全国高中应用物理知识竞赛全国高中应用物理知识竞赛试题

2010年全国高中应用物理知识竞赛试题

一、本题包括11小题，考生只需做10小题，每小题5分。共50分．在每小题给出的四个选项中。有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．请把符合题目要求的选项的序号填入题后的( )内．全选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不选的得O分．1．斜坡型的房顶具有保温、节能、美观等优点，农村的平房大都采用这种房顶，城市中的一些居民楼也进行了“平改坡”的改造．在进行这种斜坡型房顶的设计中，考虑到下雨时落至房顶的雨水要能尽快地淌离房顶，以减少房顶漏水的可能．在如图1所示的四种情景中最符合上述要求的是( )

2．如图2所示为直升机在飞行过程中的两种姿态，对于这两种姿态，下列说法中正确的是( )

A．图甲所示为降落过程

B．图乙所示为降落过程

C．图甲所示为起飞过程

D．图乙所示为起飞过程

3．如图3所示，荡秋千是一种往复运动，人在秋千上可以越荡越高，

这时系统的机械能是增大的．为达到越荡越高的目的，下列做法中正确的是

( )

A．在秋千由最高点荡向最低点的过程中，人由站立缓缓下蹲，当秋千

到最高点时，迅速由下蹲到站立

B．在秋千由最高点荡向最低点的过程中，人由下蹲缓缓站立，当秋千

到最高点时，迅速由站立到下蹲

C．人一直保持站立姿势

D．人一直保持下蹲姿势

4．在我国的甘肃酒泉和四川西昌有两个著名的卫星发射基地，它们为我国的航天事业立下了汗马功劳．如果请你参与卫星的发射工作，要发射一颗地球同步通信卫星，从节能的角度分析，你认为在这两个基地中的发射地点和发射方向应选 ( )

A ．酒泉，向西发射

B ．酒泉，向东发射

C ．西昌，向西发现

D ．西昌，向东发射

5．对于地磁场的起源，科学家们提出了多种假说，但到现在仍没有一个统一的结论．在众多的假说中，有一种根据安培的“磁现象的电本质”提出的说法：地核在6 000 K 的高温和360万个大气压的环境中会使得地壳和地核问的地幔中形成带电层，而地球自转必然会造成地幔的带电层旋转，从而产生了地磁场．则根据地磁场的情况可知，地幔层的带电情况是( )

A ．带负电荷

B ．带正电荷

C ．南、北半球的地幔分别带正、负电荷

D ．南、北半球的地幔分别带负、正电荷

6．欧姆为了探索通过导体的电流和电压、电阻的关系做了很多实验，当时没有输出电压稳定的电源和测量电流用的仪器，在波根道夫的建议下，他采用温差电偶做电源，用小磁针的偏转检测电流．具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转．当通过该导线电流为I 。时，小磁针偏转了角度a 1而后静止．若直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比，当他发现小磁针偏转了角度a 2而后静止时，则通过该直导线的电流为( )

A ．

B ．

C ．

D ．

7．某输电线路横穿公路时，要在地下埋线．为了保护输电线不至于被压坏，可预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过．电线穿过钢管的方案有两种(如图4所示)：甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根钢管中穿过；乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根钢管中穿过．如果输电导线输送的电流很强大，那么，以下说法正确的是( )

A ．无论输送的电流是恒定电流还是交变电流，甲、乙两方

案都是可行的

B ．若输送的电流是恒定电流，甲、乙两方案都是可行的

C ．若输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是

不可行的

D ．若输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是

不可行的

8．埃及的古夫(Khufu)金字塔内有一条狭窄通道，尽头处被一块镶有两个铜制把手的石块堵住，如图5所示．考古学家曾利用一台机器人来探测石块后面隐藏的秘密，该机器

人上配备的探测设备有：(甲)超声波回声探测器、(乙)导电性传感器、(丙)

可穿透石块的雷达．机器人沿着通道到达石块前，进行了以下探测工作：

(1)两个铜把手在石块背面是否彼此连接；

(2)石块是否能够移动；

(3)在石块后面是否还有其他物体； 图五

(4)石块的厚度．

针对上述各项探测工作，下表中哪一选项内所选

请考生注意：下面的第9、10、11三个小题中。只选择两个题做答．若三个小题均做答。则只按第9、10两题的解答情况给分．

9．夏天，如果将自行车内胎充气过足，又放在阳光下暴晒，车胎极易爆裂．关于这一事例有以下描述(设爆裂前的过程中内胎容积几乎不变)，其中正确的是( )

A．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，气体分子间斥力急剧增大的结果

B．车胎爆裂，是车胎内气体温度升高，分子热运动加剧，气体压强增大的结果

C．在车胎爆裂前，胎内气体吸热，内能增加

D．在车胎突然爆裂的瞬间，胎内气体内能减少

10．根据光的薄膜干涉原理，可用图6甲的装置检查被检平面是否平整．如果被检平面是平整的，那么被检平面就与透明标准样板之问形成一层很薄的、横截面为三角形的空气层，此时若用平行的单色光按图6甲所示的方式照射透明样板，便可看到彼此平行的、等间距的、明暗相间的条纹，如图6乙所示．如果在某次检验中看到了如图6丙所示的条纹，则据此可知，被检平面有缺陷处的缺陷类型属于( )

A．凸起B．凹下

C．可能凸起，也可能凹下D．无法判断

11．在研制礼花弹的测试中，发现有一个礼花弹在上升到最高点炸裂成三块碎片，其中一块首先沿竖直方向落至地面，另两块稍后一些同时落至地面．则在礼花弹炸裂后的瞬间这三块碎片的运动方向可能是图7中的

( )

二、本题包括5小题。考生只需做4小题，共40分．请按题目的要求做简要的回答．

1．(10分)我们都知道，使用任何机械都不省功，那么我们每天从家到学校，为什么通常骑自行

车会比步行要感觉轻松一些呢?试从物理学的角度加以分析．

1．在水平路面上骑车和步行有以下不同点：(1)骑车过程中，人的重心位置几乎不变；步行过程中，当人迈开双腿时重心降低，双腿靠拢时重心升高．(2)骑车过程中人的运动近似为匀速；步行过程中人双腿靠拢时速度较大，双脚着地时

瞬时速度为零，即人每迈出一步都有一个加速和减速的过程．(3)骑车过程中人的大部分体重都压在车上；步行过程中身体的全部重力几乎都压在腿上．正是由于人在步行时，每向前迈出一步都不得不将重心“举高”一次、不得不做一次加速和减速的动作．这些动作是要消耗人的能量，而骑车的过程是不需要消耗这些能量做功的，同时骑车时人腿承受的力一般也小于步行时腿承受的力．所以通常骑自行车会比步行要感觉轻松一些．

。

2．(10分)如图8所示，飞船口和空间站b分别绕地球做匀速圆周运动，它们的圆轨道半径分别为和．为了使飞船追上空问站实现对接，可以通过改变速度大小的方法来实现．关于飞船的速度如何改变，一个学生分析如下：图8

飞船所受到的万有引力提供做圆周运动时所需的向心力，设飞船的质量为m、轨

道半径为、运动速度为v，地球的质量为M，列出：

,解得，即要使飞船与空间站对接，应增大，因而飞船的速度v应减小，飞船应采取继续向前运动但减速的措施．

请问：这个学生的上述分析是否正确?若不正确，请指出他的错误，并给出正确解答．

2．不正确．飞船速度减小，由于万有引力所提供向心力将大于其做匀速圆周运动所需的向心力，因此飞船会做向心运动而越来越靠近地面，不可能实现对接．

正确的做法是使飞船适当地加速，从而由于万有引力小于其做匀速圆周运动所需的向心力，飞船会向远离地球方向运动，方能实现对接．

3．(10分)一般的电熨斗用合金丝做发热元件，合金丝电阻R随温度T变

化的关系如图9中粗虚线所示．由于环境温度以及熨烫的衣物厚度、干湿等

情况不同，熨斗的散热功率不同，因而熨斗的温度可能会在较大范围内波动，

易损坏衣服．有一种用称为"PTC"的新材料做发热元件的电熨斗，具有升温快、

能自动控制温度的特点，PTC材料的电阻随温度变化的关系如图9中实线所

示．已知T1～T2为通常室温的变化范围，试根据图线分析：图9

(1)为什么原处于室温状态的PTC熨斗刚通电时比普通电熨斗升温快?

