第40届全国中学生物理竞赛预赛试题

第40届全国中学生物理竞赛预赛试题 (2023年9月2日9：00-12：00) 考生必读 1、考生考试前务必认真阅读本须知。 2、本试题共5页，总分为400分。 3、需要阅卷老师评阅的内容一定要写在答题纸相应题号后面的空白处：阅卷老师只评阅答 题纸上的内容：选择题和填空题也必须在答题纸上作答；写在试题纸和草稿纸上的解答 一律无效。 一、选择题（本题60分，含5小题，每小题12分。在每小题给出的4个选项中，有的小题只有一项符合 题意，有的小题有多项符合题意。将符合题意的选项前面的英文字母写在答题纸对应小题后面的括号 内。全部选对的得12分，选对但不全的得6分，有选错或不答的得0分。) 1,氢原子中基态电子的结合能E与氮离子（(He)中基态电子的结合能E的比值最接近于() A.1 B c 2.一电路如图2a所示，其中三个电池的电动势之比6：G:c,=1:2:3，三个电阻 的阻值之比R:R:R=1:2:3,导线电阻均忽略不计。流过R1、R、R的电流大 小之比为() A1:1:2B.1:2:1C.2:1:1D.1:2:3 图2a 3.如图3a,一定量的理想气体经历的三个过程分别如P.V图象中bca、bda、bea 所示。己知bca是绝热过程。下列说法正确的是：() Abda是系统从外界吸热的过程： B.bda是系统对外界做负功的过程： C.bea是系统从外界吸热的过程： D.bea是系统对外界做负功的过程 图3a 4.如图4a,边长为a的正方形的四个顶点上固定着两个质子p和两个正电子e'。 某时刻由静止释放这四个粒子，仅考虑它们在彼此间电场力的作用下运动，不考虑电 磁辐射。已知电子电量为：，真空介电常量为。。经过足够长的时间后，单个质子、 单个正电子的动能最接近的结果分别是：() e e2（3.2 图4a A 1+ 8nEa 46a22 4π6a 2 D e 4π.a 4π8a AnEa 第1页，共5页 5.对于一个导体空腔内部电场的场强和电势，下列说法正确的是：() A电势的值和场强都不受腔外电荷的彩响： B.电势的值和场强都会受到腔外电荷的影响： C场强不受腔外电荷的影响，但电势的值会受到腔外电荷的影响： D.电势的值不受腔外电荷的影响，但场强会受到腔外电荷的影响。 二、填空题（本题100分，每小题20分，每空10分。请把答案填在答题纸对应题号后面的横线上。只需 给出结果，不需写出求得结果的过程，) 6.国际标准音Aa的率为f=440Hz。当发音频率为这个频率的音义振动时，产生的声波的波长为 cm:一个观测者站在两个这样的音叉之间以34的的速度沿着这两音叉的连线跑向其中某个音叉， 11 同时这两个音叉均振动发声，则该观测者听到的拍频是Hz。已知声速为340m/s。 7.如图7a,一质量为2M的小球，以20.0m/s的速率从水平地面上坐标原点 0出射，初速度方向斜向上，与x轴（水平）正方向的夹角为弩。当小球到 达最高点时，解间炸裂为质量均为M的两小块A、B:在小球爆炸后的瞬间， A的速度与x轴正方向的夹角为子，此后，它恰好落到坐标原点0，整个 运动过程均在y平面内。由此可知，A在螺炸后的瞬向的速率为 m/s, 图7a B落到地面时的x坐标为m。保留三位有效数字，不计空气阻力，重 力加速度大小为9.80m/s2。 A 8.如图8a,初始时在水平地面上静止的密闭车厢内的空气中悬浮一个充满氨气 的气球A,它通过柔软长轻绳固定在车厢底板上，绳长远大于气球半径。若车厢 沿水平方向从静止开始以大小为号(g为重力加速度大小)的加速度做匀加速直 图8a 线运动，则气球的位置相对于车厢稳定后，拉气球的轻绳将沿车厢运动方向 (填“前倾“、“后仰” 或“保持竖直向上”)，且轻绳相对于竖直向上方向的夹角大小为 9.如图9a,在凸透镜右侧距离L=4©m(L大于凸透镜的焦距)处放置一块垂直于 光轴的平面镜。某同学在凸透镜左侧光轴上放置一点光源S,当将S沿着光轴左右 移动有限距离时，发现存在两个特殊的位置，可使得每个位置上的点光源S与它的 像点重合。测得这两个特殊位置之间的间距为9cm。该凸透镜的焦距为©m, 两个特殊位置中离透镜较远的那一点与透镜光心相距一cm。 图9a 10.气体分子的平均热运动动能约为4，T,其中了是气体的绝对温度，k。=138×10J水为玻尔兹曼常 量。一般而言，如果气体中粒子的物质波波长接近于粒子平均间距，则粒子的量子效应就会变得显著。考 虑粒子数密度n=8×10”cm3的气体。若该气体为金属中的自由电子气，则其温度在 K以下时量 子效应显著：若假想该气体由氢原子组成，则其温度在K以下时量子效应显著。已知电子质量约 为9,11×101kg,质子质量约为1.67×10kg,普朗克常量约为6.626×10”Js。(结果保留一位有效数字)