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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑2022年第32届全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案 第32届全国中学生物理竞赛预赛试卷 15 9 13 6 10 14 7 11 15 8 12 16 总分 本卷共16题，总分值200分 一、选择题此题共5小题，每题6分在每题给出的4个选项中，有的小得分 阅卷 复核 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 1.2022年3月8日凌晨2点40分，马来西亚航空公司一架波音777-200飞机与管制中心失去联系2022年3月24日晚，初步确定失事地
2、点位于南纬31o52、东经115 o 52的澳大利亚西南城市珀斯邻近的海疆有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，每天上午同一时刻在该区域正上方对海面拍照，那么 A.该卫星确定是地球同步卫星 B.该卫星轨道平面与南纬31 o 52所确定的平面共面 C.该卫星运行周期确定是地球自转周期的整数倍 D.地球自转周期确定是该卫星运行周期的整数倍 2.23892U（铀核）衰变为22288Rn（氡核）要经过 A.8次衰变，16次衰变 B.3次衰变，4次衰变 C.4次衰变，16次衰变 D. 4次衰变，4次衰变 3如图，一半径为R的固定的光滑绝缘圆环，位于竖直平面内；环上有两个一致的带电小球a和b(可视为质点)，只
3、能在环上移动，静止时两小球之间的距离为R。现用外力缓慢推左球a使其到达圆环最低点c，然后撤除外力以下说法正确的是 A.在左球a到达c点的过程中，圆环对b球的支持力变大 B在左球a到达c点的过程中，外力做正功，电势能增加。 C.在左球a到达c点的过程中，a、b两球的重力势能之和不变 D.撤除外力后，a、b两球在轨道上运动过程中系统的能量守恒 4如图，O点是小球平抛运动抛出点；在O点有一个频闪点光源，闪光频率为30Hz；在抛出点的正前方，竖直放置一块毛玻璃，小球初速度与毛玻璃平面垂直在小球抛出时点光源开头闪光当点光源闪光时，在毛玻璃上有小球的一个投影点已知图中O点与毛玻璃水平距离L=120 m，测
4、得第一、二个投影点之间的距离为0.05 m取重力加速度g=10m/s2以下说法正确的是 A.小球平抛运动的初速度为4m/s B小球平抛运动过程中，在相等时间内的动量变化不相等 C小球投影点的速度在相等时间内的变化量越来越大 D.小球其次、三个投影点之间的距离015m 5某同学用电荷量计(能测出一段时间内通过导体横截面的电荷量)测量地磁场强度，完成了如下测验：如图，将面积为S，电阻为的矩形导线框abcd沿图示方位水平放置于地面上某处，将其从图示位置绕东西轴转180o，测得通过线框的电荷量为Q1；将其从图示位置绕东西轴转90 o ，测得通过线框的电荷量为Q2.该处地磁场的磁感应强度大小应为 RRR
5、Q12RQ1222222Q1?Q2 C. Q12?Q1Q2?Q2A. D. ?Q2 B. ?Q1Q2?Q2SSS4S2二、填空题把答案填在题中的横线上只要给出结果，不需写出求得结果的过程 6(10分)水平力F方向确定，大小随时间的变化如图a所示；用力F拉静止得分 阅卷 复核 在水平桌面上的小物块，在F从0开头逐步增大的过程中，物块的加速度a随时 间变化的图象如图b所示重力加速度大小为10m/s2。由图示可知，物块与水平 桌面间的最大静摩擦力为 ；物块与水平桌面间的动摩擦因数为 ；在04s时间内，合外力做的功为 。 7(10分)如图，物块A、C置于光滑水平桌面上，通过轻质滑轮和细 绳悬挂物块B，
6、物块A、B的质量均 为2kg，物块C的质量为1 kg，重力加速度大小为10m/s2 。 (1)若固定物块C，释放物块A、B，那么物块A、B的加速度之比为 ；细绳的张力为 。 (2)若三个物块同时由静止释放，那么物块A、B和C加速度之比为 。 8 (10分)2022年8月中国放射的宇宙飞船“嫦娥二号”在完成探月任务后，得分 阅卷 复核 首次从绕月轨道飞向日地延长线上的拉格朗日点，在该点，“嫦娥二号”和地球 一起同步绕太阳做圆固运动已知太阳和地球的质量分别为MS和ME， 日地距 离为R该拉格朗日点离地球的距离x得志的方程为 ，由此解得x 2 (已知当l时，(1+)n1+n) 9 (10分)在“利用
7、电流传感器(相当于梦想电流表)测定干电池电动势和内阻”得分 阅卷 复核 的测验中，某同学利用两个电流传感器和定值电阻R0=2000以及滑动变阻器， 设计了如图a所示的电路，举行测验该同学测出的测验数据如下表所示 得分 阅卷 复核 1 I1/mA I2/A 2 135 030 3 130 040 4 120 060 5 110 080 105 090 表中I1和I2分别是通过电流传感器1和2的电流该电流的值通过数据采集器输入到计算机，数据采集器和计算机对原电路的影响可疏忽 (1)在图b中绘出I1I2图线； (2)由I1I2图线得出，被测电池的电动势为 V，内阻为 10 (10分)某金属材料发生光
