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2012届南安一中物理奥赛综合试卷(一)答案


2012 届南安一中物理奥赛综合试卷(一)答案
一.答案及评分标准:全题 40 分,每小题 4 分。每小题全选对的给 4 分,选不全的给 2 分,有 选错的给 0 分,不答的给 0 分。 1.D 2.B 3.C 4.BCD 5.C 6.D 7.AC 8.AB 9.CD 10.A 二.答案及评分标准:全题 15 分,每小题 5 分。答案正确的,按下列答案后面括号内的分数给

分;答错的,不答的,都给 0 分。

11.

(5 分)12.

13.4.8(5 分)

三.答案及评分标准:全题 20 分,其中 14 题 6 分,16 题 8 分。答案正确的,按下列答案后面括 号内的分数给分;答错的,不答的,都给 0 分。 14. (1)64.7(3 分,答数在 64.2 到 65.2 范围内的都给分。 ) (2)A、B、D(3 分,不是 A、B、D 的均给零分。 ) 15.移动透镜,当屏上得到光源清晰的象时,测量象距 v;继续移动透镜,当屏上得到光源 的另一个清晰的像时,测量端面 B 与透镜的距离 l。 d=v-l (6 分。完全答对给 6 分,否则不给分。如果测量方法与 参考答案不同,但结果正确,同样给分。 ) 16. (1)如图所示。 (5 分。若电阻 R1 与电池串联,不扣分;若 R2 用作限流电阻,正确的同样给分。 ) (2)r1= A1 A2 R2 K R1

I2 r2 I1

E

I1 表示通过电流表 A1 的电流,I2 表示通过电流表 A2 的电流,r2 表示电流表 A2 的内阻。 (3 分, 未说明 r2 的不扣分。 ) 四.参考解答: 17.参考解答: 因为缸水平放置,又不计活塞的摩擦,故平衡时两气室内的压强必相等。设初态时气室内压 强为 po,气室 1、2 的体积分别为 ;在活塞 A 向右移动 d 的过程中活塞 B 向右移动的距

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离为 x;最后气缸内压强为 p,因温度不变,分别对气室 1 和 2 的气体运用玻意耳定律,得 气室 1 气室 2 由①、②两式解得 ② ①



由题意,

,得

④ 评分标准:本题 11 分。 ①式 4 分, ②式 3 分,得出 ③式 2 分,算出 ④式再给 2 分。 18.参考解答: 已知感应电动势的最大值

Em ? na? m
设线圈在磁场中转动的周其为 T,则有

1 ○

??

2? T

2 ○

根据欧姆定律,电路中电流的最大值为

Im ?

Em R?r

4 ○

设交流电流表的读数 I,它是电流的有效值,根据有效值与最大值的关系,有

I?

1 2

Im

4 ○

由题给的 ? ? 1 图线可读得

? m ? 1.0 ?10-2 Wb

5 ○

2012 届物理奥赛综合试卷(一)答案第 2 页 共 6 页

T ? 3.14 ? 10?2 B
解以上各式,并代入数据,得

6 ○

I ? 1 .4 A
评分标准:本题 12 分。

7 ○

2 式 1 分,○ 3 式 2 分,○ 4 式 3 分,○ 5 式 2 分,○ 6 式 2 分,○ 7 式 2 分。 ○ 19.参考解答: 在Δ t 内,光束转过角度: 如图, 有两种可能:

?? ?

?t ? 360 ? ? 15? , T



(1) 光束照射小车时, 小车正在接近 N 点, Δ t 内光束与 MN 的夹角从 45°变为 30°, 小车 走过 L1,速度应为:

v1 ?

L1 ?t



由图可知

L1 ? d (tg45? ? tg30?)
v1 ? 1.7m/s .

③ ④

由②、③两式并代入数值,得:

(2)光束照到小车时,小车正在远离 N 点, ?t 内光束与 MN 的夹角从 45 ? 变为 60 ? ,小车走过

L2 ,速度为:
由图可知

v2 ?

L2 . ?t



L2 ? d (tg60? ? tg45?)

