2019年全國物理競賽中學(xué)預賽試卷
一、選擇題。本題共5小題，每小題6分。在每小題給出的4個(gè)選項中，有的小題只有一項符合題意，有的小題有多項符合題意。把符合題意的選項前面的英文字母寫(xiě)在每小題中的方括號內。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不答的得0分。
1.下列說(shuō)法正確的是[ ]
A.一束單色光從真空射入玻璃時(shí)，在玻璃表面處發(fā)生折射現象，這與光在玻璃中的傳播速度不同于真空中的速度有關(guān)
B.白紙上有兩個(gè)非�？拷男『诎�，實(shí)際上是分開(kāi)的，沒(méi)有重疊部分。但通過(guò)某一顯微鏡所成的象卻是兩個(gè)連在一起的沒(méi)有分開(kāi)的光斑，這與光的衍射現象有關(guān)
C.雨后虹的形成與光的全反射現象有關(guān)
D.老年人眼睛常變?yōu)檫h視眼，這時(shí)近處物體通過(guò)眼睛所成的像在視網(wǎng)膜的前方(瞳孔與視網(wǎng)膜之間)，故看不清
2.圖中A、B為兩塊金屬板，分別與高壓直流電源的正負極相連。一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的點(diǎn)電荷自貼在近A板處靜止釋放(不計重力作用)。已知當A、B兩板平行、兩板的面積很大且兩板間的距離很小時(shí)，它剛到達B板時(shí)的速度為u0，在下列情況下以的速度，則[ ]
A.若A、B兩板不平行，則u
B.若A板面積很小，B板面積很大，則u
C.若A、B兩板間的距離很大，則u
D.不論A、B兩板是否平行、兩板面積大小及兩板間距離多少，u都等于u0
3.α粒子和β粒子都沿垂直于磁場(chǎng)方向射入同一均勻磁場(chǎng)中，發(fā)現這兩種粒子沿相同半徑的圓軌道運動(dòng)。若α粒子的質(zhì)量為m1、β粒子的是質(zhì)量為m2，則α粒子與β粒子的動(dòng)能之比(用m1和m2表示)是[ ]
A.m2mm4m2 B.1 C.1 D. m1m24m2m1
4.由玻爾理論可知，當氫原子中的核外電子由一個(gè)軌道躍遷到另一軌道時(shí)，有可能[ ]
A.發(fā)射出光子，電子的動(dòng)能減少，原子的勢能減少
B.發(fā)射出光子，電子的動(dòng)能增加，原子的勢能減少
C.吸收光子，電子的動(dòng)能減少，原子的勢能增加
D.吸收光子，電子的動(dòng)能增加，原子的勢能減少
5.圖示兩條虛線(xiàn)之間為一光學(xué)元件所在處，AB為其主光軸，P是一點(diǎn)光源，其傍軸光線(xiàn)通過(guò)此光學(xué)Q元件成像于Q點(diǎn)。該光學(xué)元件可能是[ ]
A.薄凸透鏡
B.薄凹透鏡
C.凸球面鏡
D.凹球面鏡
二、填空題和作圖題。把答案填在題中的橫線(xiàn)上或把圖畫(huà)在題中指定的地方。只要給出結果，不需寫(xiě)出求得結果的過(guò)程。
6.(8分)國際上已規定133B Cs原子的頻率f9192631770 Hz(沒(méi)有誤差)。這樣秒的定義_______ __________________。國際上已規定一個(gè)公認的光速值c299792458 m/s(沒(méi)有誤差)。長(cháng)度單位由時(shí)間單位導出，則米定義為_(kāi)________________________________。
7.(8分)質(zhì)量為m1的小滑塊，沿一傾角為θ的光滑斜面滑下，斜面質(zhì)量為m2，置于光滑的水平桌面上。設重力加速度為g，斜面在水平桌面上運動(dòng)的加速度的大小為_(kāi)______________________。
8.(8分)一線(xiàn)光源，已知它發(fā)出的光包含三種不同頻率的可見(jiàn)光，若要使它通過(guò)三棱鏡分光，最后能在屏上看到這三種不同頻率的光譜線(xiàn)，則除了光源、三棱鏡和屏外，必需的器件至少還應有______________________________________。其中一個(gè)的位置應在_________________________和 ___________________之間，另一個(gè)的位置應在_______________________和____________________之間。
9.(12分)如圖所示，A為放在水平光滑桌面上的長(cháng)方形物塊，
在它上面放有物塊B和C，A、B、C的質(zhì)量分別為m、5m、m。B、C與A之間的靜摩擦系數和滑動(dòng)摩擦系數皆為0.10。K為輕滑輪，繞過(guò)輕滑輪連接B和C的輕細繩都處于水平放置�，F用沿水平方向的恒定外力F拉滑輪，使A的加速度等于0.20g，g為重力加速度。在這種情況時(shí)，B、A之間沿水平方向的作用力大小等于____________，C、A之間沿水平方向的作用力大小等于，外力F的大小等于______________。
10.(14分)
i.在做“把電流表改裝成電壓表”的實(shí)驗中，必須單刀雙擲開(kāi)關(guān) 變阻器測出電流表的內阻和用標準電壓表對改裝成的電壓表進(jìn)行校校準。某同學(xué)對圖示的器材進(jìn)行了連接，使所連成單刀開(kāi)關(guān) 電池的電路只要控制單刀雙擲開(kāi)關(guān)的刀位和調節電阻箱及變阻器，不需改動(dòng)連線(xiàn)，就能：
