2019年8月第36届全国中学生物理竞赛初赛考试试卷（浙江省赛区）物理（word版无答案）

第36届全国中学生物理竞赛初赛试卷

(浙江省区)

考试形式：闭卷，允许带无存储功能的计算器入场 试时间：2019年8月31日 上午10:00-12:00

气体摩尔常量R＝8.31 J/(mol?k) 玻尔兹曼常量k=1.38?10-23J/K 基本电荷e=1.6?10-19C 电子质量m=9.l?10-31kg 电子伏特1eV=1.6?10-19J 真空中光速c＝3?108m/s 真空介电常量?0=8.85?10-12C2/(N?m2) 真空磁导率?0＝4??10-7N/A2 普朗克常量h＝6.63?10-34J?s 质子质量mp＝1.67?10-27kg 万有引力常量G＝6.67?10-11N?m2/kg2

【答题要求】所有答案必须涂在答题卡上，在试题卷上容题一律无效!

【试题说明】单选题每题2分:选对得2分，选错或不答的得0分.多选题每题4分:有的小题只有一项正确，有的小题有多项正确;全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。多选题在各试题首均有标注，未标出的则为单选题 【试一】基本概念题(1~6小题)

1．在两个质点组成的系统中，若质点之间只有万有引力作用。且系统所受外力的矢量和为零，则此系统( )

A.动量和机械能守恒，但角动量是否守恒不能确定 B.动量守恒，但角动量和机械能是否守恒不能确定 C.动量和角动量守恒，但机械能是否守恒不能确定 D.机械能和角动量守恒，但动量是否守恒不能确定 2．我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球。如果按圆形轨道计算，且忽略卫星质量的变化，则每次变轨完成后与变轨前相比，( )

A.卫星动能增大，引力势能减小 B.卫星动能增大，引力势能増大 C.卫星动能减小，引力势能减小 D.卫星动能减小，引力势能增大

3.上端固定在天花板上的长细线，其下端悬桂一装满水的瓶子(瓶的质量不可忽略)，瓶底有一小孔，在摆动过程中，瓶内的水不断向外漏，如忽略空气阻力，则从开始漏水到水漏完为止的整个过程中，其摇动频率( ).

A.越来越小 B.保持不变 C.先变大后变小 D.先变小后变大

4.用电阻丝绕制标准电阻时，常在圆柱陶瓷上用如图所示的双线绕制方法绕制，其主要目的是( )

A.减少电阻的电容 B.增加电阻的阻值 C.制作无自感电阻 D.提高电阻的精度 5.一平行板电容器始终与电源相连接，若用绝缘手柄将电容器两极板间距拉大，则极板上电量Q、电场强度大小E和电场能量W将发生如下变化:

A.Q增大、E增大、W增大 B.Q减小、E减小、W减小 C.Q减小、E减小、W增大 D.Q增大、E増大、W减小

6．两个惯性系S和S?，沿x(x?)轴方向作匀速相对运动。设在S?中某点先后发生两个事件，用静止于S?中的钟测出这两个事件的时间间隔为?0，而用静止于S中的钟测出这两个事件的时间间隔为?。又在S?中x?轴上放置一静止长度为l0的细杆，在S中测得此杆的长度为l，则有( )

A．? l0 C．? >?0，l >l0 D．? >?0，l

7．飞行器的法向加速度为( )

A．g B.gsin? C.gcos? D.0 8．飞行的切向加速度为( )

A．g B.gsin? C.gcos? D.0 9．?与坐标x之间的关系为( )

A.?=?+ B.?=?-

C．?＝arctan(tan?- ?) D．?＝arctan(tan?+ ?) 10．飞行器的高度y与坐标x之间的关系为( )

A．

?

