第十九届全国中学生物理竞赛预赛试卷
全卷共七题，总分为140分．
一、（15分）今年3月我国北方地区遭遇了近10年来最严重的沙尘暴天气．现把沙尘上扬后的情况简化为如下情景：v 为竖直向上的风速，沙尘颗粒被扬起后悬浮在空中（不动）．这时风对沙尘的作用力相当于空气不动而沙尘以速度v 竖直向下运动时所受的阻力．此阻力可用下式表达
2f Av αρ=
其中α为一系数，A 为沙尘颗粒的截面积，ρ为空气密度．
（1）若沙粒的密度 33S 2.810kg m ρ=??－，沙尘颗粒为球形，半径42.510m r =?－，地球表面处空气密度30 1.25kg m ρ=?－，0.45α=，试估算在地面附近，上述v 的最小值1v ． （2）假定空气密度ρ随高度h 的变化关系为0(1)Ch ρρ=-，其中0ρ为0h =处的空气密度，C 为一常量，411.1810m C -=?－，试估算当19.0m s v =?－时扬沙的最大高度．（不考虑重力
加速度随高度的变化） 二、（20分）图预19-2所示电路中，电池的电
动势为E ，两个电容器的电容皆为C ，K 为一单刀双掷开关。开始时两电容器均不带电 （1）第一种情况，现将K 与a 接通，达到稳定，此过程中电池内阻消耗的电能等于__________；再将K 与a 断开而与b 接通，此过程中电池供给的电能等于___________。
（2）第二种情况，现将K 与b 接通，达到稳定，此过程中电池内阻消耗的电能等于__________；再将K 与b 断开而与a 接通，此过程中电池供给的电能等于___________。 三、（20分）据新华社报道，为了在本世纪初叶将我国的航天员送上太空，2002年3月25日22时15分，我国成功地发射了一艘无人试验飞船。在完成预定任务后，飞船于4月1日16时51分安全着陆，共绕地球飞行108圈。 （1）飞船的名称是什么？
（2）飞船在运行期间，按照地面指挥控制中心的指令成功地实施了数百个动作，包括从椭圆轨道变换成圆轨道等．假如把飞船从发射到着陆的整个过程中的运动都当作圆周运动处理，试粗略估计飞船离地面的平均高度．已知地球半径66.3710m R =?，地球表面处的重力加速
度29.80m s g =?－
四、（20分）如图预19-4所示，三个绝热的、容积相同的球状容器A 、B 、C ，用带有阀门K 1、K 2的绝热细管连通，相邻两球球心的高度差 1.00m h =．初始时，阀门是关闭的，A 中装有1mol 的氦（He ）,B 中装有1mol 的氪（Kr ）,C 中装有lmol 的氙（Xe ），三者的温度和压强都相同．气体均可视为理想气体．现打开阀门K 1、K 2，三种气体相互混合，最终每一种气体在整个容器中均匀分布，三个容器中气体的温度相同．求气体温度的改变量．已知三种气体的摩尔质量分别为
31He 4.00310kg mol μ--=?? 31Kr 83.810kg mol μ--=?? 31Xe 131.310kg mol μ--=??
在体积不变时，这三种气体任何一种每摩尔温度升高1K ，所吸收的热量均为 3/2R ，R 为普适气体常量． 五、（20分）图预19-5中，三棱镜的顶角α为60?，在三棱镜两侧对称位置上放置焦距均为 30.0cm f =的两个完全相同的
凸透镜L 1和 L 2．若在L 1的前焦面上距主光轴下方14.3cm y =处放一单色点光源S ，已知其像S '与S 对该光学系统是左右对称的．试求该三棱镜的折射率．
六、（20分）一个长为1L ，宽为2L ，质量为m 的矩形导电线框，由质量均匀分布的刚性杆构成，静止放置在不导电的水平桌面上，可绕与线框的一条边重合的光滑固定轴ab 转动，在此边中串接一能输出可变电流的电流源（图中未画出）。线框处在匀强磁场中，磁场的磁感应强度B 沿水平方向且与转轴垂直，俯视图如图预19-6所示。现让电流从零逐渐增大，当电流大于某一最小值min I 时，线框将改变静止状态。 （1）求电流值min I 。
（2）当线框改变静止状态后，设该电流源具有始终保持恒定
电流值0I 不变（0min I I >）的功能。已知在线框运动过程中存在空气阻力。试分析线框的运
动状况。
七、（25分）如图预19-7所示，在长为0.1=l m 、质量为B 30.0kg m =的车厢B 内的右壁处，放一质量A 20.0kg m =的小物块A （可视为质点），向右的水平拉力120.0N F =作用于车厢，使之从静止开始运动，测得车厢B 在最初2.0 s 内移动的距离 5.0m s =，且在这段时间内小物块未与车厢壁发生过碰撞．假定车厢与地面间的摩擦忽略不计，小物块与车厢壁之间的碰撞是弹性的．求车厢开始运动后4.0 s 时，车厢与小物块的速度．
第十九届全国中学生物理竞赛预赛试题参考解答、评分标准
一、参考解答
（1）在地面附近，沙尘扬起要能悬浮在空中，则空气阻力至少应与重力平衡，即
2
01Av mg αρ= ①
式中m 为沙尘颗粒的质量，而
2A r π= ②
3s 4
3
m r πρ= ③
得 1v ④
代入数据得
11 4.0m s v =?－ ⑤
（2）用h ρ、h 分别表示19.0m s v =?－时扬沙到达的最高处的空气密度和高度，则有
0h (1)Ch ρρ=- ⑥
此时式①应为
2h Av mg αρ= ⑦
由②、③、⑥、⑦可解得
20s 4113r g h C v ραρ??=
- ???
⑧ 代入数据得
36.810m h =? ⑨
评分标准：本题15分。
1. 第一小题8分。其中①式3分，②式1分，③式1分，④式2分，⑤式1分。
2. 第二小题7分。其中⑥式1分，⑦式1分，⑧式3分，⑨式2分。
二、参考解答
（1）212C E ，0 （2）214C E ，212
C E
评分标准：本题20分。
（1）10分。其中每个空5分。 （2）10分。其中每个空5分。
三、参考解答 （1）神舟3号
（2）设飞船飞行时间为t ，绕地球飞行的圈数为N ，周期为T ，飞船的质量为m ，离地面的平均高度为h ，地球半径为R ，地球质量为M ，则有
t
T N
=
① 2
22()()mM G m R h T R h π??=+ ?+??
② Mm
G
mg R
= ③ 由①、②、③式解得
1/3
22224gR t h R N π??=- ???
④
由题给数据可知55.853610s t =?，代入t 及其它有关数据得
52.910m h =? ⑤
评分标准：本题20分 （1）4分
（2）16分。其中①、②、③、④式各3分，⑤式4分（答案在52.710m ?～53.110m ?之间均给这4分）
四、参考解答
根据题设的条件，可知：开始时A 中氦气的质量3He 4.00310kg m -=?，B 中氪气的质量
3Kr 83.810kg m -=?，C 中氙气的质量3Xe 131.310kg m -=?。三种气体均匀混合后，A 中的
He 有1mol 3
降入B 中，有1mol 3降入C 中。He 的重力势能增量为 He He He He 11
()(2)33
E m g h m g h m gh ?=-+-=- ①
B 中的Kr 有1mol 3升入A 中，有1
mol 3
降入C 中。Kr 的重力势能增量为
Kr Kr Kr 11
()033
E m gh m g h ?=+-= ②
C 中的Xe 有1mol 3升入A 中，有1
mol 3
升入B 中。Xe 的重力势能增量为
Xe Xe Xe Xe 11
233
E m gh m g h m gh ?=+= ③
混合后，三种气体的重力势能共增加
P He Kr Xe Xe He ()E E E E m m gh ?=?+?+?=- ④ 因球与外界绝热，也没有外力对气体做功，故重力势能的增加必然引起内能的减少。在
体积不变时，气体不做功。由热力学第一定律可知，此时传给气体的热量应等于气体内能的增量，但因理想气体的内能只由温度决定，与体积无关，故只要温度改变量相同，则体积不变条件下内能的增量也就是任何过程中理想气体内能的增量。根据题给的已知条件，注意到
本题中所考察的理想气体共有3摩尔，故有
P 332
E R T ?=-?? ⑤ 上式中右方为气体内能减少量，T ?表示气体温度的增量，由④、⑤两式得
Xe He 2()9m m gh
T R
-?=- ⑥
将已知数据代入，注意到118.31J K mol R =??－－，可得
23.310K T ?=-?－ ⑦ 即混合后气体温度降低23.310K ?－
（如果学生没记住R 的数值，R 的值可用标准状态的压强520 1.01310N m p =??－，温度
0273.13K T =和1mol 理想气体在标准状态下的体积230 2.2410m V =?－求得，即00
p V R T =
） 评分标准：本题共20分。
说明经扩散使三种气体均匀混合，并导致气体重力势能改变求得④式，得8分。说明能量转换过程，由重力势能增加而内能减少，列出⑤式，得8分。得出正确结果，算出⑦式，得4分。
五、参考解答
由于光学系统是左右对称的，物、像又是左右对称的，光路一定是左右对称的。该光线在棱镜中的部分与光轴平行。由S 射向1L 光心的光线的光路图如图预解19-5所示。由对称性可知
12i r = ①
21i r = ②
由几何关系得 1260r i α+==? ③ 由图可见
11i r β=+ ④
又从1FSO ?的边角关系得
tan /y f β= ⑤
代入数值得
arctan(14.3/30.0)25.49β==? ⑥
由②、③、④与⑥式得130r =?，155.49i =? 根据折射定律，求得
1
1
sin 1.65sin i n r =
= ⑦ 评分标准：本题20分
1. 图预解19-5的光路图4分。未说明这是两个左右对称性的结果只给2分。
2. ①、②、③、④式各给2分，⑤式给3分，⑥式给1分，⑦式给4分。
六、参考解答 （1）解法一：
导体线框放在水平桌面上，俯视图如图预解19-6-1。由图可见，在线框没动之前，线框的PQ 边与P Q ''边平行于磁场B ，因而不受磁场力。PP '边受的安培力的大小为1IBL ，方向垂直于桌面向下，但此力对轴的力矩为零。QQ '边受的安培力的大小为1QQ F IBL '=，方向垂直桌面向上。此力对固定轴的力矩为
012
M I B L L = ① 除此力矩外，线框还受到重力矩作用。重力力矩等于重力乘线框重心（O 点）到轴ab 的距离，
即
02(/2)mg L τ= ②
当0M ＝0τ时，桌面对线框的支持力的力矩为零，0M ＞0τ时，线框将改变静止状态，开始绕轴ab 向上翘起。根据题意及①、②式，由力矩平衡原理可知
122min 12
I BL L mgL = ③ 解得
min 1
2mg
I BL =
④
解法二：
线框所受的重力矩也可以由各边对ab 轴的重力矩来求。PQ 边与P Q ''边的重心均在（2/2L ）处，两条边对ab 轴的合力矩为
22112()2mgL L L L τ????
