第33届全国中学生物理竞赛预赛试题
第33届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页的括号内．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，球心在坐标原点O 的球面上有三个彼此绝缘的金属环，它们分别与x y -平面、y z -平面、z x -平面与球面的交线（大圆）重合，各自通有大小相等的电流，电流的流向如图中箭头所示．坐标原点处的磁场方向与x 轴、y 轴、z 轴的夹角分别是
A
．-
，-， B
．， C
．
arcsin D ．，， [ ]
2．从楼顶边缘以大小为0v 的初速度竖直上抛一小球；经过0t 时间后在楼顶边缘
从静止开始释放另一小球．若要求两小球同时落地，忽略空气阻力，则0v 的取值范围和抛出点的高度应为
A ．00012gt v gt ≤<，2
2000001122v gt h gt v gt ?? ?-= ? ?-??
B ．00v gt ≠，20020001122v gt h gt v gt ??- ?= ?- ???
-
-
-arcsin
-
arcsin
C ．00012gt v gt ≤<，20020001122v gt h gt v gt ??- ?= ?- ???
D ．0012v gt ≠，22000001122v gt h gt v gt ?? ?-= ? ?-?? [ ]
3．如图，四个半径相同的小球（构成一个体系）置于水平桌面的一条直线上，其中一个是钕永磁球（标有北极N 和南极S ），其余三个是钢球；钕球与右边两个钢球相互接触．让另一钢球在钕球左边一定距离处从静止释放，逐渐加速，直至与钕球碰撞，此时最右边的钢球立即以很大的速度被弹开．对于整个过程的始末，下列说法正确的是
A ．体系动能增加，体系磁能减少
B ．体系动能减少，体系磁能增加
C ．体系动能减少，体系磁能减少
D ．体系动能增加，体系磁能增加 [ ]
4．如图，一带正电荷Q 的绝缘小球（可视为点电荷）固定在光滑绝缘平板上，另一绝缘小球（可视为点电荷）所带电荷用（其值可任意选择）表示，可在平板上移动，并连在轻弹簧的一端，轻弹簧的另一端连在固定挡板上；两小球的球心在弹簧的轴线上．不考虑可移动小球与固定小球相互接触的情形，且弹簧的形变处于弹性限度内．关于可移动小球的平衡位置，下列说法正确的是
A ．若0q >，总有一个平衡的位置
B ．若0q >，没有平衡位置
C ．若0q <，可能有一个或两个平衡位置
D ．若0q <，没有平衡位置 [ ]
5．如图，小物块a 、b 和c 静置于光滑水平地面上．现让a 以速度V 向右运动，与b 发生弹性正碰，然后b 与c 也发生弹性正碰．若b 和c 的质量可任意选择，碰后c 的最大速度接近于
A ．2V
B ．3V
C ．4V
D ．5V
[ ]
二、填空题．把答案填在题中的横线上．只要给出结果，不需写出求得结果的
过程．
6．（10分）2016年2月11日美国国家科学基金会宣布：美国的“激光干涉引力波天文台”()LIGO 的两台孪生引力波探测器首次直接探测到了引力波．该引力波是由13亿光年之外的两颗黑洞在合并的最后阶段产生的．初始质量分别为29倍太阳质量和36倍太阳质量的两颗黑洞，合并成了一颗62倍太阳质量、高速旋转的黑洞；亏损的质量以引力波的形式释放到宇宙空间．这亏损的质量为______kg ，相当于______J 的能量．已知太阳质量约为302.010kg ?，光在真空中的速度为83.010m ?．
7．（10分）在一水平直线上相距18m 的A 、B 两点放置两个波源．这两个波源振动的方向平行、振幅相等、频率都是30Hz ，且有相位差π．它们沿同一条直线在其两边的媒质中各激起简谱横波．波在媒质中的传播速度为360m/s ．这
两列波在A 、
B 两点所在直线上因干涉而振幅等于原来各自振幅的点有______个，它们到A 点的距离依次为_____________________m ．
8．（10分）如图，以a 、b 为端点的线圈
1的自感为1L ，以c 、d 为端点的线圈2
的自感为2L ，互感为M （线圈1中的电
流的变化在线圈2中产生的感应电动势
与线圈中电流随时间的变化率成正比，比例系数称为互感21M ；且
1221M M M ==）
．若将两线圈1和2首尾相连（顺接）而串联起来，如图（a ）所示，则总自感为______；若将两线圈1和2尾尾相接（反接）而串联起来，如图（b ）所示，则总自感为______．
9．（10分）如图，一小角度单摆的轻质摆杆的长度AB L =，地球半
径OC R =，单摆的悬点到地面的距离AC L =．已知地球质量为M ，
引力常量为G ．当L R 时，单摆做简谐运动的周期为______；当
L R 时，单摆做简谐运动的周期为______．悬点相对于地球不动，
不考虑地球自转．
10．（10分）μ-子与电子的性质相似，其电量与电子相同，而质量μ
m 约为电子的206.8倍．用μ-子代替氢原子中的电子就形成μ-子－
氢原子，μ-子－氢原子的线状光谱与氢原子具有相似的规律．μ-
子－氢原子基态的电离能为______eV ，μ-子－氢原子从第二激发态跃迁到
第一激发态发出的光子的波长为______A ．已知质子质量p m 是电子的1836
倍，氢原子基态的电离能为13.605eV ；光在真容中的速度为82.99810m/s ?，普朗克常量为154.13610eV s -??．（按玻尔理论计算时，在μ-子－氢原子中若仍将质子视为不动，则μ-子相当于质量为μp
μp m m m m +的带电粒子．）
三、计算题．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．有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位．
11．（20分）一足球运动员1自A 点向球门的B 点踢出球，已知A 、B 之间的距
离为s ，球自A 向B 的运动可视为水平地面上的匀速直线运动，速率为u ．另一足球运动员2到AB 连线的距离为l ，到A 、B 两点的距离相等．运动员1踢出球后，运动员2以匀速v 沿直线去拦截该球．设运动员2开始出发去拦截球的时刻与球被运动员1踢出的时刻相同．
（1）如果运动员2能拦截到球，求运动员2开始出发去拦截球直至拦截到球
的时间间隔、球被拦截时球到A 点的距离、球到运动员2出发点的距离和运动员2运动的方向与A 、B 连线的夹角；
（2）求为了使运动员2能拦截到球，u 、v 、s 和l 应当满足的条件．
12．（20分）一固体星球可近似看作半径为R （足够大）的球形均匀的固体，构
成星球的物质的密度为ρ，引力常量为G ．
（1）考虑星球表面山体的高度．如果山高超出某一限度，山基便发生流动
（可认为是山基部分物质熔化的结果，相当于超出山的最高限的那块固体物质从山顶移走了），从而使山的高度减低．山在这种情况下其高度的小幅减低可视为一小块质量的物质从山顶移至山底．假设该小块的物质重力势能的减小与其全部熔化所需要的能量相当，山体由同一种物质构成该物质的熔化热为，不考虑温度升到熔点所需要能量，也不考虑压强对固体熔化热的影响．试估计由同一种物质构成的山体高度的上限．
