第十屆全國(guó)中生物理競(jìng)賽預(yù)賽試題

1、第十屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽試題一、將正確的答案前面的字母填在橫線上方（16分，每小題8分）1由于大氣中C02含量增多，導(dǎo)致全球氣溫增高，這被稱為溫室效應(yīng)，是環(huán)境保護(hù)面臨的一個(gè)重大問(wèn)題。C02對(duì)地面附近氣溫產(chǎn)生影響，主要是因?yàn)镃02氣。A對(duì)射來(lái)的太陽(yáng)光中的紅外線有強(qiáng)烈的吸收作用，這就足以使全球氣溫增高。B.在一晝夜中對(duì)射來(lái)的太陽(yáng)光中吸收的熱大于它向地球外四周輻射的熱，這就使C02的溫度升高，導(dǎo)致全球氣溫增高。C對(duì)由地面向外輻射的紅外線有強(qiáng)烈的吸收作用，是這些被吸收的熱三大氣溫度升高。D.強(qiáng)烈吸收由地面向外輻射的紅外線，又向各方向輻射紅外線，其中約一半向地面輻射，從而地面附近氣溫增高。E. 對(duì)由

2、地面向外輻射的紅外線有強(qiáng)烈的反射作用，使這些能量返回地面，從而地面附近氣溫增咼。2十九世紀(jì)末到二十世紀(jì)初，標(biāo)志近代物理學(xué)誕生的兩項(xiàng)最重要的科學(xué)成就是下列諸項(xiàng)中的和A、晶體管的發(fā)明B、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的建立C、狹義相對(duì)論的建立E、.赫茲實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的存在D、.原子的核式結(jié)構(gòu)的確定F、世界上第一臺(tái)激光器研制成功圖10-4H、量子論的提出J超導(dǎo)電性的發(fā)現(xiàn)G、電子的發(fā)現(xiàn)I、放射性元素的發(fā)現(xiàn)二、（16分，每小題8分）試在U圖10-11.圖10-1中縱坐標(biāo)為光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中所加電壓（極限頻率為vo，普朗克恒量為h,電子電量為e,圖中畫出能產(chǎn)生光電流的區(qū)域（用斜線表示）。2.光學(xué)系統(tǒng)如圖10-2所示，A為

3、物平面，垂直于光軸，L為會(huì)聚透鏡,M為與光軸成45°角的平面鏡。P為像面，垂直于經(jīng)平面鏡反射后的光軸。圖10-3為同一光學(xué)系統(tǒng)的透視圖。設(shè)物為A面上的一個(gè)“上”字（如圖10-3），試在圖10-3中實(shí)像面P上畫出像的形狀。|P圖10-2三、半徑為R、質(zhì)量為M1的均勻圓球與一質(zhì)量為M2的重物分別用細(xì)繩AD和ACE懸掛于同一點(diǎn)A，并處于平衡，如圖10-4所示。已知懸點(diǎn)A到球心0的距離為L(zhǎng),不考慮繩的質(zhì)量和繩與球心的摩擦，試求懸掛圓球的繩AD與豎直方向AB的夾角B。四、磁流體發(fā)電機(jī)的示意圖如圖10-5所示，橫截面為矩形的管道長(zhǎng)為I，寬為a,高為b,上下兩個(gè)側(cè)面是絕緣體，相距為a的兩個(gè)側(cè)面是電

4、阻可忽略的導(dǎo)體，此兩導(dǎo)體側(cè)面與一負(fù)載電阻Rl相聯(lián)。整個(gè)管道放在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于上下側(cè)面向上。現(xiàn)有電離氣體（正、負(fù)帶電粒子）持續(xù)穩(wěn)定地流經(jīng)管道，為了使問(wèn)題簡(jiǎn)化，設(shè)橫截面上各點(diǎn)流速相同。已知流速與電離氣體所受的摩擦阻力成正比；且無(wú)論有無(wú)磁場(chǎng)存在時(shí)，都維持管兩端電離氣體的壓強(qiáng)差皆為p。設(shè)無(wú)磁場(chǎng)存在時(shí)電離氣體的流速為V0,求有磁場(chǎng)存在時(shí)此流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)的大小£。已知電離氣體的平均電阻率為P。圖10-6五、圖10-6中所示ad為一平行板電容器的兩個(gè)極板，be是一塊長(zhǎng)寬都與a板相同的厚導(dǎo)體板，平行地插在a、d之間，導(dǎo)體板的厚度bc=ab=cd。極板a、d與內(nèi)阻可