(2)通电一段时间后使用"PTC"新材料的电熨斗的温度T可能会自动稳定在一定范围内，请说明其可能稳定的温度范围．

(3)简析PTC发热元件的自动控温过程．

3．(1)与合金丝相比，冷态时PTC电阻较小，在工作电压相同的情况下，其电功率较大，所以升温较快．

(2)稳定在T3～T4范围内．

(3)当熨斗温度升高到T3后，PTC的电阻急剧增大，电功率快速变小，使得生热与散热趋于平衡，熨斗温度趋于稳定；当温度降低至T4以下时，电阻又急剧变小，电功率快速增大，使得散热与生热趋于平衡，熨斗温度也会趋于稳定．因而熨斗的温度能稳定在瓦～L的范围内．

请考生注意：下面的第4、5两个小题中，只选择一个题做答．若两个小题均做答，则只按第4小题的解答情况给分．

4．(10分)在一个艳阳高照的日子里，正行走在密密大森林中的小明和伙伴们，迷失了方向．这时他们感到有阵阵凉风从背后吹来，小明他们都很害怕，想尽快走出森林．请你分析说明，小明他们应该沿什么方向走，才能尽快走出大森林，并说明你的理由．

4．小明他们应该保持现有方向继续走，就能尽快走出大森林．

因为在艳阳高照的日子里，森林外的土地和森林同时吸热，但森林中水分大，温度上升慢，所以森林内外相比，森林内的空气密度大，气压高，空气从森林内流向森林外，即森林中的风是从内向外吹的．只要沿着风的方向走，就能尽快走出大森林．

5．(10分)如图10所示为一种健身器材，利用这种器材可以锻炼身体的

协调能力，改善心肺功能．有很多人不抓扶手站在这种器材上来回荡

悠．通过观察我们发现小孩荡悠起来很从容，幅度大，而成年人荡悠时

很急促而且幅度小．从物理学角度考虑对上述现象作出解释．

5．(1)小孩站上去，振动系统重心到转轴的距离比大人站上去时长；

(2)这个振动系统是一个自由振动；

(3)可以将这个转动系统等效为单摆的摆动；

(4)单摆的固有周期与系统质量无关，摆长越长，周期越大；

(5)小孩站上去后振动时振动周期大，容易调节，所以荡悠起来很从容，而且容易做到幅度大．

三、本题包括5小题，考生只需做4小题。每小题15分。共60分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案图10

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．

1．(15分)小明同学骑着一辆变速自行车上学，他想测一下骑车的最大速

度．在上学途中他选择了最高的变速比，并测得在这种情况下蹬动轮盘的最

大转速是每1s轮盘转动一周，然后他数得自行车后轮上的飞轮6个齿盘和脚

踏轮盘上3个齿盘的齿数如下表所示，并测得后轮的直径为66 cm．软盘飞轮

由此可求得他骑车的最大速度是多少? 图11

2．(15分)如图12所示是医生给病人输液用的普通输液器．在输液时，A管与大气相通，B管下面连接一小容器C，然后再用皮管经调节器连接到注射针头．药液沿皮管向下流，到容器C中被隔断(C内有少量空气)，并以液滴形式下滴，再经皮管和注射针头进人人体．

(1)试分析容器C的作用；

(2)设输液瓶口到注射针头D的平均高度h=70 cm，人体血管内血液的平均

压强约为1.0 atm，普通注射针头的内壁直径为0.30 mm．假设通过调节输液管

上的调节器，使得从瓶口到针头间的液体在流动过程中受到的粘滞阻力为其所

受重力的9／10，试估算按上述条件输500 mL药液所需的时间．

3．(15分)有一种电荷控制式喷墨打印机的打印头的结构简图如图13所

示．其中墨盒可以喷出半径为lO-5m的墨汁微粒，此微粒经过带电室时被带上

负电，带电的多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号加以控制．带电后的

微粒以一定的初速度进入偏转电场，带电微粒经过偏转电场发生偏转后，打到

纸上，显示出字符．无信号输入时，墨汁微粒不带电，径直通过偏转板而注入回流槽流回墨盒．设偏转板长1.6 cm，两板间的距离为O.50 cm，偏转板的右端距纸3.2 cm．若一个墨汁微粒的质量为1.6×10-11kg，以40 m／s的初速度垂直于电场方向进人偏转电场，两偏转板间的电压是8.O×102V，此打印机的打印头运动一次可打印的字迹的高度为4.00 mm，所打印字迹的下边缘与墨汁微粒不带电沿直线打到位置的距离为2.00 mm．

(1)试分析完成上述打印过程中有信号输入时墨汁微粒通过带电室所带电荷量的情况．

(2)为了使打在纸上的字迹缩小，请你提出一个可行的方法

请考生注意：下面的第4、5两个小题中。只选择一个题做答．若两个小题均做答，则只按第4小题的解答情况给分．

4．与小白炽灯泡和氖灯相比，发光二极管具有工作电压低(有的仅一点几

伏)、工作电流很小(有的仅零点几毫安即可发光)、抗冲击和抗震性能好、可

靠性高、寿命长、通过调节电流可以方便地调节发光的强弱等特点，被广泛

应用于电子显示屏和新型照明光源等领域．通常发光二极管的成品是将发光

二极管的管芯封装在一个半球形的透明介质中的(如图14所示)，有一种用于

电子显示屏的发光二极管，其管芯的发光区域为直径等于2 mm的圆盘，封装

用的透明介质的折射率为1.7．为了使人们能在更大的角度范围内最清晰地看

到发光二极管发出的光，试分析在制作发光管时半球介质球的半径R应满足

什么条件．

5．(15分)太阳内部进行着多种核聚变反应过程，反应过程可简化为：四个质子聚变为一个氦核，同时放出24.7 MeV的能量．这个核反应释放出的能量就是太阳不断向外辐射能量的来源．

(1)请写出这个核聚变简化的反应方程；

(2)已知地球的半径R=6400 km，地球到太阳的距离r=1.5×1011m，太阳能照射到地球上时，有约30％在穿过大气层的过程中被云层或较大的粒子等反射，有约20％被大气层吸收．现测得在地球表面垂直太阳光方向每平方米面积上接收到太阳能的平均功率为P。=6.8×102W，求太阳辐射能量的总功率；

(3)若太阳辐射的能量完全来源于上述第(1)问中的核反应，假设原始太阳的质量为2.O×1030kg，并且只有其10％的质量可供核反应中“亏损”来提供能量，质子的质量=1.67×10-27kg，试估算太阳的寿命．(保留1位有效数字)

参考答案

一、1．C 2．BC 3．A 4．D 5．A 6．B 7．BC 8．C 9．BCD 10．B 11．D

二、1．在水平路面上骑车和步行有以下不同点：(1)骑车过程中，人的重心位置几乎不变；步行过程中，当人迈开双腿时重心降低，双腿靠拢时重心升高．(2)骑车过程中人的运动近似为匀速；步行过程中人双腿靠拢时速度较大，双脚着地时瞬时速度为零，即人每迈出一步都有一个加速和减速的过程．(3)骑车过程中人的大部分体重都压在车上；步行过程中身体的全部重力几乎都压在腿上．正是由于人在步行时，每向前迈出一步都不得不将重心“举高”一次、不得不做一次加速和减速的动

