Buscando el problema preliminar de la competencia nacional de física de la escuela secundaria, velocidad

Hay ***16 preguntas en este documento, con una puntuación total de 200 puntos

1 Preguntas de opción múltiple. Esta pregunta tiene 5 preguntas, cada pregunta vale 6 puntos. Entre las 4 opciones dadas en cada pregunta, algunas preguntas tienen solo una opción que cumple con el significado de la pregunta, y algunas preguntas tienen múltiples opciones que coinciden con el significado de la pregunta. Escriba las letras en inglés delante de las opciones que se ajusten al significado de la pregunta entre corchetes en cada pregunta. Se otorgan 6 puntos por todas las respuestas correctas, 3 puntos por respuestas correctas pero incompletas y 0 puntos por respuestas incorrectas o ninguna respuesta.

1. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta? [ ]

A. Cuando un haz de luz monocromática se inyecta en el vidrio desde el vacío, se refracta en la superficie del vidrio. Esto está relacionado con el hecho de que la velocidad de propagación de la luz en el vidrio es diferente de la velocidad en el vacío. p>B. Hay dos pequeños puntos negros muy juntos en el papel blanco, que en realidad están separados y no se superponen. Pero la imagen formada por cierto microscopio son dos puntos de luz conectados que no están separados, lo cual está relacionado con el fenómeno de difracción de la luz.

C. La formación del arco iris tras la lluvia está relacionada con el fenómeno de reflexión total de la luz

D. Los ojos de las personas mayores suelen volverse hipermétropes. En este momento, las imágenes de los objetos cercanos que pasan por los ojos están delante de la retina (entre la pupila y la retina), por lo que no pueden ver con claridad

2. . En la figura, A y B son dos placas de metal, que están conectadas a los polos positivo y negativo de la fuente de alimentación de CC de alto voltaje, respectivamente. Una carga puntual cargada positivamente con una cantidad de carga q y masa m se libera en reposo cerca de la placa A (sin tener en cuenta el efecto de la gravedad). Se sabe que cuando las dos placas A y B son paralelas, el área de las dos placas es grande y la distancia entre las dos placas es pequeña, la velocidad cuando llega por primera vez a la placa B es u0. , u representa la carga puntual cuando llega por primera vez a la placa B. La velocidad de , luego [ ]

A. Si las dos placas A y B no son paralelas, entonces u

B. Si el área de la placa A es pequeña y el área de la placa B es grande, entonces u

C. Si la distancia entre las placas A y B es muy grande, entonces u

D. Independientemente de si las dos placas A y B son paralelas, el área de las dos placas y la distancia entre las dos placas, u es igual a u0

3. Tanto las partículas alfa como las beta se inyectan en el mismo campo magnético uniforme en la dirección perpendicular al campo magnético, y se descubre que las dos partículas se mueven a lo largo de órbitas circulares del mismo radio. Si la masa de la partícula α es m1 y la masa de la partícula β es m2, entonces la relación entre la energía cinética de la partícula α y la partícula β (expresada por m1 y m2) es [ ]

A. B.

C. D.

4． Según la teoría de Bohr, cuando un electrón extranuclear en un átomo de hidrógeno salta de una órbita a otra, es posible [ ]

A. Cuando se emiten fotones, se reduce la energía cinética de los electrones y se reduce la energía potencial de los átomos

B. Cuando se emiten fotones, la energía cinética de los electrones aumenta y la energía potencial de los átomos disminuye

C. La absorción de fotones reduce la energía cinética de los electrones y aumenta la energía potencial de los átomos

D. La absorción de fotones aumenta la energía cinética de los electrones y disminuye la energía potencial de los átomos

5. Como se muestra en la figura, un elemento óptico está ubicado entre las dos líneas de puntos, AB es su eje óptico principal, P es una fuente de luz puntual y su luz paraxial pasa a través de este elemento óptico y se visualiza en el punto Q. El elemento óptico puede ser [ ]

A. Lente convexa delgada

B. Lente cóncava delgada

C. Espejo esférico convexo

D. Espejo esférico cóncavo

2. Preguntas para completar espacios en blanco y preguntas de dibujo. Complete la respuesta en la línea de la pregunta o coloque la imagen en el lugar designado en la pregunta. Mientras se den los resultados, no es necesario anotar el proceso de obtención de los resultados.

6． (8 puntos) La frecuencia de los átomos de 133Cs se ha especificado internacionalmente como f=9192631770Hz (sin error). Tal segundo se define como _______________________. Se ha establecido internacionalmente un valor de velocidad de la luz reconocido internacionalmente c=299792458m/s (sin error). La unidad de longitud se deriva de la unidad de tiempo, entonces el metro se define como _______________________________.

6． (8 puntos) El tiempo de vibración de la onda electromagnética correspondiente a la transición del 133Cs es 9192631770 ciclos (4 puntos)

7. (8 puntos) Un pequeño deslizador con masa m1 se desliza hacia abajo por una pendiente suave con un ángulo de inclinación θ. La masa de la pendiente es m2 y se coloca sobre una mesa horizontal lisa.