（2）若由同一种物质构成的山高的上限不大于/10R ，试估计在此条件下由
同一种物质构成的星球半径的下限．
（3）月亮是一个固体星球，其密度和半径分别为333.3410kg/m ?和
61.710m ?．假设月亮全由2SiO 构成，2SiO 的熔化热为52.410J/kg ?．已知11226.6710N m /kg G -=??．估计月球上的山体高度与月球半径比值的上限．
13．（20分）真空中平行板电容器两极板的面积均为S ，相距d ，上、下极板所
带电量分别为Q 和()0Q Q ->．现将一厚度为t 、面积为/2S （宽度和原来的极板相同，长度是原来极板的一半）的金属片在上极板的正下方平行插入电容器，将电容器分成如图所示的1、2、3三部分．不考虑边缘效应．静电力常量为k ．试求
（1）插入金属片以后电容器的总电容；
（2）金属片上表面所带电量；
（3）1、2、3三部分的电场强度；
（4）插入金属片过程中外力所做的功．
14．（20分）如图，两个相同的正方形刚性细金属框
ABCD 和A B C D ''''的质量均为m ，边长均为a ，每
边电阻均为R ；两框部分地交叠在同一平面内，两
框交叠部分长为l ，电接触良好．将整个系统置于
恒定的匀强磁场中，磁感应强度大小为0B ，方向垂
直于框面（纸面）向纸面内．现将磁场突然撤去，求流过框边重叠部分A D '的横截面的总电荷量．不计摩擦、重力和框的电感．
15．（20分）牛顿曾观察到一束细日光射到有灰
尘的反射镜上面会产生干涉条纹．为了分析
这一现象背后的物理，考虑如图所示的简单
实验．一平板玻璃的折射率为n ，厚度为t ，
下表面涂有水银反射层，上表面撒有滑石粉
（灰尘粒子）．观察者O 和单色点光源L （光
线的波长为λ）的连线垂直于镜面（垂足为
N ），LN a =，ON b =．反射镜面上的某灰
尘粒子P 与直线ON 的距离为
()r b a r t >> ．观察者可以观察到明暗相
间的环形条纹．
（1）求第m 个亮环到N 点的距离；
（2）若 1.63n =，0.0495a m =，0.245b m =，51.110t m -=?，680nm λ=，
求最小亮环()1m =的半径．
已知：sin x x ≈12
x ≈+
，当1x ． 16．（20分）充有水的连通软管常常用来检验建筑物的水平度．但软管中气泡会使得该软管两边管口水面不在同一水平面上．为了说明这一现象的物理原因，考虑如图所示的连通水管（由三管内径相同的U 形管密接而成），其中封有
一段空气（可视为理想气体），与空气接触的
四段水管均在竖直方向；且两个有水的U 形
管两边水面分别等高．此时被封闭的空气柱的
长度为a L ．已知大气压强为0P 、水的密度为ρ、
重力加速度大小为g ，()00/L P g ρ≡．
现由左管口添加体积为V xS ?=的水，S 为水管的横截面积，在稳定后：
（1）求两个有水的U 形管两边水面的高度的变化和左管添水后封闭的空气
柱长度；
（2）当0x L 、a 0L L 时，求两个有水的U 形管两边水面的高度的变化（用
x 1
12z ≈+，当1z ．
高二物理竞赛试题 及答案()
2016高平一中高二物理竞赛专题讲座 命题人:李文锋 一、选择题（每题4分，共28分） 1．若质点做直线运动的速度v 随时间t 变化的图线如图1所示，则该质点的位移s （从t ＝0开始）随时间t 变化的图线可能是图2中的哪一个？（ ） 2．烧杯内盛有0?C 的水，一块0?C 的冰浮在水面上，水面正好在杯口处。最后冰全部熔解成0?C 的水，在这过程中（ ） （A ）无水溢出杯口，但最后水面下降了 （B ）有水溢出杯口，但最后水面仍在杯口处 （C ）无水溢出杯口，水面始终在杯口处 （D ）有水溢出杯口，但最后水面低于杯口 3.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗，让漏斗左、右摆动，于是桌面上漏下许多砂子，经过一段时间形成一砂堆，砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状 4.特技演员从高处跳下，要求落地时必须脚先着地，为尽量保证安全，他落地时最好是采用哪种方法 A.让脚尖先着地，且着地瞬间同时下蹲 B.让整个脚板着地，且着地瞬间同时下蹲 C.让整个脚板着地，且着地瞬间不下蹲 D.让脚跟先着地，且着地瞬间同时下蹲 5.如图Ⅰ-4所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab= Ubc ，实线为一带正电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P 、Q 是这条轨迹上的两点，据此可知 A.三个等势面中，a 的电势最高 B.带电质点通过 P 点时电势能较大 C.带电质点通过 P 点时的动能较大 D.带电质点通过 P 点时的加速度较大 6．如图所示，电容量分别为C 和2C 的两个电容器a 和b 串联接在电动势为E 的电池两端充电，达到稳定后，如果用多用电表的直流电压挡V 接到电容器a 的两端（如图），则电压表的指针稳定后的读数是（ ） E/3 （B ）2E/3 （C ）E （D ）0 7. 如图所示电路中，电源的内电阻为r ，R2、R3、R4均为定值电 阻，电表均为理想电表。闭合电键S ，当滑动变阻器R1的滑动触头P 向右滑动时，电流表和电压表的示数变化量的大小分别为 I 、U ，下列说法正确的是（ ） A ．电压表示数变大 B ．电流表示数变大 C ．DU DI ＞r D ．DU DI ＜r 二、填空题（每题5分，共20分） 8.在国际单位制中，库仑定律写成 22 1r q q k F =，式中静电力常量 922 8.9810N m C k -=???，电荷量 q1和q2的单位都是库仑，距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿.若把库仑定律写成更简洁的形式 22 1r q q F = ，式中距离r 的单位是米，作用力F 的单位是牛顿，由此式可定义一种电荷量 q
第33届全国中学生物理竞赛决赛试题
