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1、
（生物科技行業(yè)）第屆 全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽
預(yù)賽試題
本卷共九題，滿(mǎn)分200分
壹、（10分）在橫線(xiàn)上填上恰當(dāng)?shù)膬?nèi)容
1 .在2004年6月10日聯(lián)合國(guó)大會(huì)第58次會(huì)議上，鼓掌通過(guò)壹項(xiàng)決議。
決議摘錄如下：
聯(lián)合國(guó)大會(huì)，
承認(rèn)物理學(xué)為了解自然界提供了重要基礎(chǔ)，
注意到物理學(xué)及其應(yīng)用是當(dāng)今眾多技術(shù)進(jìn)步的基石，
確信物理教育提供了建設(shè)人類(lèi)發(fā)展所必需的科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施的工具，
意識(shí)到2005年是愛(ài)因斯坦科學(xué)發(fā)現(xiàn)壹百周年， 這些發(fā)現(xiàn)為現(xiàn)代物理學(xué)奠
定了基礎(chǔ)，
2、顯
赧
*區(qū)
€-
良
物
兇
*
*飆
.宣告2005年為 年.
2 .愛(ài)因斯坦在現(xiàn)代物理學(xué)領(lǐng)域作出了很多重要貢獻(xiàn)，試舉出其中倆項(xiàng)：
二、（17分）現(xiàn)有壹個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)（可隨便找地方懸掛） ，壹把勻質(zhì)的長(zhǎng)
為l的有刻度、零點(diǎn)位于端點(diǎn)的直尺， 壹個(gè)木塊及質(zhì)量不計(jì)的細(xì)線(xiàn). 試用
這些器件設(shè)計(jì)壹實(shí)驗(yàn)裝置（要求畫(huà)出示意圖） ，通過(guò)壹次測(cè)量（彈簧測(cè)力
計(jì)只準(zhǔn)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(diǎn)光源S, 球心O和光源S皆在圓筒軸線(xiàn)上，如圖所示.若使 點(diǎn)光源向右半
3、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(shí)會(huì)發(fā)出壹系列不同頻率的光，稱(chēng)為氫光 譜.氫光譜線(xiàn)的波長(zhǎng) 能夠用下面的巴耳末一里德伯公式來(lái)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(duì)于每壹個(gè)k,有,
R稱(chēng)為里德伯常量，是壹個(gè)已知量.對(duì)于的壹系列譜線(xiàn)其波長(zhǎng)處在紫外 線(xiàn)區(qū)，稱(chēng)為賴(lài)曼系；的壹系列譜線(xiàn)其波長(zhǎng)處在可見(jiàn)光區(qū)，稱(chēng)為巴耳末系. 用氫原子發(fā)出的光照射某種金屬進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用賴(lài)曼系波長(zhǎng)最 長(zhǎng)的光照射時(shí)，遏止電壓的大小為 U1 ,當(dāng)用巴耳末系波長(zhǎng)最短的光照射
時(shí)，遏止電壓的
4、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(kāi)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(jì).為使二者能且只能發(fā)生倆次碰撞，則 k的值應(yīng) 滿(mǎn)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(zhǎng)金屬導(dǎo)軌，處于恒定磁場(chǎng) ,
中，磁場(chǎng)方向和導(dǎo)軌所在平面垂直.壹質(zhì)量 下
為m的均勻?qū)w細(xì)桿， 放在導(dǎo)軌上，且和導(dǎo) Ro vo
軌垂直，可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦地滑動(dòng)，細(xì)桿和導(dǎo) | LI
軌的電阻均可忽略不計(jì).導(dǎo)軌的左端和壹
5、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(jì).容器和壹水平放置的開(kāi)口細(xì)管相通，
細(xì)管內(nèi)有壹截面為 S的小液柱（質(zhì)量不計(jì)），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(shí)，該氣體的內(nèi)能的增加量
為（R為普適氣體常量），大氣壓強(qiáng)為 p0,現(xiàn)令細(xì)桿沿導(dǎo)軌方向以初速 v0向右運(yùn)動(dòng)，試求達(dá)到平衡時(shí)細(xì)管中液柱的位移.
七、（25分）三個(gè)電容器分別有不同的電容值 C1、C2、C3.現(xiàn)把這三個(gè)
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(guò)適當(dāng)選擇 C1、C2、C3的數(shù)值，使其中某倆種混聯(lián)電路
6、A、B間的等
效電容相等.
ABCD為過(guò)
八、（30分）如圖所示，壹根長(zhǎng)為的細(xì)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?yàn)樘幍乃蕉ㄝS在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn) 動(dòng).初始時(shí)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(xì)桿放著壹個(gè)質(zhì)量為 m的立方體勻質(zhì)物塊，［
立方體中心且和細(xì)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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，求當(dāng) a轉(zhuǎn)過(guò)
角時(shí)小球b速度的大小.設(shè)在此過(guò)程中立方體物塊沒(méi) 有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，且小球 b和立方體物塊始終接觸沒(méi)有分 離.不計(jì)壹切摩擦.
九、（30分）如圖所示，水平放置的金屬細(xì)圓環(huán)半徑為 a,豎直放置的金屬細(xì)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(xì)軸通 過(guò)圓環(huán)的中心 O.壹質(zhì)量為 m,電阻為R的均勻?qū)w 細(xì)棒被圓環(huán)和細(xì)圓柱端面支撐，棒的壹端有壹小孔套 在細(xì)軸。上，另壹端A可繞軸線(xiàn)沿圓環(huán)作圓周運(yùn)動(dòng)， 棒和圓環(huán)的摩擦系數(shù)為 .圓環(huán)處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為、方向豎直向上
的恒定磁場(chǎng)中，式中K為大于零的常量，r為場(chǎng)點(diǎn)到軸線(xiàn)的距離. 金屬細(xì) 圓柱和圓環(huán)用導(dǎo)線(xiàn) ed連接.不計(jì)棒和軸及和細(xì)圓柱端面的摩擦，也不計(jì) 細(xì)圓柱、圓環(huán)及導(dǎo)線(xiàn)的電阻和感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng).問(wèn)沿垂直于棒的方
勻速轉(zhuǎn)動(dòng).
向以多大的水平外力作用于棒的 A端才能使棒以角速度
第屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽試題
