1、12012 年第 29 届全国中学生物理竞赛预赛试卷及品分标准本卷共 16 题，满分 200 分一、选择题本题共 5 小题，每小题 6 分在每小题给出的 4 个选项中，有的小题只有一项符合题意，有的小题有多项符合题意把符合题意的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的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不答的得 0 分1下列说法中正确的是A水在 0时密度最大B一个绝热容器中盛有气体，假设把气体中分子速率很大的如大于 vA的分子全部取走，则气体的温度会下降，此后气体中不再存在速率大于vA 的分子C杜瓦瓶的器壁是由两层玻璃制成的，两层玻璃之间抽成真空，抽成真空的主要作用是既可降
2、低热传导，又可降低热辐射D图示为一绝热容器，中间有一隔板，隔板左边盛有温度为 T 的理想气体，右边为真空现抽掉隔板，则气体的最终温度仍为 T2如图，一半径为 R 电荷量为 Q 的带电金属球，球心位置 O 固定，P 为球外一点几位同学在讨论 P 点的场强时，有下列一些说法，其中哪些说法是正确的？A若 P 点无限靠近球表面，因为球表面带电，根据库仑定律可推知，P 点的场强趋于无穷大B因为在球内场强处处为 0，若 P 点无限靠近球表面，则 P 点的场强趋于 0C若 Q 不变，P 点的位置也不变，而令 R 变小，则 P 点的场强不变D若保持 Q 不变，而令 R 变大，同时始终保持 P 点极靠近球表面处
3、，则 P 点的场强不变 3图中 L 为一薄凸透镜，ab 为一发光圆面，二者共轴，S 为与 L 平行放置的屏，已知这时ab 可在屏上成清晰的像现将透镜切除一半，只保留主轴以上的一半透镜，这时 ab 在 S 上的像A尺寸不变，亮度不变2B尺寸不变，亮度降低C只剩半个圆，亮度不变D只剩半个圆，亮度降低4一轻质弹簧，一端固定在墙上，另一端连一小物块，小物块放在摩擦系数为 的水平面上，弹簧处在自然状态，小物块位于 O 处现用手将小物块向右移到 a 处，然后从静止释放小物块，发现小物块开始向左移动A小物块可能停在 O 点B小物块停止以后所受的摩擦力必不为 0C小物块无论停在 O 点的左边还是右边，停前所受
4、的摩擦力的方向和停后所受摩擦力的方向两者既可能相同，也可能相反D小物块在通过 O 点后向右运动直到最远处的过程中，速度的大小总是减小；小物块在由右边最远处回到 O 点的过程中，速度的大小总是增大5如图所示，一内壁光滑的圆锥面，轴线 OO是竖直的，顶点 O 在下方，锥角为 2，若有两个相同的小珠（均视为质点）在圆锥的内壁上沿不同的圆轨道运动，则有：A它们的动能相同B它们运动的周期相同C锥壁对它们的支撑力相同D它们的动能与势能之比相同，设 o 点为势能零点2、填空题和作图题把答案填在题中的横线上或把图画在题中指定的地方只要给出结果，不需写出求得结果的过程6 （6 分）铀 238（92 U）是放射性
5、元素，若衰变时依次放出3， ， ， ， ， 粒子，最终形成稳定的核 ，则其中 X PbYX， Y 7 （10 分）在寒冷地区，为了防止汽车挡风玻璃窗结霜，可用通电电阻加热图示为 10 根阻值皆为 3的电阻条，和一个内阻力 05 的直流电源，现在要使整个电路中电阻条上消耗的功率最大，i应选用根电阻条ii在图中画出电路连线8 （10 分）已知：光子有质量，但无静止质量，在重力场中也有重力势能若从地面上某处将一束频率为 的光射向其正上方相距为 d 的空间站，d 远小于地球半径，令空间站接收到动光的频率为 ，则差 ，已知地球表面附近的重力加速度为 g9 （10 分）图中所示两物块叠放在一起，下面物块位
6、于光滑水平桌面上，其质量为 m，上面物块的质量为 M，两物块之间的静摩擦系数为 现从静止出发对下面物块施以随时间 t 变化的水平推力 Ft ， 为一常量，则从力开始作用到两物块刚发生相对运动所经过的时间等于 ，此时物块的速度等于 10 （16 分）图中 K 是密封在真空玻璃管内的金属电极，它受光照射后能释放出电子；W 是可以透光的窗口，光线通过它可照射到电极 K 上；C 是密封在真空玻璃管内圆筒形的收集电极，它能收集 K 所发出的光电子R 是接在电池组 E（电压足够高）两端的滑动变阻器，电极 K 通过导线与串联电池组的中心端 O 连接；G 是用于测量光电流的电流计已知当某一特定频率的单色光通过