第33届全国中学生物理竞赛决赛理论考试试题 可能用到的物理常量和公式： 真空中的光速82.99810/c m s =?； 地球表面重力加速度大小为g ； 普朗克常量为h ，2h π=； 2111ln ,1121x dx C x x x +=+<--?。 1、（15分）山西大同某煤矿相对于秦皇岛的高度为c h 。质量为t m 的火车载有质量为c m 的煤，从大同沿大秦铁路行驶路程l 后到达秦皇岛，卸载后空车返回。从大同到秦皇岛的过程中，火车和煤总势能的一部分克服铁轨和空气做功，其余部分由发电机转换成电能，平均转换效率为1η，电能被全部存储于蓄电池中以用于返程。空车在返程中由储存的电能驱动电动机克服重力和阻力做功，储存的电能转化为对外做功的平均转换效率为2η。假设大秦线轨道上火车平均每运行单位距离克服阻力需要做的功与运行时（火车或火车和煤）总重量成正比，比例系数为常数μ，火车由大同出发时携带的电能为零。 （1）若空车返回大同时还有剩余的电能，求该电能E 。 （2）问火车至少装载质量为多少的煤，才能在不另外提供能量的条件下刚好返回大同？ （3）已知火车在从大同到达秦皇岛的铁轨上运行的平均速率为v ，请给出发电机的平均输出功率P 与题给的其它物理量的关系。 2、（15分）如图a ，AB 为一根均质细杆，质量为m ，长度为2l ；杆上端B 通过一不可伸长的软轻绳悬挂到固定点O ，绳长为1l 。开始时绳和杆均静止下垂，此后所有运动均在同一竖 直面内。 （1）现对杆上的D 点沿水平方向施加一瞬时冲量I ，若 在施加冲量后的瞬间，B 点绕悬点O 转动的角速度和杆 绕其质心转动的角速度相同，求D 点到B 点的距离和B 点绕悬点O 转动的初始角速度0ω。
高中物理竞赛试题及答案
高中物理竞赛模拟试卷（一） 说明：本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共150 分，考试时间 120 分钟. 第Ⅰ卷（选择题 共 40 分） 一、本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分，在每小题给出的 4 个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有错选或不答的得 0 分. 1.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗，让漏斗左、右摆动，于是桌面上漏下许多砂子，经过一段时间形成一砂堆，砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状 2.如图Ⅰ-2所示，甲乙两物体在同一光滑水平轨道上相向运动，乙上连有一段轻弹簧，甲乙相互作用过程中无机械能损失，下列说法正确的有 A.若甲的初速度比乙大，则甲的速度后减到 0 B.若甲的初动量比乙大，则甲的速度后减到0 C.若甲的初动能比乙大，则甲的速度后减到0 D.若甲的质量比乙大，则甲的速度后减到0 3.特技演员从高处跳下，要求落地时必须脚先着地，为尽量保证安全，他落地时最好是采用哪种方法 A.让脚尖先着地，且着地瞬间同时下蹲 B.让整个脚板着地，且着地瞬间同时下蹲 C.让整个脚板着地，且着地瞬间不下蹲 D.让脚跟先着地，且着地瞬间同时下蹲 4.动物园的水平地面上放着一只质量为M 的笼子，笼内有一只质量为 m 的猴子.当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时，笼子对地面的压力为F 1；当猴以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时，笼子对地面的压力为 F 2（如图Ⅰ-3），关于 F 1 和 F 2 的大小，下列判断中正确的是 A.F 1 = F 2＞(M + m )g B.F 1＞(M + m )g ,F 2＜(M + m )g C.F 1＞F 2＞(M + m )g D.F 1＜(M + m )g ，F 2＞(M + m )g 5.下列说法中正确的是 A.布朗运动与分子的运动无关 B.分子力做正功时，分子间距离一定减小 C.在环绕地球运行的空间实验室里不能观察热传递的对流现象 D.通过热传递可以使热转变为功 6.如图Ⅰ-4所示，虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面，相邻等势面之 图Ⅰ -3 图Ⅰ -4 图Ⅰ-2
2009年上海市初中物理竞赛(大同杯)复赛试题详解
2009年上海市第二十三届初中物理竞赛（大同中学杯） 复赛试题解析 说明： 1.本试卷共有五大题，答题时间为120分钟，试题满分为150分 2.答案及解答过程均写在答卷纸上。其中第一~第二大题只要写出答案，不写解 答过程；第三~第五大题按题型要求写出完整的解答过程。解答过程中可以使 用计算器． 3.考试完毕只交答卷纸，试卷可以带回。 4.本试卷中常数g取lO牛/千克，水的比热容4.2×103焦／千克·℃，水的密度 1.0×103千克/米3。 一、选择题（以下每题只有一个选项符合题意，每小题4分，共32分） 1．小明坐在前排听讲座时，用照相机把由投影仪投影在银幕上的彩色图像拍摄下来。由于会场比较暗，他使用了闪光灯。这样拍出来的照片：( ) (A)比不用闪光灯清楚多了 (B)与不用闪光灯的效果一样 (C)看不清投影到屏幕上的图像 (D)色彩被“闪”掉了，拍到的仅有黑色的字和线条 解：闪光灯发出的光的强度比投影仪投影到银幕上的光的强度强很多，因此到达照相机的光主要是闪光灯发出的光从银幕上反射而来的，这样照相机得到的图像主要反映的是银幕本身。 故选C 2. 如图所示，弹性小球撞击地面前的速度方向与水平地面的夹角为α，撞击后离 开地面时的速度方向与水平地面的夹角为β，则下列说法中正确的是：( ) (A)无论地面光滑与否，总有β=α (B)无论地面光滑与否，总有β<α (C)地面的粗糙程度越大，β越小 (D)地面的粗糙程度越大，β越大 解：弹性小球撞击地面时，竖直方向的力改变竖直方向的速度的方向，水平方向有摩擦力时，小球的水平速度会减减小，因此有摩擦力时β变大，地面的粗糙程度越大，摩擦力也大。 故选D 3. 摩托车做飞跃障碍物的表演时为了减少落地时向前翻车的危险，则落地时应采 取的措施是：( ) (A)仅前轮制动 (B)仅后轮制动 (C)前、后两轮均制动 (D)前、后轮均不制动 解：制动前轮，可以使前轮的速度减小，车的后部由于惯性，使后轮速度不变，则车的后部往车的前部运动，可引起向前翻车；制动后轮，可以使后轮的速度减小，由于车身的联系，带动前轮速度减小，车不会向前翻车。 故选B 4. 2008年9月25日21时10分“神舟”七号飞船载着三名航天员飞上蓝天，实施 太空出舱活动等任务后于28日17时37分安全返回地球。已知：“神舟”七号飞 船在距地球表面高343千米的圆轨道上运行，运行速度为7.76千米/秒；地球
40道有趣的物理竞赛试题及答案
40道有趣的物理竞赛试题及答案 1、想从镜子里看到放大的像应该使用( )。 A.凸面镜 B.凹面镜 C.平面镜 答：B 2、用手电筒同时斜射在一面镜子和一张灰色纸上，观察发现( )。 A.镜子亮 B.灰纸亮 C.一样亮 答：B 3、一朵花放在夹角为60两面镜子中间，从镜子里可以看到( )。 A .2朵 B.4朵 C.5朵 答：C 4、在游泳池的水下，仰望水面，水面( )。 A.清澈透明 B.浑浊 C.像水银一样反光 答:C 5、彩色电视荧光屏上的彩色是3种光合成的( )。 A.红、黄、蓝 B.红、黄、青 C.红、绿、蓝 答：C 6、黄昏时，太阳呈红色，是因为黄昏时( )。 A.太阳发出较多的红光 B.阳光经过空气的路途较长 C.太阳距地球较近。 答：B 7、从以下的哪种镜子中看到的像是和你自己一模一样( )。 A.平面镜 B.两个相交为90的平面镜 C.两个相交为45的平面镜 答：B 平面镜照出的人是一个反的，可以用报纸上的字在镜子上照一下试一试，你会发现镜子里的字是反的。偶镜把光线反射两次，所以镜子中看到的是和你一模一样的人。 8、高山上的平均气温比海平面的要低，原因是( )。 A.高山终年积雪 B.风大、日照少 C.高山的气压低 答：C 9、冬天触摸室外的铁器和木材，会感到冷热不一样，那么( )。 A.木头的温度高 B.铁的温度高 C.铁和木头的温度一样高 答：C