= ? ?+???? '①
QQ '边对ab 轴的力矩为
122122()mgL L L L τ??
= ?+?
? '②
故线框所受的重力矩为
0122/2)mg L τττ＝＋＝（
与解法一求得的②式一致，从而求得min I 与④式相同。
（2）线框处于静止状态时，若电流0I 比min I 稍大，线框所受的电磁力矩M 将大于重力矩τ，使线框绕ab 轴向上翘起。PQ 边和P Q ''边所受电磁力不等于零，但二者相互抵消。当保持电流值0I 恒定不变时，线框将从静止状态开始绕固定轴作加速转动。在加速转动过程中，由于通过线框的磁通量发生变化，线框内将产生感应电动势，它有使线框中的电流变小的趋势，
题中已设电流源有保持电流恒定不变的功能，所以当线框平面转至与桌面成α角时，如图预解19-6-2a 所示，线框受到的合力矩为
0121cos 2M I BL mg L τα??
-=- ???
⑤
随着α角逐渐增大，合力矩随之减小，但M τ-始终大于零，因而线框仍作逆时针加速转动，
角速度不断增大。当线框平面转到竖直面NN '时，合力矩为零，角速度达到最大。由于惯性，线框将越过NN '面作逆时针转到。此时，合力矩与线框转动方向相反，角速度将逐渐减小，合力矩的大小随着α角的增大而增大，如图预解19-6-2b 所示。
如果没有空气阻力，α将增至180?。当α角等于180? 时，线框转动的角速度为零，合力矩将使线框作顺时针加速转动，结果线框将在α角等于0?与180?之间往复摆动不止。实际上，由于空气阻力作用，线框平面在NN '平面两侧摆动的幅度将逐渐变小，最终静止在NN '面处，此时，电磁力矩与重力矩均为零。如果线框稍偏离平衡位置NN '，电磁力矩与重力矩的合力矩将使线框回到NN '平面处。故线框处于稳定平衡状态。
评分标准：本题20分。第一问6分、第二问14分。
第一问中，①、②、④式各2分。
第二问中，正确地分析了线框往复转动，给4分；说明最后平衡在竖直面处，给6分；说明稳定平衡，给4分。
七、参考解答 解法一：
1. 讨论自B 开始运动到0
2.0s T =时间内B 与A 的运动。
根据题意，在2 s 内，A 未与B 发生过碰撞，因此不论A 与B 之间是否有相对运动，不论A 与B 之间是否有摩擦，B 总是作初速为零的匀加速直线运动。设B 的加速度为B1a ，有
2B101
2
s a T = 得
2
B12
02 2.5m s s a T =
=?－ （1） 如果A 、B 之间无摩擦，则在B 向右移动1米距离的过程中，A 应保持静止状态，接着B 的车厢左壁必与A 发生碰撞，这不合题意。如果A 、B 之间无相对运动（即两者之间的摩擦力足以使A 与B 有一样的加速度），则B 的加速度
2B B
A 2.4m s F
a m m =
=?+－
这与（1）式矛盾。由此可见，A 、B 之间既有相对运动又存在摩擦力作用。
以f F 表示A 、B 间的滑动摩擦力的大小，作用于B 的摩擦力向左，作用于A 的摩擦力向右，则有
B B1f F F m a -= （2）
A A1f F m a = （3）
由（1）、（2）、（3）式得
2A1 2.25m s a =?－ （4）
f 45N F = （5）
2. 讨论B 的左壁与A 发生第一次碰撞前的运动。
由于A1B1a a <，B 向右的速度将大于A 的速度，故A 与B 的左壁间的距离将减小。设自
静止开始，经过时间1t ，B 的左壁刚要与A 发生碰撞，这时，B 向右运动的路程与A 向右运动的路程之差正好等于l ，即有
22B11A111122
a t a t l -= 解得
1t （6）
代入数据，得
1t =
A 与
B 发生第一次碰撞时，碰前的速度分别为
A1A11v a t a == （7）
B1B11v a t a == （8）
3. 讨论B 与A 间的弹性碰撞
以A1u 和B1u 分别表示第一次碰撞后A 和B 的速度。当A1u 、B1u 为正时，分别表示它们向右运动。在碰撞的极短时间内，外力F 的冲量可忽略不计，因此有
B B A A1B1A A1B1m v m v m u m u +=+ 2222
B B A A1B1A A1B1
11112222
m v m v m u m u +=+ 解以上两式得
A1B1A1B1()u u v v -=--= （9） （9）式表示，在弹性碰撞中，碰撞前后两者的相对速度的大小不变，但方向反转。 4. 讨论从第一次碰撞到车厢与小物块速度变至相同过程中的运动。
由（9）式可以看出，经第一次碰撞，A 和B 都向右运动，但A 的速度A1u 大于B 的速度
B1u ，这时作用于A 的摩擦力向左，作用于B 的摩擦力向右，大小仍都为f F 。设此过程中A
向左的加速度和B 向右的加速度分别为A2a 和B2a ，则由牛顿第二定律有
A A2f F m a =
B B2f F F m a += 解得
2f
A2A
2.25m s F a m =
=?－ （10）
2f
B2B
5.5m s F F a m +=
=?－ （11） 由此可知，碰撞后，A 作减速运动，B 作加速运动。设经过时间1t '，两者速度相等，第一次达到相对静止，则有
A1A21B1B21u a t u a t ''-=+ 由上式和（9）式解得
1A1B1B1A1
A2B2A2B2A2B2
u u v v t a a a a --'===++ （12） 代入有关数据得
1s=0.09s t '= （13） 设在时间1t '内，A 与B 的左壁之间的距离增大至1l ，则有
22A11
A21B21B2111122
u t a t u t a t l ''''-=++ 结合（9）、（12）两式得
21
l ld = （14）
式中
d （15）
代入有关数据得
1d =
=
由（14）可知1l l <，A 不会与B 的右壁发生碰撞。 5. 讨论A 与B 的左壁的第二次碰撞。
以1v 表示B 与A 第一次相等的速度，由于B 始终受F 作用而加速，它将拖着A 向右加速，其情况与第一次碰撞前相似。这时作用于A 的摩擦力向右，A 的加速度为A1a ，方向向右。作用于B 的摩擦力向左，B 的加速度为B1a ，方向也向右。但是原来A 与B 左端的距离为l ，现改为1l ，因A 1B 1a a <，B 的左壁与小A 之间的距离将减小。设两者间的距离从1l 减小至零即减小至开始发生第二次碰撞所经历的时间为2t ，以1l 代入⑥式，结合（14）式，即可求得
21t t d = （16）
代入有关数据，得
20.51s t = 第二次碰撞前瞬间A 和B 的速度分别为 A21A12v v a t =+ B21B12v v a t =+
A2B2A1B12A1B11A1B1()()()v v a a t a a t d v v d -=-=-=- （17） 故第二次碰撞前A 、B 速度之差小于第一次碰撞前A 、B 的速度差。设第二次碰撞完毕的瞬间A 、B 的速度分别为A2u 和B2u ，则有
A2B2A2B2B1A1()()u u v v v v d -=--=- （18）
第二次碰撞后，A 以加速度A2a 作减速运动，B 以加速度B2a 作加速运动。设经历时间2t '，两者速度相等，即第二次相对静止，则有
A2A22
B2B22u a t u a t ''-=+ 解得
A2
B2B1A1
21A2B2A2B2
0.016s u u v v t d t d a a a a --''====++ （19） 在2t '时间内，A 与B 的左壁的距离变为2l ，有
22A22A22
B22B2221122
u t a t u t a t l ''''-=++ 结合（8）、（9）得