5、忽略的電動(dòng)勢(shì)為&的蓄電池以及電阻R相聯(lián)如圖，已知在沒有導(dǎo)體板be時(shí)電容器a、d的電容為C?，F(xiàn)將導(dǎo)體板bc抽走，設(shè)已知抽走過(guò)程中所做的功為A，求這過(guò)程中電阻R上消耗的電能。六、晶體三極管的基極B、反射極E和集電極C的電勢(shì)分別用Ub、Ue和Uc表示。理想的圖10-7硅NPN開關(guān)三極管的性能如下:當(dāng)Ub較Ue高0.6V或更高，即Ub-Ue>0.6V時(shí)，三極管完全導(dǎo)通，即發(fā)射極E與集電極C之間相當(dāng)于用導(dǎo)線直接接通。當(dāng)Ub-Ue<0.6V時(shí)，三極管關(guān)斷。即發(fā)射極E與集電極C之間完全不通。開關(guān)三極管只有完全導(dǎo)通與關(guān)斷兩個(gè)狀態(tài)。圖10-7所示是一個(gè)有實(shí)際用途的電路，1和n都是理想的硅NP

6、N開關(guān)三極管。要求1. 在圖10-8中畫出輸出電壓U2隨輸入電壓Ui變化的圖線。2舉出此電路一個(gè)可能的應(yīng)用。AU2(V)1210圖10-8Ui(V)七、一圓錐透鏡如圖10-9所示，S、S'為錐面，M為底面；通過(guò)錐頂A垂直于底面的直線為光軸。平行光垂直入射于底面?，F(xiàn)在把一垂直于光軸的平面屏P從透鏡頂點(diǎn)A向右方移動(dòng)。設(shè)不計(jì)光的干涉與衍射。1. 用示意圖畫出在屏上看到的圖像。當(dāng)屏遠(yuǎn)移時(shí)圖像怎樣變化？2. 設(shè)圓錐底面半徑為R，錐面母線與底面的夾角為B(3°5°),透鏡材料的折射率為n。令屏離錐頂A的距離為x,求出為描述圖像變化需給出的屏的幾個(gè)特殊位置。圖10-9八、10個(gè)同

7、樣的扁長(zhǎng)木塊一個(gè)緊挨一個(gè)地放在水平底面上，如圖10-10所示，每個(gè)木塊的質(zhì)量m=0.40千克，長(zhǎng)1=0.50米，它們與底面間的靜摩擦和滑動(dòng)摩擦系數(shù)均為卩2=0.10。原來(lái)木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)。左方第一個(gè)木塊的左端上方放一質(zhì)量為M=1.0千克的小鉛塊，它與木塊間的靜摩擦和滑動(dòng)摩擦系數(shù)均為卩1=0.20?，F(xiàn)突然給鉛塊一向右的初速度V°=4.3米/秒，使其在大木塊上滑行。試確定鉛塊最后的位置在何處（落在地上還是停在哪塊木塊上）。取重力加速度g=10米/秒蔦設(shè)鉛塊的線度與I相比可以忽略。nnV。i>圖10-10LWI7777B大氣2m、九、圖10-11所示為一放在支架上的直立汽缸，其上部園筒的體積為Vm,內(nèi)有一質(zhì)量為截面積為2S的很薄的活塞A。下部園筒足夠長(zhǎng)，內(nèi)有一質(zhì)量為m、截面積為S的活塞B。兩園筒由一細(xì)而短的管道連通?；钊稍诟髯缘膱@筒內(nèi)無(wú)摩擦地上下滑動(dòng)?；钊鸄的上方盛有1摩爾的理想氣體，活塞A、B之間盛有2摩爾的同種理想氣體。達(dá)到平衡時(shí)，A上方氣體的溫度為To,A、B之間的氣體的體積大于Vm。該理想氣體每摩爾的內(nèi)能U可用U=cT來(lái)表示，c為恒量，T為熱力學(xué)溫度。設(shè)活塞、汽缸壁、管