中国物理奥林匹克预赛试题

一、选择题。本题有***5个小题，每个小题6分。每个问题给出的四个选项中，有的问题只有一个答案，有的问题有多个答案。在每个问题中，将与问题意思相符的选项前的英文字母写在方括号中。所有选择正确的得6分，选择正确但不完全的得3分，选择错误或不回答的得0分。

1.下列说法是正确的[]

A.当一束单色光从真空进入玻璃时，会在玻璃表面发生折射，这与光在玻璃中的传播速度与在真空中的传播速度不同有关。

b白纸上有两个相距很近的小黑点，实际上是分开的，没有重叠。而某台显微镜形成的像是两个相连的点，没有分离，这与光的衍射现象有关。

雨后彩虹的形成与光的全反射有关。

D.老年人的眼睛经常会变成远视。这时，附近的物体经过眼睛形成的像在视网膜前面(瞳孔和视网膜之间)，所以看不清楚。

2.图中A和B是两块金属板，分别与高压DC电源的正负极相连。一个带正电荷的点电荷，电荷量为Q，质量为M，当它附着在板A上时(不考虑重力)静态释放。已知当A、B两块板平行，两块板的面积很大，两块板之间的距离很小时，刚好到达B板时的速度为u0。在下列情况下，U代表点电荷刚好到达B板时的速度，则[]

A.如果板a和板b不平行，u < u0。

B.如果a板面积小，b板面积大，那么u < u0。

C.如果板a和板b之间的距离很大，u < u0。

不管两块板A和B是否平行，也不管两块板的面积和两块板之间的距离，D u都等于u0。

3.将α粒子和β粒子都沿垂直于磁场的方向注入到同一个均匀磁场中，发现这两个粒子以相同半径的圆形轨道运动。若α粒子的质量为m1，β粒子的质量为m2，则α粒子与β粒子的动能之比(用m1和m2表示)为[]。

A.B.

C.D.

4.根据玻尔理论，当氢原子中的核外电子从一个轨道跳到另一个轨道时，有可能[]

a发射光子时，电子的动能降低，原子的势能降低。

b发射光子时，电子的动能增加，原子的势能减少。

c吸收光子降低了电子的动能，增加了原子的势能。

D.当光子被吸收时，电子的动能增加，原子的势能减少。

5.两条虚线之间有一个光学元件，AB是它的主光轴，P是点光源，它的近轴光通过这个光学元件成像在Q点。光学元件可以是[]

A.薄凸透镜

B.薄凹透镜

C.凸球面镜

D.凹面球面镜

第二，填空，抽题。将答案填在问题中的横线上或将图片放在问题中的指定位置。只要给出结果，就不需要写获得结果的过程。

6.(8分)国际上已经把133Cs原子的频率规定为f=9192631770Hz(没有错误)。这种秒的定义是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。国际上已经规定了一个公认的光速值c=299792458m/s(无误差)。如果长度单位来源于时间单位，则米定义为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。

6.(8分)时间为9192631770周期的电磁波振动对应于133Cs跃迁(4分)

7.(8分)质量为m1的小滑块在倾角为θ的光滑斜面上滑下，质量为m2的斜面放在光滑的水平桌面上。设重力加速度为g，斜面在水平桌面上运动的加速度的大小为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。

7.(* * * 8分)

解析:设斜面在水平桌面上运动的加速度为a2，以斜面m2为参考系，加上惯性力m1a2。根据牛顿第二定律，水平方向为fns inθ+m 1 a2 = m 1a 1 cosθ。

垂直方向:m 1g-fn cosθ= m 1a 1 sinθ。

对于m2，水平方向:FNsinθ= m2a2。

联立求解:a2=

8.(8分)已知线状光源发出三种不同频率的可见光。如果要用棱镜分光，最后在屏幕上看到这三种不同频率的谱线，除了光源、棱镜和屏幕之外，必要的设备至少要有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。其中一个的位置应该在_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _之间。

考点位置本题目考查光的色散实验及其相关知识。【资料来源:薛。部分。净]

9.(12分)(2013第30届全国大赛初赛)如图所示，A是一个放置在水平光滑桌面上的矩形块，上面放着块B和C，A、B和C的质量分别为m、5m和m。B、C和A之间的静摩擦系数和滑动摩擦系数都是0.10。k是灯滑轮，绕过灯滑轮连接B和C的灯串水平放置。目前滑轮沿水平方向被一个恒定的外力F拉动，这样A的加速度等于0.20g，G为重力加速度。在这种情况下，B和A之间的水平力等于_ _ _ _ _ _ _ _，C和A之间的水平力等于_ _ _ _ _ _ _ _，外力F等于_ _ _ _ _ _ _ _。

