空气

在内、外压强差作用下冲入容器,

获得速度v 0,由动能定理: ()2012P P S x S x v

ρ-??=???()002p v p ρ

=-

这种求功方法依据功对能量变化的量度关系,

只须了解初、未能量状态,得到能量的增量便是相应的功量. 方法 C ?

W E

=?

如图所示,一质量分布均匀的粗绳长2a ,质量为2m ,两端悬于水平天花板上相距为a 的两点而悬垂静止,其重心位于天花板下方b 处.现施一力于绳之最低点C 并将绳拉直至D 点,求拉力所做的功.

D 3cos 3024a h a =?=()3224p

E mg b h mg b a ???=-=- ? ???由几何关系拉直后两段绳的重心位置距天花

重力势能增加了 由功能原理,拉力功为 324p W mg b a E ??- ? ??=?

=? 专题8-例5 由于拉力做功,使绳之重心高度变化因而重力势

能变化,重力势能的增量即为所求拉力功量.

C h h

一质量为m 的皮球,从高为h 处自由下落(不计空气阻力),反弹起来的高度为原来的3/4,要皮球反弹回h 高处,求每次拍球需对球做的功

专题8-例6 在球与地面接触期间,地面对球的弹力对球做负功,

使球的动能减少.地面对球的弹力功是变力功! 牛顿碰撞定律:若两球碰撞前速度依次为v 10、v 20,碰撞后速度为v 1、v 2,则碰撞后两者的分离速度v 2- v 1与碰撞前两者的接近速度v 20- v 10成正比,比值e 称恢复系数(或反弹系数),比值由两者的质料决定,即 212010v v e v v -=-从h 高度自由下落再反弹的全过程,地面弹力功W 1: 1314

4W mgh mgh mgh =-=从h 高度拍下再反弹原高的全过程,地面弹力功W 2: 2W W mgh mg W h =+-=拍拍续解

从h 高下落未速度即与地接近速度:

212

mgh mv =自接近由2v gh =自接近212W mgh mv +=拍拍接近由22W gh m

v +=拍

拍接近从地面反弹的起跳速度即与地分离速度: 23142

h mg mv =自分离由32gh

v =自分离212mgh mv =拍分离由2v gh =拍分离同一球与同一地面碰撞,恢复系数相同:

v v v v e ==自接近拍分离自分离拍接近222322gh W gh

h h g g m =+拍13

W mgh =拍

如图所示,有两个薄壁圆筒.半径为R 的圆筒绕自己的轴以角速度ω转动,而另一个圆筒静止.使两圆筒相接触并且它们的转轴平行,过一会儿,由于摩擦两圆筒开始做无滑动的转动.问有多少机械能转换成内能?(两圆筒的质量分别为m 1、m 2)

m 1 R m 2

ω1 ω 根据题意,一段时间内m 1线速度从ωR→ ω1R,而m 2线速度从0 → ω2r= ω1R 这种变化是因为两者间有大小

相等的一对力作用,这对力做功使

系统机械能(动能)转换成内能 !

对系统,由动能定理: ()()()2211211122Q m R m m R ωω=-+又,由牛顿第二、三定律,一对力大小相等: ()

11211122R R R F m F m t t

ωωω-=?==1112m m m ωω+=()

2212122m m R m m ω=+

功是力的空间积累作用,能是对物体运动的一种量度.功的作用效应是使物体的能量状态发生变化,做功的过程就是物体能量转化的过程,转化了的能量都可以由做功的多少来量度,这是我们对功与能之间关系的基本认识,是我们从能量角度解决运动问题的依据. 功能关系基本认识 ? 功能关系的具体认识 ?功能对应规律 借助功与能的具体对应关系,对运

动的功的量度问题作出正确的操作.

⑵确定有哪些力对研究对象做了正功或负功,以代数和的形式完成定理中等号左边对合外力的功的表述; ⑶分析所研究过程的初、未两状态的动能,完成等号右边对动能变化的表述 ;

⑴选定研究的对象与过程; 示例

2020年第27届全国中学生物理竞赛复赛试卷及答案 精品

第 27 届全国中学生物理竞赛复赛试卷 本卷共九题,满分 160 分.计算题的解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.有数字计算的题.答案中必须明确写出数值和单位.填空题把答案填在题中的横线上,只要给出结果,不需写出求解的过程. 一、( 15 分)蛇形摆是一个用于演示单摆周期与摆长关系的实验仪器(见图).若干个摆球位于同一高度并等间距地排成一条直线,它们 的悬挂点在不同的高度上,摆长依次减小.设重 力加速度 g = 9 . 80 m/ s2 , 1 .试设计一个包含十个单摆的蛇形摆(即求 出每个摆的摆长),要求满足: ( a )每个摆的 摆长不小于 0 . 450m ,不大于1.00m ; ( b ) 初始时将所有摆球由平衡点沿 x 轴正方向移动 相同的一个小位移 xo ( xo <<0.45m ) ,然后同 时释放,经过 40s 后,所有的摆能够同时回到初 始状态. 2 .在上述情形中,从所有的摆球开始摆动起,到它们的速率首次全部为零所经过的时间为________________________________________. 二、( 20 分)距离我们为 L 处有一恒星,其质量为 M ,观测发现其位置呈周期性摆动,周期为 T ,摆动范围的最大张角为△θ.假设该星体的周期性摆动是由于有一颗围绕它作圆周运动的行星引起的,试给出这颗行星的质量m所满足的方程. 若 L=10 光年, T =10 年,△θ = 3 毫角秒, M = Ms (Ms为太阳质量),则此行星的质量和它运动的轨道半径r各为多少?分别用太阳质量 Ms 和国际单位 AU (平均日地距离) 作为单位,只保留一位有效数字.已知 1 毫角秒=1 1000角秒,1角秒= 1 3600 度,1AU=1.5×108km, 光速 c = 3.0 ×105km/s.

