第30屆全國中學生物理競賽預賽試卷本卷共16題，滿分200分.一、選擇題.本題共5小題，每小題6分.在每小題給出的4個選項中，有的小題只有一項符合題意，有的小題有多項符合題意.全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不答的得0分.1. 下列說法正確的是：A.一束單色光從真空射入 時，在玻璃表面處發生折射現象，這與光在玻璃中的傳播速度不同于在真空中的傳播速度有關B.白紙上有兩個非常靠近的小黑斑，實際上是分開的，沒有重疊部分.但通過某一顯微鏡所成的象卻是兩個連在一起的沒有分開的光斑，這與光的衍射現象有關C.雨后虹的形成與光的全反射現象有關D.老年人眼睛常變為遠視眼，這時近處物體通過眼睛所成的像在視網膜的前方（瞳孔與視網膜之間），故看不清2. 圖中A、B是兩塊金屬板，分別與高壓直流電源的正負極相連.一個電荷量為q、質量為m的帶正電的點電荷自貼近A板處靜止釋放（不計重力作用）.已知當A、B兩板平行、兩板的面積很大且兩板間的距離較小時，它剛到達B板時的速度為u0，在下列情況下以u表示點電荷剛到達B板時的速度A. 若A、B兩板不平行，則u u0B.若A板面積很小，B板面積很大，則u u0C.若A、B兩板間的距離很大，則u u0D.不論A、B兩板是否平行、兩板面積大小及兩板間距離多少，u都等于 u03. 粒子和粒子都沿垂直于磁場的方向射入同一均勻磁場中，發現這兩種粒子沿相同半徑的圓軌道運動.若粒子的質量是m1，粒子的質量是m2，則粒子與粒子的動能之比是A. B. C. D. 4. 由玻爾理論可知，當氫原子中的核外電子由一個軌道躍遷到另一軌道時，有可能A. 發射出光子，電子的動能減少，原子的勢能減少B. 發射出光子，電子的動能增加，原子的勢能減少C. 吸收光子，電子的動能減少，原子的勢能增加D. 吸收光子，電子的動能增加，原子的勢能減少5. 圖示兩條虛線之間為一光學元件所在處，AB為其主光軸.P是一點光源，其傍軸光線通過此光學元件成像于Q點.該光學元件可能是A.薄凸透鏡B.薄凹透鏡C.凸球面鏡D.凹球面鏡二、填空題和作圖題.只要給出結果，不需寫出求得結果的過程.6. （8分）國際上已規定133Cs原子的頻率f=9192631770Hz（沒有誤差）.這樣，秒的定義_.國際上已規定一個公認的光速值c=299792458m/s（沒有誤差）.長度單位由時間單位導出，則米定義為_.7. （8分）質量為m1的小滑塊，沿一傾角為的光滑斜面滑下，斜面質量為m2，置于光滑的水平桌面上.設重力加速度為g，斜面在水平桌面上運動的加速度的大小為_8. （8分）一線光源，已知它發出的光包含三種不同頻率的可見光，若要使它通過三棱鏡分光，最后能在屏上看到這三種不同頻率的光的譜線，則除了光源、三棱鏡和屏外，必須的器件至少還應有_.其中一個的位置應在_和_之間，另一個的位置應在_和_之間.9. （12分）如圖所示，A為放在水平光滑桌面上的長方形物塊，在它上面放有物塊B和C.A、B、C的質量分別為m、5m、m.B、C與A之間的靜摩擦系數和滑動摩擦系數皆為0.10，K為輕滑輪，繞過輕滑輪連接B和C的輕細繩都處于水平位置.現用水平方向的恒定外力F拉滑輪，使A的加速度等于0.20g，g為重力加速度.在這種情況時，B、A之間沿水平方向的作用力的大小等于_，C、A之間沿水平方向的作用力的大小等于_，外力F的大小等于_.10. （14分）i.在做“把電流表改裝成電壓表”的實驗中，必須測出電流表的內阻和用標準電壓表對改裝成的電壓表進行校準.