Suponga que la aceleración debida a la gravedad es g y que la aceleración del plano inclinado que se mueve sobre la mesa horizontal es _______________.

7. (***8 puntos)

Análisis: Supongamos que la aceleración del plano inclinado que se mueve sobre la mesa horizontal es a2 Tomando como sistema de referencia el plano inclinado m2, es necesario sumar la fuerza de inercia m1a2. Según la segunda ley de Newton, para m1, dirección horizontal: FNsinθ+m1a2=m1a1cosθ.

Dirección vertical: m1g- FNcosθ=m1a1sinθ.

Para m2, dirección horizontal: FNsinθ= m2a2.

La solución simultánea es: a2=

8. (8 puntos) Una línea de fuente de luz. Se sabe que la luz que emite contiene luz visible de tres frecuencias diferentes. Si quieres dividirla a través de un prisma y finalmente ver estas tres líneas espectrales de diferentes frecuencias en la pantalla. Además de la fuente de luz y el prisma y fuera de la pantalla, los dispositivos necesarios también deben tener al menos _______________________________. La posición de uno debe estar entre ____________________________ y ​​____________________________, y la posición del otro debe estar entre ____________________________ y ​​____________________.

Ubicación del punto de prueba Esta pregunta pone a prueba el experimento de dispersión de la luz y el conocimiento relacionado. [Fuente: Xue. división. Neto]

9. (12 puntos) (Preliminar del 30º Concurso Nacional de 2013) Como se muestra en la imagen, A es un bloque rectangular colocado sobre una mesa lisa horizontal. Encima de él están los bloques B y C. Las masas de A, B y C son respectivamente. son m, 5m, m. El coeficiente de fricción estática y el coeficiente de fricción deslizante entre B, C y A son ambos 0,10. K es una polea de luz y las cuerdas de luz que conectan B y C alrededor de la polea de luz se colocan horizontalmente. Ahora use una fuerza externa constante F a lo largo de la dirección horizontal para tirar de la polea de modo que la aceleración de A sea igual a 0,20 g, donde g es la aceleración de la gravedad. En este caso, la magnitud de la fuerza horizontal entre B y A es igual a ____________, la magnitud de la fuerza horizontal entre C y A es igual a ____________ y ​​la magnitud de la fuerza externa F es igual a ____________.

10. (14 puntos)

i. En el experimento de "convertir un amperímetro en un voltímetro", es necesario

medir la resistencia interna del amperímetro y calibrar el voltímetro modificado con un voltímetro estándar

. Un compañero conectó el equipo que se muestra en la imagen para que el circuito conectado solo necesite controlar la posición del interruptor unipolar de doble tiro y ajustar la caja de resistencia y la resistencia variable. Sin cambiar el cableado, puede:

(1) Mida la resistencia interna del amperímetro con la caja de resistencia desconectada;

(2) Mida todos los cambios en el voltímetro modificado. Calibre la escala.

Intenta dibujar todas las conexiones del alumno en la imagen.

ii. Hay una placa larga con una sección transversal rectangular, la longitud está entre 81 cm y 82 cm, el ancho está entre 5 cm y 6 cm y el espesor está entre 1 cm y 2 cm. Ahora use una regla (la escala mínima es mm), un calibre (el vernier tiene 50 divisiones) y un micrómetro (micrómetro de tornillo) para medir el largo, el ancho y el grosor del tablero. El último dígito significativo medido es la lectura estimada. Considere un posible conjunto de datos para completar los espacios en blanco a continuación. El largo del tablero es _____________cm, el ancho del tablero es _____________cm y el grosor del tablero es _____________cm.

3. Preguntas de cálculo. Las respuestas a las preguntas de cálculo deben incluir descripciones de texto necesarias, ecuaciones y pasos de cálculo importantes. Aquellos que solo escriban el resultado final no recibirán puntos.

11. (20 puntos) (Competencia preliminar de la 30ª Competencia Nacional de 2013) En algún lugar del terreno llano, se lanzan dos bolas pequeñas A y B a la misma velocidad v0 y con diferentes ángulos de lanzamiento. Se sabe que el tiempo que tarda la pelota A en moverse en el aire es TA. Encuentre el tiempo TB que tarda la pelota B en moverse en el aire. La aceleración de la gravedad es g, independientemente de la resistencia del aire.

12. (20 puntos) Cuando se mira el sol desde la tierra, el ángulo con el diámetro del sol es θ = 0,53°, la longitud en la superficie de la tierra con una latitud de 1° es l = 110 km, la aceleración gravitacional en la superficie de la tierra superficie es g = 10m/s2, y la revolución terrestre El período T=365 días. Intente calcular la relación entre la densidad de la Tierra y el Sol utilizando únicamente los datos anteriores. Supongamos que el Sol y la Tierra son esferas con masas uniformemente distribuidas.