《全国中学生物理竞赛大纲》2020版

《全国中学生物理竞赛大纲2020版》 (2020年4月修订,2020年开始实行) 2011年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订,修订稿经全国中学生物理竞赛委员会第30次全体会议通过,并决定从2020年开始实行。修订后的“内容提要”中,凡用※号标出的内容,仅限于复赛和决赛。 力学 1.运动学 参考系 坐标系直角坐标系 ※平面极坐标※自然坐标系 矢量和标量 质点运动的位移和路程速度加速度 匀速及匀变速直线运动及其图像 运动的合成与分解抛体运动圆周运动 圆周运动中的切向加速度和法向加速度 曲率半径角速度和※角加速度 相对运动伽里略速度变换 2.动力学 重力弹性力摩擦力惯性参考系 牛顿第一、二、三运动定律胡克定律万有引力定律均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式(不要求导出) ※非惯性参考系※平动加速参考系中的惯性力 ※匀速转动参考系惯性离心力、视重 ☆科里奥利力 3.物体的平衡 共点力作用下物体的平衡 力矩刚体的平衡条件 ☆虚功原理 4.动量 冲量动量质点与质点组的动量定理动量守恒定律※质心 ※质心运动定理 ※质心参考系 反冲运动 ※变质量体系的运动 5.机械能 功和功率

动能和动能定理※质心动能定理 重力势能引力势能 质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式(不要求导出)弹簧的弹性势能功能原理机械能守恒定律 碰撞 弹性碰撞与非弹性碰撞恢复系数 6.※角动量 冲量矩角动量 质点和质点组的角动量定理和转动定理 角动量守恒定律 7.有心运动 在万有引力和库仑力作用下物体的运动 开普勒定律 行星和人造天体的圆轨道和椭圆轨道运动 8.※刚体 刚体的平动刚体的定轴转动 绕轴的转动惯量 平行轴定理正交轴定理 刚体定轴转动的角动量定理刚体的平面平行运动9.流体力学 静止流体中的压强 浮力 ☆连续性方程☆伯努利方程 10.振动 简谐振动振幅频率和周期相位 振动的图像 参考圆简谐振动的速度 (线性)恢复力由动力学方程确定简谐振动的频率简谐振动的能量同方向同频率简谐振动的合成 阻尼振动受迫振动和共振(定性了解) 11.波动 横波和纵波 波长频率和波速的关系 波的图像 ※平面简谐波的表示式 波的干涉※驻波波的衍射(定性) 声波 声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声

全国高中物理竞赛初赛试题及标准答案

2014第31届全国中学生物理竞赛预赛试题及参考答案与评分标准 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. 1.一线膨胀系数为α的正立方体物块,当膨胀量较小时,其体膨胀系数等于 A.αB.α1/3 C.α3D.3α 2.按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不多,装秤钩的地方吊着一体积为lcm3的较重的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度.当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡,如图所示,当合金块完全浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度.下列说法中错误的是 A.密度秤的零点刻度在Q点 B.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边 C.密度秤的刻度都在Q点的右侧 D.密度秤的刻度都在Q点的左侧 3.一列简谐横波在均匀的介质中沿z轴正向传播,两质点P1和P2的平衡位置在x轴上,它们相距60cm,当P1质点在平衡位置处向上运动时,P2质点处在波谷位置,若波的传播速度为24 m/s,则该波的频率可能为 A.50Hz B.60Hz C.400Hz D.410Hz 4.电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动方式,电磁驱动的原理如图所示,当直流电流突然加到一固定线圈上,可以将置于线圈上的环弹射出去.现在同一个固定线圈上,先后置有分别用钢、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三种环;当电流突然接通时,它们所受到的推力分别为F1、F2和F3.若环的重力可忽略,下列说法正确的是 A.F1>F2>F3B.F2>F3 >F1 C.F3 >F2> F1D.F1=F2=F3 5.质量为m A的A球,以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动,并与B球发生弹性正碰.假设B球的质量m B可选取为不同的值,则 A.当m B=m A时,碰后B球的速度最大 B.当m B=m A时,碰后B球的动能最大 C.在保持m B>m A的条件下,m B越小,碰后B球的速度越大

全国中学生物理竞赛内容提要(俗称竞赛大纲)2020版

说明: 1、2016版和2013版相比较,新增了一些内容,比如☆科里奥利力,※质心参考系☆虚功原理,☆连续性方程☆伯努利方程☆熵、熵增。另一方面,也略有删减,比如※矢量的标积和矢积,※平行力的合成重心,物体平衡的种类。有的说法更严谨,比如反冲运动及火箭改为反冲运动※变质量体系的运动,※质点和质点组的角动量定理(不引入转动惯量) 改为质点和质点组的角动量定理和转动定理,并且删去了对不引入转动惯量的限制,声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声增加限制(前3项均不要求定量计算)。 2、知识点顺序有调整。比如刚体的平动和绕定轴的转动2013版在一、运动学的最后,2016版独立为一个新单元,---很早以前的版本也如此。 3、2013年开始实行的“内容提要”中,凡用※号标出的内容,仅限于复赛和决赛。2016年开始实行的进一步细化,其中标☆仅为决赛内容,※为复赛和决赛内容,如不说明,一般要求考查定量分析能力。 全国中学生物理竞赛内容提要 (2015年4月修订,2016年开始实行) 说明:按照中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会第9次全体会议(1990年)的建议,由中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会常务委员会根据《全国中学生物理竞赛章程》中关于命题原则的规定,结合我国中学生的实际情况,制定了《全国中学生物理竞赛内容提要》,作为今后物理竞赛预赛、复赛和决赛命题的依据。它包括理论基础、实验、其他方面等部分。1991年2月20日经全国中学生物理竞赛委员会常务委员会扩大会议讨论通过并开始试行。1991年9月11日在南宁经全国中学生物理竞赛委员会第10次全体会议通过,开始实施。 经2000年全国中学生物理竞赛委员会第19次全体会议原则同意,对《全国中学生物理竞赛内容提要》做适当的调整和补充。考虑到适当控制预赛试题难度的精神,《内容提要》中新补充的内容用“※”符号标出,作为复赛题和决赛题增补的内容,预赛试题仍沿用原规定的《内容提要》,不增加修改补充后的内容。 2005年,中国物理学会常务理事会对《全国中学生物理竞赛章程》进行了修订。依据修订后的章程,决定由全国中学生物理竞赛委员会常务委员会组织编写《全国中学生物理竞赛实验指导书》,作为复赛实验考试题目的命题范围。 2011年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订,修订稿经全国中学生物理竞赛委员会第30次全体会议通过,并决定从2013年开始实行。修订后的“内容提要”中,凡用※号标出的内容,仅限于复赛和决赛。 2015年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订,其中标☆仅为决赛内容,※为复赛和决赛内容,如不说明,一般要求考查定量分析能力。 力学 1. 运动学 参考系 坐标系直角坐标系 ※平面极坐标※自然坐标系 矢量和标量 质点运动的位移和路程速度加速度 匀速及匀变速直线运动及其图像 运动的合成与分解抛体运动圆周运动 圆周运动中的切向加速度和法向加速度