某同學對圖示的器材進行了連線，使所連成的電路只要控制單刀雙擲開關的刀位和調節電阻箱及變阻器，不需改動連線，就能：（1）在與電阻箱斷路的條件下測出電流表的內阻；（2）對改裝成的電壓表所有的刻度進行校準.試在圖中畫出該同學的全部連線.ii.有一塊橫截面為矩形的長板，長度在81cm與82cm之間，寬度在5cm與6cm之間，厚度在1cm與2cm之間.現用直尺（最小刻度為mm）、卡尺（游標為50分度）和千分尺（螺旋測微器）去測量此板的長度、寬度和厚度，要求測出后的最后一位有效數字是估讀的.試設想一組可能的數據天災下面的空格處.板的長度_cm，板的寬度_cm，板的厚度_cm，三、計算題.計算題的解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后結果的不能得分.有數值計算的，答案中必須明確寫出數值和單位.11. （20分）在水平地面某處，以相同的速率v0用不同的拋射角分別拋射兩個小球A和B，它們的射程相同.已知小球A在空中運行的時間為TA，求小球B在空中運行的時間TB.重力加速度大小為g，不考慮空氣阻力.12. （20分）從地球上看太陽時，對太陽直徑的張角=53.取地球表面上緯度為1的長度l=110km，地球表面處的重力加速度g=10m/s2，地球公轉的周期T=365天.試僅用以上數據計算地球和太陽密度之比.假設太陽和地球都是質量均勻分布的球體.13. （16分）一個用電阻絲繞成的線圈，浸沒在量熱器所盛的油中，油的溫度為0.當線圈兩端加上一定的電壓后，油溫漸漸上升.0時溫度升高的速率為5.0Kmin-1，持續一段時間后，油溫上升到30，此時溫度升高的速率變為4.5Kmin-1，這是因為線圈的電阻與溫度有關.設溫度為時線圈的電阻為R，溫度為0時線圈的電阻為R0，則有R= R0 (1+)，稱為電阻的溫度系數.試求此線圈電阻的溫度系數.假設量熱器及其中的油以及線圈所構成的系統溫度升高的速率與該系統吸收熱量的速率（即單位時間內吸收的熱量）成正比；對油加熱過程中加在線圈兩端的電壓恒定不變；系統損失的熱量可忽略不計.14. （18分）如圖所示，一摩爾理想氣體，由壓強與體積關系的p-V圖中的狀態A出發，經過一緩慢的直線過程到達狀態B，已知狀態B的壓強與狀態A的壓強之比為，若要使整個過程的最終結果是氣體從外界吸收了熱量，則狀態B與狀態A的體積之比應滿足什么條件？已知此理想氣體每摩爾的內能為，R為普適氣體常量，T為熱力學溫度.15. （23分）如圖所示，匝數為N1的原線圈和在數為N2的副線圈繞在同一閉合的鐵心上，副線圈兩端與電阻R相聯，原線圈兩端與平行金屬導軌相聯.兩軌之間的距離為L，其電阻可不計.在虛線的左側，存在方向與導軌所在平面垂直的勻強磁場，磁感應強度的大小為B. pq是一質量為m電阻為r與導軌垂直放置的金屬桿，它可在導軌上沿與導軌平行的方向無摩擦地滑動.假設在任何同一時刻通過線圈每一匝的磁通都相同，兩個線圈的電阻、鐵心中包括渦流在內的各種損耗都忽略不計，且變壓器中的電磁場完全限制在變壓器鐵心中.現于t=0時開始施一外力，使桿從靜止出發以恒定的加速度a向左運動.不考慮連接導線的自感.若已知在某時刻t時原線圈中電流的大小I1，i.求此時刻外力的功率ii.此功率轉化為哪些其他形式的功率或能量變化率？試分別求出它們的大小.16. （23分）如圖所示，一質量為m半徑為R的由絕緣材料制成的薄球殼，均勻帶正電，電荷量為Q，球殼下面有與球殼固連的底座，底座靜止在光滑水平面上.球殼內部有一勁度系數為的輕彈簧（質量不計），彈簧始終處于水平位置，其一端與球殼內壁固連，另一端恰位于球心處，球殼上