B．

C． ? D． ? 11．飞行器能够达到的最大高度ymax为( )

A．

B． C． D．

【试题三】(12～14小题)如图所示(俯视图)，一个半径为R的圆柱体固定在光滑水平面上，开始时，一质量为m的小球通过一根长为L0的轻绳连接到该圆柱体上，其初速度大小为v0，方向垂直于轻绳．小球运动后，轻绳不断绕到圆柱体上，当张力超过Tmax时轻绳将断裂，在断裂瞬间，则

12.小球相对于圆柱体轴线的角动量为( )

A．mv0R B．

C．mv0L0 D．

13．小球的动能为( )

A．

B．

C．

D．

14．此时轻绳的未缠绕长度为( )

A．L0-R B．L0-2?R C．L0- ?R D．

【试题四】(15~16小题)如图所示，在光滑的水平面上放置一质量均匀分布

的薄壁圆环，其质量为M，半径为R，有一质量为m的甲虫静止在圆环内壁的最低点。突然开始相对圆环以匀速率u沿内壁爬行，假设M=8m，试回答下列问题：

15．甲虫在突然爬行瞬间，圆环的角速度为( )

A． B． C． D．

16．此时，圆环质心的速度大小为( )

A．u B． C． D．

【试题五】(本题为多选题，17~21小题)

质量m＝1.0?10-2kg的小球与劲度系数为k的轻弹簧组成一个振动系统，其振动位移表达式为x＝0.1cos(8?t+?)(SI)，其中t为时间，试回答下列问题：

17．在下列表示小球运动状态的物理量中(T为振动周期)，正确的有( )

A.vmax＝2.5m/s B.vt=T＝1.26m/s C.amax＝63.2m/s2 D. at=T＝31.6m/s2 18．下列各F表示小球在不同时刻的受力大小，正确的有( )

A.Ft=0=0 B.Fmax=0.63N C.Ft=T =0.32N D. Ft=T/2=0.32N

19．在振动过程中，相应物理量与时间的关系曲线如下图所示，正确的有( )

20．在以下表示系统振动量的表达式中，正确的有( )

A平均势能为 ＝3.2?10-2J B.平均势能为 ＝0J C.平均动能为 ＝1.6×10-2J D.平均动能为 ＝0J

21．若将此轻弹夤截成同样长度的三段，以下描述正确的有( )

A.将其中的两段弹簧并联在一起，再与原小球组成振动系统，其频率为 Hz B.将其中的两段弹簧并联在一起，再与原小球组成振动系统，其频率为 Hz C.将三段弹簧并联在一起，再与原小球组成振动系统，其频率为12Hz D.格三段弹簧并联在一起，再与原小球组成振动系统，其频率为 Hz

【试题六】(22~24小题)有一相对于空气以30m/s的速率向右运动的声源，发出固有频率为1000Hz的声波．在其运动方向的正前方有一反射面，相对于空气以60m/s的速率向左运动，设声波在空气中的传播速度为330m/s，试回答下列问题: 22．移动反射面接收到的声波频率为( )

A．1300Hz B．1333Hz C．1430Hz D．1589Hz 23．从该反射面反射回来的声波波长是( )

A．0.21m B．0.23m C．0.25m D．0.33m

24．在波源运动方向的正后方，相对于空气静止的观察者接收到的声波拍频为( )

A．383Hz B．513Hz C．589Hz D．672Hz

【试题七】(25～29小题)如图所示，一个容积为V0＝10.0L的容器与V1＝1.0L的气泵通过阀门K0相连通，当容器内气体压强大于气泵压强，K0关闭,反之K0开通．气泵在其活塞盖上也通过另一阀门K1与外界相连通，随着气泵的气压变化(活塞压缩或拉升)，K1关闭或通气。外界气压保持在p0＝1.0?105Pa标准状态下，活塞最初处在气泵体积

最大位置，两个阀门都开通，然后气泵缓慢地向容器充气，假定所有器壁都是好的导热体，充气过程可视为可逆准静态等温过程；气泵完成一次充气过程是指:活塞从气泵体积最大开始压缩，把全部气体压入到容器内后，再恢复到最初位置。试回答下列问题:

25．当气泵活塞完成了第一次充气过程时程时，容器内的气体压强p1为( )

A.0.9?106Pa B.1.1?106Pa C.0.9?105Pa D.1.1?105Pa 26．当气泵活完成了第一次充气过程时，外界对气体做功W1为( )

A.1.1?102J B. 1.0?102J C.0.9?102J D.0.8?102J

27．当气泵活完成了两次充气过程时，外界对气体做功W2为( )

A.2.2?102J B.2.0?102J C.1.8?102J D.1.6?102J

28．当气泵活塞完成了五十次充气过程时，容器内气体压强Pf为( )

A.6.0×106Pa B.60?105Pa C.6.6?106Pa D.6.6?105Pa

29．当气泵活塞完成了五十次充气过程时，外界对气体做功Wf所为( )