(1)在與電阻箱斷路的條件下測出電流表的內阻;
(2)對改裝成的電壓表所有的刻度進(jìn)行校準。
試在圖中畫(huà)出該同學(xué)的全部連線(xiàn)。
ii.有一塊橫截面為矩形的長(cháng)板，長(cháng)度在81 cm與82 cm之間，寬度在5 cm與6 cm之間，厚度在1 cm與2 cm之間�，F用直尺(最小刻度為mm)、卡尺(游標為50分度)和千分尺(螺旋測微器)去測量此板的長(cháng)度、寬度和厚度，要求測出的最后一位有效數字是估讀的。試設想一組可能的數據填在下面的空格處。板的長(cháng)度____________cm，板的寬度____________cm，板的厚度 _____________cm。
三、計算題。計算題的解答應寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后結果的不能得分。
11.(20分)在水平地面某處，以相同的速率v0用不同的拋射角分別拋射兩個(gè)小球A和B，它們的射程相同。已知小球A在空中運動(dòng)的時(shí)間為T(mén)A，求小球B在空中運動(dòng)的時(shí)間TB。重力加速度大小為g，不考慮空氣阻力。
12.(20分)從地球上看太陽(yáng)時(shí)，對太陽(yáng)直徑的張角0.53，取地球表面上緯度為1°的長(cháng)度l110 km，地球表面處的重力加速度g10 m/s2，地球公轉的周期T365天。試僅用以上數據計算地球和太陽(yáng)密度之比。假設太陽(yáng)和地球都是質(zhì)量均勻分布的球體。
13.(16分)一個(gè)用電阻絲繞成的線(xiàn)圈，浸沒(méi)在量熱器所盛的油中，油的溫度為0℃，當線(xiàn)圈兩端加上一定電壓后，油溫漸漸上升，0℃時(shí)溫度升高的速率為5.0 Kmin1，持續一段時(shí)間后，油溫上升到30℃，此時(shí)溫度升高的速率為4.5 Kmin1，這是因為線(xiàn)圈的電阻與溫度有關(guān)。設溫度為θ℃時(shí)線(xiàn)圈的電阻為Rθ，溫度為0℃時(shí)線(xiàn)圈的電阻為R0，則有RθR0(1α)，α稱(chēng)為電阻的溫度系數。試求此線(xiàn)圈電阻的溫度系數。假設量熱器及其中的油以及線(xiàn)圈所構成的系統溫度升高的速率與該系統吸收的熱量的速率(即單位時(shí)間內吸收的熱量)成正比;對油加熱過(guò)程中加在線(xiàn)圈兩端的電壓恒定不變;系統損失的熱量可忽略不計。
14.(18分)如圖所示，一摩爾理想氣體，由壓強與體積關(guān)系的pV圖中的狀態(tài)A出發(fā)，經(jīng)過(guò)一緩慢的直線(xiàn)過(guò)程到達狀態(tài)B，已知狀態(tài)B的壓強與狀態(tài)A的壓強之比為5 1，若要使整個(gè)過(guò)程的最終結果2 p是氣體從外界吸收了熱量，則狀態(tài)B與狀態(tài)A的體積之比應滿(mǎn)足什么條件已知此理想氣體每摩爾的內能為
15.(23分)如圖所示，匝數為N1的原線(xiàn)圈和匝數為N2的副線(xiàn)圈繞在同一閉合鐵芯上，副線(xiàn)圈兩端與電阻R相連，原線(xiàn)圈兩端與平行金屬導軌相連。兩軌之間的距離為L(cháng)，其電阻可不計。在虛線(xiàn)的左側，存在方向與導軌所在平面垂直的勻強磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應強度大小為B，pq是一質(zhì)量為m電阻為r與導軌垂直放置的金屬桿，它可在導軌上沿與導軌平行的方向無(wú)摩擦地滑動(dòng)。假設在任何同一時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈每一匝的磁通量相同，兩個(gè)線(xiàn)圈的電阻、鐵芯中包括渦流在內的各種損耗都忽略不計，且變壓器中的電磁場(chǎng)完全限制在變壓器鐵芯中�，F于t0時(shí)刻開(kāi)始施一外力，使桿從靜止出發(fā)以恒定的加速度a向左運動(dòng)。不考慮連接導線(xiàn)的自感。若已知在某時(shí)刻t時(shí)原線(xiàn)圈電流的大小為I1，
i.求此時(shí)刻外力的功率;
ii.此功率轉化為哪些其他形式的功率或能量變化率試分別求出它們的大小。
R 3RT，R為普適氣體常量，T為熱力學(xué)溫度。
16.(23分)如圖所示，以質(zhì)量為m半徑為R的由絕緣材料制成的薄球殼，均勻帶正電，電荷量為Q，球殼下面有與球殼固連的底座，底座靜止在光滑的水平面上。球殼內部有一勁度系數為η的輕彈簧(質(zhì)量不計)，彈簧始終處于水平位置，其一端與球殼內壁固連，另一端恰好位于球心處，球殼上開(kāi)有一個(gè)小孔C，小孔位于過(guò)球心的水平線(xiàn)上。在此水平線(xiàn)上離球殼很遠的O處有一質(zhì)量也為m電荷量也為Q的帶正電的點(diǎn)電荷P，它以足夠大的初速度v0沿水平的OC方向開(kāi)始運動(dòng)。并知P能通過(guò)小孔C進(jìn)入球殼內，不考慮重力和底座的影響，已知靜電力常量為k，求P剛進(jìn)入C孔出來(lái)所經(jīng)歷的時(shí)間。
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