第屆全國中學生物理競賽預賽試題

（生物科技行業(yè)）第屆 全國中學生物理競賽預賽試題本卷共九題，滿分200分壹、（10分）在橫線上填上恰當?shù)膬?nèi)容1 .在2004年6月10日聯(lián)合國大會第58次會議上，鼓掌通過壹項決議。決議摘錄如下：聯(lián)合國大會，承認物理學為了解自然界提供了重要基礎(chǔ)，注意到物理學及其應用是當今眾多技術(shù)進步的基石，確信物理教育提供了建設(shè)人類發(fā)展所必需的科學基礎(chǔ)設(shè)施的工具，意識到2005年是愛因斯坦科學發(fā)現(xiàn)壹百周年，這些發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)代物理學奠定了基礎(chǔ)，顯赧*區(qū)-良物兇*飆.宣告2005年為年.2 .愛因斯坦在現(xiàn)代物理學領(lǐng)域作出了很多重要貢獻，試舉出其中倆項：二、（17分）現(xiàn)有壹個彈簧測力計（可隨便找地方懸掛），壹把勻質(zhì)的長為l的有刻度、零點位于端點的直尺， 壹個木塊及質(zhì)量不計的細線.試用這些器件設(shè)計壹實驗裝置（要求畫出示意圖），通過壹次測量（彈簧測力計只準讀壹次數(shù)），求出木塊的質(zhì)量和尺的質(zhì)量.（已知重力加速度為 g）三、（18分）內(nèi)表面只反射而不吸收光的圓筒內(nèi)有 壹半徑為R的黑球，距球心為2R處有壹點光源S, 球心O和光源S皆在圓筒軸線上，如圖所示.若使 點光源向右半邊發(fā)出的光最后全被黑球吸收，則筒的內(nèi)半徑r最大為多少？:縊滋3縊必儂如空縊密四、（20分）處在激發(fā)態(tài)的氫原子向能量較低的狀 態(tài)躍遷時會發(fā)出壹系列不同頻率的光，稱為氫光 譜.氫光譜線的波長能夠用下面的巴耳末一里德伯公式來表示n, k分別表示氫原子躍遷前后所處狀態(tài)的量子數(shù).，對于每壹個k,有,R稱為里德伯常量，是壹個已知量.對于的壹系列譜線其波長處在紫外 線區(qū)，稱為賴曼系；的壹系列譜線其波長處在可見光區(qū)，稱為巴耳末系. 用氫原子發(fā)出的光照射某種金屬進行光電效應實驗，當用賴曼系波長最 長的光照射時，遏止電壓的大小為U1 ,當用巴耳末系波長最短的光照射時，遏止電壓的大小為 U2.已知電子電量的大小為，真空中的光速為， 試求：普朗克常量和該種金屬的逸出功.五、（25分）壹質(zhì)量為 m的小滑塊A沿斜坡由靜止開始下滑，和壹質(zhì)量 為km的靜止在水平地面上的小滑塊 B發(fā)生正碰撞，如圖所示.設(shè)碰撞是彈性的，且壹切摩擦不計.為使二者能且只能發(fā)生倆次碰撞，則 k的值應 滿足什么條件？六、（25分）如圖所示，倆根位于同壹水平 面內(nèi)的平行的直長金屬導軌，處于恒定磁場,中，磁場方向和導軌所在平面垂直.壹質(zhì)量下為m的均勻?qū)w細桿， 放在導軌上，且和導Ro vo軌垂直，可沿導軌無摩擦地滑動，細桿和導| LI軌的電阻均可忽略不計.導軌的左端和壹根kJ口 阻值為R0的電阻絲相連，電阻絲置于壹絕熱容器中，電阻絲的熱容量不計.容器和壹水平放置的開口細管相通，細管內(nèi)有壹截面為 S的小液柱（質(zhì)量不計），液柱將1mol氣體（可視為 理想氣體）封閉在容器中.已知溫度升高1K時，該氣體的內(nèi)能的增加量為（R為普適氣體常量），大氣壓強為 p0,現(xiàn)令細桿沿導軌方向以初速 v0向右運動，試求達到平衡時細管中液柱的位移.七、（25分）三個電容器分別有不同的電容值C1、C2、C3.現(xiàn)把這三個電容器組成圖示的（a）、（b）、（c）、（d）四種混聯(lián)電路，試論證：是否能夠通 過適當選擇 C1、C2、C3的數(shù)值，使其中某倆種混聯(lián)電路A、B間的等效電容相等.ABCD為過八、（30分）如圖所示，壹根長為的細剛性輕桿的倆端分別連結(jié)小球和， 它們的質(zhì)量分別為 ma和mb.桿可繞距球為處的水平定軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn) 動.初始時桿處于豎直位置.小球幾乎接觸桌面.在桿的右邊水平桌面 上，緊挨著細桿放著壹個質(zhì)量為m的立方體勻質(zhì)物塊，立方體中心且和細桿共面的截面.現(xiàn)用壹水平恒力F作用于球上，使之繞軸逆時針轉(zhuǎn)動，求當a轉(zhuǎn)過角時小球b速度的大小.設(shè)在此過程中立方體物塊沒 有發(fā)生轉(zhuǎn)動，且小球 b和立方體物塊始終接觸沒有分 離.不計壹切摩擦.九、（30分）如圖所示，水平放置的金屬細圓環(huán)半徑為 a,豎直放置的金屬細圓柱（其半徑比a小得多）的端面和金屬圓環(huán)的上表面在同壹平面內(nèi)，圓柱的細軸通 過圓環(huán)的中心 O.壹質(zhì)量為 m,電阻為R的均勻?qū)w 細棒被圓環(huán)和細圓柱端面支撐，棒的壹端有壹小孔套 在細軸。上，另壹端A可繞軸線沿圓環(huán)作圓周運動， 棒和圓環(huán)的摩擦系數(shù)為.圓環(huán)處于磁感應強度大小為、方向豎直向上的恒定磁場中，式中K為大于零的常量，r為場點到軸線的距離. 金屬細 圓柱和圓環(huán)用導線 ed連接.不計棒和軸及和細圓柱端面的摩擦，也不計 細圓柱、圓環(huán)及導線的電阻和感應電流產(chǎn)生的磁場.問沿垂直于棒的方勻速轉(zhuǎn)動.向以多大的水平外力作用于棒的A端才能使棒以角速度