第38届全国中学生物理竞赛预赛试题

第 38 届全国中学生物理竞赛预赛试题

（2021年9月 4 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 4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.如图 1a，一轻弹簧左端固定，右端连接一物块。弹簧的劲度系数为k，物块质量为m，物块与桌面之间的滑动摩擦因数为μ。重力加速度大小为g。现以恒力F（F>μmg）将物块自平衡位置开始向右拉动，则系统的最大势能为

2.L型的细铜棒在磁感应强度为B的匀强磁场中运动，已知L型棒两边相互垂直，长度均为1，运动速度大小均为ø，则铜棒两端电势差的最大值为 A.

3. 氢原子的基态能量为-13.6eV。由一个电子和一个正电子结合成的束缚态（即所谓电子偶素）的基态能量近似为

A.-1.2eV          B.-3.4eV          C.-6.8eV          D.-27.2eV

4.关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是

A.某种放射性元素的半衰期为T，那么经过时间T该放射性元素的原子核个数一定下降为原来的一半。 B.不同种的放射性元素的半衰期长短差别很大，因此同种放射性元素在不同状态下也可能具有不同的半衰期。

C.半衰期是表征放射性元素衰变快慢的物理量，故可通过放射性同位素的衰变来测定时间。

D.若有某种放射性元素的原子100个，经过一个半衰期，该种放射性元素的原子个数可能还是100个，只是概率很小。

5.在如图 5a 所示的电路中，电源电动势为 5V，内阻不计，R1=2Ω，R2=8Ω， R3=4Ω，R4=6Ω，电容器的电容 C=10μF。先将开关S闭合，待电路稳定后断开 S，则断开 S 后流经R4的电荷量为

A.2μC    B.3μC    C.4μC    D.5μC

6.2020 年 11 月 24 日，嫦娥五号发射升空，成为我国首个从月球采样返回的航天器。已知月球质量为 7.4×1022kg，月球半径为1.7×103km，引力常量为6.67×10-11N·m²/kg2，该探测器从月球起飞的第一字宙速度为____，第二宇宙速度为_____。（结果保留两位有效数字）。

7.一粒水银珠竖直地掉在光滑的水平玻璃板上，分成三粒小水银珠 1、2、3，以相等的速率沿三个方向在玻璃板上运动，如图 7a 所示。图中，

小水银珠1与2、2 与3、3 与1 的运动方向之间的夹角分别为90°、150°、120°。水银珠 1、2 的质量之比为m1∶m2为____，小水银珠 2、3 的质量之比为 m2∶m3为_____

8.一质量为 m、半径为R的均质小球静止在水平桌面上，小球和桌面之间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。用一根水平轻杆击打小球，击打位置位于球心所在的水平面上，击打方向正对球心，击打时间极短，小球获得的水平冲量为 P。从击打结束开始经_____时间后小球开始

纯滚动，小球开始纯滚动时的速度为_____。已知小球绕球心的转动惯量为2/5mR2

9.气温为25℃时，在体积为V的导热容器中装有湿度为80%、压强为p（干燥空气与水蒸汽的分压之和的空气。保持温度不变，当容器体积缓慢压缩为___V时开始有水蒸气液化;此时固定容器体积，将温度降低到0℃ 后，容器内的压强为

           。设25°℃和0℃时水的饱和蒸汽压分别为 p，和 p2，液化

后生成的水的体积可忽略。

10. 等厚干涉常被用来检测工件的表面平整度。如图 10a，在经过加工的工件表面放一一块薄光学平板玻璃，平板玻璃和工件表面的夹角为θ（θ很小）。用波长为λ的单色光垂直照射工件，垂直于工件表面观测时干涉条纹的间距为       ;若观测到如图所示的干涉条纹畸变，则说明工件表面是       （填"下凹"或"上凸"）的。