全国中学生物理竞赛决赛试题及答案

第27届全国中学生物理竞赛决赛试题及答案 一、(25分)填空题 1.一个粗细均匀的细圆环形橡皮圈,其质量为M,劲度系数为k,无形变时半径为R。现将它用力抛向空中,忽略重力的影响,设稳定时其形状仍然保持为圆形,且在平动的同时以角速度ω绕通过圆心垂直于圆面的轴线匀速旋转,这时它的半径应为。 2.鸽哨的频率是f。如果鸽子飞行的最大速度是u,由于多普勒效应,观察者可能观测到的频率范围是从到。(设声速为V。) 3.如图所示,在一个质量为M、内部横截面积为A 的竖直放置的绝热气缸中,用活塞封闭了一定量温 度度为 T的理想气体。活塞也是绝热的,活塞质量 以及活塞和气缸之间的摩擦力都可忽略不计。已知 大气压强为 p,重力加速度为g,现将活塞缓慢上提,当活塞到达气 缸开口处时,气缸刚好离开地面。已知理想气体在缓慢变化的绝热过程中pVγ保持不变,其中p是气体的压强,V是气体的体积,γ是一常数。根据以上所述,可求得活塞到达气缸开口处时气体的温度为。

4.(本题答案保留两位有效数字)在电子显微镜中,电子束取代了光束被用来“照射”被观测物。要想分辨101.010m -?(即原子尺度)的结构,则电子的物质波波长不能大于此尺度。据此推测电子的速度至少需被加速到 。如果要想进一步分辨121.010m -?尺度的结构,则电子的速度至少需被加速到 ,且为使电子达到这一速度,所需的加速电压为 。 已知电子的静止质量 319.110kg e m -=?,电子的电量 191.610C e -=-?,普朗克常量346.710J s h -=??,光速813.010m s c -=??。

二、(20分)图示为一利用传输带输送货物的装置,物块(视为质点)自平台经斜面滑到一以恒定速度v运动的水平长传输带上,再由传输带输送到远处目的地,已知斜面高 2.0m h=,水平边长 4.0m L=,传输带宽 2.0m d=,传输带的运动速度 3.0m/s v=。物块与斜面间的摩擦系数 10.30 μ=。物块自斜面顶端下滑的初速度为零。沿斜面下滑的速度方向与传输带运动方向垂直。设斜面与传输带接触处为非常小的一段圆弧,使得物块通过斜面与传输带交界处时其速度的大小不变,重力加速度2 10m/s g=。 1.为使物块滑到传输带上后不会从传输边缘脱离,物块与传输带之 间的摩擦系数 2 μ至少为多少? 2.假设传输带由一带有稳速装置的直流电机驱动,与电机连接的电源的电动势200V E=,内阻可忽略;电机的内阻10 R=Ω,传输带空载(无 输送货物)时工作电流 02.0A I=,求当货物的平均流量(单位时间内输送货物的质量),稳定在640kg/s 9 η=时,电机的平均工作电流等于多少?假设除了货物与传输带之间的摩擦损耗和电机的内阻热损耗外,其它部分的能量损耗与传输带上的货物量无关。

物理竞赛课件-隔离法

高中奥林匹克物理竞赛解题方法 二、隔离法 方法简介 隔离法就是从整个系统中将某一部分物体隔离出来,然后单独分析被隔离部分的受力情况和运动情况,从而把复杂的问题转化为简单的一个个小问题求解。隔离法在求解物理问题时,是一种非常重要的方法,学好隔离法,对分析物理现象、物理规律大有益处。 例1:两个质量相同的物体1和2紧靠在一起放在光滑水平 桌面上,如图2—1所示,如果它们分别受到水平推 力F 1和F 2作用,且F 1>F 2, 则物体1施于物体2的 作用力的大小为 ( ) A .F 1 B .F 2 C .1/2(F 1+F 2) D .1/2(F 1-F 2) 解析:要求物体1和2之间的作用力,必须把其中一个隔离出来分析。 先以整体为研究对象,根据牛顿第二定律:F 1-F 2=2ma ① 再以物体2为研究对象,有N -F 2=ma ② 解①、②两式可得),(2121F F N +=所以应选C 例2:如图2—2在光滑的水平桌面上放一物体A ,A 上再放一物体B , A 、 B 间有摩擦。施加一水平力F 于B ,使它相对于桌面向右运 运,这时物体A 相对于桌面 ( ) A .向左动 B .向右动 C .不动 D .运动,但运动方向不能判断 解析:A 的运动有两种可能,可根据隔离法分析 设AB 一起运动,则B A m m F a += A B 之间的最大静摩擦力 g m f B m μ= 以A 为研究对象:若AB F m m m m a m f A B B A A m ,) (,+≥≥μ即一起向右运动. 若,)(F g m m m m A B B A +<μ则A 向右运动,但比B 要慢,所以应选B 例3:如图2—3所示,已知物块A 、B 的质量分别为m 1、m 2,A 、B 间的摩擦因数