作．这些动作是要消耗人的能量，而骑车的过程是不需要消耗这些能量做功的，同时骑车时人腿承受的力一般也小于步行时腿承受的力．所以通常骑自行车会比步行要感觉轻松一些．

2．不正确．飞船速度减小，由于万有引力所提供向心力将大于其做匀速圆周运动所需的向心力，因此飞船会做向心运动而越来越靠近地面，不可能实现对接．

正确的做法是使飞船适当地加速，从而由于万有引力小于其做匀速圆周运动所需的向心力，飞船会向远离地球方向运动，方能实现对接．

3．(1)与合金丝相比，冷态时PTC 电阻较小，在工作电压相同的情况下，其电功率较大，所以升温较快．

(2)稳定在T3～T4范围内．

(3)当熨斗温度升高到T3后，PTC 的电阻急剧增大，电功率快速变小，使得生热与散热趋于平衡，熨斗温度趋于稳定；当温度降低至T4以下时，电阻又急剧变小，电功率快速增大，使得散热与生热趋于平衡，熨斗温度也会趋于稳定．因而熨斗的温度能稳定在瓦～L 的范围内．

4．小明他们应该保持现有方向继续走，就能尽快走出大森林．

因为在艳阳高照的日子里，森林外的土地和森林同时吸热，但森林中水分大，温度上升慢，所以森林内外相比，森林内的空气密度大，气压高，空气从森林内流向森林外，即森林中的风是从内向外吹的．只要沿着风的方向走，就能尽快走出大森林．

5．(1)小孩站上去，振动系统重心到转轴的距离比大人站上去时长；

(2)这个振动系统是一个自由振动；

(3)可以将这个转动系统等效为单摆的摆动；

(4)单摆的固有周期与系统质量无关，摆长越长，周期越大；

(5)小孩站上去后振动时振动周期大，容易调节，所以荡悠起来很从容，而且容易做到幅度大． 三、1．用齿数多的轮盘和齿数少的飞轮组合，车速较大． 1s 内轮盘转动一周，转过的齿数为48，此过程中飞轮也转过48齿，转过的圈数为n=48／15=3.2．

即车轮将前进

所以最大车速为s m s m t s v /63.61/63.6/===

2．(1)液体在皮管内连续流动，它的速度是很难观察的，而液滴下落的快慢是很容易观察的．因此，小容器C 是用来观察输液的快慢．开始输液时，医生总是先观察C 中液滴下落的

快慢，并通过适当的调节以控制输液的速度．

(2)因为瓶口处和针头接触的血液处压强近似相等，液体的流动近似看作只受重力和阻力作用下的运动，由功能关系得gh v mv h f mg 5

121)(22==

-即 代入数据得

针头内的横截面积为

每秒注入液体的体积为380104.8m vs V -?== 故所需的时间为m in 995952/0s V V t ==液

3．(1)因带电微粒的质量、初速度相同，所经过的偏转电场情况也相同，所以其偏转的距离由所带电荷量决定．

设两偏转板间的距离为d 、长度为￡，其右端距纸为L ，质量为m 、带电荷量为q 的微粒进入电场后做匀变速曲线运动．在电场中偏转距离

20

2)(2121v l md qU at y == 带电微粒出电场后做匀速直线运动，就像从板间中点射出，由几何关系得

,解得：

打在字迹下边缘和上边缘的带电微粒所带电荷量分别为q1和q2，它们与墨汁微粒不带电沿直线打到位置的距离分别为y1=2.0 mm 和y2=2.00mm+4.00mm=6.00mm.

解得 q1=5.O×10-13 C ，q2=1.5×10-12c ．

即墨汁微粒通过带电室所带电荷量的情况为

5.O×10-13C≤q≤1.5×10-12C ．

(2)由上述讨论可知，墨汁微粒在打在纸上时沿竖直方向的侧移量．当打印机制成成品后，关于极板的l 、L 、d 均为定值，欲使y 减小，可以采取的措施有：

减小墨汁微粒所带的电荷量；减小偏转电压；增大墨汁微粒的质量；增大墨汁微粒的喷出速度．

4．为使人们能在更大的角度范围内最清晰地看到发光二极管发出的光，则要求管芯发光面上每一个发光点发出的光都能从整个半球面射出．

根据几何关系可知，越接近。点的发光点发出的光，照射到半球表面时的入射角越小，因此越不容易发生全反射．最靠近边缘的A 点和B 发出的光照到半球表面时的入射角将有最大值，即最有可能发生全反射．因此只要A 点和B 点发出的光能够从整个半球面全部射出，那么发光面上每一个发光点发出的光都能从整个半球面射出．

从B 点(或者A 点)发出的光照在球面上，入射角最大的一束光是垂直于发光面的一束光，其入射角a 若小于临界角C ，不发生全反射，则题目的条件完全满足．

设半球的半径为R ，发光圆盘直径为D ，从B 点垂直于圆盘射出的光与球面交于点B’(如图15所示)，BB’与OB’夹角为α，则

不发生全反射的条件是sina

即

解得

5．(1)MeV e H H e 7.2424014211++→

(2)太阳辐射到地球表面垂直太阳光方向每平方米面积上的平均功率为

W P P 321011036.1)1/(?=--=ηη

太阳辐射能量的总功率为

W P r P 2612108.34?==π

(3)每秒消耗的质子质量为

kg kg m E P m H 112719626

0104.61067.1410

6.110

7.2410

8.34?=???????=?=-- 太阳寿命为年10171130010110310

4.6%10100.2?=?=???=?=s m m t

第21届全国中学生物理竞赛复赛题参考解答

第21届全国中学生物理竞赛复赛题试卷 一、(20分)薄膜材料气密性能的优劣常用其透气系数来加以评判．对于均匀薄膜材料，在一定温度下，某种气体通过薄膜渗透过的气体分子数d P S t k N ?=，其中t 为渗透持续时间，S 为薄膜的面积，d 为薄膜的厚度，P ?为薄膜两侧气体的压强差．k 称为该薄膜材料在该温度下对该气体的透气系数．透气系数愈小，材料的气密性能愈好． 图为测定薄膜材料对空气的透气系数的一种实验装置示意图．EFGI 为渗透室，U 形管左管上端与渗透室相通，右管上端封闭；U 形管内横截面积A ＝0.150cm 2．实验中，首先测得薄膜的厚度d =0.66mm ，再将薄膜固定于图中C C '处，从而把渗透室分为上下两部分，上面部分的容积30cm 00.25=V ，下面部分连同U 形管左管水面以上部分的总容积为V 1，薄膜能够透气的面积S =1.00cm 2．打开开关K 1、K 2与大气相通，大气的压强P 1＝1.00atm ，此时U 形管右管中气柱长度cm 00.20=H ，31cm 00.5=V ．关闭K 1、K 2后，打开开关K 3，对渗透室上部分迅速充气至气体压强atm 00.20=P ，关闭K 3并开始计时．两小时后， U 形管左管中的水面高度下降了cm 00.2=?H ．实验过程中，始终保持温度为C 0 ．求该薄膜材料在C 0 时对空气的透气系数．（本实验中由于薄膜两侧的压强差在实验过程中不能保持恒定，在压强差变化不太大的情况下，可用计时开始时的压强差和计时结束时的压强差的平均值P ?来代替公式中的P ?．普适气体常量R = 8.31Jmol -1K -1，1.00atm = 1.013×105Pa ）． 二、(20分) 两颗人造卫星绕地球沿同一椭圆轨道同向运动，它们通过轨道上同一点的时间相差半个周期．已知轨道近地点离地心的距离是地球半径R 的2倍，卫星通过近地点时的速度R GM 43=v ，式中M 为地球质量，G 为引力常量．卫星上装有同样的角度测量仪，可测出卫星与任意两点的两条连线之间的夹角．试设计一种测量方案，利用这两个测量仪测定太空中某星体与地心在某时刻的距离．（最后结果要求用测得量和地球半径R 表示） 三、(15分)μ子在相对自身静止的惯性参考系中的平均寿命s 100.260-?≈τ．宇宙射线与大气在高空某处发生核反应产生一批μ子，以v = 0.99c 的速度（c 为真空中的光速）向下运动并衰变．根据放射性衰变定律，相对给定惯性参考系，若t = 0时刻的粒子数为N (0), t 时刻剩余的粒子数为N (t )，则有()()τt N t N -=e 0，式中τ为相对该惯性系粒子的平均寿命．若能到达地面的μ子数为原来的5％，试估算μ子产生处相对于地面的高度h ．不考虑重力和地磁场对μ子运动的影响． 四、(20分)目前，大功率半导体激光器的主要结构形式是由许多发光区等距离地排列在一条直线上的长条状，通常称为激光二极管条．但这样的半导体激光器发出的是很多束发散光束，光能分布很不集中，不利于传输和应用．为了解决这个问题，需要根据具体应用的要求，对光束进行必需的变换（或称整形）．如果能把一个半导体激光二极管条发出的光变换成一束很细的平行光束，对半导体激光的传输和应用将是非常有意义的．为此，有人提出了先把多束发散光会聚到一点，再变换为平行光的方案，其基本原理可通过如下所述的简化了的情况来说明． 如图，S 1、S 2、S 3 是等距离（h ）地排列在一直线上的三个点光源，各自向垂直于它们的连线的同一方向发出半顶角为α =arctan ()41的圆锥形光束．请使用三个完全相同的、焦距为f = 1.50h 、半径为r =0.75 h 的圆形薄凸透镜，经加工、组装成一个三者在同一平面内的组合透镜，使三束光都能全部投射到这个组合 C E F

