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1、第十届全全国中学学生物理理竞赛预预赛试题题一、将正正确的答答案前面面的字母母填在横横线上方方（166分，每每小题88分）由于于大气中中CO2含量增增多，导导致全球球气温增增高，这这被称为为温室效效应，是是环境保保护面临临的一个个重大问问题。CCO2对地面面附近气气温产生生影响，主主要是因因为COO2气。A对射射来的太太阳光中中的红外外线有强强烈的吸吸收作用用，这就就足以使使全球气气温增高高。B在一一昼夜中中对射来来的太阳阳光中吸吸收的热热大于它它向地球球外四周周辐射的的热，这这就使CCO2的温度度升高，导导致全球球气温增增高。 C对由由地面向向外辐射射的红外外线有强强烈的吸吸收作用用，是这这些
2、被吸吸收的热热三大气气温度升升高。 DD强烈烈吸收由由地面向向外辐射射的红外外线，又又向各方方向辐射射红外线线，其中中约一半半向地面面辐射，从而而地面附附近气温温增高。E对由由地面向向外辐射射的红外外线有强强烈的反反射作用用，使这这些能量量返回地地面，从从而地面面附近气气温增高高。十九九世纪末末到二十十世纪初初，标志志近代物物理学诞诞生的两两项最重重要的科科学成就就是下列列诸项中中的和。A、.晶晶体管的的发明BB、麦克克斯韦电电磁场理理论的建建立C、.狭狭义相对对论的建建立DD、.原子的的核式结结构的确确定E、.赫赫兹实验验证实电电磁波的的存在FF、世界界上第一一台激光光器研制制成功G、电子子
3、的发现现H、量子子论的提提出I、放射射性元素素的发现现JJ、超导导电性的的发现二、（116分，每每小题88分）图10-1图110-11中纵坐坐标为光光电效应应实验中中所加电电压（UU），横横坐标为为光子的的频率（v0），若某金属的极限频率为v0，普朗克恒量为h，电子电量为e，试在图中画出能产生光电流的区域（用斜线表示）。一光光学系统统如图110-22所示，AA为物平平面，垂垂直于光光轴，LL为会聚聚透镜，M为与光轴成45角的平面镜。P为像面，垂直于经平面镜反射后的光轴。图10-3为同一光学系统的透视图。设物为A面上的一个“上”字（如图10-3），试在图10-3中实像面P上画出像的形状。图10-
4、3图10-2图10-4三、半径径为R、质量量为M1的均匀匀圆球与与一质量量为M2的重物物分别用用细绳AAD和ACEE悬挂于于同一点点A，并处处于平衡衡，如图图10-4所示示。已知知悬点AA到球心心O的距离离为L，不考考虑绳的的质量和和绳与球球心的摩摩擦，试试求悬挂挂圆球的的绳ADD与竖直直方向AAB的夹夹角。图10-5四、磁流流体发电电机的示示意图如如图100-5所所示，横横截面为为矩形的的管道长长为l，宽为为，高为为b，上下下两个侧侧面是绝绝缘体，相相距为aa的两个个侧面是是电阻可可忽略的的导体，此此两导体体侧面与与一负载载电阻RRL相联。整整个管道道放在一一匀强磁磁场中，磁磁感应强强度的大
5、大小为BB，方向向垂直于于上下侧侧面向上上。现有有电离气气体（正正、负带带电粒子子）持续续稳定地地流经管管道，为为了使问问题简化化，设横横截面上上各点流流速相同同。已知知流速与与电离气气体所受受的摩擦擦阻力成成正比；且无论论有无磁磁场存在在时，都都维持管管两端电电离气体体的压强强差皆为为p。设设无磁场场存在时时电离气气体的流流速为vv0，求有有磁场存存在时此此流体发发电机的的电动势势的大小小。已知知电离气气体的平平均电阻阻率为。图10-6五、图110-66中所示示ad为一一平行板板电容器器的两个个极板，bc是一块长宽都与a板相同的厚导体板，平行地插在、之间，导体板的厚度。极板、与内阻可忽略的电
