第25届全国中学生物理竞赛预赛及解答解说.doc

第25届全国中学生物理竞赛预赛题试卷 一．选择题。本题共6小题，每小题6分，在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一项是正确的，有的小题有多项是正确的。把正确选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内。全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。 1．如图两块固连在一起的物块a和b，质量分别为ma和mb，放在水平的光滑桌面上。现同时施给它们方向如图所示的推力Fa和拉力Fb，已知Fa＞Fb，则a对b的作用力（ ） （A）必为推力 （B）必为拉力 （C）可能为推力，也可能为拉力 （D）可能为零 2．用光照射处在基态的氢原子，有可能氢原子电离。下列说法中正确的是（） （A）只要光的强度足够大，就一定可以使氢原子电离 （B）只要光的频率足够大，就一定可以使氢原子电离 （C）只要光子的能量足够大，就一定可以使氢原子电离 （D）只要光照的时间足够长，就一定可以使氢原子电离 3．如图所示，一U形光滑导轨串有一电阻R，放置在匀强的外磁场中，导轨平面与磁场方向垂直。一电阻可忽略不计但有一定质量的金属杆ab跨接在导轨上，可沿导轨方向平移。现从静止开始对ab杆施以向右的恒力F，若忽略杆与U形导轨的自感，则在杆运动过程中，下列哪种说法是正确的（ ） （A）外磁场对杆ab的作用力对ab杆做功，但外磁场的能量是不变的 （B）外力F做的功总是等于电阻R上消耗的功 （C）外磁场对杆ab作用力的功率与电阻R上消耗的功率两者绝对值是相等的 （D）电阻R上消耗的功率存在最大值 4．如图所示，放置在升降机地板上的盛有水的容器中，插有两根相对容器的位置是固定的玻璃管a和b，管的上端都是封闭的，下端都是开口的。管内被水各封有一定质量的气体。平衡时，a管内的水面比管外低，b管内的水面比管外高。现令升降机从静止开始加速下降，已知在此过程中管内气体仍被封闭在管内，且经历的过程可视为绝热过程，则在此过程中（ ） （A）a中气体内能将增加，b中气体内能将减少 （B）a中气体内能将减少，b中气体内能将增加 （C）a、b中气体内能都将增加 （D）a、b中气体内能都将减少 5．图示为由粗细均匀的细玻璃管弯曲成的“双U形管”，a、b、c、d为其四段竖直的部分，其中a、d上端是开口的，处在大气中。管中的水银把一段气体柱密封在b、c内，达到平衡时，管内水银面的位置如图所示。现缓慢地降低气柱中气体的温度，若c中的水银面上升了一小段高度(h，则（ ） （A）b中的水银面也上升(h （B）b中的水银面也上升，但上升的高度小于(h （C）气柱中气体压强的减少量等于高为(h的水银柱所产生的压强 （D）气柱中气体压强的减少量等于高为2(h的水银柱所产生的压强 6．图中L是绕在铁芯上的线圈，电脑与电阻R、R0、电键和电池E可构成闭合回路。线圈上的箭头表示线圈中电流的正方向，当电流的流向与箭头所示的方向相同时，该电流为正，否则为负。电键K1和K2都处于断开状态。设在t＝0时刻，接通电键K1，经过一段时间，在t＝t1时刻，再接通K2，则能较正确地表示L中的电流I随时间t变化的图线是下面给出的四个图中的哪个图？ 二．填空题和作图题。把答案填在题中的横线上或把图画在题指定的地方。只要给出结果，不需写出求得的过程。 7．（8分）为了估算水库中水的体积，可取一瓶无毒的放射性同位素的水溶液，测得瓶内溶液每分钟衰变6(107次，已知这种同位素的半衰期为2天。现将这瓶溶液倒入水库，8天后可以认为溶液已均匀分布在水库中，这时取1.0m3水库中的水样，测得水样每分钟衰变20次。由此可知水库中水的体积约为_______________m3。 8．（8分）在一条笔直的公路上依次设置三盏交通信号灯L1、L2和L3，L1与L2相距80m，L1与L3相距120m。每盏信号灯显示绿色的时间间隔都是20s，显示红色的时间间隔都是40s。L1与L3同时显示绿色，L2则在L1显示红色经历了10 s时开始显示绿色。规定车辆通过三盏信号灯经历的时间不得超过150 s。若有一辆匀速向前行驶的汽车通过L1的时刻正好是L1刚开始显示绿色的时刻，则此汽车能不停顿地通过三盏信号灯的最大速率是__________m/s。若一辆匀速向前行驶的自行车通过L1的时刻是L1显示绿色经历了10 s 的时刻，则此自行车能不停顿地通过三盏信号灯的最小速率是__________m/s。 9．（8分）位于水平光滑桌面上的n个完全相同的小物块，沿一条直线排列，相邻小物块间都存在一定的距离。自左向右起，第1个小物块标记为P1，第2个小物块标记为P2，第3个小物块标记为P3， (，最后一个小物块即最右边的小物块标记为Pn。现设法同时给每个小物块一个方向都向右但大小各不相同的速度，其中最大的速度记作v1，最小的速度记作vn，介于最大速