24l ld = （20）
自B 开始运动到A 与B 达到第二次相对静止共经历时间 21122 3.43s T t t t t ''=-++= 2 4.0s T <
6. 讨论A 与B 的左壁的第三次碰撞。
当A 与B 的左壁之间的距离为2l 时，A 、B 相对静止。由于B 受外力F 作用而继续加速，它将拖着A 向右加速。这时，A 的加速度为A1a ，B 的加速度为B1a ，方向都向右，但因B1A1a a >，A 将与B 的左壁发生第三次碰撞。设此过程经历的时间为3t ，则以2l 代入（6）式结合（16）式得
22310.09s t t d == （21）
设第三次碰撞前瞬间A 和B 的速度分别为A3v 和B3v ，碰撞后的速度分别为A3u 和B3u 2A3B3A1B13A1B1()()v v a a t v v d -=-=-
22A3B3A3B3B1A13B1A11A1B1()()()()u u v v a a t a a t d v v d -=--=-=-=-
碰撞后，A 以加速度A2a 作减速运动，B 以加速度B2a 作加速运动。设经过时间3t '两者速度相等，即第三次相对静止，A 与B 左壁之间的距离为3l 。则有
2A3
B3
31A2B2
u u t t d a a -''==+ （22） 63
t ld =
自B 开始运动至第三次A 与B 相对静止共经历的时间3T 仍小于4 s 。 7. 讨论车厢左壁与小物块的第n 次碰撞。
在第1n -次碰撞完毕的瞬间，A 和B 的速度分别为A n 1u －和B n 1u －，A 以加速度A2a 作减
速运动，B 以加速度B2a 作加速运动。经过时间n
1t '－，两者速度相等，即第1n -次相对静止。A 与B 左壁之间的距离为n 1l －。根据前面的讨论有
n 2n
11t t d ''=－－ （23） 2(n 1)n 1l ld =－－
再经过时间n t 将发生B 的左壁与A 的第n 次碰撞。碰撞前两者的速度分别为A n v 和B n v 。根据前面的讨论，有
n 1n 1t t d =－ （24） n 1B n A n A1B1()v v v v d -=-－
可以看出，碰撞次数越多，下一次碰撞前，A 、B 速度之差越小。当碰撞次数n 非常大时，下
次碰撞前两者的速度趋于相等，即A 实际上将贴在B 的左壁上不再分开。 8. 讨论第4秒B 与A 的运动速度。
第4秒末B 与A 的速度取决于在第4秒末B 与A 经历了多少次碰撞。B 自静止开始运动到第n 次相对静止经历的总时间为
n n n 11
22n 1n 1T t t t t t t t t ''''=++++++++ －－
n 2n 2n 1n 111
1111112
2
1
11
11111111
n n ()()()()()t t t d t d t d t d t d t d t t t t d t t d t t d t t d ''''=++++++++'''''=+++++++++ －－－－－－＋
11
1()1d t t d
''
-'=+- （25）
以1t =
，1
t '=代入，注意到当n 很大时，0d ∞=得
3.56s T ∞=
= （26）
这表明早在第4秒之前，A 与B 的左壁贴在一起时二者速度已相同，不再发生碰撞，此后二者即以相同的速度运动了、现以A 和B 都静止时作为初态，设4s T =时刻A 和B 的速度为V ，对A 、B 开始运动至4s T =的过程应用动量定理，得
B A ()FT m m V =- （27） 或
B
A FT
V m m =-
代入数值，得
19.6m s V =?－ （28） 解法二：
如果A 与B 之间没有摩擦力，B 前进1m 就会与A 发生碰撞。已知开始2s 为A 与B 未发生碰撞，而B 已走了5m ，可见二者之间有摩擦力存在，且在此期间二者均作匀加速运动。由2
12
s at =
可求出B 对地面的加速度B1a ： 2B11
522
a =， B1 2.5m s a =?－2 '(1)
设A 与B 底部之间的滑动摩擦力为f F ，则由小车的运动方程 B B f m a F F =- 代入数值得
f 45N F = '(2) 又由A 的运动方程得A 的相对地面的加速度为 2f
A1A
2.25m s F a m =
=?－ '(3) 于是，A 对B 的相对加速度为
2AB1A1B10.25m s a a a =-=-?－ '(4) 第一次碰撞
由开始运动到A 碰撞B 的左壁的时间1t 满足2
AB11
12
s a t =
，1m s =。于是
1t = '(5) A 与B 的左壁碰撞前瞬间，A 相对B 的速度
11AB1AB11s 0.71m s v a t ==-?=-?－－ '(6) 由于作弹性碰撞的两个物体在碰撞前后其相对速度等值反向，所以碰后A 从B 的左壁开始，以相对速度
1AB1
AB1m s 0.71m s v v '=-=?=?－1－ '(7) 向右运动，所受摩擦力反向向左，为f F -。对地面的加速度A2a 为 2f
A2A
2.25m s F a m =
=-?－ '(8) 此时B 所受的摩擦力f F 方向向右，由其运动方程B B2f m a F F =+得B 对地面的加速度B2a 为 2f
B2B
5.5m s F F a m +=
=?－ '(9) 由'(8)、'(9)二式知，碰后A 对B 的相对加速度为
2AB2A2B27.75m s a a a =-=-?－ '(10)
A 相当于
B 作向右的匀减速运动。设A 由碰后开始达到相对静止的时间为1
t '，相当于B 走过的距离为1s ，由'(6)式得
AB1AB11
1AB2AB2v a t t a a ''=== (11)' 21AB21
11
m=0.03m 231
s a t '=
= (12)' 可见A 停止在B 当中，不与B 的右壁相碰。
第二次碰撞
A 在
B 内相对静止后，将相当于B 向左滑动，所受的摩擦力改为向右，而B 所受的摩擦力改为向左。这时A 对B 的相对加速度重新成为AB1a ，即(4)'式。A 由相对静止到与B 的左
壁第二次碰撞所需的时间2t 可用2
1AB121
2
s a t =算出：
20.51s t '=
=== (13)' 自B 开始运动至B 的左壁与A 发生第二次碰撞经历的时间
211
2 3.43s T t t t '=++= A 达到B 的左壁前相当于B 的速度的大小为
AB2AB12AB1v a t a === (14)' 这也就是第二次碰后A 由B 的左壁出发的相对速度大小。第二次碰后，A 相对B 向右运动，
此时A 相对于B 的相对加速度又成为AB2a ，即(10)'式。
A 由碰撞到相对静止所需要的时间2t '和相当于
B 走过的距离2s 分别为
AB2AB12
2AB2AB20.016s v a t t a a ''===== (15)' 22AB22
1
0.001m 2
s a t '== 以后的碰撞
根据(13)'、(15)'二式，如令
0.18k == (16)' 则有
21t kt = 2
1t kt ''= 由此可以推知，在第三次碰撞中必有
2321t kt k t == 232
1t k t k t '''== (17)' 在第n 次碰撞中有
n 1n 1t k t =－ n 1n 1t k t ''=－ 18)'（
即每一次所需时间要比上次少得多（A 在B 中所走的距离也小得多）。把所有的时间加在一起，
得
11i i i 1i 01
()()s=3.56s 311T t t t t k k ∞
∞
∞==?'''=+=+= -??