历届全国初中物理竞赛(物态变化)

最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题3--物态变化 一.选择题 1. (2013全国初中应用物理知识竞赛)在严寒的冬季,小明到滑 雪场滑雪,恰逢有一块空地正在进行人工造雪。他发现造雪机在工作 过程中,不断地将水吸入,并持续地从造雪机的前方喷出“白雾”, 而在“白雾”下方,已经沉积了厚厚的一层“白雪”,如图1所示。 对于造雪机在造雪过程中,水这种物质发生的最主要的物态变化,下 图1 列说法中正确的是( ) A.凝华 B.凝固 C.升华 D.液化 答案:B 解析:造雪机在造雪过程中,水这种物质发生的最主要的物态变化是凝固,选项B正确。2.(2012全国初中应用物理知识竞赛预赛)随着人民生活水平的提高,饭桌上的菜肴日益丰富,吃饭时发现多油的菜汤与少油的菜汤相比不易冷却。这主要是因为【】 A、油的导热能力比较差 B、油层阻碍了热的辐射 C、油层和汤里的水易发生热交换 D、油层覆盖在汤面,阻碍了水的蒸发 答案:D 解析:多油的菜汤不易冷却的原因是油层覆盖在汤面,阻碍了水的蒸发,选项D正确。 3.(2012全国初中应用物理知识竞赛)我国不少地区把阴霾天气现象并入雾,一起作为灾害性天气,统称为“雾霾天气”。关于雾和霾的认识,下列说法中正确的是() A.霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的 B.雾和霾是两种不同的天气现象 C.雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒形成的 D.雾和霾是同一个概念的两种不同说法 解析:雾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的,霾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒形成的,雾和霾是两种不同的天气现象,选项B正确。 答案:.B 4(2011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛)如图所示的4种物态变化中,属于放热过程的是,( )

第29届全国中学生物理竞赛决赛试题及答案(word版)

29届全国中学生物理竞赛决赛试题 panxinw 整理 一、(15分) 如图,竖直的光滑墙面上有A 和B 两个钉子,二者处于同一水平高度,间距为l ,有一原长为l 、劲度系数为k 的轻橡皮筋,一端由A 钉固定,另一端系有一质量为m=g kl 4的小 球,其中g 为重力加速度.钉子和小球都可视为质点,小球和任何物体碰 撞都是完全非弹性碰撞而且不发生粘连.现将小球水平向右拉伸到与A 钉 距离为2l 的C 点,B 钉恰好处于橡皮筋下面并始终与之光滑接触.初始时刻小球获得大小为20gl v 、方向竖直向下的速度,试确定此后小球沿 竖直方向的速度为零的时刻.

二、(20分) 如图所示,三个质量均为m的小球固定于由刚性轻质杆构成的丁字形架的三个顶点A、B和C处.AD ⊥BC,且AD=BD=CD=a,小球可视为质点,整个杆球体系置于水平桌面上,三个小球和桌面接触,轻质杆架 悬空.桌面和三小球之间的静摩擦和滑动摩擦因数均为μ,在AD杆上距A点a/4 1.试论证在上述推力作用下,杆球体系处于由静止转变为运动的临界状态时, 三球所受桌面的摩擦力都达到最大静摩擦力; 2.如果在AD杆上有一转轴,随推力由零逐渐增加,整个装置将从静止开始绕 该转轴转动.问转轴在AD杆上什么位置时,推动该体系所需的推力最小,并求出 该推力的大小.

三、(20分) 不光滑水平地面上有一质量为m的刚性柱体,两者之间的摩擦因数记为μ.柱体正视图如图所示,正视图下部为一高度为h的矩形,上部为一半径为R的半圆形.柱体上表面静置一质量同为m的均匀柔软的链条,链条两端距地面的高度均为h/2,链条和柱体表面始终光滑接触.初始时,链条受到微小扰动而沿柱体右侧面下滑.试求在链条开始下滑直至其右端接触地面之前的过程中,当题中所给参数满足什么关系时, 1.柱体能在地面上滑动; 2.柱体能向一侧倾倒; 3.在前两条件满足的情形下,柱体滑动先于倾倒发生.

第25届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案

2008年第25届全国中学生物理竞赛复赛试卷 本卷共八题,满分160分 一、(15分) 1、(5分)蟹状星云脉冲星的辐射脉冲周期是0.033s 。假设它是由均匀分布的物质构成的球体,脉冲周期是它的旋转周期,万有引力是唯一能阻止它离心分解的力,已知万有引力常量 113126.6710G m kg s ---=???,由于脉冲星表面的物质未分离,故可估算出此脉冲星密度的下限是3kg m -?。 2、(522C -?,电荷量q 1洁的形式F q =C 。 3、(5强度B 当B 。 二、(21圆轨道,高 5 31 f H =1所示)使卫星以后的近地点点火,使卫星加速和变轨,抬高远地点,相继进入24小时轨道、转移轨道(分别如图中曲线3、4、5所示)。已知卫星质量32.35010m k g =?,地球半径 36.37810R km =?,地面重力加速度29.81/g m s =,月球半径31.73810r km =?。 1、试计算16小时轨道的半长轴a 和半短轴b 的长度,以及椭圆偏心率e 。 2、在16小时轨道的远地点点火时,假设卫星所受推力的方向与卫星速度方向相同,而且点火时间很短,可以认为椭圆轨道长轴方向不变。设推力大小F=490N ,要把近地点抬高到600km ,问点火时间应持续多长? 3、试根据题给数据计算卫星在16小时轨道的实际运行周期。 4、卫星最后进入绕月圆形轨道,距月面高度H m 约为200km ,周期T m =127分钟,试据此估算月球质量与地球质量之比值。