10、南极海洋上的浮冰的味道是( )。? A.淡的 B.和海水一样咸 C.比海水咸 答：A 11、两种物质被称为同位素，是因为它们( )。 A.原子核内质子数相等 B.原子核内中子数相等 C.原子核内中子加质数相等 答：A 12、大气臭氧层的主要作用( )。 A.有助于杀菌 B.反射电磁波 C.吸收阳光中的紫外线 答：C 13、冬天下雪后，为了融雪要在马路上撒盐，因为( )。 A.盐和冰混合后融点提高 B.盐和冰混合后融点降低 C.盐和冰发生化学反应 答：B 14、湖面漂浮着一条船，船里有许多块石头，现在把石头拿出来，丢进水里，湖水水面会有什么变化( )。 A.不变 B.上升 C.下降 答：C 15、水桶里装着水及大量的冰块，冰块触到桶底，冰融化以后，桶内的液面( )。 A.高于原来的液面 B.等于原来的液面 C.低于原来的液面 答：A 16、在一个密闭的屋子里，有人建议用正在工作的电冰箱降低室内平均温度，哪个做法对( )。 A.打开电冰箱的门 B.降低制冷温度后，再打开电冰箱的门 C.拔掉电源，打开电冰箱的门 答：C 17、一架抽水机，理论上最多能把多少米深的水抽到地面( )。 A.5米 B.10米 C.15米 答：B 抽水是由于大气压力，大气压只能把水提高10米。 18、在火车上观看窗外开阔的原野，会感到( )。
第33届全国中学生物理竞赛复赛试题解答
第 33 届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题解答 2016 年 9 月 17 日 一、（20 分）如图，上、下两个平凸透光柱面的 半径分别为R 1 、R 2 ，且两柱面外切；其剖面（平 面）分别平行于各自的轴线，且相互平行；各 自过切点的母线相互垂直。取两柱面切点O 为 直角坐标系O-XYZ 的原点，下侧柱面过切点O 的母线为X 轴，上侧柱面过切点O 的母线为Y 轴。一束在真空中波长为λ的可见光沿Z 轴负 方向傍轴入射，分别从上、下柱面反射回来的光线会发生干涉；借助于光学读数显微镜，逆着Z 轴方向，可观测到原点附近上方柱面上的干涉条纹在X-Y 平面的投影。R 1 和R 2 远大于傍轴光线 干涉区域所对应的两柱面间最大间隙。空气折射率为n = 1.00 。试推导第k 级亮纹在X-Y 平面的投影的曲线方程。 已知：a. 在两种均匀、各向同性的介质的分界面两侧，折射率较大（小）的介质为光密（疏）介质；光线在光密（疏）介质的表面反射时，反射波存在（不存在）半波损失。任何情形下，折射波不存在半波损失。伴随半波损失将产生大小为π 的相位突变。b. sin x ≈x, 当x << 1 。 参考解答： 如图 a 所示，光线1 在上侧柱面 P 点处傍轴垂直入射，入射角为θ，折 射角为θ ，由折射定律有 n sinθ=n0 sinθ0 ① 其中n 和n 分别玻璃与空气的折射率。 光线在下侧柱面Q 点处反射，入射角 与反射角分别为i 和i'，由反射定律有 i =i'② 光线在下侧柱面Q 点的反射线交上侧柱面于P'点，并由P'点向上侧柱面折射，折射光线用1'表示；光线1''正好与P'点处的入射光线2 的反射光线2'相遇，发生干涉。考虑光波反射时的半波损失，光线1''与光线2'在P'点处光程差?L 为 ?L =?n(-z ) +n (PQ + P'Q) +λ? -n(-z ) =n (PQ + P'Q) -n(z -z ) + λ ③ ??p 0 2 ?? p'0 p p'?2
第4届全国中学生物理竞赛预赛试题
第四届全国中学生物理竞赛预赛试题 姓名 成绩 1．将下列各量用国际单位制的主单位表示（取三位有效数字，第一横线填数字，第二横线填单位）。 （1）1光年= 。 （2）1标准大气压= 。 （3）1电子伏特= 。 （4）1原子质量单位= 。 2．在赤道上的A 处静止放置一个小物体。现在设想地球对小物体的万有引力突然消失，则在数小时内，小物体相对于A 点处的地面来说，将 。 A ．水平向东飞去 B ．原地不动，物体对地面的压力消失 C ．向上并渐偏向西方飞去 D ．向上并渐偏向东方飞去 E ．一直垂直向上飞去 3．根据现代天文知识，恒星演化到最后可成为 或 或 。 4．某地大气中的水汽没有达到饱和状态，若无其他水汽来源，则当气温升高后，以下各物理量： A ．饱和水汽压 ； B ．相对湿度 ； C ．绝对湿度 ； D ．露点 。 5．近年来，人们制成了高转变温度的超导材料，其中一种成分是钇、钡、 、 四种元素，据报导，我国研制的这类超导材料的零电阻温度已达到 K 左右。在这类超导材料出现以前，超导材料的零电阻温度只达到 左右。 6．如图4-1示，P 为一块均匀的半圆形薄电阻合 金片。先将他它按图甲的方式接在电极A 、B 之间，测得它的电阻为R 。然后再将它按图乙的方式接在电极C 、 D 之间，这时，P 的电阻为 。 7．在航天飞机坐舱中原来有两个圆柱形洁净的玻璃容 器，其中分别封装有水和水银（如图4-2示）当航天飞 机处于失重状态时，试把水和水银的表面形状分别画在两空框内。 A B P 甲P C D 乙图4-1
8．将200个电阻连成如图4-3所示 的电路，图中各P 点是各支路中连接两个电阻的导线上的点，所有导线的电阻都可忽略。现将一电动势为ε，内阻为r 0的电源接到任意两个P 点处，然后将任一个没接电源的支路在P 点处切断， 发现流过电源的电流与没切断前一样，则这200个电阻R 1、R 2、R 3…R 100，r 1、 r 2、r 3…r 100应有下列的普遍关系： 。 这时图中AB 导线与CD 导线之间的电压等于 。 9．图4-4所示的杯中盛有密度均匀的混合液体， 其密度为ρ。经过一段时间后变为密度分别为ρ1和ρ 2（ρ2>ρ1）的两层均匀液体。设其总体积不变，问杯中底面所受的液体的压强是否变化？若有变化？试证 明你的结论。 10．在一密闭的容器中装有放射性同位素氪 （3536Kr ）气，在温度为20℃时，其压强为1大气压。将容器埋入地下深处，经过22年后取出，在此期间有些氪经β衰变成铷（3537Rb ），铷最后是固体状态。现在，在温度仍为20℃时，测得容器中压强为0.25大气压，并测得容器中有固体铷0.75×10-3摩尔，铷的体积与容器体积比较可忽略不计。试计算埋入时氪的质量以及氪的半衰期。 水 水 水银 图 4-2 A B 图4-3 ρρ1ρ 2图4-4
第27届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案
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=角秒，1角秒=度，1AU=1.5×108km,光速c=3.0×105km/s.