全国高中应用物理知识竞赛试题及答案

全国高中应用物理知识竞赛试题 一、本题共10小题,每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的小题 只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。请把符合题目要求的选项的序号 填入题后的( )内。全选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不选的得O 分。 1．2008年北京奥运会场馆周围80％～90％的路灯将利用太阳能发电技术，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术。太阳能的产生是由于太阳内部所发生的一系列核反应形成的，其主要的核反应过程可表示为( ) A．41 1H→ 4 2He+2β +；B． 14 7N+ 4 2He→ 17 8O+ 1 1H； C．235 92U+ 1 0n→ 141 56Ba + 92 36Kr+3 1 0n；D． 238 92U→ 234 90Th+ 4 2He。 2．人从高处跳到低处时，为了安全，一般都是前脚掌先着地．并在着地的过程中曲腿下蹲。这是为了( ) A．减小人脚所受的冲量B．使人的动量变化量变得更小 C．延长人体速度变化所经历的时间，从而减小地面对人脚的作用力 D．增大人对地的压强，使人站立得更稳，起到安全作用 3．对于如下几种现象的分析，下列说法中正确的是( ) A．通常情况下人用力将乒乓球和与乒乓球大小相似的小石块抛出，小石块飞行的距离要远得多，其主要原因是抛出后的乒乓球比石块所受空气阻力大B．用打气筒给自行车打气时，要用力才能压缩空气，这说明此时空气分子间的作用力是斥力 C．把笔尖紧压在化妆用玻璃镜面上，看到笔尖与它在镜中的像的距离约为4mm，则玻璃的厚度约为4mm D．打开香水瓶后，在较远的地方也能闻到香味，这表明香水分子在不停地运动 4．有一种手电筒和台式电子钟都是使用l节干电池作电源。将新电池装在手电筒中，经过较长时间的使用，当手电筒的小灯泡只能发出微弱的光而不能正常使用时，把电池取出来，用电压表测其两端电压，电压表示数基本等于 1.5V。把这节旧电池装在台式电子钟上却仍能使电子钟正常工作。根据上述现象，可判断下列说法中正确的是（） A．这个电池的电动势比新电池的电动势小很多B．这个电池的内阻比新电池的内阻大很多 C．台式电子钟的额定电压一定比手电筒小灯泡的额定电压小 D．台式电子钟正常工作时的电流一定比手电筒正常工作时的电流小 5．如图1所示，表演“飞车走壁”的杂技演员骑着摩托车飞驶在圆台形筒壁内，圆台筒固定不动，其轴线沿竖直方向。演员驾驶摩托车先后在M和N两处紧贴着

2008年全国初中应用物理知识竞赛试题及答案

2008年第十八届全国初中应用物理知识竞赛试题 注意事项： 1．请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。 2．用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。 3．本试卷共有七个大题，满分100分。 4．答卷时间：2008年3月30日(星期日)上午9∶30~11∶10。 一、选择题（共10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．长途汽车经过长时间行驶后，驾驶员常常会停下车，拿根铁棒敲打车轮，凭借声音可以判断轮胎内的空气是否充足。这主要是因为敲击的轮胎内空气充足时发出声音的（）A．响度较大 B．音调较高C．音调较低D．响度较小 2．检查视力时，要求眼睛与视力表相距5 m。医院里常按图1所示 的方式检查视力，让被检查者面对平面镜而坐，身后是视力表。已知人 距平面镜2 m，那么视力表离平面镜的距离是（） A．5m B．2m C．3m D．4m 3．光在同种均匀介质中是沿直线传播的，小红直不明白：在光纤通信中，光信号是怎样经过漫长而又曲折的线路，从一端传到另一端的呢?后来通过“探究光纤怎样传输光信号”的活动中，她终于明白了：光信号在光纤中（） A．是靠光纤壁不断地反射而向前传播 B．就像电流沿弯曲导线那样传播 C．就像水流沿弯曲水管流动那样传播 D．是靠光纤壁不断地折射而向前传播 4．某工厂要制造一种特殊用途的钢罐，要求在钢罐内表面牢牢地压接上一层0．25mm 厚的铝膜。技术人员联合攻关提出了以下方案：先把铝膜紧贴到钢罐内表面，排出铝膜与钢罐之间的空气，冉向钢罐内灌满水并插入冷冻管使水结冰，铝膜就可以与钢罐接触牢了。对于使铝膜与钢罐接牢的方法，下列分析中正确的是（） A．铝膜与钢罐之间的水把它们冻牢了 B．水结冰时放出的热量使铝膜焊接在钢罐表面上了 C．大气压的作崩把铝膜压接到钢罐上了 D．水结冰膨胀产生的压力把铝膜与钢罐紧紧地压牢在一起了 5．图2所示的是高压输电线路，其中高压输电线与 变压器之间安装有避雷器，它的作用是防止变压器遭受 雷击。关于这种避雷器，下列说法正确的是（） A．避雷器在通常电压下是导体，在遇到雷击的电 压时是绝缘体 B．在任何电压下避雷器都是导体 C．在任何电压下避雷器都是绝缘体 D．避雷器在遇到雷击的电压叫是导体，在通常电 压下是绝缘体

第13届全国中学生物理竞赛复赛试题及解答

第十三届全国中学生物理竞赛复赛试题 1.如图所示，有一由匀质细导线弯成的半径为α的圆线和一内接等边三角形的电阻丝组成的电路（电路中各段的电阻值见图）。在圆线圈平面内有垂直纸面向里的均匀磁场，磁感应强度B随时间t均匀减小，其变化率的大小 为一已知常量k。已知2r 1＝3r 2 。求：图中AB两点的电势差U A -U B 。 2.长度为4毫米的物体AB由图所示的光学系统成像，光学系统又一个直角棱镜、一个汇聚透镜和一个发散透镜组成，各有关参数和几何尺寸均标示于图上，求：像的位置；像的大小，并作图说明是实像还是虚像，是正立还是倒立的。 3.如图所示，四个质量均为m的质点，用同样长度且不可伸长的轻绳连接成菱形ABCD，静止放在水平光滑的桌面上。若突然给质点A一个历时极短CA 方向的冲击，当冲击结束的时刻，质点A的速度为V，其他质点也获得一定 的速度，∠BAD＝2α（α<π/4）。求此质点系统受冲击后所具有的总动量和总能量。

