全国高中应用物理知识竞赛北京赛区决赛试卷

北京市高中应用物理知识竞赛复赛题（三稿）

竞赛时间：2006年5月14日9：00~11：00

满分分数：100分

一、选择题（本大题共3个小题，每小题5分，共15分。在每个小题给出的

4个选项中，有一个或几个选项正确，请把正确选项前的字母填在题后的（）内。全选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。）

1．一种直流电动机的定子为永磁体，转子为线圈（称

为电枢）。采用如图1所示的控制电路，能够使它的电枢M

由高速转动而迅速停止。下面的说法中正确的是：（）

A．双刀双掷开关K扳至右边，电动机高速转动。要使

电枢很快停下来，K不能只和右边断开，而是扳至左边与触

点接触。

B．K扳至左边，电枢中的电流立即变为零，动能由

于摩擦生热而转换为内能。

C．K扳至左边，电枢中的电流方向立即变为反向，受到的安培力产生与转动方向相反的力矩。

D．K扳至左边，电枢中的电流方向仍与原来的电流方向相同，受到的安培力产生与转动方向相反的力矩。

2．某种步枪的瞄准器由枪口上方的准星和枪管上靠近枪托的一侧的标尺组成，标尺上部是一个“V”形缺口，图2的（a）图是它的示意图。瞄准时，要使眼睛看到的标尺缺口上沿中央和准星的尖顶的连线对准要射击的目标，如（b）图所示。标尺还需要根据目标的远近调整高度（见下面放大图，标尺的左端安在水平轴O上，右端的下方则是调整高度用的金属垫片A ，把A向左推，则标尺抬高）。如果现在标尺高度恰好适合射击100m远处的靶纸，并且如（b）图所示瞄准时，可以击中靶心，那么当靶纸距离变为200m时，下面所说的哪种方法仍可能

．．．击中靶心？（）

A．把标尺适当抬高，仍如（b）图瞄准；或标尺保持不动，但如（c）图瞄准。

B．把标尺适当抬高，仍如（b）图瞄准；或标尺保持不动，但如（d）图瞄准。

C．把标尺适当降低，仍如（b）图瞄准；或标尺保持不动，但如（c）图瞄准。

D．把标尺适当降低，仍如（b

图 1 图 2

（c）

3．使用电流传感器和电压传感器探究定值电

阻和小灯泡的电阻随时间变化的关系，以及功率随

电压变化的关系。实验的电路如图3所示， 实验时，

分别将定值电阻R 、小灯泡L 这两个元件接到电路

中的M 、N 两点之间。闭合开关S 后，开始自动采

集电压和电流数据，几秒钟后开始移动滑动变阻器

的滑片P ，从A 端均匀地滑到B 端，历时约1.6s ，

然后停止采集，数据采集的总时间约7s 。计算机根

据事先输入的公式自动计算，并在屏幕上画出图4

所示的四个图像并给出了其中三个图线的函数式。

下面的判断中正确的是： ( )

A ．图a 和图b 是小灯泡的图像，图c 和图d 是定值电阻的图像

B ．图a 和图c 是小灯泡的图像，图b 和图d 是定值电阻的图像

C ．图c 和图d 是小灯泡的图像，图a 和图b 是定值电阻的图像

D ．图b 和图d 是小灯泡的图像，图a 和图c 是定值电阻的图像

图 3 R L M N

E （d ）

图

4 (C)

( b)

二、简答题（本大题共2个小题，第4题7分，第5题8分，共15分。请简明地把答案写在题目的空白处。）

4．发光二极管（LED ）是一种应用广泛的半导体发光器件。

（1）请举出一个应用LED 的实例。（2）与钨丝小灯泡相比较，LED 的主

要的优点是什么？(至少列举两个)（3）有一种LED ，在无色透明塑料外壳中封入了两个管芯，两者很靠近，能够分别发出红光和绿光。若使两个管芯同时发光，则人眼将感觉到这个LED 发出的光是什么颜色的？

5．链球是一种径赛项目，男子比赛用的链球重7.26kg （包括金属球体、

金属链及拉环）。比赛时运动员站在一个规定圆圈中，手握拉环，使链球随身体开始旋转，一般旋转4圈，当链球获得较大速度后松手让链球飞出。在松手前的旋转过程中，（空气阻力可以忽略）

（1）试说明金属球体受到哪几个力的作用。

（2）请从功能关系出发，说明这过程中，金属球体的机械能为什么逐渐

增加。

三、论述计算题（本大题共4个小题，共70分。要求写出必要的文字、方程式和重要的演算步骤。只写出最后结果的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明

确写出数值和单位。） 6．（15分）一个多量程毫安表的电路如图5所示，它有1、10、100 mA 三个量程。4个接线柱中，标有“COM”的是公共端。微安表头的量程为0 – 200μA 。

（1）a 、b 、c 三个接线柱各是哪个量程的?

（2）印刷电路图的纸张上，标有电阻R 1阻值的部分磨损，看不出它的阻值，请推算出其阻值。

（3）如果发生电阻R 3 断路的故障，仍使用这个毫安表去测量电流，那么接用哪个量程可能会损坏微安表头？为什么？

7．（20分）照相机、摄像机和望远镜的镜头表面看上去呈淡紫色，这是由于在镜头的表面上涂有薄膜。最简单的只涂有一层薄膜，这层薄膜的材料一般用氟化镁(MgF 2)，其作用是增加镜头的透光率。已知氟化镁的折射率n ＝1.38。一般光学玻璃的折射率n ＝1.64～1.83，。人眼对不同波长的可见光的敏感性是不相同的，人眼对绿光最为敏感。下表是各种可见光在真空中的波长：

（1）增加镜头的透光率有什么好处？

（2）估算这种单层氟化镁薄膜的厚度，并简单说明估算的依据。

（3）镜头所呈现的淡紫色是不是氟化镁的颜色？为什么？

图 5 COM c a b