第33届全国中学生物理竞赛决赛试卷
第33届全国中学生物理竞赛决赛理论考试试题 可能用到的物理常量和公式： 真空中的光速82.99810/c m s =?； 地球表面重力加速度大小为g ； 普朗克常量为h ，2h π =； 2111ln ,1121x dx C x x x +=+<--?。 1、（15分）山西大同某煤矿相对于秦皇岛的高度为c h 。质量为t m 的火车载有质量为c m 的煤，从大同沿大秦铁路行驶路程l 后到达秦皇岛，卸载后空车返回。从大同到秦皇岛的过程中，火车和煤总势能的一部分克服铁轨和空气做功，其余部分由发电机转换成电能，平均转换效率为1η，电能被全部存储于蓄电池中以用于返程。空车在返程中由储存的电能驱动电动机克服重力和阻力做功，储存的电能转化为对外做功的平均转换效率为2η。假设大秦线轨道上火车平均每运行单位距离克服阻力需要做的功与运行时（火车或火车和煤）总重量成正比，比例系数为常数μ，火车由大同出发时携带的电能为零。 （1）若空车返回大同时还有剩余的电能，求该电能E 。 （2）问火车至少装载质量为多少的煤，才能在不另外提供能量的条件下刚好返回大同？ （3）已知火车在从大同到达秦皇岛的铁轨上运行的平均速率为v ，请给出发电机的平均输出功率P 与题给的其它物理量的关系。 2、（15分）如图a ，AB 为一根均质细杆，质量为m ，长度为2l ；杆上端B 通过一不可伸长的软轻绳悬挂到固定点O ，绳长为1l 。开始时绳和杆均静止下垂，此后所有运动均在同一竖直面内。 （1）现对杆上的D 点沿水平方向施加一瞬时冲量I ， 若在施加冲量后的瞬间，B 点绕悬点O 转动的角速度
和杆绕其质心转动的角速度相同，求D 点到B 点的距离和B 点绕悬点O 转动的初始角速度0ω。 （2）设在某时候，绳和杆与竖直方向的夹角分别为1θ和2θ（如图b 所示），绳绕固定点 O 和杆绕其质心转动的角速度分别为1ω和2ω， 求绳绕固定点O 和杆绕其质心转动的角加速度1α和2α 3、（15分）火星大气可视为仅由很稀薄的2CO 组成，此大气的摩尔质量记为μ，且同一高度的大气可视为处于平衡态的理想气体。火星质量为m M （远大于火星大气总质量），半径为m R 。假设火星大气的质量密度与距离火星表面的高度h 的关系为 10()(1)n m h h R ρρ-=+ 其中0ρ为常量，(4)n n >为常数。 （1）求火星大气温度()T h 随高度h 变化的表达式。 （2）为了对火星表面进行探测，需将一质量为t m 、质量密度较大的着陆器释放到火星表面。在某一远小于m R 的高度处将该着陆器由静止开始释放，经过时间l t ，着陆器落到火星表面。在着陆器下降过程中，着陆器没有转动，火星的重力加速度和大气密度均可视为与它们在火星表面的值相等。当着陆器下降速度大小为v 时，它受到的大气阻力正比于大气密度和2 v 的乘积，比例系数为常量k 。求着陆器在着陆前瞬间速度的大小。 4、（15分）具有一定能量、动量的光子还具有角动量。圆偏振光的光子的角动量大小为。光子被物体吸收后，光子的能量、动量和角动量就全部传给物体。物体吸收光子获得的角动量可以使物体转动。科学家利用这一原理，在连续 的圆偏振激光照射下，实现了纳米颗粒的高速转动，获得 了迄今为止液体环境中转速最高的微尺度转子。 如图，一金纳米球颗粒放置在两片水平光滑玻璃平
芜湖一中09级高一物理竞赛兴趣小组选拔测试题
芜湖一中09级高一物理竞赛兴趣小组选拔测试题 班级 姓名 学号 分数 注：本试卷中常数g 取lON/kg ，水的比热容4.2×103J ／kg ·℃，水的密度1.0×103kg/m 3 。 一、填空题（每小题4分，共40分） 1．火车以20m/s 的速度沿某一段直线轨道驶向道口，为了提醒看守道口的工作人员，司机在距道口940m 处开始鸣响汽笛，每次笛声持续1s ，停5s ，然后再次拉响汽笛。当道口工作人员听到第三次笛声结束时，火车距道口的距离为__ _ m ．道口工作人员听到火车司机前后两次拉响汽笛的时间间隔为___ _s 。(已知声波在空气中传播的速度为340m/s) 2．右图中所有电阻的额定功率都是4W ，若从A 点流入的电流为 2A ，则图中阻值为2Ω的那个电阻消耗的功率为______。 3．桌面上放有一定量的铁屑，现将两根完全相同的条形磁铁A 的 N 极和磁铁B 的S 极如甲图所示放置在靠近铁屑的上方，吸附一定量的铁屑。若将吸附有铁屑的两极靠在一起，则吸附在连接处的铁屑会 （选填“增加”、“不变” 或“减少”）；如乙图所示，将一根长度略大于两磁铁间距的软铁棒，轻轻搁在两磁铁上，则被吸附的铁屑会 （选填：“增加”、“不变”或“减少”）。 4．在一个底面积为200cm 2、高度为20cm 的圆柱形薄壁玻璃 容器底部，放入一个边长为10cm 的实心正方体物块，然后 逐渐向容器中倒入某种液体。右图反映了物块对容器底部压 力的大小F 与容器中倒入液体的深度h （0～6cm ）之间的关 系。 由此可知这种液体的密度大小为_________kg/m 3，当倒 入液体的深度h 为l2cm 时，物块对容器的底部压力的大小 F 大小为________N 。 5．在如图所示的电路中，可以通过调整变阻器R 和R '，使通过电阻1R 和2R 的电流达到规定的值I 1和I 2，并由电流表指示出其电流值。 正确操作的步骤是： '
初中物理竞赛试题和答案