4.在一个半径为R的导体球外，有一个半径为r的细圆环，圆环的圆心与导体球心的连线长为a（a>R），且与环面垂直，如图所示。已知环上均匀带电，总电量为q，试问： 1.当导体球接地时，球上感应电荷总电量是多少？ 2.当导体球不接地而所带总电量为零时，它的电势如何？ 3.当导体球的电势为V O 时，球球上总电荷又是多少？ 4.情况3与情况1相比，圆环受导体球的作用力改变量的大小和方向如何？ 5.情况2与情况1相比，圆环受导体球的作用力改变量的大小和方向如何？ 〔注〕已知：装置不变时，不同的静电平衡 带电状态可以叠加，叠加后仍为静电平衡状 态。 5、有一个用伸缩性极小且不漏气的布料制作的气球（布的质量可忽略不计）， 直径为d＝2.0米，球内充有压强P 1.005×105帕的气体，该布料所能承受 的最大不被撕破力为f m ＝8.5×103牛/米（即对于一块展平的一米宽的布料，沿布面而垂直于布料宽度方向所施加的力超过8.5×103牛时，布料将被撕 破）。开始时，气球被置于地面上，该处的大气压强为P ao ＝1.000×103帕， 温度T ＝293开，假设空气的压强和温度均随高度而线性地变化，压强的变 化为α p ＝-9.0帕/米，温度的变化为α T ＝-3.0×10-3开/米，问该气球上升到 多高时将撕破？假设气球上升很缓慢，可以为球内温度随时与周围空气的温度保持一致，在考虑气球破裂时，可忽略气球周围各处和底部之间空气压强的差别。 6.有七个外形完全一样的电阻，已知其中6个的阻值相同，另一个的阻值不同，请按照下面提供的器材和操作限制，将那个限值不同的电阻找出，并指出它的阻值是偏大还是偏小，同时要求画出所用电路图，并对每步判断的根据予以论证。 提供的器材有：1电池；2一个仅能用来判断电流方向的电流表（量程足够），它的零刻度在刻度盘的中央，而且已知当指针向右偏时电流是由哪个接线柱流入电流表的；3导线若干 操作限值：全部过程中电流表的使用不得超过三次。

全国高中应用物理知识竞赛辅导答案

参考答案与提示 第一章 质点运动 1．AC 2．B 3．（1） 21 (1)x x T n r -- T 为电磁打点计时器打点的时间间隔，r 为网盘的半径，2x ，1x 是 纸带上选定的两点分别对应的米尺的刻度值，n 为选定的两点间的打点数（含两点）（2）6.8rad /s 4．（1）22.7m /s （2）3.7m 5．（1）1.29s 11.24m /s （2）8.712m /s 6．262m s / 7．与玻璃板运动方向夹角为arccos 0.2 0.92s 8．154.6m /s 9．19.8m 10．17m ，17.9m s / 提示： 1．本题的选项中给出了几种不同的前提条件，因此要进行逐一地分析、计算，才能作出最后的判断． 如果立即做匀加速直线运动，12s t =内的位移2 0111120m>18m 2 x v t a t =+ =，此时汽车的速度为101112m/s<12.5m/s v v a t =+=，汽车没有超速，因此选项A 正确，B 错误． 如果立即做匀减速运动，速度减为零需要时间202/ 1.6s t v a ==，此过程通过的位移为 2 2221 6.4m<18m 2 x a t ==，所以选项C 正确． 2．由题中的图示可看出（将子弹的大小与苹果的大小进行比较），子弹的长度大约为3cm ，题目已给出在曝光时间内子弹影像前后错开的距离为子弹长度的1%~2%，即在曝光时间内，子弹以500m s v =/的速度前进的位移约为43cm 2%610m s =?=?-．由此可容易算出子弹运动的时间（即曝光时间）为6/110s t s v -==?，所以选项B 正确． 3．角速度等于弧度与通过这一弧度所用时间的比，弧度等于弧长除以半径． 4．（1）根据题中说明，该运动员发球后，网球做平抛运动．以v 表示初速度，H 表示网球开始运动时离地面的高度（即发球高度），1s 表示网球开始运动时与网的水平距离（即运动员离开网的距离），1t 表示网球运动至网上的时间，h 表示网球通过网上时离地的高度，由平抛运动定律得到11s vt =，2 112 H h gt -=，两式消去1t 得2122.7m/s 2()gs v H h = =-． （2）用2t 表示网球发出到落地的时间，2s 表示网球开始运动的地点与落地点的水平距离，s 表示网球落地点与网的水平距离，由平抛运动定律得 2 212 H gt = 22s vt = 两式联立消去2t 得：2215.7m H s v g ==． 所以网球落地点到网的距离为21 3.7m s s s =-=． 5．（1）设加速所用时间为t ，匀速运动的速度为v ，则有： 1 (9.690.15)1002 vt t v +--= ①

第31届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案(精美word版)

第31届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题解答 2014年9月20日 一、（12分） （1）球形 （2）液滴的半径r 、密度ρ和表面张力系数σ（或液滴的质量m 和表面张力系数σ） （3）解法一 假设液滴振动频率与上述物理量的关系式为αβγρσ=f k r ① 式中，比例系数k 是一个待定常数. 任一物理量a 可写成在某一单位制中的单位[]a 和相应的数值{}a 的乘积{}[]=a a a . 按照这一约定，①式在同一单位制中可写成 {}[]{}{}{}{}[][][]αβγαβγρσρσ=f f k r r 由于取同一单位制，上述等式可分解为相互独立的数值等式和单位等式，因而 [][][][]αβγρσ=f r ② 力学的基本物理量有三个：质量m 、长度l 和时间t ，按照前述约定，在该单位制中有 {}[]=m m m ，{}[]=l l l ，{}[]=t t t 于是 [][]-=f t 1 ③ [][]=r l ④ [][][]ρ-=m l 3 ⑤ [][][]σ-=m t 2 ⑥ 将③④⑤⑥式代入②式得[][]([][])([][])αβγ---=t l m l m t 132 即[][][][]αββγγ--+-=t l m t 132 ⑦ 由于在力学中[]m 、[]l 和[]t 三者之间的相互独立性，有 30αβ-=， ⑧ 0βγ+=， ⑨ 21γ= ⑩ 解为311 ,,222αβγ=-=-= ?将?式代入①式得 σρ=f k r 3 解法二 假设液滴振动频率与上述物理量的关系式为αβγρσ=f k r ① 式中，比例系数k 是一个待定常数. 任一物理量a 可写成在某一单位制中的单位[]a 和相应的数值{}a 的乘积{}[]=a a a . 在同一单位制中，①式两边的物理量的单位的乘积必须相等[][][][]αβγρσ=f r ② 力学的基本物理量有三个：质量M 、长度L 和时间T ，对应的国际单位分别为千克（kg ）、米（m ）、秒（s ）. 在国际单位制中，振动频率 f 的单位[]f 为s -1 ，半径r 的单位[]r 为m ，密度ρ的单位[]ρ为 3kg m -?，表面张力系数σ的单位[]σ为1 2 1 2N m =kg (m s )m kg s ----????=?，即有 []s -=f 1 ③ []m =r ④ []kg m ρ-=?3 ⑤ []kg s σ-=?2 ⑥ 若要使①式成立，必须满足 () ()s m kg m kg s (kg)m s β γ αβγαβγ ---+--=??=??13232 ⑦ 由于在力学中质量M 、长度L 和时间T 的单位三者之间的相互独立性，有 30αβ-=， ⑧ 0βγ+=， ⑨