三、(22分)足球射到球门横梁上时,因速度方向不同、射在横梁上的位置有别,其落地点也是不同的。已知球门的横梁为圆柱形,设足球以水平方向的速度沿垂直于横梁的方向射到横梁上,球与横梁间的滑动摩擦系数0.70μ=,球与横梁碰撞时的恢复系数e=0.70。试问足球应射在横梁上什么位置才能使球心落在球门线内(含球门上)?足球射在横梁上的位置用球与横梁的撞击点到横梁轴线的垂线与水平方向(垂直于横梁的轴线)的夹角θ(小于90)来表示。不计空气及重力的影响。 四、(20分)图示为低温工程中常用的一种气体、蒸气压联合温度计的原理示意图,M 为指针压力表,以V M 表示其中可以容纳气体的容积;B 为测温饱,处在待测温度的环境中,以V B 表示其体积;E 为贮气容器,以V E 表示其体积;F 为阀门。M 、E 、B 由体积可忽略的毛细血管连接。在M 、E 、B 均处在室温T 0=300K 时充以压强50 5.210p Pa =?的氢气。假设氢的饱和蒸气仍遵从理想气体状态方125K 示的压强p 2时压力表M 在设25V T K =25K 时,3、的800五、(20个电子,时刻刚好到达电容器的左极板。电容器的两个极板上各开一个小孔,使电子束可以不受阻碍地穿过电容器。两极板图所示的周期性变化的电压AB V (AB A B V V V =-,图中只画出了一个周期的图线),电压的最大值和最小值分别为V 0和-V 0,周期为T 。若以τ表示每个周期中电压处于最大值的时间间隔,则电压处于最小值的时间间隔为T -τ。已知τ的值恰好使在V AB 变化的第一个周期内通过电容器到达电容器右边的所有的电子,能在某一时刻t b 形成均匀分布的一段电子束。设电容器两极板间的距离很小,电子穿过电容器所需要的时间可以忽略,且206mv eV =,不计电子之间的相互作用及重力作用。 1、满足题给条件的τ和t b 的值分别为τ=T ,t b =T 。 2、试在下图中画出t=2T 那一时刻,在0-2T 时间内通过电容器的电子在电容器右侧空间形成的电流I ,随离开右极板距离x 的变化图线,并在图上标出图线特征点的纵、横坐标(坐标的数字保留到小数点后第二位)。取x 正向为电流正方向。图中x=0处为电容器的右极板B 的小孔所在的位置,

第24届全国中学生物理竞赛决赛试题及详细解答

第24届全国中学生物理竞赛决赛试题 ★ 理论部分 一、 A , B , C 三个刚性小球静止在光滑的水平面上.它们的质量皆为m ,用不可伸长的长度皆为l 的柔软轻线相连,AB 的延长线与BC 的夹角α = π / 3 ,如图所示.在此平面内取正交坐标系Oxy ,原点O 与B 球所在处重合,x 轴正方向和y 轴正方向如图.另一质量也是m 的刚性小球 D 位于y 轴 上,沿y 轴负方向以速度v 0(如图)与B 球发生弹性正碰,碰撞时间极短.设刚碰完后,连接A ,B ,C 的连线都立即断了.求碰后经多少时间,D 球距A ,B ,C 三球组成的系统的质心最近. 二、 为了近距离探测太阳并让探测器能回到地球附近,可发射一艘以椭圆轨道绕太阳运行的携带探测器的宇宙飞船,要求其轨道与地球绕太阳的运动轨道在同一平面内,轨道的近日点到太阳的距离为0.01AU (AU 为距离的天文单位,表示太阳和地球之间的平均距离:1AU = 1.495 ×1011 m ),并与地球具有相同的绕日运行周期(为简单计,设地球以圆轨道绕太阳运动).试问从地球表面应以多大的相对于地球的发射速度u 0(发射速度是指在关闭火箭发动机,停止对飞船加速时飞船的速度)发射此飞船,才能使飞船在克服地球引力作用后仍在地球绕太阳运行轨道附近(也就是说克服了地球引力作用的飞船仍可看做在地球轨道上)进入符合要求的椭圆轨道绕日运行?已知地球半径R e = 6.37 ×106 m ,地面处的重力加速度g = 9.80 m / s 2 ,不考虑空气的阻力. 三、 如图所示,在一个竖直放置的封闭的高为H 、内壁横截面积为S 的绝热气缸内,有一质量为m 的绝热活塞A 把缸内分成上、下两部分.活塞可在缸内贴缸壁无摩擦地上下滑动.缸内顶部与A 之间串联着两个劲度系数分别为k 1和k 2(k 1≠k 2)的轻质弹簧.A 的上方为真空;A 的下方盛有一定质量的理想气体.已知系统处于平衡状态,A 所在处的高度(其下表面与 y C

历届全国初中物理竞赛(浮力)

历届全国初中物理竞赛 (浮力) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题10--浮力 一、选择题 1. (2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题)下列各种现象与其涉及物理知识之间的关系中,说法错误的是 ( ) A.高原反应——大气压和海拔高度的关系 B.飞机飞行时获得升力——流体压强和流速的关系 C.水下潜水艇能够上浮——液体压强和深度的关系 D.利用高压锅容易将饭煮熟——沸点和气体压强的关系 1.答案:C 解析:水下潜水艇能够上浮,是由于浮力大于重力,选项C说法错误。 2. (2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题)如图7所示:在研究浮力的大小时,将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多。根据以上事实,下列猜想最符合研究目的的是 A.用力越大,物体排开水的体积越大 B.液体密度越大,物体所受浮力越大 C.物体的体积越大,所受浮力越大 D.物体排开水越多,所受浮力越大 2. 答案:D 解析:用力越大,物体排开水的体积越大,但是不符合研究浮力的大小的目的。根据将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多,不能得出液体密度越大,物体所受浮力越大,不能得出物体的体积越大,所受浮力越大。将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多,说明物体排开水越多。而用力大,说明所受浮力越大。选项D正确。