初中物理竞赛试题 第I卷（选择题） 一、单选题 1．某一物体做变速直线运动,总路程为12m,已知它在前一半路程的速度为4m/s,后一半路程的速度为6m/s,那么它在整个路程中的平均速度是（） A. 4m/s B. 4.8m/s C. 5m/s D. 6m/s 2．小梅帮妈妈做饭时，把一个质量为l00g的土豆放进盛满水的盆里，有90g水溢出，则（） A. 土豆会浮在水面上 B. 土豆会沉入盆底 C. 土豆会悬浮在水中 D. 无法判断 3．将一小石块和小木块抛入一杯水中，结果发现木块浮在水面上，而石块却沉入水中，就此现象，下列分析正确的是（） A. 木块受到浮力，石块不受浮力 B. 石块沉入水中，所受浮力小于自身的重力 C. 木块受到的浮力一定大于石块所受的浮力 D. 木块浮在水面上，所受浮力大于自身的重力 4．如下图甲所示，将一挂在弹簧秤下的圆柱体金属块缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，图乙中能正确反应弹簧秤示数F和圆柱体下表面到水面的距离h关系的图像是（） A. B. C. D. 5．如图所示，将一长方体木块放入水平放置的圆柱形盛水容器中静止时，木块有1/4的体积露出水面，这时容器底部受到水的压强跟木块未放入水中时相比，增大了150P a；若在木块上放一块铁块，使木块刚好全部压入水中，且木块没接触容器底部。 A. 木块的密度为0.4g/ cm3 B. 则铁块的重力与木块重力之比是1:4 C. 则铁块的重力与木块重力之比是1:5 D. 这时容器底部所受水的压强跟木块未放入水中时相比，增加了200Pa
第II卷（非选择题） 请点击修改第II卷的文字说明 二、实验题 6．如图甲是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景。 （1）小华将系于小卡片两对角的线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向__________，并通过调整_____________来改变拉力的大小。 （2）当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片_________(能/不能)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究二力平衡时，两个力必须满足___________________的条件。 （3）为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，小华下一步的操作是将卡片_____________。 （4）在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图乙所示的实验，同学们认为小华的实验优于小明的实验，其主要原因是能减少木块受到的_____________对实验的影响。 （5）小华在探究活动结束后想到物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动状态，那如何探究物体做匀速直线运动时的二力平衡条件呢？小明提出了自己的实验方案：用弹簧测力计拉着钩码在________ (水平方向/竖直方向/任意方向)做匀速直线运动，根据观察到弹簧测力计的读数________________的现象，可以得出结论：物体静止时的二力平衡条件同样适用于物体处于匀速直线运动状态。 7．如图是探究“阻力对物体运动的影响”的过程。 （1）根据图中情景可以判断以下说法正确的是____。 A．①是假设，②③是实验事实，④是实验推论 B．①②③④都是实验事实 C．①②是实验事实，③④是实验推论 D．①②③是实验事实，④是实验推论 （2）每次让小车从斜面同一高度由静止滑下，目的是_____________________；记下小车最终停在水平面上的位置。可知小车受到的阻力越小，小车运动的路程越______。（3）其中运动的小车在木板上最终停下来，是因为小车在水平方向上受________。8．实验中学物理课外实验小组，为了探究物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情况，进行了如下的实验：将一挂在弹簧测力计下的圆柱型金属体（高度为10cm）缓慢浸入水中（水足够深），从圆柱体接触水面至接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F．实验数据如下表．
第33届全国中学生物理竞赛预赛试题
第33届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页的括号内．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，球心在坐标原点O 的球面上有三个彼此绝缘的金属环，它们分别与x y -平面、y z -平面、z x -平面与球面的交线（大圆）重合，各自通有大小相等的电流，电流的流向如图中箭头所示．坐标原点处的磁场方向与x 轴、y 轴、z 轴的夹角分别是 A ．- ，-， B ．， C ． arcsin D ．，， [ ] 2．从楼顶边缘以大小为0v 的初速度竖直上抛一小球；经过0t 时间后在楼顶边缘 从静止开始释放另一小球．若要求两小球同时落地，忽略空气阻力，则0v 的取值范围和抛出点的高度应为 A ．00012gt v gt ≤<，2 2000001122v gt h gt v gt ?? ?-= ? ?-?? B ．00v gt ≠，20020001122v gt h gt v gt ??- ?= ?- ??? - - -arcsin - arcsin