全国高中应用物理知识竞赛

第一届（“求学”杯）全国高中应用物理知识竞赛试题 一、本题共10小题,每小题5分，共50分。 1、2008年北京奥运会场馆周围80％~90％的路灯将利用太阳能发电技术，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术。太阳能的产生是由于太阳内部所发生的一系列核反应形成的，其主要的核反应过程可表示为（） A．41 1H→4 2 He+ 2β+B．14 7 N+4 2 He→17 8 O+1 1 H C．235 92U+1 n→141 56 Ba+92 36 Kr+31 n D．238 92 U→234 90 Th+4 2 He 2、人从高处跳到低处时，为了安全，一般都是前脚掌先着地．并在着地的过程中曲腿下蹲。这是为了（） A．减小人脚所受的冲量 B．使人的动量变化量变得更小 C．延长人体速度变化所经历的时间，从而减小地面对人脚的作用力 D．增大人对地的压强，使人站立得更稳，起到安全作用 3、对于如下几种现象的分析，下列说法中正确的是（） A．通常情况下人用力将乒乓球和与乒乓球大小相似的小石块抛出，小石块飞行的距离要远得多，其主要原因是抛出后的乒乓球比石块所受空气阻力大 B．用打气筒给自行车打气时，压缩空气要用力，这说明此时空气分子间的作用力是斥力 C．把笔尖紧压在化妆用玻璃镜面上，看到笔尖与它在镜中的像的距离约为4mm ，则玻璃的厚度约为4mm D．打开香水瓶后，在较远的地方也能闻到香味，这表明香水分子在不停地运动 4、有一种手电筒和台式电子钟都是使用l节干电池作电源。将新电池装在手电筒中，经过较长时间的使用，当手电筒的小灯泡只能发出微弱的光而不能正常使用时，把电池取出来，用电压表测其两端电压，电压表示数基本等于1.5V 。把这节旧电池装在台式电子钟上却仍能使电子钟正常工作。根据上述现象，可判断下列说法中正确的是（） A．这个电池的电动势比新电池的电动势小很多 B．这个电池的内阻比新电池的内阻大很多 C．台式电子钟的额定电压一定比手电筒小灯泡的额定电压小 D．台式电子钟正常工作时的电流一定比手电筒正常工作时的电流小 5、如图1所示，表演“飞车走壁”的杂技演员骑着 摩托车飞驶在圆台形筒壁内，圆台筒固定不动，其轴线沿 竖直方向。演员驾驶摩托车先后在M和N两处紧贴着内 壁分别在图中虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，如果 此时不计车轮与墙壁的摩擦力，则（） A．M处的线速度一定大于N处的线速度 B．M处的角速度一定小于N处的角速度 C．M处的运动周期一定等于N处的运动周期 D．M处对筒壁的压力一定大于N处对筒壁的压力 6、春天在广场上有许多人放 风筝。会放风筝的人，可使风筝静 止在空中。图2中的四幅图中， MN代表风筝截面，OL代表风筝 线，风向水平。在图2所示的四种 情况中，风筝可能处于静止状态的是（）

第28届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案(word版)

第28届全国中学生物理竞赛复赛试题 一、（20分）如图所示，哈雷彗星绕太阳S沿椭圆轨道逆时针方向运动，其周期T为76.1年。1986年它过近日点P0时，与太阳S的距离r0=0.590AU，AU是天文单位，它等于地球与太阳的平均距离。经过一段时间，彗星到达轨道上的P点，SP与SP0的夹角θP=72.0°.已知：1AU=1.50×1011m，引力常量G=6.67×10-11m3?kg-1?s-2，太阳质量m S=1.99×1030kg.试求P到太阳S的距离r P及彗星过P点时速度的大小及方向（用速度方向与SP0的夹角表示）。 二、（20分）质量均匀分布的刚性杆AB、CD如图放置，A点与水平地面接触，与地面间的静摩擦因数为μA， B、D两点与光滑竖直墙面接触，杆A B和CD接触处的静摩擦因数为μC，两杆的质量均为m，长度均为l. （1）已知系统平衡时AB杆与墙面夹角θ，求CD杆与墙面的夹角α应满足的条件（用α及已知量满足的方程式表示）。 （2）若μA=1.00，μC=0.866，θ=60.0°，求系统平衡时α的取值范围（用数值计算求出）。

三、（25分）人造卫星绕星球运行的过程中，为了保持其对称轴稳定在规定指向，一种最简单的办法就是让卫星在其运行过程中同时绕自身的对称轴旋转。但有时为了改变卫星的指向，又要求减慢或者消除卫星的旋转。减慢或者消除卫星旋转的一种方法是所谓的“YO—YO”消旋法，其原理如图。 设卫星是一半径为R、质量为M的薄壁圆筒，其横截面如图所示。图中O是圆筒的对称轴。两条足够长的不可伸长的结实的长度相等的轻绳的一端分别固定在圆筒表面上的Q、Q'（位于圆筒直径两端）处，另一端各拴有一质量为m/2的小球。正常情况下，绳绕在圆筒外表面上，两小球用插销分别锁定在圆筒表面上的P0、P0'处，与卫星形成一体，绕卫星的对称轴旋转。卫星自转的角速度为ω0.若要使卫星减慢或停止旋转（消旋），可瞬间撤去插销释放小球，让小球从圆筒表面甩开，在甩开的整个过程中，从绳与圆筒表面相切点到小球的那段绳都是拉直的。当卫星转速逐渐减小到零时，立即使绳与卫星脱离，接触小球与卫星的联系，于是卫星停止转动。已知此时绳与圆筒的相切点刚好在Q、Q'处。试求： （1）当卫星角速度减至ω时绳拉直部分的长度l； （2）绳的总长度L； （3）卫星从ω0到停转所经历的时间t. m /2

第七届全国高中应用物理知识竞赛(北京赛区)决赛试题及参考答案

第七届全国高中应用物理知识竞赛北京赛区决赛试卷 （北京171中学杯） 注意事项： 1．请在密封线内填写所在区县、学校、姓名和考号. 2．本试卷共有9个题，总分为150分. 1.（10分）常见望远镜可分为伽利略望远镜、开普勒望远镜和牛顿式 望远镜. 原始的开普勒望远镜由两个凸透镜（分别作为目镜和物镜） 构成.这种结构所成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统才能使看到的像符合观看习惯. 现在常见的前宽后窄的典型双筒望远镜多数属于开普勒望远镜，采用了双直角棱镜正像系统（图1-1）.这种系统的优点是在正像 的同时将光轴两次折叠，从而也减小了望远镜的长度和重量. （1）请画一个简图说明经过物镜后射到第一个全反射棱 镜上的平行光如何传播. （2）正像系统中的两个全反射棱镜应采用图1-2中的哪 种放置方法？简述理由. 2.（12分）目前比较流行的燃气灶熄灭保护方式是热电偶式.当燃气 灶的火焰因某种原因被熄灭时，气阀自动关闭，从而保证安全. （1）为什么点火时在旋转旋钮的同时需要按住它几秒钟才能松手？（2）请简述燃气灶热电偶式熄灭保护装置的工作原理，并画出简化的原理图（电路图）. 目镜 图1-1 图1-2

3.（12分）如图3-1所示是某型号的多用表的刻度面板，刻度面板上从上向下的第三条刻度线是AC10V 刻线（细节见图3-2）.该刻度线的左边起始部分可明显看出是不均匀的.图3-3是其交流电压挡的简 化原理图. （1）请简要说明AC10V 刻线不均匀的原因. （2）图3-3中二极管D 1、D 2的作用分别是什么？ 图3-2 图3-1 图3-3

4.（12分）《科学技术社会辞典》物理卷“飞行鸟害”条目中写道：“飞鸟与飞机高速撞击而给飞机带来损害和事故，称为飞行鸟害.飞鸟的质量很小，但在飞机高速运动时它相对飞机的速度极大.经测试可知，一 只质量450g 的鸟，在撞击时速80千米的飞机时，可产生1500牛的冲击力，如果撞在时速960千米的飞行器上，可产生21.5万牛的冲击力. 质量7.2千克的大鸟若撞在这个飞行器上，则可产生127万牛的冲击力，这个力足以使发动机遭到彻底破坏.”请通过以上文字给出的信息，估算上述7.2千克大鸟的身体长度. 5.（12分）图5-1是一种简易的电烙铁调温装置的示意图. 这种装置可有效地防止电烙铁因长时间通电过热而造成烙铁头“烧死”现象. 图中R 为20W 的内热式电烙铁，虚线框是附有调温装置的电烙铁支架. 当电烙铁搁置在支架D 上时，由于电烙铁的重力，支架下方的绝缘柄N 推动开关K ，使开关处于断开状态；当电烙铁离开支架D 时，开关K 下方的弹簧L 推动开关使其闭合.图中P 为半导体二极管. 描述二极管特性的有正向起始工作电压（一般不超过 0.7V ），额定正向工作电流，反向漏电电流(μA 级，甚至更小)，最高反向工作电压等.问： （1）当电烙铁搁置在支架D 上时，电烙铁实际功率约为多大？ （2）选择图中二极管时，对其最高反向工作电压有什么要求？ 图5-1

