29届物理预赛试题答案.doc

第29届全国中学生物理竞赛预赛一、选择题． 1． 答案：D 2． 答案：C 3． 答案：B 4． 答案：AC 5． 答案：CD 二、填空题和作图题． 6． 答案：82，2067． 答案：i．当外电路与内电路电阻值相等时电源的输出功率最大，电阻条上消耗的功率也最大，因此需用6根电阻条并联。ii．如图所示(任意6根电阻条并联均可)。 8． 答案： 解析：由能量守恒得，而光子能量，联立消除质量即得，其中，所以。 9． 答案：， 解析：由牛顿第二定律得，两物块刚发生相对运动的条件为，解得；由动量定理得，代入和t解即得。 10． 答案：逐渐增大，最后趋向一恒定值。逐渐减小，最后变到零。，解析：滑动触头向右滑动时，加在光电管上的电压向正向增大，光电流随正向电压的增大先逐渐增大，当达到饱和光电流值后不再改变。滑动触头向左滑动到某位置后，光电管加反向电压，反向电压随滑动触头向左滑动而增大，当确定遏止电压时，光电流减小为0。 由爱因斯坦光电效应方程可得 而 代入相关量解得 三、计算题．计算题的解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分．有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位． 11． 解：设球A刚要离开地面时联接球B的绳与其初始位置的夹角为，如图所示，这里球B的速度为，绳对球B的拉力为T，根据牛顿第二定律和能量守恒，有 ① ② 当A球刚要离开地面时，有 ③ 以h表示所求高度差，有 ④ 由①②③④解得 ⑤ 评分标准：①②式各6分，③⑤式各3分。 12．解：设单位体积中自由电子数为n，则有 ① 而 ② 由以上两式得 ③ 代入已知数据得 ④ 评分标准：本题20分。 ①式6分，②式8分，③式2分，④式4分。 13． 解：解法一 i．由于A球始终以恒定的速度运动，故随A球一起运动的参考系为惯性系。 在参考系中，因A球静止，故作用于A球的外力f不做功，A、B两球构成的系统的能量守恒。当两球间的距离为时，B球以初速度向左运动，随着B球远离A球，其动能在库仑力作用下逐渐减小，两球的静电势能增大，当B球动能减少到0时，A、B间距达到最大值。由能量守恒定律有 ⑴ 解得 ⑵ ii．为了计算变力f做的功，应回到初始时B球相对它静止的参考系S来考察问题。相对S系，当两球间的距离为时，A球的速度为，B球的速度为0；当两球的速度相等时，两球间距离达到最大值，由功能关系，在这过程中，变力f的功 ⑶ 由⑵、⑶两式得 ⑷ 解法二 在开始时B球相对它静止的参考系S中来考察问题。初始时，A球的速度为，B球的速度为0，当两球间距离达到最大值时，两球的速度相等，都是，根据动量定理和功能关系有 ⑴ ⑵ 式中J和W分别是在所考察过程中变力f的冲量和功。在所考察过程中某一时间间隔内，的冲量为，在所考察的过程中，f的总冲量 ⑶ 在时间内，A球的位移，力做的功为，在所考察的过程中，f的总功 ⑷ 由以上四式得 ⑸ 由⑸式得 ⑹ 由⑹式代入⑵式得 ⑺ 评分标准：本题20分 解法一：⑵、⑷式各10分 解法二：⑹、⑺式各10分 14．解：以m表示碘蒸气的总质量，表示蒸气的温度为T时单原子分子的碘蒸气的质量，、分别表示单原子分子碘蒸气和双原子分子碘蒸气的摩尔质量，、分别表示容器中单原子分子碘蒸气和双原子分子碘蒸气的分压强，则由理想气体的状态方程有 ⑴ ⑵ 其中，R为理想气体常量。 根据道尔顿分压定律，容器中碘蒸气的总压强p满足关系式 ⑶ 设 ⑷ 为单原子分子碘蒸气的质量与碘蒸气的总质量的比值，注意到 ⑸ 由以上各式解得 ⑹ 代入有关数据可得，当温度为1073K时， ⑺ 当温度为1473K时 ⑻ 评分标准：⑴⑵⑶⑹式各4分，⑺⑻式各2分。 15． 解：当线框绕转轴转过的角度时，其位置如图1所示，俯视图如图2所示。 当线框以角速度绕转动时，线框与轴线平行的两条边的速度都是，且 ⑴ L中的电流产生的磁场在这两条边所在处的磁感应强度分别为 ⑵ 和 ⑶ 式中和分别为这两条边到L的距离。线框的两条边的速度的方向与B和的方向间的夹角分别为和，由电磁感应定律，线框的感应电动势为 ⑷ 注意到 ⑸ ⑹ 以及 ⑺ ⑻ 由以上各式得 ⑼ 由欧姆定律得线框中感应电流 ⑽ 由⑼