文档介绍：2002年9月
第十九届全国中学生物理竞赛预赛试卷
全卷共七题,总分为140分.
一、(15分):为竖直向上的风速,沙尘颗粒被扬起后悬浮在空中(不动).
其中为一系数,为沙尘颗粒的截面积,为空气密度.
(1)若沙粒的密度,沙尘颗粒为球形,半径,地球表面处空气密度,,试估算在地面附近,上述的最小值.
(2)假定空气密度随高度的变化关系为,其中为处的空气密度,为一常量,,试估算当时扬沙的最大高度.(不考虑重力加速度随高度的变化)
二、(20分)图预19-2所示电路中,电池的电动势为,两个电容器的电容皆为,K为一单刀双掷开关。开始时两电容器均不带电
(1)第一种情况,现将K与接通,达到稳定,此过程中电池内阻消耗的电能等于__________;再将K与断开而与接通,此过程中电池供给的电能等于___________。
(2)第二种情况,现将K与接通,达到稳定,此过程中电池内阻消耗的电能等于__________;再将K与断开而与接通,此过程中电池供给的电能等于___________。
三、(20分)据新华社报道,为了在本世纪初叶将我国的航天员送上太空,2002年3月25日22时15分,我国成功地发射了一艘无人试验飞船。在完成预定任务后,飞船于4月1日16时51分安全着陆,共绕地球飞行108圈。
(1)飞船的名称是什么?
(2)飞船在运行期间,按照地面指挥控制中心的指令成功地实施了数百个动作,,,地球表面处的重力加速度
四、(20分)如图预19-4所示,三个绝热的、容积相同的球状容器A、B、C,用带有阀门K1、K2的绝热细管连通,,阀门是关闭的,A中装有1mol的氦(He),B中装有1mol的氪(Kr),C中装有lmol的氙(Xe),、K2,三种气体相互混合,最终每一种气体在整个容器中均匀分布,
在体积不变时,这三种气体任何一种每摩尔温度升高1K,所吸收的热量均为,为普适气体常量.
五、(20分)图预19-5中,三棱镜的顶角为60°,在三棱镜两侧对称位置上放置焦距均为的两个完全相同的凸透镜L1和 ,.
六、(20分)一个长为,宽为,质量为的矩形导电线框,由质量均匀分布的刚性杆构成,静止放置在不导电的水平桌面上,可绕与线框的一条边重合的光滑固定轴ab转动,在此边中串接一能输出可变电流的电流源(图中未画出)。线框处在匀强磁场中,磁场的磁感应强度沿水平方向且与转轴垂直,俯视图如图预19-6所示。现让电流从零逐渐增大,当电流大于某一最小值时,线框将改变静止状态。
(1)求电流值。
(2)当线框改变静止状态后,设该电流源具有始终保持恒定电流值不变()的功能。已知在线框运动过程中存在空气阻力。试分析线框的运动状况。
七、(25分)如图预19-7所示,在长为m、质量为的车厢B内的右壁处,放一质量的小物块A(可视为质点),向右的水平拉力作用于车厢,使之从静止开始运动, s内移动的距离,, s时,车厢与小物块的速度.
第十九届全国中学生物理竞赛预赛试题参考解答、评分标准
一、参考解答
(1)在地面附近,沙尘扬起要能悬浮在空中,则空气阻力至少应与重力平衡,即
①
式中为沙尘颗粒的质量,而
②
③
得④
代入数据得
⑤
(2)用、分别表示时扬沙到达的最高处的空气密度和高度,则有
⑥
此时式①应为
⑦
由②、③、⑥、⑦可解得
⑧
代入数据得
⑨
评分标准:本题15分。
1. 第一小题8分。其中①式3分,②式1分,③式1分,④式2分,⑤式1分。
2. 第二小题7分。其中⑥式1分,⑦式1分,⑧式3分,⑨式2分。
二、参考解答
(1),0 (2),
评分标准:本题20分。
(1)10分。其中每个空5分。(2)10分。其中每个空5分。
三、参考解答
(1)神舟3号
(2)设飞船飞行时间为,绕地球飞行的圈数为,周期为,飞船的质量为,离地面的平均高度