3.设想从某一天起,地球的引力减小一半,那么对于漂浮在水面上的船来说,下列说法中正确的是 A.船受到的重力将减小,船的吃水深度仍不变 B.船受到的重力将减小,船的吃水深度也减小 C.船受到的重力将不变,船的吃水深度也不变 D.船受到的重力将不变,船的吃水深度将减小 答案:A解析:对于漂浮在水面上的船来说,所受浮力等于船的重力;若地球的引力减小一半,其g值减小一半,船受到的重力将减小,船的吃水深度仍不变,选项A正确。 4.如图所示,将底面半径为2R的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,把高为h。密度为ρ(ρ<ρ水),半径为R的实心圆柱体木块竖直放在容器中,然后向容器内注水,则A.注水前,木块对容器底的压力为4πR2ρgh B.注水前,木块对容器底的压强为2ρgh C.若使木块竖直漂浮,向容器中注入水的质量至少为πR2ρh D.若使木块竖直漂浮,向容器中注入水的质量至少为3πR2ρh 答案:D 解析:根据柱体压强公式,注水前,木块对容器底的压强为ρgh,压力为 πR2ρgh,选项AB错误;若使木块竖直漂浮,由阿基米德定律,木块排开水的重力等于πR2ρgh,由于圆柱形薄壁容器底面是实心圆柱体木块底面面积的4倍,所以,向容器中注入水的质量至少为3πR2ρh,选项D正确C错误。 5.甲、乙两个圆柱形容器盛有相同深度的液体,放置于水平桌面上,如图7所示。甲、乙两容器的底面积分别为S1和S2,且2S1=3S2。甲 容器中液体的密度为ρ1,液体对容器底产生的压强为 p1。乙容器中液体的密度为ρ2,液体对容器底产生的压

全国高中物理竞赛初赛试题及标准答案

全国中学生物理竞赛预赛试卷 本卷共16题,满分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0℃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v A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 A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 于无穷大. 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0 C.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. B.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. 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μ的水平面上,弹簧处在 自然状态,小物块位于O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O点. B.小物块停止以后所受的摩擦力必不为0 C.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 α,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o点为势能零点.

全国初中物理竞赛年试题及答案完整版

全国初中物理竞赛年试 题及答案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】

2014年第二十四届初中应用物理竞赛(巨人杯)试题 一、本题共10小题,每小题2分,共20分。以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的,把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 1.汽车的观后镜是用来观察车后路面情况的装 置,一般为凸面镜。正常情况下,坐在驾驶员位置的人通过左侧观后镜应该看见如图1甲所示的效 果。在某次准备驾车外出前,坐在驾驶员位置的王师傅发现,从左侧观后镜中看到的是如图1乙所示的情景。为确保行驶安全,左侧观后镜的镜面应适当完成图2中的哪种操作() 2.“元旦文艺会演”时,物理老师和电工师傅合作给同学们表演了一个“不怕电”的节目(注意:因该节目有危险,同学们切勿模仿)。首先电工师傅将两根导线的接头A、B分别连接到一标有“PZ220 100”的灯泡 (如图3甲所示)的接线柱C、D上,闭合开关,灯泡正常发光。随后,电工师傅断开开关取下灯泡,物理老师站到干燥的木凳上,左、手两手分别抓住两导线接头A、B(如图3乙所示),此时电工师傅闭合开关,用测电笔分别测试导线接头A、B及物理老师的皮肤,发现测电笔的氖管均发光,而在这一过程中,物理老师依然谈笑自如。对以上现象的解释,你认为下列说法中正确的是() A.物理老师有“特异功能”,确实不怕电 B.物理老师的双手戴着绝缘手套 C.在人、灯替换的过程中,电源的零线被断开了 D.在人、灯替换的过程中,电源的火线被断开了 3.图4甲为一把手工的锯条,图4乙为正对着锯齿看的效果,发现它的锯齿都“东倒西歪”的侧向两 侧,而不在一个平面上。其原因是() A.将锯齿做成这样的形状后,容易将锯齿打磨得更锋利 B.将锯齿做成这样的形状后,锯条承受撞击能力更强 C.锯条用得太久,锯齿被撞歪了 D.将锯齿做成这样的形状后,可以使锯口加宽,减小被锯物体对锯条的摩擦力4.“嫦娥三号”探测器在月球表面降落时,没有使用降落伞,是因为()A.月球表面非常松软,不需要使用降落伞减速 B.距离月球表面太近,用降落伞来不及减速 C.月球表面附近没有大气,降落伞无法起到减速的作用 D.“嫦娥三号”质量太大,不易制作足够大的降落伞