∑∑ (19)' 这就是说，在B 开始运动后3.56 s 时，A 将紧贴B 的左壁，并与B 具有相同速度，二者不再
发生碰撞，一直处于相对静止状态。现取A 和B 都静止时作为初态，以 4.0s T =时刻的运动状态为末态，设此时A 和B 的速度为V ，由动量定理，有 B A ()FT m m V =+ 代入数值，得 1B
A 9.6m s FT
V m m =
=?+－ (20)'
答：自车厢开始运动到4.0 s 时车厢与物块的速度相同，均为19.6m s ?－ 评分标准：本题25分。
得出摩擦力f F 得5分，得出第一次碰撞时间1t 得5分，得出第二次碰撞时间2t 得5分。得出无穷次碰撞时间T 得5分 ，得到最后结果V 再得5分。
2017 年度全国初中应用物理竞赛试题 、单选题：（每题2分，共20 分） 1. 录音棚的墙壁通常装有皮质材料的软包，如图所示，这样做的目的是（ A. 减弱声音的反射 B. 增强声音的反射 C. 增大声音的响度 D. 提高装饰的效果 2. 如图所示的两个完全一样的陶瓷杯中分别装有半杯刚冲 好的热茶和半杯冷牛奶，如果将他们混合在一起，想尽快做一杯 温度可能低一些的奶茶，以下方法中效果最好的是（） A. 将热茶冷却2min ，之后再把冷牛奶倒入热茶杯中 B. 把冷牛奶倒入热茶杯中，再冷却2min C. 将热茶冷却2min ，之后再把热茶倒入冷牛奶杯中 D. 把热茶倒入冷牛奶杯中，再冷却2min 3. 炎热的夏天，在玻璃杯中装有水和冰块，如图所示，左边杯子里的冰块压着杯底，右边杯子里的冰块漂浮在水面。若不考虑水的蒸发，当两个杯中的冰块 全部熔化时，杯中水面和初始时刻杯中水面相比（） A. 都高于初始时刻杯中的水面 B. 都和初始时刻杯中的水面相平 C. 左侧杯中水面和初始时刻的水面相平，右侧杯中水面高于 初始时刻杯中水面 D. 左侧杯中水面高于初始时刻杯中水面，右侧杯中水面和初始时刻的水面相平 4. 小明用塑料吸管喝汽水时发现，松手后原来插入瓶底的吸管会自己上浮，但放在凉开水中却不会，如图所示。对此现象的分析，下列说话中正确的是（） A. 吸管密度小于汽水密度，因此会上浮 B. 吸管很细， 由于内部液体表面张丽的作用导致上浮 C. 从汽水中析出的二氧化碳以气泡形式附着在吸管上，使他们 整体所受浮力大于所受重力而上浮 D. 由于吸管内外大气压强的作用，使吸管上浮 5. 小明是一个爱动手并且善于思考的同学。一天他把自 己的手机拆开，看到一块如图所示的锂电池。以下是他做出的 判断，其中不正确的是（） A. 这块电池能提供的电能大约为2.3 ×104J B.
最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题13--热和能 一、选择题 典例3（2011上海第25界初中物理竞赛）当物体中存在温度 差时，热量会从温度高的地方向温度低的地方传递。对于一 长度为L 、横截面积为S 的均匀金属棒，当两端的温度差稳 定为△T 时，△t 时间内从高温端向低温端传递的热量△Q 满足关系式： t L T kS Q ??=?.；其中k 为棒的导热系数。如图所示，长度分别为L 1、L 2，导热系数分别为k 1、k 2，的两个横截面积相等的细棒在D 处紧密对接，两金属棒各自另一端分别与温度为400开、300开的恒定热源良好接触。若L 1∶L 2=1∶2，k 1∶k 2=3∶2，则在稳定状态下，D 处的温度为 （ ） A ．375开 B ．360开 C ．350开 D ．325开 解析：设在稳定状态下，D 处的温度为T ，则对于长度为L 1的细棒，()11 400-k S T Q t L ?=?，对于长度为L 2的细棒，()22 300k S T Q t L -?=?，联立解得T=375K ，选项A 正确。 .答案：A
【点评】此题考查热传递及其相关知识。 典例4．（2011上海第25界初中物理竞赛复赛）将一功率为P=500瓦的加热器置于装有水的碗中，经过分钟后，碗中水温从T 1=85℃上升到T 2=90℃，之后将加热器关掉分钟，发现水温下降℃。试估算碗中所装水的质量。 解答：加热器在2分钟内所供应的总热量，等于水温升高所吸收的热量，加上散失到周围环境的热量，即Pt=cm (T 2-T 1)+Q 若水温变化不大，则散失到周围环境的热量与时间成正比。因此加热器关掉1分钟，从热水散失的热量等于Q/2，此热量等于热水温度下降℃所放出的热量，即Q/2=cm△T 从以上两式可以解得Pt=cm (T 2-T 1+2△T) m= ()212Pt c T T T -+?=()35001204.210 5.0+2 1.0????kg=。 【点评】此题考查热量、能量守恒定律及其相关知识。 【竞赛实战训练】 1．(2009全国初中应用物理知识竞赛题)炎热无风的夏天，小宇走在被晒得发烫的柏油路上，看见前面的路面已被一辆洒水车洒水淋湿了。他认为走在淋湿了的路面上一定比走在干燥的路面上感到凉爽，于是赶快走过去，结果在洒过水的路面上，他却感到更加闷热了。你认为产生这种感觉的主要原因是( ) A ．洒水车中的水经过曝晒后，内能增大，温度很高
2018年全国初中应用物理竞赛试题及答案 注意事项： 1.请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。 2.用蓝色或 黑色钢笔、圆珠笔书写。 3.本试卷共有六个大题，满分100分。 ―、本题共10小题，每小题2分，共20分。以下各小题给出的四个选项中只 有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 1.如图1所示为伦敦四大地标性摩天大楼：“对讲机”、“小黄瓜”、“奶酷刨”、“碎片大厦”。其中座大楼的设计考虑不周，曾经由于玻璃反光将停放 在附近的小轿车某些部件“烤”熔化了，你认为这座大楼最可能是（ ) 2.当今，世界性的能源危机断地加深，节约能源义不容辞。下面四种符号中， 为中国节能标志的是（ ) 3.在炎热的夏天，当我们吃冰棒的时候，常常看到在冰棒的周围有“白气”冒出，关于这个“白气”，下列说法中正确的是（） A.“白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该上升 B.“白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该下降 C.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该上升 D.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该下 降 4.如图3所示为双线并绕的螺线管，a、b、c、d为四个接线柱，其 中a、b之间连接一根较细的导线；c、d之间连接一根较粗的导线。 如用两端电压恒定的同一个电源供电，下列连接方式中磁性最强的方 法是（） A.将bc相连，然后a、d分别接电源两极 B.将cd相连，然后a、b 分别接电源两极 C.将ab相连、cd相连，然后分别接电源两极 D.将ad相连、bc相连，然后分 别接电源两极 5.5号电池因其体积小、容量适中，因此在小功率电器产品中广泛使用。某种市售5号电池包装上写有“1.5 V 2000 mAH”字祥。对该电池，下列说法中正确的是（） A.它能提供的电能约10.8 kJ B.它正常工作时的电流是2 A
《全国中学生物理竞赛大纲2020版》 (2020年4月修订，2020年开始实行) 2011年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订，修订稿经全国中学生物理竞赛委员会第30次全体会议通过，并决定从2020年开始实行。修订后的“内容提要”中，凡用※号标出的内容，仅限于复赛和决赛。 力学 1.运动学 参考系 坐标系直角坐标系 ※平面极坐标※自然坐标系 矢量和标量 质点运动的位移和路程速度加速度 匀速及匀变速直线运动及其图像 运动的合成与分解抛体运动圆周运动 圆周运动中的切向加速度和法向加速度 曲率半径角速度和※角加速度 相对运动伽里略速度变换 2．动力学 重力弹性力摩擦力惯性参考系 牛顿第一、二、三运动定律胡克定律万有引力定律均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式(不要求导出) ※非惯性参考系※平动加速参考系中的惯性力 ※匀速转动参考系惯性离心力、视重 ☆科里奥利力 3．物体的平衡 共点力作用下物体的平衡 力矩刚体的平衡条件 ☆虚功原理 4．动量 冲量动量质点与质点组的动量定理动量守恒定律※质心 ※质心运动定理 ※质心参考系 反冲运动 ※变质量体系的运动 5．机械能 功和功率
动能和动能定理※质心动能定理 重力势能引力势能 质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式(不要求导出)弹簧的弹性势能功能原理机械能守恒定律 碰撞 弹性碰撞与非弹性碰撞恢复系数 6．※角动量 冲量矩角动量 质点和质点组的角动量定理和转动定理 角动量守恒定律 7．有心运动 在万有引力和库仑力作用下物体的运动 开普勒定律 行星和人造天体的圆轨道和椭圆轨道运动 8．※刚体 刚体的平动刚体的定轴转动 绕轴的转动惯量 平行轴定理正交轴定理 刚体定轴转动的角动量定理刚体的平面平行运动9．流体力学 静止流体中的压强 浮力 ☆连续性方程☆伯努利方程 10．振动 简谐振动振幅频率和周期相位 振动的图像 参考圆简谐振动的速度 （线性）恢复力由动力学方程确定简谐振动的频率简谐振动的能量同方向同频率简谐振动的合成 阻尼振动受迫振动和共振(定性了解) 11．波动 横波和纵波 波长频率和波速的关系 波的图像 ※平面简谐波的表示式 波的干涉※驻波波的衍射(定性) 声波 声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声
2017年度全国初中应用物理竞赛试题 一、单选题：（每题2分，共20分） 1. 录音棚的墙壁通常装有皮质材料的软包，如图所示，这样做的目的是（） A. 减弱声音的反射 B. 增强声音的反射 C. 增大声音的响度 D. 提高装饰的效果 2. 如图所示的两个完全一样的陶瓷杯中分别装有半杯刚冲 好的热茶和半杯冷牛奶，如果将他们混合在一起，想尽快做一杯 温度可能低一些的奶茶，以下方法中效果最好的是（） A. 将热茶冷却2min ，之后再把冷牛奶倒入热茶杯中 B.把冷牛奶倒入热茶杯中，再冷却2min C. 将热茶冷却2min ，之后再把热茶倒入冷牛奶杯中 D.把热茶倒入冷牛奶杯中，再冷却2min 3. 炎热的夏天，在玻璃杯中装有水和冰块，如图所示，左边杯子里的冰块压着杯底，右边杯子里的冰块漂浮在水面。若不考虑水的蒸发，当两 个杯中的冰块全部熔化时，杯中水面和初始时刻杯中水面 相比（） A. 都高于初始时刻杯中的水面 B. 都和初始时刻杯中的水面相平 C. 左侧杯中水面和初始时刻的水面相平，右侧杯中水面高于初始时刻杯中水面 D. 左侧杯中水面高于初始时刻杯中水面，右侧杯中水面和初始时刻的水面相平 4. 小明用塑料吸管喝汽水时发现，松手后原来插入瓶底的吸管会自己上浮，但放在凉开水中却不会，如图所示。对此现象的分析，下列说话中正 确的是（） A. 吸管密度小于汽水密度，因此会上浮 B.吸管很细， 由于内部液体表面张丽的作用导致上浮 C. 从汽水中析出的二氧化碳以气泡形式附着在吸管 上，使他们整体所受浮力大于所受重力而上浮 D. 由于吸管内外大气压强的作用，使吸管上浮 5. 小明是一个爱动手并且善于思考的同学。一 天他把自己的手机拆开，看到一块如图所示的锂电 池。以下是他做出的判断，其中不正确的是（） A. 这块电池能提供的电能大约为2.3×104J B.
