2018年第34屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽試題及答案解析(word版)

1、第 34 屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽試卷一、選擇題.此題共 5 5 小題,每題 6 6 分.在每題給出的 4 4 個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一項(xiàng)符合題意,有的小題有多項(xiàng)符合題意.把符合題意的選項(xiàng)前面的英文字母寫在每題后面的方括號(hào)內(nèi).全部選對(duì)的得 6 6分,選對(duì)但不全的得 3 3 分,有選錯(cuò)或不答的得 0 0 分.1 1 . .下述實(shí)驗(yàn)或現(xiàn)象中,能夠說(shuō)明光具有粒子性的是()()A.A.光的雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn) B B.黑體輻射 C C.光電效應(yīng) D D.康普頓效應(yīng)1 1.黑體輻射： 在任何條件下,對(duì)任何波長(zhǎng)的外來(lái)輻射完全吸收而無(wú)任何反射的物體,但黑體未必是黑色的,例如太陽(yáng)是一個(gè)黑體在黑體輻射中,隨著溫度不同,

2、光的顏色各不相同,黑體呈現(xiàn)由紅一一橙紅一一黃一一黃白一一白一一藍(lán)白的漸變過程.普朗克由黑體輻射提出能量子的觀點(diǎn)！ C CD D明顯正確！選 BCDBCD2 2.系統(tǒng) l l 和系統(tǒng) 2 2 質(zhì)量相等,比熱容分別為 C Ci和 Q,Q,兩系統(tǒng)接觸后到達(dá)共同溫度 T T；整個(gè)過程中與外界( (兩系統(tǒng)之外) )無(wú)熱交換.兩系統(tǒng)初始溫度 T Ti和 T T2的關(guān)系為()().十 GG,GG,A.A.TI=K(TT T2) )TB.TTB.Ti= =( (T TT T2) )T TC CiC C2C CiG,G,C.C.TI=R(TT T2)+TD.)+TD.TI=R(TT T2)+TC)+TC2C C

3、i從表達(dá)式看,應(yīng)是物體 i i 的放熱= =物體 2 2 的吸熱,建立方程：Cim(TT)=C2m(T-T2)Cim(TT)=C2m(T-T2)選 D D3 3.假設(shè)原子核可視為均勻球體.質(zhì)量數(shù)為 A A 的中重原子核的半徑 R R 可近似地用公式 R=RAR=RAi/3表示,其中 R R 為一常量.對(duì)于核子數(shù)相同的原子核,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()()A,A,質(zhì)量密度是根本相同的 B B.電荷密度是根本相同的C.C.外表積是根本相同的 D D.體積是根本相同的核子數(shù)相同一質(zhì)量數(shù)相同一由題知半徑相同一 CDCD 對(duì)；質(zhì)量數(shù)相同一質(zhì)量根本相同一質(zhì)量密度根本相同選 ACDACD4.4. 一顆人造地球

4、通訊衛(wèi)星同步衛(wèi)星對(duì)地球的張角能覆蓋赤道上空東經(jīng) 9 90-A A9 9 到東經(jīng)80+A+A0 0 之間的區(qū)域.地球半徑為 R R, ,地球外表處的重力加速度大小為 g,g,地球自轉(zhuǎn)周期為 T.AT.A9 9 的值等于4 4 冗2 2R R1/3A.arcsin(A.arcsin(下一) )g g5.5. 有 3 3 種不同波長(zhǎng)的光,每種光同時(shí)發(fā)出、同時(shí)中斷,且光強(qiáng)都相同,總的光強(qiáng)為 I,I,脈沖寬度發(fā)光持續(xù)時(shí)間為,光脈沖的光強(qiáng) I I 隨時(shí)間 t t 的變化如下圖.該光脈沖正入射到一長(zhǎng)為 L L 的透明玻璃棒,不考慮光在玻璃棒中的傳輸損失和端面的反射損失.在通過玻璃棒后光脈沖的光強(qiáng) I I 隨

5、時(shí)間 t t 的變化最可能的圖示是虛線局部為入射前的總光強(qiáng)隨時(shí)間變化示意圖. .2 2arcsin(arcsin(4/R4/R、1/3,),)C.arccosC.arccos( (誓) )1/3.2arccos(.2arccos(首先算出同步衛(wèi)星繞地球公轉(zhuǎn)的半徑 r r, ,地球自身半徑為 R,R,幾何關(guān)系如右圖所示,選 C C地球D圖中實(shí)線總面積 應(yīng)該與原來(lái)同步衛(wèi)星4/R4/R、1/3方RA的光強(qiáng)虛線面積相同.又由于是三種不同波長(zhǎng)的光,所以在同種介質(zhì)中傳播的速度都不相同,所以到達(dá)玻璃棒右端點(diǎn)的時(shí)間都不同,所以選 D D、填空題.把答案填在題中的橫線上.只要給出結(jié)果,不需寫出求得結(jié)果的過程.6