第届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案

第26届全国中学生物理竞赛复赛试卷一、填空(问答)题(每题5 分,共25分)有人设想了一种静电场:电场的方向都垂直于纸面并指向纸里,电场强 度的大小自左向右逐渐增大,如图所示。这种分布的静电场是否可能存在试述理由。 X X X XX 2?海尔-波普彗星轨道是长轴非常大的椭圆,近日点到太阳中心的距离为天文单位( 1 天文单位等于地日间的平均距离),则其近日点速率的上限与地球公转(轨道可视为圆周) 速率之比约为(保留 2位有效数字)__________________ 。用测电笔接触市电相线,即使赤脚站 在地上也不会触电,原因是 ________________________________ __________________________________________________ ;另一方面,即使穿绝缘性能良好的电 工鞋操作,测电笔仍会发亮,原因是 _________________________________ 4. ________________ 在图示的复杂网络中,所有电源的电动势 均为吕,所有电阻器的电阻值均为 R ),所有电容 器的电容均为C 0,则图示电容器 A 极板上的电荷 量为 ________ 。 5?如图,给静止在水平粗糙地面上的木块一 初速度,使之开始运动。一学生利用角动量定理 来考察此木块以后的运动过程:“把参考点设于如 图所示的地面上一点 Q 此时摩擦力f 的力矩为0, 从而地面木块的角动量将守恒,这样木块将不减速而作匀速运动。”请指出上述推理的错误, 二、(20分)图示正方形轻质刚性水平桌面由四条完全相同的轻质细桌腿 1、2、3、4支撑于桌角A 、B 、C D 处,桌腿竖直立在水平粗糙刚性地面上。 已知桌腿受力后将产生弹性微小形变。现于桌面中心点 Q 至角A 的连线QA 上 QP 某点P 施加一竖直向下的力 F ,令 C ,求桌面对桌腿1的压力F i 。三、 QA (15 分) 1 ?一质量为m 的小球与一劲度系数为 k 的弹簧相连组成一体系, 置于光滑水平桌面上, 弹簧的另一端与固定墙面相连,小球做一维自由振动。试问在一沿此弹簧长度方向以速度 u 作匀速运动的参考系里观察,此体系的机械能是否守恒,并说明理由。 2. 若不考虑太阳和其他星体的作用, 则地球-月球系统可 看成孤立系统。若把地球和月 并给出正确的解释: ___________________________________________________ X X X XX X X X XX x X XXX X X X XX

全国中学生物理竞赛提要

全国中学生物理竞赛提要 编者按:按照中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会第九次全体会议的建议,由中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会常务委员会根据《全国中学生物理竞赛章程》中关于命题原则的规定,结合我国目前中学生的实际情况,制定了《全国中学生物理竞赛内容提要》,作为今后物理竞赛预赛和决赛命题的依据,它包括理论基础、实验基础、其他方面等部分。其中理论基础的绝大部分内容和国家教委制订的(全日制中学物理教学大纲》中的附录,即 1983年教育部发布的《高中物理教学纲要(草案)》的内容相同。主要差别有两点:一是少数地方做了几点增补,二是去掉了教学纲要中的说明部分。此外,在编排的次序上做了一些变动,内容表述上做了一些简化。1991年2月20日经全国中学生物理竞赛委员会常务委员会扩大会议讨论通过并开始试行。1991年9月11日在南宁由全国中学生物理竞赛委员会第10次全体会议正式通过,开始实施。 一、理论基础 力学 1.运动学 参照系质点运动的位移和路程、速度、加速度相对速度 矢量和标量矢量的合成和分解 匀速及匀变速直线运动及其图象运动的合成抛体运动 园周运动 刚体的平动和绕定轴的转动 2.牛顿运动定律力学中常见的几种力 牛顿第一、二、三运动定律惯性参照系的概念 摩擦力 弹性力胡克定律 万有引力定律均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式 不要求导出)开普勒定律行星和人造卫星运动 3.物体的平衡 共点力作用下物体的平衡 力矩刚体的平衡条件重心 物体平衡的种类 4.动量 冲量动量动量定量 动量守恒定律 反冲运动及火箭 5。机械能 功和功率 动能和动能定理 重力势能引力势能质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式(不要求导出)弹簧的弹性势能

第14届全国中学生物理竞赛预赛试卷

第十四届全国中学生物理竞赛预赛试题 ( 全卷共九题,总分为 140 分) 一 .(10 分 ) 一质点沿χ轴作直线运动 , 其中ν随时间 t 的变化如图 1(a) 所示 , 设 t=0 时 , 质点位于坐标原点Ο处 . 试根据ν -t 图分别在图 1(b) 及图 1(c) 中尽可能准确的画出 : 1. 表示质点运动的加速度α随时间 t 变化关系的α -t 图 . 2. 表示质点运动的位移χ随时间 t 变化关系的χ -t 图 . 二 .(12 分 ) 三个质量相同的物块 A,B,C 用轻弹簧和一根轻线相连 ,, 挂在天花板上 , 处于平衡状态 , 如图 2 所示。现将 A,B 之间的轻线剪断 , 在刚剪断的瞬间 , 三个 ` 物体的加速度分别是 ( 加速度的方向以竖直向下为正 ):

A 的加速度是 ________; B 的加速度是 _________; C 的加速度是 _________; 三 (10 分 ) 测定患者的血沉 , 在医学上有助于医生对病情作出判断 , 设血液是由红血球和血浆组成的悬浮液 . 将次悬浮液放入竖直放置的血沉管内 , 红血球就会在血浆中匀速下沉 , 其下沉速率称为血沉 . 某人的血沉υ的值大约是 10毫米/小时. 如果把红血球近似看作是半径为 R 的小球 , 且认为它在血浆中所受的粘滞阻力为f=6πηRυ . ≈1.0 × 103千克 / 米3, 在室温下η≈ 1.8 × 10-3帕. 秒 . 已知血浆的密度ρ 红血球的密度ρ≈1.3 × 103千克 / 米3 . 试由以上数据估算红血球半径的大小( 结果取一位有效数字 ). 四 .(12 分 ) 有一半径为 R 的不导电的半球薄壳 , 均匀带电 , 倒扣在χΟ y 平面上 , 如图 3 所示图中Ο为球心 ,ABCD 为球壳边缘 ,AOC 为直径 . 有一电量为 q 的点电荷位于OC 上的 E 点 ,OE=r. 已知将此点电荷由 E 点缓慢移至球壳顶点 T 时 , 外力需要作功 W,W>0, 不计重力影响 . 1. 试求将次点电荷由 E 点缓慢移至 A 点外力需做功的正负大小 , 并说明理由 .