2014第31届全国中学生物理竞赛预赛试题及参考答案与评分标准 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． 1．一线膨胀系数为α的正立方体物块，当膨胀量较小时，其体膨胀系数等于 A．αB．α1/3 C．α3D．3α 2．按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤，称为密度秤，其外形和普通的杆秤差不多，装秤钩的地方吊着一体积为lcm3的较重的合金块，杆上有表示液体密度数值的刻度．当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡，如图所示，当合金块完全浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣的悬挂点，直至秤杆恰好重新平衡，便可直接在杆秤上读出液体的密度．下列说法中错误的是 A．密度秤的零点刻度在Q点 B．秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边 C．密度秤的刻度都在Q点的右侧 D．密度秤的刻度都在Q点的左侧 3．一列简谐横波在均匀的介质中沿z轴正向传播，两质点P1和P2的平衡位置在x轴上，它们相距60cm，当P1质点在平衡位置处向上运动时，P2质点处在波谷位置，若波的传播速度为24 m/s，则该波的频率可能为 A．50Hz B．60Hz C．400Hz D．410Hz 4．电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动方式，电磁驱动的原理如图所示，当直流电流突然加到一固定线圈上，可以将置于线圈上的环弹射出去．现在同一个固定线圈上，先后置有分别用钢、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三种环；当电流突然接通时，它们所受到的推力分别为F1、F2和F3．若环的重力可忽略，下列说法正确的是 A．F1>F2>F3B．F2>F3 >F1 C．F3 >F2> F1D．F1=F2=F3 5．质量为m A的A球，以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动，并与B球发生弹性正碰．假设B球的质量m B可选取为不同的值，则 A．当m B=m A时，碰后B球的速度最大 B．当m B=m A时，碰后B球的动能最大 C．在保持m B>m A的条件下，m B越小，碰后B球的速度越大
2014年第二十四届初中应用物理竞赛（巨人杯）试题 一、本题共10小题，每小题2分，共20分。以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 1.汽车的观后镜是用来观察车后路面情况的装置，一般 为凸面镜。正常情况下，坐在驾驶员位置的人通过左侧 观后镜应该看见如图1甲所示的效果。在某次准备驾车 外出前，坐在驾驶员位置的王师傅发现，从左侧观后镜 中看到的是如图1乙所示的情景。为确保行驶安全，左 侧观后镜的镜面应适当完成图2中的哪种操作（） 2.“元旦文艺会演”时，物理老师和电工师傅合作给同学们表 演了一个“不怕电”的节目(注意：因该节目有危险，同学们 切勿模仿)。首先电工师傅将两根导线的接头A、B分别连接到 一标有“PZ220 100”的灯泡（如图3甲所示）的接线柱C、 D上，闭合开关，灯泡正常发光。随后，电工师傅断开开关取 下灯泡，物理老师站到干燥的木凳上，左、手两手分别抓住两 导线接头A、B（如图3乙所示），此时电工师傅闭合开关，用 测电笔分别测试导线接头A、B及物理老师的皮肤，发现测电 笔的氖管均发光，而在这一过程中，物理老师依然谈笑自如。 对以上现象的解释，你认为下列说法中正确的是（） A．物理老师有“特异功能”，确实不怕电 B．物理老师的双手戴着绝缘手套 C．在人、灯替换的过程中，电源的零线被断开了 D．在人、灯替换的过程中，电源的火线被断开了 3.图4甲为一把手工的锯条，图4乙为正对着锯齿看的效 果，发现它的锯齿都“东倒西歪”的侧向两侧，而不在一 个平面上。其原因是（） A．将锯齿做成这样的形状后，容易将锯齿打磨得更锋利 B．将锯齿做成这样的形状后，锯条承受撞击能力更强 C．锯条用得太久，锯齿被撞歪了 D．将锯齿做成这样的形状后，可以使锯口加宽，减小被锯物体对锯条的摩擦力 4．“嫦娥三号”探测器在月球表面降落时，没有使用降落伞，是因为（） A．月球表面非常松软，不需要使用降落伞减速 B．距离月球表面太近，用降落伞来不及减速 C．月球表面附近没有大气，降落伞无法起到减速的作用 D．“嫦娥三号”质量太大，不易制作足够大的降落伞
最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题12--简单机械 一、选择题 1. （2013全国初中应用物理知识竞赛预赛题）某次刮大风时把一棵大树吹倒了，需要两个工人把它扶起，工人们想到了如图l2所示的四种方案，每个人所需拉力最小的方案是 ( ) 1.答案：B 解析：根据滑轮知识，AB图绳中拉力为二人拉力之和，且拉树的力为两根绳中的拉力。根据杠杆知识，B图在动力臂大，所以每个人所需拉力最小的方案是B。 2.(2010全国初中应用物理知识竞赛题).图5是环卫工人用的一种垃圾夹的结构示意图。拉绳的一端固定在手把上，另一端穿过空心管杆与两夹爪的一端相连。当用力捏手把时，夹爪在拉绳的作用下可夹持物体，同时弹簧被压缩；当松开手把时， 夹爪在弹簧的作用下恢复原状。在使用过程中，手 把和夹爪分别是 ( ) A.省力杠杆，费力杠杆 B.费力杠杆，省力杠杆 C省力杠杆，省力杠杆 D.费力杠杆，费力杠杆 . 答案：A解析：手把动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，夹爪动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。 3.(2010全国初中应用物理知识竞赛题).体操、投掷、攀岩等体育运动都不能缺少的“镁粉”，它的学名是碳酸镁。体操运动员在上杠前都要在手上涂擦“镁粉”，其目的是 ( ) A.仅仅是为了利用“镁粉”，吸汗的作用，增加手和器械表面的摩擦而防止打滑 B.仅仅是为了利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”，能起到衬垫作用，相当于在中间添加了一层“小球”做“滚动摩擦” C仅仅是为了利用“镁粉”，填平手掌的褶皱和纹路，使手掌与器械的接触面增大，将握力变得更加实在和均匀 D.上述各种功能都具有
.答案：D解析：体操运动员在上杠前在手上涂擦“镁粉”的目的是为了利用“镁粉”吸汗的作用，增加手和器械表面的摩擦而防止打滑；利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”能起到衬垫作用，相当于在中间添加了一层“小球”做“滚动摩擦”；利用“镁粉”填平手掌的褶皱和纹路，使手掌与器械的接触面增大，将握力变得更加实在和均匀，所以选项D正确。 4. (2011上海初中物理知识竞赛题)某人在车后用80牛的水平力推车，使车在平直公路上匀速前进，突然发现车辆前方出现情况，他马上改用120的水平拉力使车减速，在减速的过程中，车受到的合力大小为( ) A．40牛 B．80牛 C．120牛 D．200牛 3. 答案：D解析：用80牛的水平力推车，使车在平直公路上匀速前进，说明车运动受到的阻力为80N。改用120的水平拉力使车减速，在减速的过程中，车受到人向后拉力120N，阻力80N，所以车受到的合力大小为120N+80N=200N. ，选项D正确。 5. （2011上海初中物理知识竞赛题）分别用铁和铝做成两个外部直径和高度 相等，但内径不等的圆柱形容器，铁杯装满质量为m1的水后总重为G1；铝杯装 满质量为m2的水后总重为G2。下列关系不可能正确的是（） A．G1