C ．00012gt v gt ≤<，20020001122v gt h gt v gt ??- ?= ?- ??? D ．0012v gt ≠，22000001122v gt h gt v gt ?? ?-= ? ?-?? [ ] 3．如图，四个半径相同的小球（构成一个体系）置于水平桌面的一条直线上，其中一个是钕永磁球（标有北极N 和南极S ），其余三个是钢球；钕球与右边两个钢球相互接触．让另一钢球在钕球左边一定距离处从静止释放，逐渐加速，直至与钕球碰撞，此时最右边的钢球立即以很大的速度被弹开．对于整个过程的始末，下列说法正确的是 A ．体系动能增加，体系磁能减少 B ．体系动能减少，体系磁能增加 C ．体系动能减少，体系磁能减少 D ．体系动能增加，体系磁能增加 [ ] 4．如图，一带正电荷Q 的绝缘小球（可视为点电荷）固定在光滑绝缘平板上，另一绝缘小球（可视为点电荷）所带电荷用（其值可任意选择）表示，可在平板上移动，并连在轻弹簧的一端，轻弹簧的另一端连在固定挡板上；两小球的球心在弹簧的轴线上．不考虑可移动小球与固定小球相互接触的情形，且弹簧的形变处于弹性限度内．关于可移动小球的平衡位置，下列说法正确的是 A ．若0q >，总有一个平衡的位置 B ．若0q >，没有平衡位置 C ．若0q <，可能有一个或两个平衡位置 D ．若0q <，没有平衡位置 [ ] 5．如图，小物块a 、b 和c 静置于光滑水平地面上．现让a 以速度V 向右运动，与b 发生弹性正碰，然后b 与c 也发生弹性正碰．若b 和c 的质量可任意选择，碰后c 的最大速度接近于 A ．2V B ．3V C ．4V D ．5V [ ] 二、填空题．把答案填在题中的横线上．只要给出结果，不需写出求得结果的
高一物理竞赛试卷
高一物理竞赛试卷 考试时间：3小时 满分：160分 1．（15分）如图1所示，一质量为M 、倾角为θ的光滑斜面，放置在光滑的水平面上，另一个质量为m 的滑块从斜面顶端释放，试求斜面的加速度。 2．（15分）快艇系在湖边，湖岸是直线，系绳突然松脱，风吹着快艇以恒定速度Vo=2.5km ／h 沿与湖岸成150角的方向飘去，一人能在岸上以V 1=4km ／h 行走或在水中以V 2=2km ／h 游泳．问： (1)他能否赶上快艇； (2)当快艇速度多大时，他总可以赶上快艇. 3.（15分）如图所示，放在水平面上的质量为m 的物体，与水平面间的动摩擦因数为μ，物体在水平恒力F 1的作用下在水平面上做匀速直线运动。今若再对物体施加一个大小与F 1相等的力F 2。求： （1）要使物体仍沿原方向做匀速直线运动，则力F 2必须满足什么条件？ （2）又若物体运动的位移为s ，要使合外力对物体做的功最多，则F 2又需满足什么条件？ 4．（15分）在倾角α＝30°的斜坡底端，一小石子以v 0的初速抛出，初速度方向与水平面的夹角用θ表示，如图3，则： （1）若v 0＝10m/s ，θ0＝60°，求石子在斜坡上的落点离抛出点的距离； （2）θ为多大时，石子沿斜坡方向的射程最大？ （3）θ为多大时，石子垂直落到斜坡上。 5．（15分）用细杆把质量为M 的圆环固定起来，其顶部套有两个质量均为m 的小环，它们之间无摩擦。现给两小环一个微小扰动，令两小环分别从左、右两边下滑（不计初速）。试讨论：m 和M 满足何关系时，大环有上升或下降的趋势。 6.（15分）如图4 所示，A 物的质量为2× 104 kg ，放 在倾角为30o的斜面上，轮轴B 的质量为1×104 kg ， v 0 θ 图3 30 A B C D F R r 图4 F 1
(完整版)2017年度全国初中应用物理竞赛试题及答案
2017年度全国初中应用物理竞赛试题 一、单选题：（每题2分，共20分） 1. 录音棚的墙壁通常装有皮质材料的软包，如图所示，这样做的目的是（） A. 减弱声音的反射 B. 增强声音的反射 C. 增大声音的响度 D. 提高装饰的效果 2. 如图所示的两个完全一样的陶瓷杯中分别装有半杯刚冲 好的热茶和半杯冷牛奶，如果将他们混合在一起，想尽快做一杯 温度可能低一些的奶茶，以下方法中效果最好的是（） A. 将热茶冷却2min ，之后再把冷牛奶倒入热茶杯中 B.把冷牛奶倒入热茶杯中，再冷却2min C. 将热茶冷却2min ，之后再把热茶倒入冷牛奶杯中 D.把热茶倒入冷牛奶杯中，再冷却2min 3. 炎热的夏天，在玻璃杯中装有水和冰块，如图所示，左边杯子里的冰块压着杯底，右边杯子里的冰块漂浮在水面。若不考虑水的蒸发，当两 个杯中的冰块全部熔化时，杯中水面和初始时刻杯中水面 相比（） A. 都高于初始时刻杯中的水面 B. 都和初始时刻杯中的水面相平 C. 左侧杯中水面和初始时刻的水面相平，右侧杯中水面高于初始时刻杯中水面 D. 左侧杯中水面高于初始时刻杯中水面，右侧杯中水面和初始时刻的水面相平 4. 小明用塑料吸管喝汽水时发现，松手后原来插入瓶底的吸管会自己上浮，但放在凉开水中却不会，如图所示。对此现象的分析，下列说话中正 确的是（） A. 吸管密度小于汽水密度，因此会上浮 B.吸管很细， 由于内部液体表面张丽的作用导致上浮 C. 从汽水中析出的二氧化碳以气泡形式附着在吸管 上，使他们整体所受浮力大于所受重力而上浮 D. 由于吸管内外大气压强的作用，使吸管上浮 5. 小明是一个爱动手并且善于思考的同学。一 天他把自己的手机拆开，看到一块如图所示的锂电 池。以下是他做出的判断，其中不正确的是（） A. 这块电池能提供的电能大约为2.3×104J B.