全国初中应用物理竞赛考试及答案

全国初中应用物理竞赛考试及答案 1 / 15

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2018年度全国初中应用物理竞赛试卷 注意事项： 1.请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。 2.用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。 3.本试卷共有六个大题，满分100分。 题号一二三四五六总分分数 复核人 ―、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.如图1所示为伦敦四大地标性摩天大楼：“对讲机”、“小黄瓜”、“奶酷刨”、“碎片大厦”。其中座大楼的设计考虑不周，曾经由于玻璃反光将停放在附近的小轿车某些部件“烤”熔化了，你认为这座大楼最可能是（) 2.当今，世界性的能源危机断地加深，节约能源义不容辞。下面四种符号中，为中国节能标志的是（) 3.在炎热的夏天，当我们吃冰棒的时候，常常看到在冰棒的周围有“白气”冒出，关于这个“白气”，下列说法中正确的是（） A.“白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该上升 B.“白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该下降 C.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该上升 D.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该下降

4.如图3所示为双线并绕的螺线管，a、b、c、d为四个接线柱，其中a、b之间连 接一根较细的导线；c、d之间连接一根较粗的导线。如用两端电压恒定的同一个电源供 电，下列连接方式中磁性最强的方法是（） A.将bc相连，然后a、d分别接电源两极 B.将cd相连，然后a、b分别接电源两极 C.将a b相连、cd相连，然后分别接电源两极 D.将a d相连、bc相连，然后分别接电源两极 5.5号电池因其体积小、容量适中，因此在小功率电器产品中广泛使用。某种市售5号电池包装上写有“1.5 V 2000 mAH”字祥。对该电池，下列说法中正确的是（） A.它能提供的电能约10.8 kJ B.它正常工作时的电流是2 A C.它提供的最大电功率为3 W D.它在电路中是提供电荷的装置 6.在平缓的海滩上经常可以看到如图4所示的情景：不论远处的海 浪沿什么方向冲向海岸，到达岸边时总是大约沿着垂直于岸的方向。发 生这个现象的原因可能是（） A.在海岸边，风的方向总是与海岸线垂直 B.在海岸边，风的方向总是与海岸线平行 C.水波在浅水中传播时，水越浅传播得越快 D.水波在浅水中传播时，水越浅传播得越慢 7.小明在宠物店买了淡水热带鱼，为方便带回家，商家将鱼放在装有水的轻薄的塑料袋里。如果小明将装着魚且没有打开的塑料袋直接放入家里的淡水鱼缸中，则图5中最有可能发生的情况是( ) 8.微波在传播过程中，如果遇到金属会被反射，遇到陶瓷或玻璃则几 乎不被吸收的透射，而遇到类似于水、酸等极性分子构成的物质则会被吸 收导致这些物质的温度升高。如图6所示为家用微波炉工作过程的示意图。 根据这些信息，你认为以下关于微波炉的说法不正确 ．．．的是（） A.炉的内壁要使用金属材料 B.炉内盛放食物的容器的材质可以是玻璃或陶瓷 C.炉内转盘的主要作用是为了从不同侧面看到食物被加热的情况 D.微波炉的玻璃门上有一层金属膜或金属网 9.静止、密闭的客车上有一个系在座椅上的氦气球，一个悬挂在车顶的小球。若客车突然启动向左驶出，图7中氦气球与悬挂小球最可能出现的相对位置变化是（）

第十九届全国中学生物理竞赛复赛试题(含答案)

第十九届全国中学生物理竞赛复赛试题 一、（20分）某甲设计了1个如图复19-1所示的“自动喷泉”装置，其中A 、B 、C 为3个容器，D 、E 、F 为3根细管，管栓K 是关闭的．A 、B 、C 及细管D 、E 中均 盛有水，容器水面的高度差分别为1h 和1h 如图所示．A 、B 、C 的截 面半 径为12cm ，D 的半径为0.2cm ．甲向同伴乙说：“我若拧开管栓K ，会有水从细管口喷出．”乙认为不可能．理由是：“低处的水自动走向高外，能量从哪儿来？”甲当即拧开K ，果然见到有水喷出，乙哑口无言，但不明白自己的错误所在．甲又进一步演示．在拧开管栓K 前，先将喷管D 的上端加长到足够长，然后拧开K ，管中水面即上升，最后水面静止于某个高度处． (1)．论证拧开K 后水柱上升的原因． (2)．当D 管上端足够长时，求拧开K 后D 中静止水面与A 中水面的高度差． (3)．论证水柱上升所需能量的来源． 二、 (18 分) 在图复19-2中，半径为R 的圆柱形区域内有匀强磁场，磁场方向垂直纸面指向纸外， 磁感应强度B 随时间均匀变化，变化率/B t K ??=(K 为一正值常量),圆柱形区外空间没有磁场，沿图中AC 弦的方向画一直线，并向外延长，弦AC 与半径OA 的夹角/4απ=．直线上有一任意点，设该点与A 点的距离为x ，求从A 沿直线到该点的电动势的大小． 三、（18分）如图复19-3所示，在水平光滑绝缘的桌面上，有三个带正电的质点1、2、3，位于边长为l 的等边三角形的三个顶点处。C 为三角形的中心，三个质点的质量皆为m ，带电量皆为q 。质点 1、3之 间和2、3之间用绝缘的轻而细的刚性杆相连，在3的连接处为无摩擦的铰链。已知开始时三个质点的速度为零，在此后运动过程中，当质点3运动到C 处时，其速度大小为多少？ 四、（18分）有人设计了下述装置用以测量线圈的自感系数．在图复19-4-1中，E 为电压可调的直流电源。K 为开关，L 为待测线圈的自感系数，L r 为线圈的直流电阻，D 为理想二极管，r 为用电阻丝做成的电阻器的电阻，A 为电流表。将图复19-4-1中a 、b 之间的电阻线装进图复19-4-2所示的试管1内，图复19-4-2中其它装置见图下说明．其中注射器筒5和试管1组成的密闭容器内装有

全国高中物理应用知识竞赛试题

注意事项： 1．请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。 2．用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。 3．答卷过程中可以使用普通型计算器。 4．本试卷共有三个大题，总分为150分。 5．答卷时间：2018年4月7日（星期六)上午9:30?11:30。 得分 评卷人 2018年度全国高中应用物理竞赛试卷 题号 一 二 三 总分 1 2 3 4 1 2 3 4 分数 复核人 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。请把符合题目要求的选项的序号填入题后的( )内。全选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不选的得分。 1.如图1所示，消防队员在进行训练时有一项爬绳练习，如果队 员用双手握住竖直的绳索匀速攀上和匀速下滑时，绳索对他 的摩擦力分别为F 上和F 下，那么关于F 上和F 下的下列说法中 正确的是（） A ．F 上向上F 下向下，F 上与F 下等大 B ．F 上向下F 下向上，F 上大于F 下 C ．F 上向上F 下向上，F 上与F 下等大 D ．F 上向上F 下向下，F 上大于F 下 2．由乎地磁场的作用，可有效地减少来自宇宙射线中的高能带电粒子对地球的“侵袭”。 若宇宙射线中一颗带负电的粒子从太空沿指向地心方向射向地面，则哲它在接近地球附近时的实际运动方向可能是（） A.竖直向下 B.偏西斜向下 C.偏东斜向下 D.偏北斜向下 3.电铃的结构原理如图2所示，如果在使角过程中发现这个、 电铃小锤敲击铃的频率过，现要将敲击频率调高一些，则 下列措施中一定可行的是（） A.适当提高电的电压 B.增大小锤的质量 C.换用更软一点的簧片 D.将电源改用交流电来供电 4.由青岛大学学生自主设计研发的墙壁清洁机器人，利用8只“爪 子”上的吸盘吸附在接触面上，通过这8只“爪子”的交替伸