7、窗口照射电极 K 时，能产生光电子当滑动变阻器的滑动接头处在某一点 P 时，可以测到光电流，当滑动头向右移动时，G 的示数增大，使滑动头继续缓慢向右不断移动时，电流计 G 的示数变化情况是： 当滑动变阻器的滑动接头从 P 点缓慢向左不断移动时，电流计 G 的示数变化情况是： 若测得用频率为 1 的单色光照射电极 K 时的遏止电压为 V1，频率为 2 的单色光照射电极时4的遏止电压为 V2，已知电子的电荷量为 e，则普朗克常量 h ，金属电极 K 的逸出功 W0 三、计算题计算题的解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位
8、11 （18 分）如图所示，一根跨越一固定的水平光滑细杆的柔软、 不可伸长的轻绳，两端各系一个质量相等的小球 A 和 B，球 A 刚好 接触地面，球 B 被拉到与细杆同样高度的水平位置，当球 B 到细杆 的距离为 L 时，绳刚好拉直在绳被拉直时释放球 B，使球 B 从静 止开始向下摆动求球 A 刚要离开地面时球 B 与其初始位置的高度 差5612 （20 分）一段横截面积 S10mm 2 的铜导线接入直流电路中，当流经该导线的电流I1 0A 时，该段铜导线中自由电子定向运动的平均速度 u 为多大？已知，每个铜原子有一个“自由电子 ”，每个电子的电荷量 e 16 1019 C；铜的密度 89gc
9、m 3，铜的摩尔质量 64gmol阿伏枷德罗常量 N060210 23mol1 713 （20 分）电荷量分别为 q 和 Q 的两个带异号电荷的小球 A 和 B（均可视为点电荷） ，质量8分别为 m 和 M初始时刻，B 的速度为 0，A 在 B 的右方，且与 B 相距 L0，A 具有向右的初速度 v0，并还受到一向右的作用力 f 使其保持匀速运动，某一时刻，两球之间可以达到一最大距离i求此最大距离ii求从开始到两球间距离达到最大的过程中 f 所做的功914 （20 分）由双原子分子构成的气体，当温度升高时，一部分双原子分子会分解成两个单原子分子，温度越高，被分解的双原子分子的比例越大，于是整个
10、气体可视为由单原子分子构成的气体与由双原子分子构成的气体的混合气体这种混合气体的每一种成分气体都可视作理想气体在体积 V0045m 3 的坚固的容器中，盛有一定质量的碘蒸气，现于不同温度下测得容器中蒸气的压强如下：10试求温度分别为 1073K 和 1473K 时该碘蒸气中单原子分子碘蒸气的质量与碘的总质量之比值已知碘蒸气的总质量与一个摩尔的双原子碘分子的质量相同，普适气体常量R8 31Jmol1 K11115 （20 分）图中 L 是一根通电长直导线，导线中的电流为 I一电阻为R、每边长为 2a 的导线方框，其中两条边与 L 平行，可绕过其中心并与长直导线平行的轴线 OO转动，轴线与长直导线
11、相距 b，ba，初始时刻，导线框与直导线共面现使线框以恒定的角速度 转动，求线框中的感应电流的大小不计导线框的自感已知电流 I 的长直导线在距导线 r 处的磁感应强度大小为 k ，其中 k 为常量rI121316 （20 分）一质量为 m3000kg 的人造卫星在离地面的高度为 H180 km 的高空绕地球作圆周运动，那里的重力加速度 g93ms 2 由于受到空气阻力的作用，在一年时间内，人造卫星的高度要下降H050km已知物体在密度为 的流体中以速度 v 运动时受到的阻力 F 可表示为 F ACv2，式中 A 是物体的最大横截面积，C 是拖曳系数，与物体的形状1有关当卫星在高空中运行时，可以认为卫星的拖曳系数 Cl，取卫星的最大横截面积A60m 2已知地球的半径为 R06400km试由以上数据估算卫星所在处的大气密度14152012 年第 29 届全国中学生物理竞赛预赛试卷及品分标准16171718181919202021212222