说明： 1、2016版和2013版相比较，新增了一些内容，比如☆科里奥利力，※质心参考系☆虚功原理，☆连续性方程☆伯努利方程☆熵、熵增。另一方面，也略有删减，比如※矢量的标积和矢积，※平行力的合成重心，物体平衡的种类。有的说法更严谨，比如反冲运动及火箭改为反冲运动※变质量体系的运动，※质点和质点组的角动量定理(不引入转动惯量) 改为质点和质点组的角动量定理和转动定理，并且删去了对不引入转动惯量的限制，声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声增加限制（前3项均不要求定量计算）。 2、知识点顺序有调整。比如刚体的平动和绕定轴的转动2013版在一、运动学的最后，2016版独立为一个新单元，---很早以前的版本也如此。 3、2013年开始实行的“内容提要”中，凡用※号标出的内容，仅限于复赛和决赛。2016年开始实行的进一步细化，其中标☆仅为决赛内容，※为复赛和决赛内容，如不说明，一般要求考查定量分析能力。 全国中学生物理竞赛内容提要 (2015年4月修订，2016年开始实行) 说明：按照中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会第9次全体会议(1990年)的建议，由中国物理学会全国中学生物理竞赛委员会常务委员会根据《全国中学生物理竞赛章程》中关于命题原则的规定，结合我国中学生的实际情况，制定了《全国中学生物理竞赛内容提要》，作为今后物理竞赛预赛、复赛和决赛命题的依据。它包括理论基础、实验、其他方面等部分。1991年2月20日经全国中学生物理竞赛委员会常务委员会扩大会议讨论通过并开始试行。1991年9月11日在南宁经全国中学生物理竞赛委员会第10次全体会议通过，开始实施。 经2000年全国中学生物理竞赛委员会第19次全体会议原则同意，对《全国中学生物理竞赛内容提要》做适当的调整和补充。考虑到适当控制预赛试题难度的精神，《内容提要》中新补充的内容用“※”符号标出，作为复赛题和决赛题增补的内容，预赛试题仍沿用原规定的《内容提要》，不增加修改补充后的内容。 2005年，中国物理学会常务理事会对《全国中学生物理竞赛章程》进行了修订。依据修订后的章程，决定由全国中学生物理竞赛委员会常务委员会组织编写《全国中学生物理竞赛实验指导书》，作为复赛实验考试题目的命题范围。 2011年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订，修订稿经全国中学生物理竞赛委员会第30次全体会议通过，并决定从2013年开始实行。修订后的“内容提要”中，凡用※号标出的内容，仅限于复赛和决赛。 2015年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订，其中标☆仅为决赛内容，※为复赛和决赛内容，如不说明，一般要求考查定量分析能力。 力学 1. 运动学 参考系 坐标系直角坐标系 ※平面极坐标※自然坐标系 矢量和标量 质点运动的位移和路程速度加速度 匀速及匀变速直线运动及其图像 运动的合成与分解抛体运动圆周运动 圆周运动中的切向加速度和法向加速度
2014年全国初中物理竞赛试题及答案
2014年第二十四届初中应用物理竞赛试题 试卷总分：120分时间：120分钟 启用前----绝密 一、本题共10小题，每小题2分，共20分。以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 1.汽车的观后镜是用来观察车后 路面情况的装置，一般为凸面 镜。正常情况下，坐在驾驶 员位置的人通过左侧观后镜应该看见如图1甲 所示的效果。在某次准备驾车外出前，坐在驾驶员位置的王师傅发现，从左侧观后镜中看到的是如图1乙所示的情景。为确保行驶安全，左侧观后镜的镜面应适当完成图2中的哪种操作 0 0 &鬥 比佝外卑转m 向内庭转 c.向拆庭转m 向F庭转 阻2 2.“元旦文艺会演”时，物理老师和电工师傅合 作给同学们表演了一个“不怕电” 的节目（注意：因该节目有危险，同学们切勿模
仿）。首先电工师傅将两根导线的接头A、B分别连接到一标有“ PZ220 100”的灯泡（如图3 甲所示）的接线柱C、D上，闭合开关，灯泡正常发光。随后，电工师傅断开开关取下灯泡，物理老师站到干燥的木凳上，左、手两手分别抓住两导线接头A、B （如图3乙所示），此时电工师傅闭合开关，用测电笔分别测试导线接头A、B 及物理老师的皮肤，发现测电笔的氖管均发光，而在这一过程中，物理老师依然谈笑自如。对以上现象的解释，你认为下列说法中正确的是（） A ?物理老师有“特异功能”，确实不怕电 B.物理老师的双手戴着绝缘手套 C .在人、灯替换的过程中，电源的零线被断开了 D .在人、灯替换的过程中，电源的火线被断开了单空 3?图4甲为一把手工的锯条，图4乙紬 为正对着锯齿看的效果，发现它的锯齿都“东倒西歪”的侧向两侧，而不在一个平面上。其原因是（）
最近十年初中应用物理知识竞赛题分类解析专题3--物态变化 一．选择题 1. （2013全国初中应用物理知识竞赛）在严寒的冬季，小明到滑 雪场滑雪，恰逢有一块空地正在进行人工造雪。他发现造雪机在工作 过程中，不断地将水吸入，并持续地从造雪机的前方喷出“白雾”， 而在“白雾”下方，已经沉积了厚厚的一层“白雪”，如图1所示。 对于造雪机在造雪过程中，水这种物质发生的最主要的物态变化，下 图1 列说法中正确的是( ) A.凝华 B.凝固 C.升华 D.液化 答案：B 解析：造雪机在造雪过程中，水这种物质发生的最主要的物态变化是凝固，选项B正确。2．(2012全国初中应用物理知识竞赛预赛)随着人民生活水平的提高，饭桌上的菜肴日益丰富，吃饭时发现多油的菜汤与少油的菜汤相比不易冷却。这主要是因为【】 A、油的导热能力比较差 B、油层阻碍了热的辐射 C、油层和汤里的水易发生热交换 D、油层覆盖在汤面，阻碍了水的蒸发 答案：D 解析：多油的菜汤不易冷却的原因是油层覆盖在汤面，阻碍了水的蒸发，选项D正确。 3．(2012全国初中应用物理知识竞赛)我国不少地区把阴霾天气现象并入雾，一起作为灾害性天气，统称为“雾霾天气”。关于雾和霾的认识，下列说法中正确的是（） A．霾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的 B．雾和霾是两种不同的天气现象 C．雾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒形成的 D．雾和霾是同一个概念的两种不同说法 解析：雾是大量的小水滴或冰晶浮游在近地面空气层中形成的，霾是由悬浮在大气中的大量微小尘粒、烟粒或盐粒等颗粒形成的，雾和霾是两种不同的天气现象，选项B正确。 答案：．B 4（2011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）如图所示的4种物态变化中，属于放热过程的是，( )
2008年第十八届全国初中应用物理知识竞赛试题 注意事项： 1．请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。 2．用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。 3．本试卷共有七个大题，满分100分。 4．答卷时间：2008年3月30日(星期日)上午9∶30~11∶10。 一、选择题（共10分）以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 1．长途汽车经过长时间行驶后，驾驶员常常会停下车，拿根铁棒敲 打车轮，凭借声音可以判断轮胎内的空气是否充足。这主要是因为敲击 的轮胎内空气充足时发出声音的（） A．响度较大 B．音调较高 C．音调较 低 D．响度较小 2．检查视力时，要求眼睛与视力表相距5 m。医院里常按图1所示 的方式检查视力，让被检查者面对平面镜而坐，身后是视力表。已知人 距平面镜2 m，那么视力表离平面镜的距离是（） A．5m B．2m C．3m D．4m 3．光在同种均匀介质中是沿直线传播的，小红直不明白：在光纤通信中，光信号是怎样经过漫长而又曲折的线路，从一端传到另一端的呢?后来通过“探究光纤怎样传输光信号”的活动中，她终于明白了：光信号在光纤中（） A．是靠光纤壁不断地反射而向前传播 B．就像电流沿弯曲导线那样传播 C．就像水流沿弯曲水管流动那样传播 D．是靠光纤壁不断地折射而向前传播 4．某工厂要制造一种特殊用途的钢罐，要求在钢罐内表面牢牢地压接上一层0．25mm厚的铝膜。技术人员联合攻关提出了以下方案：先把铝膜紧贴到钢罐内表面，排出铝膜与钢罐之间的空气，冉向钢罐内灌满水并插入冷冻管使水结冰，铝膜就可以与钢罐接触牢了。对于使铝膜与钢罐接牢的方法，下列分析中正确的是（） A．铝膜与钢罐之间的水把它们冻牢了 B．水结冰时放出的热量使铝膜焊接在钢罐表面上了 C．大气压的作崩把铝膜压接到钢罐上了 D．水结冰膨胀产生的压力把铝膜与钢罐紧紧地压牢 在一起了 5．图2所示的是高压输电线路，其中高压输电线与 变压器之司安装有避雷器，它的作用是防止变压器遭受雷 击。关于这种避雷器，下列说法正确的是（） A．避雷器在通常电压下是导体，在遇到雷击的电压 时是绝缘体 B．在任何电压下避雷器都是导体 C．在任何电压下避雷器都是绝缘体