6、.6. 1010 分如圖,一個(gè)球冠形光滑凹槽深度 h=0.050m,h=0.050m,球半徑為 20m20m 現(xiàn)將一質(zhì)量為 0.10kg0.10kg典型的單擺模型：T=2T=2 兀、工=8.88s=8.88s, ,實(shí)際時(shí)間是1T=2.22sgT=2.22sg47.7. 1010 分先用波長(zhǎng)為入1的單色可見光照射楊氏雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)裝置；再加上波長(zhǎng)為入2入2入1的單色可見光照射同一個(gè)楊氏雙縫干預(yù)實(shí)驗(yàn)裝置.觀察到波長(zhǎng)為入1的光的干預(yù)條紋的 l l、2 2 級(jí)亮紋之間原本是暗紋的位置出現(xiàn)了波長(zhǎng)為入2的光的干預(yù)條紋的 1 1 級(jí)亮紋,那么兩種光的波長(zhǎng)之比入2：入1=o兩束光到達(dá) I I 位置的光程差記為

7、d d；對(duì)于波長(zhǎng)為入 1 1 的單色光一、3 3而百,d=2d=2 入1；對(duì)于波長(zhǎng)為入2的單色光而百,d=d=X X2,故入2：,0*0*1I.28.8. 1010 分某一導(dǎo)體通過反復(fù)接觸某塊金屬板來(lái)充電.該金屬板初始電荷量為 6pC,6pC,每次金屬板與導(dǎo)體脫離接觸后,金屬板又被充滿 6 6 仙 C C 的電荷量.導(dǎo)體第一次與金屬板接觸后,導(dǎo)體上帶的電荷量為 2pC;2pC;經(jīng)過無(wú)窮次接觸,導(dǎo)體上所帶的電荷量最終為 o兩個(gè)帶電體不再交換電荷的條件,并不是兩者電荷量相等,而是兩者電勢(shì)相等！ 由第一次知,當(dāng)電荷量為4C:2C4C:2C 時(shí),既電荷量之比為 2:12:1 時(shí),兩者電勢(shì)相等.故最終為

8、 6C:3C6C:3C! !答案：3C3C的小球放在凹槽邊緣從靜止釋放0 0重力加速度大小為 9.8m/s9.8m/s.小球由凹槽最高點(diǎn)滑到最低點(diǎn)波長(zhǎng)為1的單色光的亮條紋21波長(zhǎng)為不的單色光的亮條紋*I入1=3:2=3:29.9. 1010 分如圖,一焦距為 20cm20cm 的薄透鏡位于 x=0 x=0 平面上,光心位于坐標(biāo)原點(diǎn) 0,0,光軸與 x x 軸重合.在z=z=0 0平面內(nèi)的一束平行光入射到該透鏡上,入射方向與光軸的夾角為3030.該光束通過透鏡后會(huì)聚點(diǎn)的位置坐標(biāo)為v過 F F 平行于透鏡,作一副光軸.把過原點(diǎn) q q 薄透鏡光心的光線延長(zhǎng)后交副光軸于 P,P,那么所有光會(huì)聚于 P

9、 P 點(diǎn).故位置坐標(biāo)為20,20,一后10.10. 1010 分一質(zhì)量為 m m 的小球與一勁度系數(shù)為 k k 的彈簧連接,置于光滑水平桌面上,彈簧的另一端與固定墻面相連,小球做一維自由振動(dòng),彈簧的伸縮方向與小球的振動(dòng)方向一致.在一沿此彈簧長(zhǎng)度方向以速度 u u 做勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系里觀察,此彈簧和小球構(gòu)成的系統(tǒng)的機(jī)械能填“守恒或“不守恒, ,理由是不守恒；墻壁對(duì)彈簧有作用力外力,且在運(yùn)動(dòng)參考系中,該力的作用點(diǎn)有位移,所做的功不為零.三、計(jì)算題.計(jì)算題的解容許寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后結(jié)果的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.11.11. 202

