2018年第35届全国中学生物理竞赛预赛试卷答案

1、第第35届物理竞赛预赛试卷答案第 页共8页第35届全国中学生物理竞赛预赛试卷参考解答与评分标准一、遥择题.本题共5小題，毎小團6分在毎小题给出的4个选项中，有的小题JIW-项符合题青，有前小题有塞项符合题竄.艳符會题盍的选项前面的英文字母写在毎小题后面的方站号内.金部选对的得6分，选对怛不全的得3分，有选错或不答的得。分.L；2.D；工D*4.CD;5.C二、填空题.把答案填在題中的横銭上只襲给出结果，不幽写出求得结果前过程一6,（10分）（或M（或M牌也-r或arct;,nja）7.（10分）答案:t4ITI而J8.（10分答案；L_,tan1+d从A7d9”（10分答案：0340.7310

2、.（10分）答案：5.5x15fllV-COS吕厲两+船2（吕H+諾）计算題，计算題的解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骡，只写出最后结果的不能得分.有隸值计算的，答案中必须明确写出数值和单位（20分）（0系统在竖直方向上受力平衡，有Fi+Fs-mg=0式屮，人和耳分别是后轮和前辂与地面之间的止压力的大小。系统相对于貝顶心没冇转动，由力矩平制（以逆时针方向为力拒正方向）有.-卑C用g+1F-2二0內式得按雁牛顿第二定律，由题意有设騎车人开始瞳蹒自行车时，在保证安全的条件下自行车的加速度为2耀I前为正）爱地面蛤车后轮施加的静摩擦力大小为几“一按雁牛顿第二定律，由题意有f=ma系统相对

3、于其质心没有转动*由力矩平術有Xc/-牝F+（1-牝）几二0由或得由式和关于加速度正方向的约定,式表明随着加速度增大，后轮与地面间的正压力片增大，同时前轮与地面间的正压力扎减小。一旦码二讥系筑就失去平衡口対了保证安全，应有F启0问问12分，%评分桩准：本题20分第（1）问若分1式各2分；弟（2）6式各2分。（20分）（1方向向右对平板*由牛顿第二定律有，f-iex式中为弹黄的伸长，G为平梅的加速度（向右为正人令K由式得-kxfhMj可见.平板在弹簧伸长即时处于平was,平版在该位置附近做简谐运动。初始时，禅赞没有伸畏x=0由式知，这时丿-_观xk此时平板的运动速度対零。故平極俶简谐运动的眼幅A

4、为k由或可知，乎板他简谐运动的频嘩宀（周期巧为_（V_I/T（2）（i）平板开始时相对于她面静止平板在时刻柏对于地面的速度为卩卅=A（wajnwt设小物块梢对芋地面的初強度为叭小物块在平板对它的滑动摩擁力的作川下做匀减建直线运动加遽度人小为阳小物块在t时刻栢対于地面的速度为在时刻心平板谢一狀经过其平*傥気遠度达到垠大值卩职7.=fng此附小物块的运动連度为市题意，就时/卜物決相对于平板神h故有%（#=市3式得（ii）小赣块相对平扳运动小物块与平板之阖的滑动嘩擦办做员功，消耗系统的轨械繼而雅化成煥能待由能量疗恒，在平板从静止开始运动四分之一周期的过禅中严生的热鈕为Q=尹就-和由戌得Q如和式戈分，

5、式各评分标准：冻題餡分。笫（1）问9令、式各2分,式I分式2分式蓉1夯；第（23（：）间&分，式2企式I分，式戈分，式各I分；第（Z）（ii）冋3分，武2分，貢1分口(20分ACfl）小屎的受力情况如圏所不（为清楚起见，对干题图啟大T尺寸）：向卜-的璽力戸営+向上的电场力g乩营壁对小球的正压力鮒（垂直于管壁向下为正），常动摩擦力河一小球从A点到B点做初速度为零的勺加速直AC线运动，设加連度大小为內由牛顿第二定律有fsina-一p、N=m(flJJcosft二ffrcosar+N由式和艷给数据得-5国一fg)(曲你一冋閒亦_2计孑TOC o 1-5 h z-m由运动学公式有t?0-2(ixi由式

