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2010年第27届全国中学生物理竞赛预赛试题及参考答案

第 27 届全国中学生物理竞赛 预赛试题 一、选择题。本题共 7 小题,每小题 6 分,在每小题给出的 4 个选项中,有的小题只有一项是正确 的,有的小题有多项是正确的。把正确选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内。全部选对得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错或不答的得 0 分。 1.若质点做直线运动的速度 v 随时间 t 变化的图线如图 1 所示,则该质点的位移 s(从 t ? 0 开始) 随时间 t 变化的图线可能是图 2 中的哪一个?() 2.烧杯内盛有 0?C 的水,一块 0?C 的冰浮在水面上,水面正好在杯口处。最后冰全部熔解成 0?C 的 水。在这过程中() A.无水溢出杯口,但最后水面下降了 C.无水溢出杯口,水面始终在杯口处 B.有水溢出杯口,但最后水面仍在杯口处 D.有水溢出杯口,但最后水面低于杯口 3.如图所示,a 和 b 是绝热气缸内的两个活塞,他们把气缸分成甲和乙两部分,两部分中都封有等 量的理想气体。A 是导热的,其热容量可不计,与气缸壁固连。b 是绝热的,可在气缸内无摩擦滑动, 但不漏气,其右方为大气。图中 k 为加热用的电炉丝。开始时,系统处于平衡状态,两部分中气体的温 度和压强都相同。现接通电源,缓慢加热一段时间后停止加热,系统又达到新的平衡,则() A.甲、乙中气体的温度有可能不变 B.甲、乙中气体的压强都增加了 C.甲、乙中气体的内能的增加量相等 D.电炉丝放出的总热量等于甲、乙中气体增加内能的总和 a 甲 乙 b 4.一杯水放在粘性上加热烧开后,水面上方有“白色气” ;夏天一块冰放在桌面上,冰的上方也有 “白色气” 。下列说法正确的是() A.前者主要是由杯中水变来的“水的气态物质” B.前者主要是由杯中水变来的“水的液态物质” C.后者主要是由冰变来的“水的气态物质” D.后者主要是由冰变来的“水的液态物质” 1 5.如图所示,电容量分别为 C 和 2C 的两个电容器 a 和 b 串联接在电动 势为 E 的电池两端充电,达到稳定后,如果用多用电表的直流电压挡 V 接 到电容器 a 的两端(如图) ,则电压表的指针稳定后的读数是() A. E / 3 B. 2 E / 3 C.E D.0 V a E b 6.已知频率为? 、波长为 ? 的光子的能量 E ? h? ,动量为 P ? h / ? ,式中为普朗克常量,则光速 c 可表示为() A. P E B. E P C. EP D. E2 P2 a ? c ? 7.某种核 X 经过 ? 衰变后变为核 Y,再经过 ? 衰变后变为核 Z,即 b X ?? ?d Y ?? ?feZ ,下列关系 中正确的是() A. a ? e ? 4 B. c ? e C. d ? f ? 1 D. b ? f ? 2 二、填空题。把答案填在题中的横线上或题中指定的地方。只要给出结果,不需写出求得的过程。 8.(12 分)选择合适的卫星发射地发射卫星,对提高运载效率、节省燃料等方面都有影响(特别是 对同步卫星的发射) 。 如果在地球表面纬度为 ? 处发射一颗绕地球表面运行的人造卫星, 假设地球可视为质量均匀分布的 球体,已知地球自转的角速度为 ? ,地球半径为 R,地球表面处的重力加速度为 g,卫星质量为 m,则 至少要给卫星的能量为______________。设重力加速度 g ? 9.80m / s2 ,地球半径 R ? 6.4 ? 106 m ,卫星 质量 m ? 1.00 ?103 kg ,若发射地在酒泉,其纬度为北纬 40 度 58 分,则所需的能量为___________J;若 发射地在文昌,其纬度为北纬 19 度 19 分,则所需的能量为___________J。 9.(18 分)图中所示为一球心在 O 点的不带电的固定的导体球,A、B、C 是球外三点,与球心 O 在同一平面内, 三点的位置 OAB 和 OBC 都为等边三角形。 当把一表面均匀带正电的塑料小球的球心放 在 A 点时(如图所示) ,已知此时 A、B、C 三点的电势分别为 UA、UB、UC。现把另外两个与放在 A 点 的小球完全相同的带正电的塑料小球分别放在 B 点和 C 点,已知导体球上感应电荷的分布可看作是各 ? ?UA ? ? __________, 塑料小球单独存在在时所产生的感应电荷分布的叠加。 此时, BA 两点间的电势差 U B ? ? UC ? ? __________,AC 两点间的电势差 U A ? ? UC ? ? BC 两点间的电势差 U B A __________。如果在上面的情况下,把导体球移到电场以外,则 BA 两点 间的电势差将__________(填“增大” 、 “减小”或“不变” ) ,BC 两点间 的电势差将__________(填“增大” 、 “减小”或“不变” ) ,AC 两点间的 电势差将__________(填“增大” 、 “减小”或“不变” ) 。 O B C 2 10.(10 分)用图示电路测得的数据可画出小灯泡的伏安特性图线,小 灯泡 L 的额定功率为 3.6W,额定电压为 6V。电源 E 的电动势为 10V,内 阻不计,滑动变阻器 R 的全电阻约为 200 ? 。通过调节滑动变阻器,可以 调节通过 L 的电流,电流 I 由电流表 A 读出,灯泡两端的电压 U 由电压表 V 读出。根据测量数据可在方格纸上画出在测量范围内小灯泡的伏安特性 图线,所画出的图线可能是下图中的哪一个?答:________。 I /A 0.8 0.6 0.4 0.2 0 2 4 6 (A) 0.8 0.6 0.4 0.2 8 U/V 0 2 4 6 (B) I /A 0.8 0.6 0.4 0.2 8 U/V 0 2 4 6 (C) I /A 0.8 0.6 0.4 0.2 8 U/V 0 2 4 6 (D) I /A 0.8 0.6 0.4 0.2 8 U/V 0 2 4 6 (E

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