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1、“高中物理參考”收集 2002年9月 第十九屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽試卷 題 號 一 二 三 四 五 六 七 總計 得 分 全卷共七題，總分為140分． 一、（15分）今年3月我國北方地區(qū)遭遇了近10年來最嚴(yán)重的沙塵暴天氣．現(xiàn)把沙塵上揚后的情況簡化為如下情景：為豎直向上的風(fēng)速，沙塵顆粒被揚起后懸浮在空中（不動）．這時風(fēng)對沙塵的作用力相當(dāng)于空氣不動而沙塵以速度豎直向下運動時所受的阻力．此阻力可用下式表達(dá) 其中為一系數(shù)，為沙塵顆粒的截面積，為空氣密度． （1）若沙粒的密度 ，沙塵顆粒為球形，半徑，地球表面處空氣

2、密度，，試估算在地面附近，上述的最小值． （2）假定空氣密度隨高度的變化關(guān)系為，其中為處的空氣密度，為一常量，，試估算當(dāng)時揚沙的最大高度．（不考慮重力加速度隨高度的變化） 二、（20分）圖預(yù)19-2所示電路中，電池的電動勢為，兩個電容器的電容皆為，K為一單刀雙擲開關(guān)。開始時兩電容器均不帶電 （1）第一種情況，現(xiàn)將K與接通，達(dá)到穩(wěn)定，此過程中電池內(nèi)阻消耗的電能等于__________；再將K與斷開而與接通，此過程中電池供給的電能等于___________。 （2）第二種情況，現(xiàn)將K與接通，達(dá)到穩(wěn)定，此過程中電池內(nèi)阻消耗的電能等于__________；再將K與斷開而與接通，此過程中

3、電池供給的電能等于___________。 三、（20分）據(jù)新華社報道，為了在本世紀(jì)初葉將我國的航天員送上太空，2002年3月25日22時15分，我國成功地發(fā)射了一艘無人試驗飛船。在完成預(yù)定任務(wù)后，飛船于4月1日16時51分安全著陸，共繞地球飛行108圈。 （1）飛船的名稱是什么？ （2）飛船在運行期間，按照地面指揮控制中心的指令成功地實施了數(shù)百個動作，包括從橢圓軌道變換成圓軌道等．假如把飛船從發(fā)射到著陸的整個過程中的運動都當(dāng)作圓周運動處理，試粗略估計飛船離地面的平均高度．已知地球半徑，地球表面處的重力加速度 四、（20分）如圖預(yù)19-4所示，三個絕熱的、容積相同的球狀

4、容器A、B、C，用帶有閥門K1、K2的絕熱細(xì)管連通，相鄰兩球球心的高度差．初始時，閥門是關(guān)閉的，A中裝有1mol的氦（He）,B中裝有1mol的氪（Kr）,C中裝有l(wèi)mol的氙（Xe），三者的溫度和壓強都相同．氣體均可視為理想氣體．現(xiàn)打開閥門K1、K2，三種氣體相互混合，最終每一種氣體在整個容器中均勻分布，三個容器中氣體的溫度相同．求氣體溫度的改變量．已知三種氣體的摩爾質(zhì)量分別為 在體積不變時，這三種氣體任何一種每摩爾溫度升高1K，所吸收的熱量均為 ，為普適氣體常量． 五、（20分）圖預(yù)19-5中，三棱鏡的頂角為60，在三棱鏡兩側(cè)對稱位置上放置焦距均為 的兩個完全相同的

5、凸透鏡L1和 L2．若在L1的前焦面上距主光軸下方處放一單色點光源，已知其像與對該光學(xué)系統(tǒng)是左右對稱的．試求該三棱鏡的折射率． 六、（20分）一個長為，寬為，質(zhì)量為的矩形導(dǎo)電線框，由質(zhì)量均勻分布的剛性桿構(gòu)成，靜止放置在不導(dǎo)電的水平桌面上，可繞與線框的一條邊重合的光滑固定軸ab轉(zhuǎn)動，在此邊中串接一能輸出可變電流的電流源（圖中未畫出）。線框處在勻強磁場中，磁場的磁感應(yīng)強度沿水平方向且與轉(zhuǎn)軸垂直，俯視圖如圖預(yù)19-6所示?，F(xiàn)讓電流從零逐漸增大，當(dāng)電流大于某一最小值時，線框?qū)⒏淖冹o止?fàn)顟B(tài)。 （1）求電流值。 （2）當(dāng)線框改變靜止?fàn)顟B(tài)后，設(shè)該電流源具有始終保持恒定電流值不變（）的功能。已知在線框運動過程中存在空氣阻力。試分析線框的運動狀況。 七、（25分）如圖預(yù)19-7所示，在長為m、質(zhì)量為的車廂B內(nèi)的右壁處，放一質(zhì)量的小物塊A（可視為質(zhì)點），向右的水平拉力作用于車廂，使之從靜止開始運動，測得車廂B在最初2.0 s內(nèi)移動的距離，且在這段時間內(nèi)小物塊未與車廂壁發(fā)生過碰撞．假定車廂與地面間的摩擦忽略不計，小物塊與車廂壁之間的碰撞是彈性的．求車廂開始運動后4.0 s時，車廂與小物塊的速度． 第十九屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽題 第3頁