全国初中应用物理竞赛考试及答案 1 / 15
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2018年度全国初中应用物理竞赛试卷 注意事项： 1.请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。 2.用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。 3.本试卷共有六个大题，满分100分。 题号一二三四五六总分分数 复核人 ―、本题共10小题，每小题2分，共20分。以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 1.如图1所示为伦敦四大地标性摩天大楼：“对讲机”、“小黄瓜”、“奶酷刨”、“碎片大厦”。其中座大楼的设计考虑不周，曾经由于玻璃反光将停放在附近的小轿车某些部件“烤”熔化了，你认为这座大楼最可能是（) 2.当今，世界性的能源危机断地加深，节约能源义不容辞。下面四种符号中，为中国节能标志的是（) 3.在炎热的夏天，当我们吃冰棒的时候，常常看到在冰棒的周围有“白气”冒出，关于这个“白气”，下列说法中正确的是（） A.“白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该上升 B.“白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该下降 C.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该上升 D.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该下降
4.如图3所示为双线并绕的螺线管，a、b、c、d为四个接线柱，其中a、b之间连 接一根较细的导线；c、d之间连接一根较粗的导线。如用两端电压恒定的同一个电源供 电，下列连接方式中磁性最强的方法是（） A.将bc相连，然后a、d分别接电源两极 B.将cd相连，然后a、b分别接电源两极 C.将a b相连、cd相连，然后分别接电源两极 D.将a d相连、bc相连，然后分别接电源两极 5.5号电池因其体积小、容量适中，因此在小功率电器产品中广泛使用。某种市售5号电池包装上写有“1.5 V 2000 mAH”字祥。对该电池，下列说法中正确的是（） A.它能提供的电能约10.8 kJ B.它正常工作时的电流是2 A C.它提供的最大电功率为3 W D.它在电路中是提供电荷的装置 6.在平缓的海滩上经常可以看到如图4所示的情景：不论远处的海 浪沿什么方向冲向海岸，到达岸边时总是大约沿着垂直于岸的方向。发 生这个现象的原因可能是（） A.在海岸边，风的方向总是与海岸线垂直 B.在海岸边，风的方向总是与海岸线平行 C.水波在浅水中传播时，水越浅传播得越快 D.水波在浅水中传播时，水越浅传播得越慢 7.小明在宠物店买了淡水热带鱼，为方便带回家，商家将鱼放在装有水的轻薄的塑料袋里。如果小明将装着魚且没有打开的塑料袋直接放入家里的淡水鱼缸中，则图5中最有可能发生的情况是( ) 8.微波在传播过程中，如果遇到金属会被反射，遇到陶瓷或玻璃则几 乎不被吸收的透射，而遇到类似于水、酸等极性分子构成的物质则会被吸 收导致这些物质的温度升高。如图6所示为家用微波炉工作过程的示意图。 根据这些信息，你认为以下关于微波炉的说法不正确 ．．．的是（） A.炉的内壁要使用金属材料 B.炉内盛放食物的容器的材质可以是玻璃或陶瓷 C.炉内转盘的主要作用是为了从不同侧面看到食物被加热的情况 D.微波炉的玻璃门上有一层金属膜或金属网 9.静止、密闭的客车上有一个系在座椅上的氦气球，一个悬挂在车顶的小球。若客车突然启动向左驶出，图7中氦气球与悬挂小球最可能出现的相对位置变化是（）
全国初中物理竞赛精选题及答案 初中物理知识要点一览与初中物理基本概念概要 （一）初中物理知识要点一览 速度：V（m/S）?v=?S：路程/t：时间? 重力G?（N）?G=mg（?m：质量；?g：9.8N或者10N?） 密度：ρ?（kg/m3）?ρ=?m?（m：质量；?V：体积?） 合力：F合?（N）?方向相同：F合=F1+F2?；?方向相反：F合=F1—F2?方向相反时,F1>F2? 浮力：F浮?(N)?F浮=G物—G视?（G视：物体在液体的重力?） 浮力：F浮?(N)?F浮=G物?（此公式只适用?物体漂浮或悬浮?） 浮力：F浮?(N)?F浮=G排=m排g=ρ液gV排?（G排：排开液体的重力?；m排：排开液体的质量?；ρ液：液体的密度?；?V排：排开液体的体积?(即浸入液体中的体积)?） 杠杆的平衡条件：?F1L1=?F2L2?（?F1：动力?；L1：动力臂；F2：阻力；?L2：阻力臂?） 定滑轮：?F=G物?S=h?（F：绳子自由端受到的拉力；?G物：物体的重力；?S：绳子自由端移动的距离；?h：物体升高的距离） 动滑轮：?F=?（G物+G轮)/2?S=2?h?（G物：物体的重力；?G轮：动滑轮的重力） 滑轮组：?F=?（G物+G轮）?S=n?h?（n：通过动滑轮绳子的段数）机械功：W?（J）?W=Fs?（F：力；?s：在力的方向上移动的距离?）有用功：W有?=G物h? 总功：W总?W总=Fs?适用滑轮组竖直放置时? 机械效率:?η=W有/W总?×100%?
功率:P?（w）?P=?w/t?(W：功;?t：时间) 压强p?（Pa）?P=?F/s?(F：压力;?S：受力面积） 液体压强：p?（Pa）?P=ρgh?（ρ：液体的密度；?h：深度【从液面到所求点的竖直距离】?） 热量：Q?（J）?Q=cm△t?（c：物质的比热容；?m：质量?；△t：温度的变化值?） 燃料燃烧放出的热量：Q（J）?Q=mq?（m：质量；?q：热值）? 串联电路?电流I（A）?I=I1=I2=……?电流处处相等? 串联电路?电压U（V）?U=U1+U2+……?串联电路起分压作用? 串联电路?电阻R（Ω）?R=R1+R2+……? 并联电路?电流I（A）?I=I1+I2+……?干路电流等于各支路电流之和（分流）? 并联电路?电压U（V）?U=U1=U2=……? 并联电路?电阻R（Ω）1/R?=1/R1?+1/R2?+……? 欧姆定律：?I=?U/I? 电路中的电流与电压成正比,与电阻成反比? 电流定义式?I=?Q/t?（Q：电荷量（库仑）；t：时间（S）?） 电功：W?（J）?W=UIt=Pt?（U：电压；?I：电流；?t：时间；?P：电功率?） 电功率：?P=UI=I2R=U2/R?（U:电压；?I：电流；?R：电阻?） 电磁波波速与波?长、频率的关系：?C=λν?（C：波速（电磁波的波速是不变的,等于3×108m/s）；?λ：波长；?ν：频率?） （二）初中物理基本概念概要 一、测量
全国初中物理竞赛年试 题及答案 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】
2014年第二十四届初中应用物理竞赛（巨人杯）试题一、本题共10小题，每小题2分，共20分。以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。 1.汽车的观后镜是用来观察车后路面情况的装 置，一般为凸面镜。正常情况下，坐在驾驶员位置的人通过左侧观后镜应该看见如图1甲所示的效 果。在某次准备驾车外出前，坐在驾驶员位置的王师傅发现，从左侧观后镜中看到的是如图1乙所示的情景。为确保行驶安全，左侧观后镜的镜面应适当完成图2中的哪种操作（） 2.“元旦文艺会演”时，物理老师和电工师傅合作给同学们表演了一个“不怕电”的节目(注意：因该节目有危 险，同学们切勿模仿)。首先电工师傅将两根导线的接头A、B分别连接到一标有“PZ220 100”的灯泡（如图3甲所示）的接线柱C、D上，闭合开关，灯泡正常发光。随后，电工师傅断开开关取下灯泡，物理老师站到干燥的木凳上，左、手两手分别抓住两导线接头A、B（如图3乙所示），此时电工师傅闭合开关，用测电笔分别测试导线接头A、B及物理老师的皮肤，发现测电笔的氖管均发光，而在这一过程中，物理老师依然谈笑自如。对以上现象的解释，你认为下列说法中正确的是（） A．物理老师有“特异功能”，确实不怕电 B．物理老师的双手戴着绝缘手套 C．在人、灯替换的过程中，电源的零线被断开了 D．在人、灯替换的过程中，电源的火线被断开了