10.(14分)

一、在“将电流表改装成电压表”的实验中，我们必须

测量电流表内阻，用标准电压表修改电压表

线路校准。一位同学连接了图中所示的设备，使其连接。

该电路只需控制单刀双掷开关的刀位，调节电阻箱和变压器

在不改变连接的情况下，电阻器可以:

(1)测量电流表与电阻箱断开时的内阻；

(2)校准转换后的电压表的所有刻度。

试着画出图中这位同学的所有联系。

二。有一个长方形长板，长81 cm和82 cm，宽5 cm和6 cm，厚1 cm和2 cm。用直尺(最小刻度为mm)、卡尺(游标为50)和千分尺(螺旋千分尺)测量这块板的长、宽、厚，估算出需要测量的最后一位有效数字。想象一组可能的数据来填充下面的空白。木板的长度是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _厘米，木板的宽度是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _厘米，木板的厚度是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _。

第三，计算问题。计算题的解法要写必要的文字、方程和重要的计算步骤，只能算最后的结果不能计分。

11.(20分)(2013第30届全国比赛预赛)在水平地面的某处，以相同的速度v0投掷两个球A和B，投掷角度不同，其射程相同。已知球A在空中运动的时间为TA，球B在空中运动的时间为TB。重力加速度为g，不考虑空气阻力。

12.(20分钟)从地球上看太阳，张角θ = 0.53，地球表面纬度长度l=110km，重力加速度g=10m/s2，地球公转周期。尝试仅用上述数据计算地球和太阳的密度比。假设太阳和地球是质量分布均匀的球体。

12.当地球绕着太阳转时，万有引力定律和牛顿定律

(1)

13.(16分钟)用电阻丝缠绕的线圈浸入量热计所含的油中，油温为0℃。当线圈两端施加一定电压时，油温逐渐升高，0℃时的温升速率为5.0 K min？1，一段时间后，油温升至30℃，升温速度为4.5 K min？1，这是因为线圈的电阻与温度有关。设温度为θ℃时线圈的电阻为Rθ，温度为0℃时为R0，则α称为电阻的温度系数。试求这个线圈电阻的温度系数。假设量热计、其中的油和线圈组成的系统的升温速率与系统吸收热量的速率(即单位时间吸收的热量)成正比。在油加热过程中，施加在线圈两端的电压是恒定的；系统的热损失可以忽略不计。

14.(18分钟)如图所示，1摩尔理想气体从压力与体积关系的P-V图中的状态A开始，经过一个缓慢的线性过程到达状态B。状态B的压力与状态A的压力之比是已知的。如果整个过程的最终结果是气体从外界吸热，那么B态和A态的体积比应该满足什么条件？已知每摩尔这种理想气体的内能为0，r是普适气体常数，t是热力学温度。

15.(23分钟)如图所示，匝数为N1的初级线圈和匝数为N2的次级线圈缠绕在同一个闭合铁芯上，次级线圈两端接电阻R，初级线圈两端接平行金属导轨。两条轨道之间的距离为L，其电阻可以忽略不计。在虚线的左侧，有一个方向垂直于导轨平面的均匀磁场。磁场的磁感应强度为B，pq是一根质量为m，电阻为r的金属杆，垂直于导轨放置，可以在导轨上沿平行于导轨的方向无摩擦滑动。假设在任一时刻通过线圈每匝的磁通量相同，则忽略两个线圈的电阻和包括铁芯中涡流在内的各种损耗，变压器中的电磁场完全被约束在变压器铁芯中。目前，总是施加一个外力，使杆从静止状态以恒定加速度a向左运动。不考虑连接线的自感。如果已知在某个时间t初级线圈电流的大小是0，

一、找到这一刻外力的力量；

二。这种力量转化成什么其他形式的力量或能量变化率？试着分别找出它们的尺寸。

16.(23分钟)如图所示，质量为m，半径为r的绝缘材料制成的薄球壳均匀带正电，电荷量为q，球壳下方有一个与球壳固定连接的底座，底座仍在光滑的水平面上。球壳内部有一个刚度系数为η的轻弹簧(不考虑质量)。弹簧始终处于水平位置，一端与球壳内壁固定连接，另一端正好位于球体的中心。球壳上开一个小孔C，小孔位于通过球心的水平线上。在这条水平线上，有一个带正电的点电荷P，质量为m，在远离球壳的O处电荷为q，它以足够的初速度v0开始沿水平OC方向运动。还知道P可以通过小孔C进入球壳，不考虑重力和底座的影响，静电力常数已知为k，所以可以求出P刚好进入孔C出来的时间。

所以，P刚进入C洞出来的时间是