10、0 分某電視節(jié)目中演示了一個(gè)用三根火柴棍和細(xì)棉線懸掛起一瓶或多瓶礦泉水的實(shí)驗(yàn),如下圖.A A、B B、C C 為三根相同的火柴棍,火柴棍長(zhǎng)為 l l,細(xì)實(shí)線為棉線,棉線的直徑為 d ddld3n3個(gè)質(zhì)量相同的滑扣即可以滑動(dòng)的圓環(huán), ,每相鄰的兩個(gè)滑扣極薄之間有不可伸長(zhǎng)的柔軟輕質(zhì)細(xì)線相連,細(xì)線長(zhǎng)度均為 L,L,滑扣在滑竿上滑行的阻力大小包為滑扣對(duì)滑竿正壓力大小的小倍.開始時(shí)所有滑扣可近似地看成挨在一起但未相互擠壓；今給第 1 1 個(gè)滑扣一個(gè)初速度使其在滑竿上開始向左滑行平動(dòng)；在滑扣滑行的過程中,前、后滑扣之間的細(xì)線拉緊后都以共同的速度向前滑行,但最后一個(gè)即第 n n個(gè)滑扣固定在滑竿邊緣.從第 1

11、 1 個(gè)滑扣開始的n n1 1個(gè)滑扣相互之間都依次拉緊,繼續(xù)滑行距離 l l0lL0lL后靜止,且所有細(xì)線拉緊過程的時(shí)間間隔極短.求滑扣 1 1 的初速度的大??；234234整個(gè)過程中克服摩擦力所做的功；少3 3整個(gè)過程中僅僅由于細(xì)線拉緊引起的總動(dòng)能損失.為普遍起見,設(shè)兩個(gè)物體磁量分別為叫和F叱.初速度分別為隊(duì)和0,發(fā)生完全非彈性碰撞后共同速度為%那么碰前的動(dòng)能=ym?由于細(xì)痛拉緊前后時(shí)間間隔極短,可以忽略摩擦阻力,故前后動(dòng)量守恒,rr叫,=m,v碰后的動(dòng)能之和即系統(tǒng)剩余動(dòng)能為嗎t(yī)?由式得叩+用損失的動(dòng)能為E=叫十叫設(shè)第1個(gè)滑卻以速度開始運(yùn)動(dòng)&在第I個(gè)滑扣滑動(dòng)航高 J 第I與第2個(gè)滑扣

12、之間的細(xì)繩剛拈緊前的瞬間,系統(tǒng)剩余動(dòng)能為Eif-E.-國(guó)ngL在第I個(gè)滑扣與第2個(gè)滑扣之間的細(xì)挹剛拉緊后的瞬向,系統(tǒng)剩余動(dòng)能為根據(jù)工式在第 J 士個(gè)滑扣共同滑動(dòng)距離L,第2與第3個(gè)滑扣之間的細(xì)繩剛拉緊前的瞬間.系統(tǒng)剩余動(dòng)能為ER-E貌-=梟En-fjungL-2/ungLJ=八2力減Ja在第2與第3個(gè)滑扣之間的細(xì)繩剛拉掌后的瞬間.系統(tǒng)剩余動(dòng)能為根據(jù)式在第1,2.3個(gè)滑撲共同滑動(dòng)距離入第3與第4個(gè)滑扣之間的細(xì)繩剛拉裝電的瞬間,系統(tǒng)剩余動(dòng)能為Eyy-A,-3爐tgL=號(hào)卜+23)jung1-3/cmgL=1+2?+3:得工na依次類推,在第A個(gè)與第&+1個(gè)滑扣之間的細(xì)繩剛拉緊前的螭間系統(tǒng)剩

13、余動(dòng)能為Es-12+2+審等KKK=、+1_)*1Vm血FisU下3和第-2個(gè),第5-】個(gè)滑扣之間的細(xì)在剛拉緊前的瞬間*系統(tǒng)剩余劫能的上一/三%.一9？2s湛在第n-2,第-】個(gè)滑拉之間的細(xì)繩剛內(nèi)緊后的瞬限系統(tǒng)剌余期傕為由式可知T假設(shè)ST 乂串皿皿扁U過山川小6電那么從第I個(gè)滑扣開始的3-1個(gè)滑扣都依次拉緊,口河也續(xù)滑行距離0,外后靜止因而有*=7心-產(chǎn)4mM=n-皿理I口由3出式得%=小逅三譬1-21上+：!5-1川門u6存整個(gè)過程中收儀由于細(xì)線拉緊引起的總睫誠(chéng)損失為上二!皿吃-M=_LJk?,產(chǎn)二3上工+翻月_I小nT1四1T1+小門 T?,曙=,；23+-l/jfl-Nj於-1/.+/-