3.图4甲为一把手工的锯条，图4乙为正对着锯齿看的效果，发现它的锯齿都“东倒西歪”的侧向两侧，而不在一个平面上。其原因是（） A．将锯齿做成这样的形状后，容易将锯齿打磨得更锋利 B．将锯齿做成这样的形状后，锯条承受撞击能力更强 C．锯条用得太久，锯齿被撞歪了 D．将锯齿做成这样的形状后，可以使锯口加宽，减小被锯物体对锯条的摩擦力4．“嫦娥三号”探测器在月球表面降落时，没有使用降落伞，是因为（） A．月球表面非常松软，不需要使用降落伞减速 B．距离月球表面太近，用降落伞来不及减速 C．月球表面附近没有大气，降落伞无法起到减速的作用 D．“嫦娥三号”质量太大，不易制作足够大的降落伞 5．汽车发动机在工作过程中需要冷却。图5为汽车发动机的水冷系统工作原理示意 图。在 汽车发 动机正 常工作的过程中，图5所示有关汽车发动机水冷系统中水流方向以及水泵叶轮转向的示意图中，正确的是（） 6．2013年6月20日我国宇航员王亚平首次进行了太空授课。图6为王亚平所做实验的一个画面，图中的水呈球状而不破裂，除了失重的原因外，还主要是因为
2013年第二十三届全国初中应用物理竞赛 一、本题共10小题 1.验钞机发出的“光”能使钞票上的荧光物质发光；家用电器的遥控器发出的“光”，能用来控制电风扇、电视机、 空调器等电器的开启与关闭。对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是 ( ) A.验钞机和遥控器发出的“光”都是紫外线 B.验钞机和遥控器发出的“光”都是红外线 C.验钞机发出的“光”是紫外线，遥控器发出的“光”是红外线 D.验钞机发出的“光”是红外线，遥控器发出的“光”是紫外线 2.在严寒的冬季，小明到滑雪场滑雪，恰逢有一块空地正在进行人工造雪。他发现造雪机在工作过程中，不断地将水 吸入，并持续地从造雪机的前方喷出“白雾”，而在“白雾“下方，已经沉积了厚厚的一层“白雪”，如图1所示。 对于造雪机在造雪过程中，水这种物质发生的最主要的物态变化，下列说法中正确的是 ( ) A.凝华 B.凝固 C.升华 D.液化 3.在有些地区，人们常在小河边洗衣服。如图2所示，水里，然 后提出来放在石板上，用木棒捶打，水花四溅……，被洗净为 止。这里，用木棒捶打的主要目的是( ) A.把衣服上的灰尘打碎，以便于洗涤人们先把脏衣服浸泡在河如 此反复多次，直到衣服 B.增大木棒与灰尘之间的摩擦，将灰尘带走 C.迫使湿衣服里面的水从衣服纤维之间的缝隙中高速喷出，利用 高速水流将灰尘冲洗掉 D.木棒捶打，使衣服突然运动起来，而衣服上的灰尘由于具有惯 性仍然静止，从而使灰尘脱离衣服 4.如图3所示，海北中学有一个跑道为400 m的操场，在操场的 主席台和观众席上方一字形排列着A、B、C三个相同的音箱。在 一次运动会的开幕式上，站在操场中的所有同学都可以听到音箱 发出的足够大的声音，但站在某些位置的同学却感觉听不清音箱 中播放的内容，在图3的l、2、3三个位置中，位于哪个位置附 近的同学应该是“感觉听不清”的( ) A.1 B.2 C.3 D.在哪个位置都一样 5.炒菜时如果发生油锅起火现象，下列做法中最不应该的是 ( ) A.加一些冷油，降低温度 B.立刻盖上锅盖 C.立即向锅内倒入冷水来灭火 D.将蔬菜倒入油锅内 6.北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信 系统(BDS)。系统由空间端、地面端和用户端（导航仪）组 成，全部建成后可在全球范围内为各类用户提供高精度、高 可靠定位、导航、授时服务。2012年12月27日，北斗导航 业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。关于 “BDS”的工作过程，下列说法正确的是( ) A.导航仪只能接收地面端的中心控制系统的信息而不能接收 导航卫星的信息 B.导航仪只能接收导航卫星的信息而不能向导航卫星发送信 息 C.导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播 D.导 航仅与导航卫星之间是通过电磁波传递信息的 7.小明学习了电路知识后，想利用发光二极管设计一个带开关指示灯的照明电路，晚间关闭照明灯后，利用二极管发 出的光指示开关所在的位置。他共设计了4个电路，如图4所示，其中L为白炽灯，规格为(220V 60W)、D为发光二级管，规格为(1.2VO.O1A)、S为单刀双掷开关、R为限流电阻。图4中能够满足要求的电路是 ( ) 8.某测量仪器及其控制电路如图5所示。仪器的等效内阻为100欧，正常工作电流 范围为100—300mA，电源电压为30V。控制电路由两个滑动变阻器组成，为了快速 准确地调节仪器的工作电流，应选用哪一组变阻器 ( ) A.R1=100欧, R2=10欧. B.R1=200欧, R2=20欧 C.R1=100欧, R2=100欧 D.R1=200欧, R2=200欧 9.明光中学的同学制定了一个划船比赛规则：①在距两个船队之间的中点处放置一 个插有红旗的小木箱（发令枪响时被释放，随河水流动）：②甲、乙两船队（两船
2008年第25届全国中学生物理竞赛复赛试卷 本卷共八题，满分160分 一、（15分） 1、（5分）蟹状星云脉冲星的辐射脉冲周期是0.033s 。假设它是由均匀分布的物质构成的球体，脉冲周期是它的旋转周期，万有引力是唯一能阻止它离心分解的力，已知万有引力常量 113126.6710G m kg s ---=???，由于脉冲星表面的物质未分离，故可估算出此脉冲星密度的下限是3kg m -?。 2、（522C -?，电荷量q 1洁的形式F q =C 。 3、（5强度B 当B 。 二、（21圆轨道，高 5 31 f H =1所示）使卫星以后的近地点点火，使卫星加速和变轨，抬高远地点，相继进入24小时轨道、转移轨道（分别如图中曲线3、4、5所示）。已知卫星质量32.35010m k g =?，地球半径 36.37810R km =?，地面重力加速度29.81/g m s =，月球半径31.73810r km =?。 1、试计算16小时轨道的半长轴a 和半短轴b 的长度，以及椭圆偏心率e 。 2、在16小时轨道的远地点点火时，假设卫星所受推力的方向与卫星速度方向相同，而且点火时间很短，可以认为椭圆轨道长轴方向不变。设推力大小F=490N ，要把近地点抬高到600km ，问点火时间应持续多长？ 3、试根据题给数据计算卫星在16小时轨道的实际运行周期。 4、卫星最后进入绕月圆形轨道，距月面高度H m 约为200km ，周期T m =127分钟，试据此估算月球质量与地球质量之比值。
三、（22分）足球射到球门横梁上时，因速度方向不同、射在横梁上的位置有别，其落地点也是不同的。已知球门的横梁为圆柱形，设足球以水平方向的速度沿垂直于横梁的方向射到横梁上，球与横梁间的滑动摩擦系数0.70μ=，球与横梁碰撞时的恢复系数e=0.70。试问足球应射在横梁上什么位置才能使球心落在球门线内（含球门上）？足球射在横梁上的位置用球与横梁的撞击点到横梁轴线的垂线与水平方向（垂直于横梁的轴线）的夹角θ（小于90）来表示。不计空气及重力的影响。 四、（20分）图示为低温工程中常用的一种气体、蒸气压联合温度计的原理示意图，M 为指针压力表，以V M 表示其中可以容纳气体的容积；B 为测温饱，处在待测温度的环境中，以V B 表示其体积；E 为贮气容器，以V E 表示其体积；F 为阀门。M 、E 、B 由体积可忽略的毛细血管连接。在M 、E 、B 均处在室温T 0=300K 时充以压强50 5.210p Pa =?的氢气。假设氢的饱和蒸气仍遵从理想气体状态方125K 示的压强p 2时压力表M 在设25V T K =25K 时，3、的800五、（20个电子，时刻刚好到达电容器的左极板。电容器的两个极板上各开一个小孔，使电子束可以不受阻碍地穿过电容器。两极板图所示的周期性变化的电压AB V （AB A B V V V =-，图中只画出了一个周期的图线），电压的最大值和最小值分别为V 0和－V 0，周期为T 。若以τ表示每个周期中电压处于最大值的时间间隔，则电压处于最小值的时间间隔为T －τ。已知τ的值恰好使在V AB 变化的第一个周期内通过电容器到达电容器右边的所有的电子，能在某一时刻t b 形成均匀分布的一段电子束。设电容器两极板间的距离很小，电子穿过电容器所需要的时间可以忽略，且206mv eV =，不计电子之间的相互作用及重力作用。 1、满足题给条件的τ和t b 的值分别为τ=T ，t b =T 。 2、试在下图中画出t=2T 那一时刻，在0－2T 时间内通过电容器的电子在电容器右侧空间形成的电流I ，随离开右极板距离x 的变化图线，并在图上标出图线特征点的纵、横坐标（坐标的数字保留到小数点后第二位）。取x 正向为电流正方向。图中x=0处为电容器的右极板B 的小孔所在的位置，