全国中学生物理竞赛预赛试题及答案Word文档格式.docx

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1、2006年诺贝尔物理学奖授予美国科学家约翰·

马瑟和乔治·

斯穆特，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射黑体辐射形式和各向异性．这一发现为有关宇宙起源＿＿＿＿＿＿理论提供了进一步支持，使宇宙学进人了“精确研究”时代．

2、恒星演化到了后期，某些恒星在其内部核燃料耗尽时，会发生强烈爆发，在短短几天中，亮度陡增千万倍甚至上亿倍．我国《宋史》第五十六卷中对当时观测到上述现象作了详细记载。

2006年5月是我国发现此现象一千周年，为此在杭州召开了有关国际学术研讨会．天文学上把演化到这一阶段恒星称为_______________，恒星演变到这一阶段，预示着一颗恒星终结．此后，它可能成为____________或_____________.

3、2006年11月21日，中国、欧盟、美国、日本、韩国、俄罗斯和印度七方在法国总统府正式签署一个能源方面联合实施协定及相关文件，该协定中能源是指_________能源．

4、潮汐是一种常见自然现象，发生在杭州湾钱塘江入海口“钱江潮”是闻名世界潮汐现象．在农历初一和十五前后各有一次大潮，在两次大潮之间又各有一次小潮．试把每月中出现两次大潮时地球、月球和太阳相对位置示意图定性地画在下面．

试把每月中出现两次小潮时地球、月球和太阳相对位置示意图定性地画在下面．

5、如图所示，用双线密绕在一个长直圆柱上，形成两个螺线管线圈aa’和bb'

（分别以实线和虚线表示），已知两个线圈自感都是L．今若把a与b两端相连，把a’和b’两端接人电路，这时两个线圈总自感等于____________；

若把b与a’相连，把a和b’两端接人电路，这时两个线圈总自感等于__________；

若把a与b两端相连作为一端，a’与b’相连作为另一端，把这两端接人电路，这时两个线圈总自感等于______________.

二、（25分）如图所示，一块光滑平板能绕水平固定轴HH’调节其与水平面所成倾角．板上一根长为l=l.00m轻细绳，它一端系住一质量为m小球P，另一端固定在HH’轴上O点．当平板倾角固定在a时，先将轻绳沿水平轴HH’拉直（绳与HH’重合），然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直初速度v0＝5.0m/s．若小球能保持在板面内作圆周运动，问倾角a值应在什么范围内（取图中a处箭头所示方向为a正方向）．取重力加速度g=10m/s2.

三、（25）如图所示，绝热活塞S把一定质量稀薄气体（可视为理想气体）密封在水平放置绝热气缸内．活塞可在气缸内无摩擦地滑动．气缸左端电热丝可通弱电流对气缸内气体十分缓慢地加热．气缸处在大气中，大气压强为p0．初始时，气体体积为V0、压强为p0．已知1摩尔该气体温度升高1K时其内能增量为一已知恒量。

，求以下两种过程中电热丝传给气体热量Ql与Q2之比．

1．从初始状态出发，保持活塞S位置固定，在电热丝中通以弱电流，并持续一段时间，然后停止通电，待气体达到热平衡时，测得气体压强为pl.

2．仍从初始状态出发，让活塞处在自由状态，在电热丝中通以弱电流，也持续一段时间，然后停止通电，最后测得气体体积为V2．

四、（25）如图所示，MlM2和M3M4都是由无限多根无限长外表面绝缘细直导线紧密排列成导线排横截面，两导线排相交成120°

，OO’为其角平分线．每根细导线中都通有电流I，两导线排中电流方向相反，其中MlM2中电流方向垂直纸面向里．导线排中单位长度上细导线根数为λ．图中矩形abcd是用N型半导体材料做成长直半导体片横截面，（

《

），长直半导体片与导线排中细导线平行，并在片中通有均匀电流I0，电流方向垂直纸面向外．已知ab边与OO’垂直，

＝l，该半导体材料内载流子密度为n，每个载流子所带电荷量大小为q．求此半导体片左右两个侧面之间电势差．

已知当细无限长直导线中通有电流I时，电流产生磁场离直导线距离为r处磁感应强度大小为

式中k为已知常量．

五、（25分）如图所示，ACD是由均匀细导线制成边长为d等边三角形线框，它以AD为转轴，在磁感应强度为B恒定匀强磁场中以恒定角速度田转动（俯视为逆时针旋转）,磁场方向与AD垂直．已知三角形每条边电阻都等于R．取图示线框平面转至与磁场平行时刻为t=0.

1．求任意时刻t线框中电流．

2．规定A点电势为0，求t=0时，三角形线框AC边上任一点P（到A点距离用x表示）电势Up，并画出Up与x之间关系图线．

六、（25分）空间存在垂直于纸面方向均匀磁场，其方向随时间作周期性变化，磁感应强度B随时间t变化图线如图1所示．规定B>

0时，磁场方向穿出纸面．现在磁场区域中建立一与磁场方向垂直平面坐标Oxy，如图2所示.一电荷量q=5π×

10-7c，质量m=5×

10-10kg带电粒子，位于原点O处，在t=0时刻以初速度v0=πm/s沿x轴正方向开始运动，不计重力作用，不计磁场变化可能产生一切其它影响．

1．试在图2中画出0～20ms时间内粒子在磁场中运动轨迹，并标出图2中纵横坐标标度值（评分时只按图评分，不要求写出公式或说明．）

2．在磁场变化N个（N为整数）周期时间内带电粒子平均速度大小等于_________________.

七、（25分）如图所示，L是一焦距为f薄凸透镜（F与F’为其焦点）．在透镜右侧焦点F’处放置一曲率半径大小为R球面反射镜（其顶点位于F’处），透镜和球面镜组成一轴对称光学系统．在透镜L左侧光轴上有限远处有一发光点P，它发出傍轴光线经此光学系统后，恰好成像在P点．试在下面第1和第2小题中填空，在第3小题中作图．

1．若球面镜为凹面镜，则P点到透镜距离等于_____________；

若球面镜为凸面镜，则P点到透镜距离等于____________________.

2．若将一短细杆垂直于光轴放置，杆下端位于P点，则此细杆经上述光学系统所成最后像大小与物大小之比对凹面镜等于_____________；

对凸面镜等于____________.

3．若球面镜半径大小R=2f，试按作图法规范要求，画出第2问中短杆对上述光学系统逐次成像及成像光路图．（要求将凹面镜和凸面镜分别画在两张图上．评分时只按图评分，不要求写出作图理由和说明，但须用已知量标出各个像在光轴上具体位置．）

八、（25分）如图所示，有一固定、半径为a、内壁光滑半球形碗（碗口处于水平位置）,O为球心．碗内搁置一质量为m、边长为a等边三角形均匀薄板ABC．板顶点A位于碗内最低点，碗最低点处对A有某种约束使顶点A不能滑动（板只能绕A点转动）.

1.当三角形薄板达到平衡时，求出碗对顶点A、B、C作用力大小各为多少．

2.当板处于上述平衡状态时，若解除对A点约束，让它能在碗内表面上从静止开始自由滑动，求此后三角形薄板可能具有最大动能．