6、动势为的蓄电池以及电阻R相联如图，已知在没有导体板时电容器、的电容为C。现将导体板抽走，设已知抽走过程中所做的功为A，求这过程中电阻R上消耗的电能。六、晶体体三极管管的基极极B、反射射极E和集电电极C的电势势分别用用UB、UE和UC表示。理理想的硅硅NPNN开关三三极管的的性能如如下：图10-7当UB较较UE高0.66V或更更高，即即UB-UE0.66V时，三三极管完完全导通通，即发发射极EE与集电电极C之间相相当于用用导线直直接接通通。当UB-UE0.6V时时，三极极管关断断。即发发射极EE与集电电极C之间完完全不通通。开关关三极管管只有完完全导通通与关断断两个状状态。图图10-7所示示是一
7、个个有实际际用途的的电路，和都是理想的硅NPN开关三极管。要求1在图图10-8中画画出输出出电压UU2随输入入电压UU1变化的的图线。2举出出此电路路一个可可能的应应用。图10-8七、一圆圆锥透镜镜如图110-99所示，SS、S为锥锥面，MM为底面面；通过过锥顶AA垂直于于底面的的直线为为光轴。平平行光垂垂直入射射于底面面。现在在把一垂垂直于光光轴的平平面屏PP从透镜镜顶点AA向右方方移动。设设不计光光的干涉涉与衍射射。1用示示意图画画出在屏屏上看到到的图像像。当屏屏远移时时图像怎怎样变化化？2设圆圆锥底面面半径为为R，锥面面母线与与底面的的夹角为为（35），透透镜材料料的折射射率为nn。令屏
8、屏离锥顶顶A的距离离为x，求出出为描述述图像变变化需给给出的屏屏的几个个特殊位位置。图10-9八、100个同样样的扁长长木块一一个紧挨挨一个地地放在水水平底面面上，如如图100-100所示，每每个木块块的质量量m=0.40千千克，长长l=0.50米米，它们们与底面面间的静静摩擦和和滑动摩摩擦系数数均为2=0.10。原原来木块块处于静静止状态态。左方方第一个个木块的的左端上上方放一一质量为为M=1.0千克克的小铅铅块，它它与木块块间的静静摩擦和和滑动摩摩擦系数数均为1=0.20。现现突然给给铅块一一向右的的初速度度V0=4.33米/秒，使使其在大大木块上上滑行。试试确定铅铅块最后后的位置置在何处
9、处（落在在地上还还是停在在哪块木木块上）。取取重力加加速度gg=100米/秒。设铅铅块的线线度与ll相比可可以忽略略。图10-10图10-11L九、图110-111所示示为一放放在支架架上的直直立汽缸缸，其上上部园筒筒的体积积为Vm，内有有一质量量为2mm、截面面积为22S的很很薄的活活塞A。下部部园筒足足够长，内内有一质质量为mm、截面面积为SS的活塞塞B。两园园筒由一一细而短短的管道道连通。活活塞均可可在各自自的园筒筒内无摩摩擦地上上下滑动动。活塞塞A的上方方盛有摩尔的的理想气气体，活活塞A、B之间盛盛有摩摩尔的同同种理想想气体。达达到平衡衡时，AA上方气气体的温温度为TT0，A、B之间的的气体的的体积大大于Vm。该理理想气体体每摩尔尔的内能能U可用U=cT来来表示，c为恒量，T为热力学温度。设活塞、汽缸壁、管道都是不导热的，活塞B处的大气压强为p0今通过上园筒顶部的电热丝L对A上方气体缓慢加热，若在整个过程中传递给A上方气体的热量为Q0 ,问1在达达到平衡衡时，AA上方气气体的温温度Tf等于多多少？2在加加热过程程中，活活塞B对大气气所做的的功W等于多多少？