6、得I?。=2nMs=2.8ni/&(2)小球从R点沿BC背向下(远离B点)做匀减速宜线运动直至速度为零，设加建度大小齒旳市牛顿骑二定律得gEsin口-+屜N=mA2gEcosa=jwc-osa+A与式荊比，只是闵T约，伽T%由上述繭式和題给数据得=业上逆亟也叱2=8,0駅1m由运动学公式诡=2“角，以及式和题给数搐得S=/=0.50m码小球在管屮速度第一氏读为零后返回B点过程中，滑动摩撩力方向反向,小球做匀M速直线运动，设加速度大小为角a由牛顿第二定律綁gEsinar-nisino;一叫比=mairqEcwsa=mgcoscr+N与式相比，只是血抡，绚一眄。由上述两式和题给数据得伽-嘟伽叫皿伽

7、-嘟伽叫皿m此过程中，小球走过的路租仍为Mq继而小球远离B点在AH管中做匀减速直线运动，说加1速度兀小为*由牛顿第二定律可辐Esina-fnsincr+Mi尺-ma4qEcitsa=nigfcosa+N与式相It,貝是儿r-场，的由上述两武和题给数据得(j-mg(sina+jx,cosa)八n设此过程中，小球走过的路程为头,类似于式有设小球在AB营和腕管中第孔慣的远离B点的晟大距离分别为耳和気亠类锁于式有二n*MH-2注意到小球分别在AB和BC軒中第池欣远离B点的最犬距离为几=禺+2（鬼卜+2兀丫（巴丿（也）几=禺+2（鬼卜+2兀丫（巴丿（也）_1ft氐P(5X_J二2&弓(；将加饉度值ft人

8、取极限担-为得ft.1L225ab=yi=-9c3_._1P%_g_lE=m评分标推冰题20分。第（1问8,式各2分，式各1分；第（2）问3分式I分，式2分；第（即问9分，式各1分口J4.（20甘）（1）金属蘇在导轨上做匀拥逮直线运动开始运动后，在时刻-捧的速度为vr-at棒相对于起始位置的位移为由搓拉第电鑑感应定律，捧在时刻【的感应电动势为6=Bb?f由肚姆能律得，棒在时刻i的的血流为r&式中总是在时刻d由棒网导轨构成的闭合电路的总电阻。设捧经対时间勺运动到D趾，有由式科题维数据得ij=3”Os由式和题给条件有Aj二讯十r由式和题给数据得.通过捧的电谕与时叭关系为”N0”N0*j=47?TO

9、C o 1-5 h z2.0 x!,处j=-At式中，*取且秒为单位的毂值丫电漩单位対A.(2)从金風楼开始运动宜经到达CD位垃的过程中，捧受劃的安培力为耳=Bi(L由牛顿第二定禅得Fgfnein=应口或F=広十nrjsintf十皿口由武和题蛤数擄得fl三tZ0)4.0N一十II)在或反其下一武中rE取以冃为单位的数值c囲拉力F的嵐大值为臨二评分标准*本题20分。第(1)问14分”式各2分*(W边式各1给第(2)问“扎式各2分，式各1分。15.(20分)(1)曲聽酪条件，对于祕封住的理想气体的和态其休积和温度为V,=60.OcmsTj=300.OK式申S为左曲试借的橫截面积口由力平衡条禅利题活

10、数据知，其压强乩满足TOC o 1-5 h zPi=p0+24,OctnHg式中*氏为大气压强。当被封闭的理想气体温度沂髙到T.时，一部分7K银通过小孔溢出到右边试管叩,以至于左览试管中所剩水银柱的长度为血由力平衡条件，此时吒体的压强阻为应讥+阳丹=(60,0+24,0+16,0)式中工是以。应培为单位的数值(当它表示压强时或氐如1为单位的数值(当它表示长皮时几下同。由理想气悴狀态方程冇p出pM-=由式那题给数据得t(7氐0十工)(100.0-划20.01220.0式巾驚是凶K为单位的数值(下同人威T_1O-Tr(兀-12.0)由式可知，当x=12.Gem时，温度齐达到绘高j此最高温度为J二387卫K(2)当气体的温度为魂斗”QK时，由式得(r-12.0)1=64.0X,=20.0cmX,=20.0cmn禹b=4”0cm评分标准；本題M分勺第(1)问M分，式各2分式各3分式2分；第(2)问6分*卩0F&i且比晟在證A中附像，固而P与对镜面A撓面对称;%是P在橈B中的像，因而TOC o 1-5 h zP与Ph对撓面E销面对称；PAB人在饋B中的像,因而PA与匕日对境面B说面对称*且卩肝是耳在愦A中的像*因而Pt