全国初中物理竞赛试题及答案

2014年第二十四届初中应用物理竞赛(巨人杯)试题 一、本题共10小题,每小题2分,共20分。以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的,把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 1.汽车的观后镜是用来观察车后路面情况的装 置,一般为凸面镜。正常情况下,坐在驾驶员位 置的人通过左侧观后镜应该看见如图1甲所示的 效果。在某次准备驾车外出前,坐在驾驶员位置 的王师傅发现,从左侧观后镜中看到的是如图1 乙所示的情景。为确保行驶安全,左侧观后镜的 镜面应适当完成图2中的哪种操作() 2.“元旦文艺会演”时,物理老师和电工师傅合作给同 学们表演了一个“不怕电”的节目(注意:因该节目有 危险,同学们切勿模仿)。首先电工师傅将两根导线的 接头A、B分别连接到一标有“PZ220 100”的灯泡 (如图3甲所示)的接线柱C、D上,闭合开关,灯泡 正常发光。随后,电工师傅断开开关取下灯泡,物理 老师站到干燥的木凳上,左、手两手分别抓住两导线 接头A、B(如图3乙所示),此时电工师傅闭合开关, 用测电笔分别测试导线接头A、B及物理老师的皮肤, 发现测电笔的氖管均发光,而在这一过程中,物理老师依然谈笑自如。对以上现象的解释,你认为下列说法中正确的是() A.物理老师有“特异功能”,确实不怕电 B.物理老师的双手戴着绝缘手套 C.在人、灯替换的过程中,电源的零线被断开了 D.在人、灯替换的过程中,电源的火线被断开了 3.图4甲为一把手工的锯条,图4乙为正对着锯齿 看的效果,发现它的锯齿都“东倒西歪”的侧向两 侧,而不在一个平面上。其原因是() A.将锯齿做成这样的形状后,容易将锯齿打磨得 更锋利 B.将锯齿做成这样的形状后,锯条承受撞击能力 更强 C.锯条用得太久,锯齿被撞歪了 D.将锯齿做成这样的形状后,可以使锯口加宽,减小被锯物体对锯条的摩擦力4.“嫦娥三号”探测器在月球表面降落时,没有使用降落伞,是因为()A.月球表面非常松软,不需要使用降落伞减速 B.距离月球表面太近,用降落伞来不及减速 C.月球表面附近没有大气,降落伞无法起到减速的作用 D.“嫦娥三号”质量太大,不易制作足够大的降落伞 5.汽车发动机在工作过程中需要冷却。图5为汽车发动机的水冷系统工作原理示意图。在汽车发动机正常工作的过程中,图5所示有关汽车发动机水冷系统中

第25届全国中学生物理竞赛预赛卷及参考答案

第25届全国中学生物理竞赛预赛卷 一、选择题。本题共6小题,每小题6分。在每小题给出的4个选项中,有的小题只有一项是正确的,有的小题有多项是正确的。把正确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. 如图所示,两块固连在一起的物块a和b,质量分别为m a和 m b,放在水平的光滑桌面上。现同时施给它们方向如图所示的 推力F a和拉力F b,已知F a>F b,则a对b的作用力 A. 必为推力 B. 必为拉力 C. 可能为推力,也可能为拉力 D. 可能为零 2. 用光照射处在基态的氢原子,有可能使氢原子电离。下列说法中正确的是 A. 只要光的光强足够大,就一定可以使氢原子电离 B. 只要光的频率足够高,就一定可以使氢原子电离 C. 只要光子的能量足够大,就一定可以使氢原子电离 D. 只要光照的时间足够长,就一定可以使氢原子电离 3. 如图所示,一U形光滑导轨串有一电阻R,放置在匀强的外磁 场中,导轨平面与磁场方向垂直。一电阻可忽略不计但有一定质 量的金属杆ab跨接在导轨上,可沿导轨方向平移。现从静止开始 对ab杆施以向右的恒力F,若忽略杆和U形导轨的自感,则在杆 运动过程中,下列哪种说法是正确的? A. 外磁场对载流杆ab的作用力对ab杆做功,但外磁场的能量是不变的 B. 外力F的功总是等于电阻R上消耗的功 C. 外磁场对载流杆ab作用力的功率与电阻R上消耗的功率两者的大小是相等的 D. 电阻R上消耗的功率存在最大值 4. 如图所示,放置在升降机地板上的盛有水的容器中,插有两根相对容器的位置是固定的玻璃管a和b,管的上端都是封闭的,下端都是开口的。管内被水各封有 一定质量的气体。平衡时,a管内的水面比管外低,b管内的水面比管外 高。现令升降机从静止开始加速下降,已知在此过程中管内气体仍被封闭 在管内,且经历的过程可视为绝热过程,则在此过程中 A. a中气体内能将增加,b中气体内能将减少 B. a中气体内能将减少,b中气体内能将增加 C. a、b中气体内能都将增加 D. a、b中气体内能都将减少 5. 图示为由粗细均匀的细玻璃管弯曲成的“双U形管”,a、b、c、d为其四段竖直的部分,其中a、d上端是开口的,处在大气中。管中的水银把一段气体柱密封在b、 c内,达到平衡时,管内水银面的位置如图所示。现缓慢地降低气柱中气 体的温度,若c中的水银面上升了一小段高度Δh,则 A. b中的水银面也上升Δh B. b中的水银面也上升,但上升的高度小于Δh C. 气柱中气体压强的减少量等于高为Δh的水银柱所产生的压强 D. 气柱中气体压强的减少量等于高为2Δh的水银柱所产生的压强 6. 图中L是绕在铁心上的线圈,它与电阻R、R0、电键和电池E可构成 闭合回路。线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向,当电流的流向与箭 头所示的方向相同时,该电流为正,否则为负。电键K1和K2都处在断 开状态。设在t=0时刻,接通电键K1,经过一段时间,在t=t l时刻,再 接通电键K2,则能较正确地表示L中的电流I随时间t变化的图线是下

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