DOC《全国高中应用物理知识竞赛试题》

全国高中应用物理知识竞赛试题

一、本题共10小题,每小题5分,共50分.

在每小题给出的四个选项中,有的小题 只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.请把符合题目要求的选项的序号 填入题后的( )内.全选对的得5分,选不全的得3分,有选错或不选的得O分. 1.2008年北京奥运会场馆周围80%~90%的路灯将利用太阳能发电技术,奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术.太阳能的产生是由于太阳内部所发生的一系列核反应形成的,其主要的核反应过程可表示为( ) A.4II号在月球上成功着陆,实现了人类的首次登月.当指令长阿姆斯特朗踏上月球土地,面对陌生的月球世界感慨万千:"对一个人来说这是一小步,但对人类来说是一个飞跃!"航天员发现在月球上和在地球上有很多不同之处: (1)月球的天空是黑色的;

(2)星星不会闪烁;

(3)白天和夜里的温差高达100摄氏度;

(4)近在咫尺的两个人交谈要通过无线电话;

(5)人们要穿航天服才能维持生命. 产生这些差别的主要原因是月球没有空气.试分析为什么没有空气就会有以上情景. 3.(9分)北京向阳中学的小明和小刚都是住校生,小明住在小刚的上铺.冬季暖气供暖后,小明发现躺在上铺比躺在下铺要感到更暖和.于是,他得出了结论:气温随高度的增加而升高. 小刚不同意他的看法,他认为高山上积雪常年不化,说明气温随高度的增加而降低.其实两人说的现象都是事实,只是得出结论的条件不同.请你分析为什么在室内和室外会出不同的结论? 三.本题共5小题,共75分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出量后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位. 1.(14分)在我国用长征运载火箭成功地发射了"神舟"系列试验飞船的某次实验过程中,一监测系统采用在同一张底片上多次曝光的照相方法,从火箭点火时刻开始,每隔2.0 s曝光一次,得到了一张记录火箭在开始运动最初l0s内6个不同位置的照片.已知火箭的长度为58.3 m,起飞质量为479 t,当地的重力加速度为9.8m/s2.用刻度尺测量照片上的有关长度,结果如图9所示.根据上述条件和图示,请回答:(1)分析在火箭点火后最初的10s内,火箭的运动性质.要求写出分析的依据和结论.(2)估算火箭点火最初10 s内它受到的平均推力的大小. 2.(16分)由于生态环境被破坏,地表土裸露,大片土地沙漠化,加上干旱少雨,我国北方地区春天会出现扬尘天气甚至沙尘暴.据环保部门测定,在北京地区出现严重沙尘暴时,最大风速可达到12 m/s,同时由于大量微粒在空中悬浮,天空呈橙黄色,能见度只有50m左右. (1)根据光的散射规律可知,当空中悬浮的微粒直径d与入射光的波长λ之比d/λ=0.1时,该波长的光散射最强.在空气洁净时,主要是大气中的气体分子在散射日光,其中蓝光被散射得最强,所以天空呈蓝色.发生沙尘暴时由于悬浮微粒对光的散射,使得天空呈橙黄色,已知橙黄色光波的平均波长为6.0*10-7m,请计算悬浮微粒的平均直径为多大. (2)若某次沙尘暴使空气中悬浮微粒的最高浓度达到5.8x10-6 kg/m3,已知单个悬浮微粒的密度为2.0*103k/m3,这时1.0cm3的空气约含多少颗悬浮微粒? (3)在一般扬尘天气,风力发电机还可以正常工作.已知风力发电机将空气的动能转化为电能的效率为20%,空气密度为1.29 kg/m3,某风力发电机风车的有效受风面积为4.0 m2,此风力发电机在风速为l0 m/s时的输出电功率为多大? 3.(15分)2005年10月12日上午9:00我国成功地发射了"神舟六号''载人宇宙飞船,并在当日的15:54:45开始变轨.变轨发动机工作了t=63 s后,将飞船送入了绕地球的圆轨道,其运行周期T=90min,轨道平面与赤道平面的夹角α=430.13日上午,航天员费俊龙用DV(数码摄像机)拍摄了在飞船上看到的地球景象.取地球表面的重力加速度g=10m/s2,已知半径为R的球面面积为S=4 πR2,半径为R、高度为h的球冠面积为S=2πRh.如果航天员能垂直地球表面进行拍摄,根据以上数据解答以下问题. 说明:第(2)、(3)两问用字母代表物理量,不必算出数值. (1)飞船在圆轨道上运行的过程中,飞船内的航天员在24 h内看到多少次日出? (2)不考虑大气层对光传播的影响,求摄像机某时刻所能拍摄的地面最大面积. (3)若考虑到大气层对光传播的影响,实际拍摄到的地面最大面积比第(2)问的结果大些还是小些?画出简图并说明理由. 4.(16分)为了测量列车运行的速度和加速度大小,可采用如图10所示的装置,它由一块安装在列车车头底部的强磁体和埋设在地面的一组线圈及电流测量记录仪组成(测量记录仪未画出).当列车经过线圈上方时,线圈中产生的电流被记录下来,就能求出列车的速度和加速度. 如图11所示为铁轨和列车的俯视图,假设磁体端部磁感应强度B=4.4*10-2T,且全部集中在端面范围内,与端面垂直,磁体沿铁轨方向的宽度与线圈宽度相同,线圈的匝数n=5,垂直于铁轨方向长l=0.20 m,电阻r=0.40 ?(包括引出线的电阻),测量记录仪自身电阻R=4.0?,其记录下来的电流一位置关系图,即i-s图如图12所示. (1)试计算列车通过线圈I和线圈II时的速度v1和v2的大小. (2)假设列车做的是匀加速直线运动,求列车在两个线圈之间的加速度的大小. 5.(14分)有一种"滚轴溜冰"的游艺活动,游艺时"溜冰"者脚穿带有小轮子的鞋,在场地内像溜冰一样滑行.为了使此项活动更具有刺激性,有的场地设计了一些凸起的地面(如图13所示).但为了使"溜冰"的过程中不发生危险,要求"溜冰"者运动时不能脱离凸面. 已知"溜冰"的最大速度为vm,"溜冰"场地要设计一段与水平面平滑连接的圆柱形的凸起面,那么该圆柱形凸起面的水平长度,与其高度h应满足怎样的关系,才能保证"溜冰"者停止蹬地后冲上凸起面的过程中,既能从凸起面上通过而又不脱离凸起面而发生危险?(已知地球表面的重力加速度为g) 全国高中应用物理知识竞赛 参考解答和评分标准