最新高中物理竞赛讲义(完整版)

最新高中物理竞赛讲义 （完整版） 目录 最新高中物理竞赛讲义（完整版） (1) 第0 部分绪言 (5) 一、高中物理奥赛概况 (5)

二、知识体系 (6) 第一部分力＆物体的平衡 (7) 第一讲力的处理 (7) 第二讲物体的平衡 ............................. 1...0.. 第三讲习题课 ................................. 1..1... 第四讲摩擦角及其它........................... 1...7..第二部分牛顿运动定律 ............................ 2..2.. 第一讲牛顿三定律 ............................. 2...2.. 第二讲牛顿定律的应用 ......................... 2..3.. 第二讲配套例题选讲........................... 3...7..第三部分运动学 ................................. 3...7... 第一讲基本知识介绍 .......................... 3..7.. 第二讲运动的合成与分解、相对运动 ............. 4..0 第四部分曲线运动万有引力 ....................... 4...4. 第一讲基本知识介绍........................... 4...4.. 第二讲重要模型与专题 ......................... 4..7.. 第三讲典型例题解析............................. 5...9..第五部分动量和能量 ............................... 5...9.. 第一讲基本知识介绍............................. 5...9.. 第二讲重要模型与专题.......................... 6..3.. 第三讲典型例题解析............................. 8...3..第六部分振动和波 ................................. 8..3...

1999年第九届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题及答案

1999年第九届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题及答案 D

A．6欧 B．1 8欧 C．4．5欧 D．2欧 4．图1中画出了光线通过透镜(图中未画出)的情形．其中凸透镜是（ ) A．a B．b和d C．c D．a、b、c、d都是凸透镜 5．如图．电源电压恒定．在滑片P由a滑至 b的过程中，电压表的读数（ ) A．先减小1，后增大 B．先增大，后减小C．不断增大 D．不断减小 6．把一瓶质量为46千克的液化石油气罐从居民住宅的一楼搬到二楼，人做的功最接近于（ ) A．140焦 B．1×104焦 C．1．380焦D．无法估计 7．在一个圆筒内垂直地放了两个平面镜M 1 和M (如图)．一束入射光射入筒内，经两平 2 面镜反射后又从筒内反射出去．出射光与入射光的位置关系是（ )

A．互相平行 B．相交，交角小于90°C．相交，交角大于90° D．不在同一平面内 8．一小朋友在玩耍时，不小心把手臂伸进瓷坛，瓷坛外形如图所示．谁知坛口太小，伸进去却拔不出来，急得大哭．读初中的张明看见此情形，想了个办法顺利地解决了问题．他的办法是（ ) A．把瓷坛打破 B．顺着手臂倒水 C．顺着手臂倒肥皂水 D．把小孩突然抱起，利用惯性让瓷坛脱落 9．王小明家里控制100瓦白炽灯泡的拉线开关处在断开状态．他分别用交流电流表和交流电压表的两个接头去接触开关内的两个接线柱．这时出现的现象是（ ) A．用电压表接触后，表的读数为220伏，同时电灯发光 B．用电压表接触后，表的读数为零，电灯不发光 C．用电流表接触后，表的读数为0.45安，电灯不发光 D．用电流表接触后，表的读数为0.45安，同时

第21届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案

本卷共七题，满分140分. 一、(20分)薄膜材料气密性能的优劣常用其透气系数来加以评判．对于均匀薄膜材料，在一定温度下，某种气体通过薄膜渗透 过的气体分子数d PSt k N ?=，其中t 为渗透持续时间，S 为薄膜 的面积，d 为薄膜的厚度，P ?为薄膜两侧气体的压强差．k 称为该薄膜材料在该温度下对该气体的透气系数．透气系数愈小，材料的气密性能愈好． 图为测定薄膜材料对空气的透气系数的一种实验装置示意 图．EFGI 为渗透室，U 形管左管上端与渗透室相通，右管上端封闭；U 形管内横截面积A ＝0.150cm 2．实验中，首先测得薄膜的厚度d =0.66mm ，再将薄膜固定于图中C C '处，从而把渗透室分为上下两部分，上面部分的容积30cm 00.25=V ，下面部分连同U 形管左管水面以上部分的总容积为V 1，薄膜能够透气的面积 S =1.00cm 2 ．打开开关K 1、K 2与大气相通，大气的压强P 1＝1.00atm ，此时U 形管右管中气柱长度cm 00.20=H ，31cm 00.5=V ．关闭K 1、K 2后，打开开关K 3，对渗透室上部分迅速充气至气体压强atm 00.20=P ，关闭K 3并开始计时．两小时后， U 形管左管中的水面高度下降了cm 00.2=?H ．实验过程中，始终保持温度为C 0 ．求该薄膜材料在C 0 时对空气的透气系数．（本实验中由于薄膜两侧的压强差在实验过程中不能保持恒定，在压强差变化不太大的情况下，可用计时开始时的压强差和计时结束时的压强差的平均值P ?来代替公式中的P ?．普适气体常量R = 8.31Jmol -1K -1，1.00atm = 1.013×105Pa ）． 第21届全国中学生物理竞赛复赛题试卷 C F

全国高中物理竞赛历年试题与详解答案汇编

全国高中物理竞赛历年试题与详解答案汇编 ———广东省鹤山市纪元中学 2014年5月

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。 匀速及匀速直线运动及其图象。运动的合成。抛体运动。圆周运动。 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。行星和人造卫星的运动。 3、物体的平衡 共点力作用下物体的平衡。力矩。刚体的平衡。重心。 物体平衡的种类。 4、动量 冲量。动量。动量定理。 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。 功能原理。机械能守恒定律。 碰撞。 6、流体静力学 静止流体中的压强。 浮力。 7、振动 简揩振动。振幅。频率和周期。位相。

第五届全国高中应用物理知识竞赛(北京赛区)决赛试题答案与评分标准(考后修改卷)[1]

第五届全国高中应用物理知识竞赛（北京赛区）决赛 试题答案与评分参考标准 1.（9分） 光线在水与空气的界面上一般要同时发生反射和折射。反射光和折射光的能量之和等于入射光的能量。反射光与折射光的能量分配与入射角有关，入射角越大，反射光的能量越强而折射光的能量越弱。 （3分） 人站在水边观察，近处水下物体的光线射到界面上，入射角较小，反射光弱而折射光强，因此有较多的能量射出水面而进入人眼中。 （2分） 而水面下远处物体的光线，能射到人眼处的光线都是入射角很大的光线，它们的大部分能量都反射回水下而只有很少部分射出水面，从而进入人眼睛的光很弱而不被觉察。 （2分） 反之对岸物体的光线射到水面处能到达人眼睛的光线，入射角很大，大部分入射光的能量都经水面反射，人能清楚地看到对岸是景物经水面反射而生成的倒像。 （2分） 注：答水面下物体的光线发生全反射，因此水面上的人看不到的，不能得分。 2.（9分） （1）由题意可知，这个装置有电流通过，电流从电池正极经导线D 、磁铁（其本身是导体）、钉子、电池负极、电池内部、回到正极形成回路。 （1分） （2）电流在磁体中的部分为由导线和磁铁侧壁接触处指向轴心的径向电流。而磁铁自身的磁场在其内部大体沿（圆柱体）轴向。因而径向电流受到垂直于电流方向的安培力。 （3分） （3）这个安培力产生力矩使磁铁（连带铁钉）产生转动。 （3分） （4）当将磁铁的两个端面对调后，磁场方向相反，而电流方向不变，则安培力方向反向，从而磁铁（及钉子）的转动方向也反过来了。 （2分） 3.（9分） 由题意，火箭在越过塔架的过程中做匀加速直线运动。 加速度大小是 2 2 2 2 2.0m/s m/s 10 10022=?= =t h a (3分) 设喷气推力大小为F ，则 ma mg F =- (3分) 解得 )8.90.2(104803+??=+=mg ma F N=5.7×106 N (3分)