⑥ ⑦

由⑤、⑥两式并代入数值,得: v2 ? 2.9m/s 20.参考解答:

设 m 为卫星质量, M 为地球质量, r 为卫星到地球中心的距离, ? 为卫星绕地心转动的角 速度,由万有引力定律和牛顿定律有,
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G

mM ? mr ? 2 2 r

1 ○

式中 G 为万有引力恒量,因同步卫星绕地心转动的角速度 ? 与地球自转的角速度相等有

2? T Mm 因 G 2 ? mg R

??

2 ○

得 GM ? gR2

3 ○

设嘉峪关到同步卫星的距离为 L ,如图所示,由余弦定理

L ? r 2 ? R 2 ? 2rR cos?
所求时间为

4 ○

t?

L c

5 ○

由以上各式得

? R 2 gT 2 ? 3 ? R 2 gT 2 ? 3 2 ? ? ? ? R ? 2 R ? 4? 2 ? ? 4? 2 ? ? cos a ? ? ? ? t? c
评分标准:本题 12 分。

2

1

6 ○

1 式 1 分,○ 2 式 2 分,○ 3 式 1 分,○ 4 式 5 分,○ 5 式 1 分,○ 6 式 2 分。 ○ 21.参考解答: 带电粒子从 S 出发,在两筒之间的电场力作用下加速,沿径向穿出 a 而进入磁场区,在洛 仑兹力作用下做匀速圆周运动, 粒子再回到 S 点的条件是能沿径向穿过狭缝 b , 只要穿过了 b , 粒子就会在电场力作用下选减速,再反向回速,经 b 重新进入磁场区,然后,粒子将以同样方 式经过 c 、 d ,再经过 a 回到 S 点。 设粒子射入磁场区的速度为 ? ,根据能量守恒,有
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1 m? 2 ? qU 2

1 ○

设粒子在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动的半径为 R,由洛仑兹力公式和牛顿定律得

m

?2
R

? qB?

2 ○

由并面分析可知,要回到 S 点,粒子从 a 到 b 必经过 必定等于筒的外半径 r0 ,即

3 圆周,所以半 4

径 R

R ? r0
由以上各式解得

3 ○

U?

qr02 B 2 2m

4 ○

评分标准:本题 13 分。 1 式 2 分,○ 2 式 2 分,经分析得出○ 3 式 6 分,解得○ 4 式 3 分。 ○ 22.参考解答: (1)设 C 球与 B 球粘结成 D 时,D 的速度为 ?1 ,由动量守恒,有

? 0 ? (m ? m)?1

1 ○

当弹簧压至最短时,D 与 A 的速度相等,设此速度为 ? 2 ,由动量守恒,有

2m?1 ? 3m? 2
由○ 1 、○ 2 两式得 A 的速度

2 ○

?2 ? ?0

1 3

3 ○

(2)设弹簧长度被锁定后,贮存在弹簧中的势能为 E p ,由能量守恒,有

1 1 2 ? 2m?12 ? ? 3m? 2 ? Ep 2 2

4 ○

撞击 P 后,A 与 D 的动能都为零,解除锁定后,当弹簧刚恢复到自然长度时,势能全部转变 成 D 的动能,设 D 的速度为 ? 3 ,则有
2012 届物理奥赛综合试卷(一)答案第 5 页 共 6 页

Ep ?

1 2 ( 2 m) ? ? 3 2

5 ○

以后弹簧伸长,A 球离开挡板 P,并获得速度,当 A、D 的速度相等时,弹簧伸至最长,设 此时的速度为 ? 4 ,由动最守恒,有

2m? 3 ? 3m? 4
?

6 ○

当弹簧伸到最长时,其势能量大,设此势能为 E? ,由能量守恒,有

1 1 ? 2 2 ? 2m? 3 ? ? 3m? 4 ? Ep 2 2
解以上各式得

7 ○

1 ? 2 Ep ? m? 0 36
评分标准:本题 14 分。

8 ○

第(1)问 5 分,其中○ 1 式 2 分,○ 2 式 2 分,○ 3 式 1 分。 第(2)问 9 分,其中○ 4 式 2 分,○ 5 式 3 分,○ 6 式 1 分,○ 7 式 2 分,○ 8 式 1 分。

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