8、电效应的最大波长为0，将此材料制成一半径为R的圆球，并用绝缘线悬挂于真空室内若以波长为(0)的单色光持续照 射此金属球，该金属球发生光电效应所产生光电子的最大初动能为 ，此 金属球可带的电荷量最多为 ， (设无穷远处电势为零，真空中半径为r带电量为q的导体得分 阅卷 复核 球的电势为U=k q) r三、计算题。计算题的解允许写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出结果结果的不能得分.有数值计算的，答案中务必明确写出数值和单位 11 (20分)某机场候机楼外景如图a所示。该候机楼布局简化图如图b所示：得分 阅卷 复核 候机楼侧壁是倾斜的，用钢索将两边斜壁系住，在钢索上有大量竖直短钢棒将
9、屋 面支撑在钢索上假设海边斜壁的质量为m，质量分布平匀；钢索与屋面(包括短钢棒)的总质量为 m，在地面处用铰链与水平地面连接，钢索固定于斜壁上端以支撑整个屋面，钢索上2端与斜壁的夹角为30o；整个系统左右对称求 (1j斜壁对钢索的拉力的大小； (2)斜壁与地面的夹角 12.（20分)从左至右在同水平地面上依次有3个质点a、b、c，且三者共线，a与b相距l1，b与c相距l2现同时将它们从其初始位置抛出已知质点b以初 速度v0竖直上抛，质点c以某一初速度竖直上抛设在这3个质点的运动过程中， a能碰见质点b和c；并假设质点a的质量远大于质点b的质量，且a与b碰撞时间极短求质点c的初速度vc和质点a的
10、初速度所得志的条件。所求的结果均用题中的已知量表示出来。 13 (20分)有块长条形的纯真半导体硅，其横截面积为25cm2，通有电得分 阅卷 复核 流2mA时，其内自由电子定向移动的平均速率为7510-5m/s，空穴定向移动 的平均速率为25 10-5m/s已知硅的密度为24103kg/m3，原子量是28电 子的电荷量大小为e=1610-19C若一个硅原子至多只释放一个自由电子，试估算此半导体材料中平均多少个硅原子中才有一个硅原子释放出自由电子?阿伏伽德罗常数为N0=6021023mol-1 14 (20分)电子感应加速器利用变化的磁场来加速电得分 阅卷 复核 子电子绕平均半径为R的环形轨道(
11、轨道位于真空管道 内)运动，磁感应强度方向与环形轨道平面垂直。 电子 被感应电场加速，感应电场的方向与环形轨道相切电子电荷量为e。 得分 阅卷 复核 (1)设电子做圆周运动的环形轨道上的磁感应强度大小的增加率为形轨道切线方向感应电场作用在电子上的力； （2）设环形轨道平面上的平均磁感应强度大小的增加率为 ?B，求在环?t?B，试导出在环形轨道切线方向感应电场?t作用在电子上的力与 ?B的关系； ?t?B?B和之间务必得志的定量关?t?t(3)为了使电子在不断巩固的磁场中沿着半径不变的圆轨道加速运，求系 15.（20分）如图，导热性能良好的气缸A和B高度均为h(已除开活塞的厚度)，横截面积不同，
12、竖直浸没 在温度为T0的恒温槽内。它们的底部由细管连通(细 管容积可疏忽)两气缸内各有一个活塞，质量分别为mA=2m和mB=m，活塞与气缸之间无摩擦，两活塞的下方为梦想气体，上方为真空。当两活塞下方气体处得分 阅卷 复核 于平衡状态时，两活塞底面相对于气缸底的高度均为 h。现保持恒温槽温度不2变，在两活塞土上面同时各缓慢加上同样大小的压力，让压力从零缓慢增加，直至其大小等于2mg(g为重力加速度)为止。并一向保持两活塞上的压力不变；系统再次达成平衡后，缓慢升高恒温槽的温度，对气体加热，直至气缸B中活塞底面恰好回到高度为 h处求 2(1)两个活塞的横截面积之比SA：SB； (2)气缸内气体的结果
13、的温度； (3)在加热气体的过程中气体对活塞所做的总功。 16 (20分)如示意图所示，一垂直放置的高为得分 阅卷 复核 15.0cm的圆柱形中空玻璃容器，其底部玻璃较厚，底 部顶点A点到容器底平面中心B点的距离为8.0cm， 底部上沿为一凸起的球冠，球心C点在A点正下方，球的半径为1.75cm已知空气和容器玻璃的折射率分别是n0=1.0和n1=1.56只考虑近轴光线成像。 已知：当1时，sin （1）当容器内未装任何液体时，求从B点发出的光线通过平凸玻璃柱，在玻璃柱对称轴上所成的像的位置，并判断像的虚实； （2）当容器内装满折射率为1.30的液体时，求从B点发出的光线通过平凸玻璃柱的上外观折
14、射后所成像点的位置，并判断这个像的虚实。 第32届全国中学生物理竞赛预赛试卷 参考解答与评分标准 一、选择题此题共5小题，每题6分在每题给出的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 D 2D 3BD 4A 5C 二、填空题把答案填在题中的横线上只要给出结果，不需写出求得结果的过程 6(10分) 答案： 6N 3分 0.1 3分 24J 4分 7.(10分 ) 答案：（1）2：1 3分 ; 8N 3分 （2）2：3：4 4分 8.(10分 ) 答案： MsMEMs=3 (R+x ) 6分 ?22R(R?x)x 9