A.0.9?104J B.1.0?104J C.1.1?104J D.1.2?104J

【试题八】(30-37小题)星系中的弥漫星云是新恒星产生的摇篮，某些弥漫星云中及附近，没有强的发光体，称之为暗星云，暗星云的典型线度约为数十光年(光在真空中一年行进的距离，约为9.46?1015m)。假设可将某暗星云简化为一个直径20光年、密度和温度均匀的球体，其密度大约为每立方厘米中有50个氢原子，温度为20K。在该模型框架下，试回答下列问题: 30．氢原子的平均自由程为( )

A.3.0?108m B.7.2?105m C.4.5?1011m D.8.9?1014m 31．氢原子的方均根速率为( )

A.331m/s B.703m/s C.1150m/s D.1509m/s 32．氢原子两次碰撞之间的平均时间间隔为( )

A.1.02?103s B.6.94?108s C.9.06?106s D.5.80?1011s

33．氢原子之间的碰撞，对星云中氢分子(H2)的形成是否有很重要的作用?( ).

A.是 B.否 C.无法确定

34．假设暗星云外部空间为真空，试通过比较氢原子的方均根速率和星云表面的逃逸速度大小关系，从而判定( )

A．这个星云是稳定的 B.这个星云会慢慢蒸发 C.无法确定

35．事实上，一般星云外部空间并不是真空，而是充满一种称为“星际介质”的物质，其密度比暗星云更小，用N、T和p分別表示它们各自的原子数、温度和压强，暗星云与星际介质保持平衡的条件是( )

A．

星云 星云

介质 介质

B．

星云 介质

介质 星云

C．

星云 介质

介质 星云

D.无法确定

36．在太阳系边界附近的星际空间可视为暗星云，其外的星际介质密度的为每200立方厘米1个氢原子，由此可得该星际介质的温度的为( )

A.297K B.6500K C.2.0?104k D.2.0?105k

37．当宇宙飞船穿越太阳系边界附近的星际介质时，是否存在会被烧毁的危险?( )

A.会 B.不会 C.不能确定 【试题九】电磁学基础题(38~43小题)

38.验电器可用于测量小于所带电荷，如图所示，两个质量为M、所带电荷为Q/2的带电小球，用两根长为l的轻质绝缘绳悬挂在同一点O，由于同种电荷的排斥作用，其悬挂线与垂直线成夹角?，则有( )

A． B． C． D． 39．如图所示，一长为l、宽为d的平行板电容器，接在电压为V0的电源上，极板之间距离为s，将下极板固定，其上极板可沿水平x轴方向滑移，它所受电场力的x方向分量为( )

A．

B．

C．

D．

40．如图所示，在位于x-y平面的超导平板上方d处有一根无限长导线

(沿x轴方向)。已知超导体内部磁场为零(Mcissner效应)，超导板表面磁场的法向分量也为零。当导线中通以电流I时，则在超导板内总的感应电流也为I，其方向应( )

A.沿x轴正方向 B.沿x轴负方向 C.沿y轴正方向 D.沿y轴负方向

41．假设一平行板电容器C和一电感L串联而成的LC电路共振频率为f0，将电容器的两极板之间距离增大到原来的两倍，那么新LC电路的共振频率为( )

A．2 f0 B． f0 C． D．

42．如图所示，将一通有顺时针方向电流i的圆形线圈置于均匀的磁场B中，B的方向沿着纸面向右，则线圈所受到的力矩方向( )

A.垂直纸面向里 B.垂直纸面向外 C.沿着纸面向上 D.沿着纸面向下

43．如图所示，平行板电容两极板之间距离为10.0cm，极板间电场E均匀分布，一个Na+离子和一个Cl-离子分别从其正极板和负极板同时释放，忽略两离子之间相互作用。已知它们的质量之比为23/35．则它们在离正极板多远处交叉通过?( )

A．2.06cm B．3.97cm C．6.03cm D．无法确定

【试题十】(44~46小题)如图所示，一无穷大均匀带电的绝缘薄平板，所带电荷面密度为?0，在其上方x0处，一质量为M、带有电荷q的点电荷由静止开始释放，试回答下列问题: 44．点电荷的位置随时间的变化函数是( )

A． B．

C． D．