14、!?呼二2產(chǎn)口*一0“1;17廣黑2-3二16.16. (2(20 0分)如圖,兩勁度系數(shù)均為k k的同樣的輕彈性純的上端固定在一水平面上,下端懸掛一質(zhì)量為m m的小物塊.平衡時(shí),輕彈性繩與水平面的夾角為 a a.,彈性純長(zhǎng)度為 10.10.現(xiàn)將小物塊向下拉一段微小的距離后從靜止釋放.(1)(1)證實(shí)小物塊做簡(jiǎn)諧振動(dòng)；假設(shè) k=0.50N/mk=0.50N/m、m=50gm=50g、a a0=300=30、1 1=2.0m,=2.0m,重力加速度 g=9.8m/sg=9.8m/s.,求小物塊做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的周期 T;T;(3)(3)當(dāng)小物塊下拉的距離為 0.010m0.010m 時(shí),寫出此后該小物

15、塊相對(duì)于平衡位置的偏離隨時(shí)間變化i i一的方程.：當(dāng) x1x1 時(shí),石 x=1x=1x x, , ,i+xi+x由(20分)(1)取小物塊的平衡位置為原點(diǎn)0.y軸的方向豎直向下、 如下圖 由牛頓第二定律可知:式中為物塊的加速度.工為彈性繩的原長(zhǎng),和分別為物塊離開平衡位置的位移為1時(shí)彈性繩的氏度和伸性繩與水平面的夾角由幾何關(guān)系行t=7占+(iri%+司Ct=：-式中口8%由于了很小,可略去.利用近似計(jì)算公式當(dāng) XVI*+尹注意到4=式可荀化為/+ysinalh將式代入式.利用近似計(jì)算公式當(dāng)tVl時(shí).并忽略/項(xiàng),式可筒化第匕鳥沁口=/0sinhi“Mn第 34 屆物理競(jìng)賽預(yù)賽評(píng)析一、本次預(yù)賽特點(diǎn)1

16、 1 .總體模型經(jīng)典,思維難度穩(wěn)定.2 2 .相比往年大題計(jì)算量沒有減少,小題有陷阱,讀題不仔細(xì)的同學(xué)很容易掉坑里.3 3 .小量展開、質(zhì)心動(dòng)能定理這些往年更多在復(fù)賽中使用的知識(shí)點(diǎn)在預(yù)賽中也有考察.給同學(xué)們的建議：平心靜氣,不驕不躁,讀題不要慌,計(jì)算不要怕,把會(huì)做的題做對(duì)就是高分.二、具體題目分析本次預(yù)賽分?jǐn)?shù)仍然為 200200 分總分值,力學(xué) 43%43%電學(xué) 25%25%熱學(xué) 13%13%光學(xué) 13%13%近代物理 6%6%一般預(yù)賽中的重點(diǎn)和難點(diǎn)設(shè)置都在力學(xué)中,咱們高二同學(xué)參賽,力學(xué)局部相對(duì)學(xué)習(xí)得透徹一些,這樣區(qū)分度更好.和預(yù)賽不同,復(fù)賽中力學(xué)電學(xué)占比在 1/31/3 左右.1 1 .近代物理：注意黑體輻射和光電效應(yīng)表達(dá)的光的能量是一份一份的,因此也是粒子性表達(dá)；2 2 .熱學(xué)：初中學(xué)的比熱定義；3 3 .近代物理：和近代物理沒關(guān)系,讀題就可以了；4 4 .力學(xué),大體運(yùn)動(dòng)：畫個(gè)圖,不算也知道應(yīng)該是 arccosarccos; ;5 5 .光學(xué)：和光學(xué)沒關(guān)系,其實(shí)是運(yùn)動(dòng)學(xué),注意不同光的光強(qiáng)要相加；6 6 .力學(xué)：看數(shù)據(jù),可以用小量近似成單擺,動(dòng)手積分的同學(xué)屬于平時(shí)學(xué)習(xí)好高警遠(yuǎn),理解不深；7 7 .光學(xué),物理光學(xué)：畫圖,學(xué)好雙縫干預(yù)即可；8 8 . .電學(xué),靜電平衡：高考原題；9 9 .光學(xué),幾何光學(xué)：雖然沒說(shuō)理想透鏡,也應(yīng)該知道按理想透鏡