物理竞赛试卷2
初中物理竞赛试卷 姓名成绩 一、填空： 1、物理量单位国际符号用英文表示，其中用大写字母的规定是于，用小写字母的规定是由于。国际单位制的基本单位，在初中阶段已经学习到的有： （填写单位的名称）。 物理学中的正负号具有一定的物理意义：例如速度V= +5米/秒，表示；势能Ep= +5焦，表示；热量Q= +5焦，表示 。 2、在二十世纪，有六位华裔科学家获得了诺贝尔奖，他们分别是： 、、、、。 3、实验前对测量仪器必须了解它的量程和最小刻度，量程的选择主要是考虑 ，最小刻度的选择主要是考虑 用天平测量物体质量时，将物体放在盘，砝码放在盘，其原因是 。用温度计测量液体的温度，读数时应注意： 二、选择 4、一个人在岸上看到水中的鱼，则鱼的像跟实物相比较应是：（） A、变浅 B、不变 C、变深 D、不能确定 5、一艘大轮船浮在水面上，设轮船受到的浮力作用点为O1,重力作用点为O2，则（） A、O1在O2正上方 B、O1在O2正下方 C、O1和O2重合 D、不
能确定 6、一艘小船逆水而上，船上一只木箱掉落，经过时间t 后发现，立即回头寻找，自掉落后时间T 追上（设船速、水速保持不变），则T （ ） A 、>2t B 、=2t C 、<2t D 、都有可能 9、如图所示，两只 同样的杯子装有等质量 对杯底的压强p 1和p 2 （ ） A 、p 1>p 2 B 、p 1=p 2 C 、p 1
高二物理竞赛试题及答案
1.宇宙飞船进入预定轨道并关闭发动机后，在太空运行，在这飞船中用天平测物体的质量，结果是（） A.和在地球上测得的质量一样大B比在地球上测得的大C比在地球上测得的小D测不出物体的质量 2.秋高气爽的夜里，当我仰望天空时会觉得星光闪烁不定，这主要是因为：（） A.星星在运动B地球在绕太阳公转C地球在自转D大气的密度分布不稳定，星光经过大气层后，折射光的方向随大气密度的变化而变化 3.1999年以美国为首的北约军队用飞机野蛮地对南联盟发电厂进行轰炸时，使用了一种石墨炸弹，这种炸弹爆炸后释放出大量的纤维状的石墨覆盖在发电厂的设备上，赞成电厂停电。这种炸弹的破坏方式主要是：（） A.炸塌厂房B炸毁发电机C使设备短路D切断输电线 4.小刚家中的几盏电灯突然全部熄灭了，检查保险丝发现并未烧断，用测电笔测试各处电路时，氖管都发光。他对故障作了下列四种判断，其中正确的是：（） A.灯泡全部都烧坏B进户零线断路C室内线路发生短路D进户火线断路 5.下列物体都能导热，其中导热本领的是：（） A.铁管B铝管C铜管D热管 6.室内垃圾桶平时桶盖关闭不使垃圾散发异味，使用时用脚踩踏板，桶盖开启。根据室内垃圾桶的结构示意图可确定：（）
A桶中只有一个杠杆在起作用，且为省力杠杆B桶中只有一个杠杆在起作用，且为费力杠杆C桶中有两个杠杆在起作用，用都是省力杠杆D桶中有两个杠杆在起作用，一个是省力杠杆，一个是费力杠杆 7.小明拿着一个直径比较大的放大镜伸直执行手臂观看远处的物体，可以看到物体的像，下面说法中正确的是：（） A.射入眼中的光一定是由像发出的B像一定是虚像C像一定是倒立的D像一定是放大的 8.生物显微镜的镜筒下面有一个小镜子，用来增加进入镜筒的光强。如果小镜子的镜面可以选择，在生物课上使用时，效果的是：（） A.凹型镜面B凸型镜面C平面镜面D乳白平面 9.小强在北京将一根质量分布均匀的条形磁铁用一条线悬挂起来，使它平衡并呈水平状态，悬线系住磁体的位置应在：（） A.磁体的重心处B磁体的某一磁极处C磁体重心的北侧D磁体重心的南侧 10.小红家的家庭电路进户开关上安装着漏电保护器，上面写着下表中的一些数据，在以下几种说法中，正确的是：（） A.漏电电流大于30mA，保护器会在0.1秒之内切断电源 B.漏电持续时间超过0.1秒时保护器才能动作 C.当漏电电流达到15mA时就能起到可靠的保护作用 D.只有当进户电压大于220V或用电电流大于20A 时，才能起保护作用
第33届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题解答word版
第33届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题解答 一、（20分）如图，上、下两个平凸透光柱面的半径分别为1R 、2R ，且两柱面外切；其剖面（平面）分别平行于各自的轴线，且相互平行；各自过切点的母线相互垂直。取两柱面切点O 为直角坐标系O-XYZ 的原点，下侧柱面过切点O 的母线为X 轴，上侧柱面过切点O 的母线为Y 轴。一束在真空中波长为λ的可见光沿Z 轴负 方向傍轴入射，分别从上、下柱面反射回来的光线会发生干涉；借助于光学读数显微镜，逆着Z 轴方向，可观测到原点附近上方柱面上的干涉条纹在X-Y 平面的投影。1R 和2R 远大于傍轴光线干涉区域所对应的两柱面间最大间隙。空气折射率为0 1.00n =。试推导第k 级亮纹在X-Y 平面的投影的曲线方程。 已知：a. 在两种均匀、各向同性的介质的分界面两侧，折射率较大（小）的介质为光密（疏）介质；光线在光密（疏）介质的表面反射时，反射波存在（不存在）半波损失。任何情形下，折射波不存在半波损失。伴随半波损失将产生大小为π的相位突变。b. sin , 1x x x ≈<<当。 参考解答： 如图a 所示，光线1在上侧柱面P 点处傍轴垂直入射，入射角为θ，折射角为0θ，由折射定律有 00sin sin n n θθ= ① 其中n 和0n 分别玻璃与空气的折射率。光线在下侧柱面Q 点处反射，入射角与反射角分别为i 和i '，由反射定律有 i i '= ② 光线在下侧柱面Q 点的反射线交上侧柱面于P '点，并由P '点向上侧柱面折射，折射光线用1''表示；光线1''正好与P '点处的入射光线2的反射光线2'相遇，发生干涉。考虑光波反射时的半波损失，光线1''与光线2'在P '点处光程差L ?为 p 0p 0p p ()(PQ P Q)()(PQ P Q)()22L n z n n z n n z z λλ''? ?''?=-+++--=+--+??? ? ③ 式中λ为入射光线在真空中的波长，0 1.00n =。由题意，1R 和2R 远大于傍轴光线干涉区域所对应的两柱面间最大间隙；因而在傍轴垂直入射情况下有 0θ≈，1i i '=<<
39届国际物理竞赛试题IPhO(英文)理论第一题
WATER-POWERED RICE-POUNDING MORTAR A. Introduction Rice is the main staple food of most people in Vietnam. To make white rice from paddy rice, one needs separate of the husk (a process called "hulling") and separate the bran layer ("milling"). The hilly parts of northern Vietnam are abundant with water streams, and people living there use water-powered rice-pounding mortar for bran layer separation. Figure 1 shows one of such mortars., Figure 2 shows how it works. B. Design and operation 1. Design . The rice-pounding mortar shown in Figure 1 has the following parts: The mortar , basically a wooden container for rice. The lever , which is a tree trunk with one larger end and one smaller end. It can rotate around a horizontal axis. A pestle is attached perpendicularly to the lever at the smaller end. The length of the pestle is such that it touches the rice in the mortar when the lever lies horizontally. The larger end of the lever is carved hollow to form a bucket. The shape of the bucket is crucial for the mortar's operation. 2. Modes of operation The mortar has two modes. Working mode . In this mode, the mortar goes through an operation cycle illustrated in Figure 2. The rice-pounding function comes from the work that is transferred from the pestle to the rice during stage f) of Figure 2. If, for some reason, the pestle never touches the rice, we say that the mortar is not working. Rest mode with the lever lifted up . During stage c) of the operation cycle (Figure 2), as the tilt angle α increases, the amount of water in the bucket decreases. At one particular moment in time, the amount of water is just enough to counterbalance the weight of the lever. Denote the tilting angle at this instant by β. If the lever is kept at angle β and the initial angular velocity is zero, then the lever will remain at this position forever. This is the rest mode with the lever lifted up. The stability of this position depends on the flow rate of water into the bucket, Φ. If exceeds some value Φ2Φ, then this rest mode is stable, and the mortar cannot be in the working mode. In other words, is the minimal flow rate for the mortar not to work. 2Φ