12. Cuando la tierra orbita alrededor del sol, se rige por la ley de gravitación universal y la ley de Newton

(1)

13. (16 puntos) Una bobina hecha de alambre de resistencia se sumerge en el aceite contenido en el calorímetro. La temperatura del aceite es de 0 °C. Cuando se aplica un cierto voltaje a ambos extremos de la bobina, la temperatura del aceite aumenta gradualmente. temperatura a 0°C La tasa de aumento es de 5,0 K·min·1. Después de un período de tiempo, la temperatura del aceite aumenta a 30 °C. En este momento, la tasa de aumento de temperatura es de 4,5 K·min·1. Esto se debe a que la resistencia de la bobina está relacionada con la temperatura. Supongamos que la resistencia de la bobina cuando la temperatura es θ°C es Rθ, y la resistencia de la bobina cuando la temperatura es 0°C es R0, entonces α se llama coeficiente de resistencia de temperatura. Encuentre el coeficiente de temperatura de la resistencia de esta bobina. Se supone que la tasa de aumento de temperatura del sistema compuesto por el calorímetro, el aceite que contiene y la bobina es proporcional a la tasa de calor absorbido por el sistema (es decir, el calor absorbido por unidad de tiempo); a ambos extremos del serpentín durante el proceso de calentamiento del aceite. Pérdida de calor insignificante del sistema.

14． (18 puntos) Como se muestra en la figura, un mol de un gas ideal comienza desde el estado A en el diagrama p-V de la relación entre presión y volumen, y alcanza el estado B a través de un proceso lento en línea recta. Se sabe que la presión de. El estado B y el valor del estado A son La relación de presión es: Si el resultado final de todo el proceso es que el gas absorbe calor del mundo exterior, ¿qué condiciones deben cumplirse para la relación de los volúmenes del estado B al estado? ¿A? Se conoce la energía interna por mol de este gas ideal, R es la constante universal de los gases y T es la temperatura termodinámica.

15. (23 puntos) Como se muestra en la figura, una bobina primaria con N1 vueltas y una bobina secundaria con N2 vueltas están enrolladas en el mismo núcleo de hierro cerrado. Ambos extremos de la bobina secundaria están conectados a la resistencia R, y ambos extremos de la. La bobina primaria está conectada a rieles guía metálicos paralelos. La distancia entre los dos rieles es L y se puede ignorar su resistencia. En el lado izquierdo de la línea de puntos, hay un campo magnético uniforme con una dirección perpendicular al plano donde se encuentra el riel guía. La intensidad de inducción magnética del campo magnético es B. pq es una varilla de metal con masa m y resistencia. r colocado perpendicular al riel guía. Se puede colocar a lo largo del borde superior del riel guía. Los rieles guía se deslizan en direcciones paralelas sin fricción. Supongamos que el flujo magnético que pasa a través de cada vuelta de la bobina es el mismo en cualquier momento, se ignoran la resistencia de las dos bobinas y diversas pérdidas en el núcleo, incluidas las corrientes parásitas, y que el campo electromagnético en el transformador está completamente limitado a la núcleo del transformador. Ahora, de vez en cuando se aplica una fuerza externa, lo que hace que la varilla se mueva hacia la izquierda con una aceleración constante a partir del reposo. No se tiene en cuenta la autoinductancia de los cables de conexión. Si se sabe que la magnitud de la corriente de la bobina original en un momento determinado t es I1,

i. Encuentra el poder de la fuerza externa en este momento;

ii. ¿En qué otras formas de poder o tasa de cambio de energía se traduce este poder? Intenta encontrar sus tamaños respectivamente.

16. (23 puntos) Como se muestra en la figura, una capa esférica delgada hecha de material aislante con masa m y radio R está cargada uniformemente positivamente con una cantidad de carga Q. Hay una base conectada fijamente a la capa esférica debajo de la capa esférica. La base descansa sobre una superficie horizontal lisa. Hay un resorte ligero con un coeficiente de rigidez η dentro de la carcasa esférica (masa no incluida). El resorte siempre está en posición horizontal. Un extremo del resorte está conectado fijamente a la pared interior de la carcasa esférica y el otro extremo. está exactamente en el centro de la esfera. Hay un pequeño agujero C en la cáscara esférica. El agujero está ubicado en una línea horizontal que pasa por el centro de la bola. Hay una carga puntual P cargada positivamente con masa m y carga Q en O lejos de la capa esférica en esta línea horizontal. Comienza a moverse a lo largo de la dirección horizontal OC con una velocidad inicial v0 suficientemente grande. También se sabe que P puede ingresar a la capa esférica a través del pequeño orificio C, independientemente de la influencia de la gravedad y la base. Se sabe que la constante de fuerza electrostática es k. y sal.

Entonces el tiempo que tarda P en entrar al hoyo C y salir es