Preguntas preliminares de la Olimpiada de Física de China
1. Preguntas de opción múltiple. Hay ***5 preguntas en esta pregunta, cada pregunta vale 6 puntos. Entre las cuatro opciones dadas para cada pregunta, algunas preguntas tienen una sola respuesta y otras tienen múltiples respuestas. En cada pregunta, escriba la letra en inglés antes de la opción que coincida con el significado de la pregunta entre corchetes. Todas las elecciones correctas valen 6 puntos, las elecciones correctas pero incompletas valen 3 puntos y las elecciones incorrectas o ninguna respuesta valen 0 puntos.
1. Las siguientes afirmaciones son correctas[]
A. Cuando un haz de luz monocromática ingresa al vidrio desde el vacío, se refractará en la superficie del vidrio, que es lo mismo. como la luz en el vidrio La velocidad de propagación está relacionada con la velocidad de propagación en el vacío.
b Hay dos pequeños puntos negros muy cerca uno del otro en el papel blanco. En realidad, están separados y no se superponen. Cierto microscopio parece dos puntos conectados sin separación. Esto está relacionado con el fenómeno de difracción de la luz.
La formación de un arco iris después de la lluvia está relacionada con la reflexión total de la luz.
D. Los ojos de las personas mayores suelen volverse hipermétropes. En este momento, la imagen formada por el objeto cercano que pasa por el ojo está delante de la retina (entre la pupila y la retina), por lo que no se puede ver con claridad.
2. A y B en la imagen son dos placas de metal, que están conectadas a los polos positivo y negativo de la fuente de alimentación de CC de alto voltaje, respectivamente. Una carga puntual cargada positivamente con una cantidad de carga Q y masa M se libera estáticamente cuando se une a la placa A (independientemente de la gravedad). Se sabe que cuando dos placas A y B son paralelas, el área de las dos placas es grande y la distancia entre las dos placas es pequeña, la velocidad cuando llega a la placa B es u0. En los siguientes casos, U representa la velocidad de la carga puntual justo cuando llega a la placa B, entonces []
A Si las placas a y b no son paralelas, u < u0.
B. Si el área de la placa a es pequeña y el área de la placa b es grande, entonces u < u0.
C. Si la distancia entre la placa a y la placa b es grande, u < u0.
Independientemente de si las dos placas A y B son paralelas o no, independientemente del área de las dos placas y de la distancia entre las dos placas, D u es igual a u0.
3. Inyecta tanto partículas alfa como partículas beta en el mismo campo magnético uniforme en la dirección perpendicular al campo magnético, y se descubre que las dos partículas se mueven en una órbita circular con el mismo radio. Si la masa de la partícula α es m1 y la masa de la partícula β es m2, entonces la relación entre la energía cinética de la partícula α y la partícula β (expresada por m1 y m2) es [].
A.B.
C.D.
4 Según la teoría de Bohr, cuando un electrón extranuclear en un átomo de hidrógeno salta de una órbita a otra, es posible []
a Cuando se emite un fotón, se reduce la energía cinética del electrón y se reduce la energía potencial del átomo.
b Cuando se emite un fotón, la energía cinética del electrón aumenta y la energía potencial del átomo disminuye.
cLa absorción de fotones reduce la energía cinética de los electrones y aumenta la energía potencial de los átomos.
D. Cuando se absorbe un fotón, la energía cinética del electrón aumenta y la energía potencial del átomo disminuye.
5. Hay un elemento óptico entre las dos líneas de puntos, AB es su eje óptico principal, P es la fuente de luz puntual y su luz paraxial se refleja en el punto Q a través de este elemento óptico. Los elementos ópticos pueden ser []
A. Lente convexa delgada
B. Lente cóncava delgada
Espejo esférico convexo
D. . Espejo esférico cóncavo
En segundo lugar, rellena los espacios en blanco y dibuja preguntas. Escriba su respuesta en la línea de la pregunta o coloque la imagen en el lugar designado en la pregunta. Mientras se proporcione el resultado, no es necesario escribir el proceso para obtener el resultado.
6. (8 puntos) La frecuencia de los átomos de 133Cs ha sido definida internacionalmente como f=9192631770Hz (sin error). La definición de este segundo es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. El valor internacionalmente reconocido de la velocidad de la luz es c=299792458m/s (sin error). Si la unidad de longitud se deriva de la unidad de tiempo, el metro se define como _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
6. (8 puntos) La vibración de la onda electromagnética con un período de tiempo de 9192631770 corresponde a la transición 133Cs (4 puntos)
7. m1 tiene un ángulo de inclinación. Deslícese hacia abajo por una pendiente suave con θ y coloque la pendiente con masa m2 sobre una mesa horizontal lisa.
Suponga que la aceleración de la gravedad es g, y que la magnitud de la aceleración del plano inclinado que se mueve sobre la mesa horizontal es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
7. (* * * 8 puntos)
Análisis: Sea a2 la aceleración del plano inclinado que se mueve sobre la mesa horizontal, tomemos como sistema de referencia el plano inclinado m2, y sumar la fuerza de inercia m1a2. Según la segunda ley de Newton, la dirección horizontal es fns inθ+m 1 a2 = m 1a 1 cosθ.
Dirección vertical: m 1g-fn cosθ= m 1a 1 sinθ.
Para m2, dirección horizontal: FNsinθ= m2a2.
Solución simultánea: a2=
8. (8 puntos) Se sabe que la fuente de luz lineal emite luz visible de tres frecuencias diferentes. Si desea utilizar un prisma para dividir la luz y finalmente ver estas tres líneas espectrales de diferentes frecuencias en la pantalla, además de la fuente de luz, el prisma y la pantalla, el equipo necesario debe ser al menos _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _. La posición de uno de ellos debe estar entre _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
Ubicación de la prueba: esta pregunta pone a prueba el experimento de dispersión de la luz y el conocimiento relacionado. [Fuente: Xue. parte. Net]
9. (12 puntos) (Ronda Preliminar de la 30ª Competencia Nacional 2013) Como se muestra en la imagen, A es un bloque rectangular colocado sobre una mesa lisa horizontal, con los bloques B y C colocados sobre él. Las masas de A, B y C son m, 5 my m respectivamente. Los coeficientes de fricción estática y fricción deslizante entre B, C y A son ambos 0,10. K es la polea de luz, y la cuerda de luz que conecta B y C se coloca horizontalmente alrededor de la polea de luz. Actualmente, una fuerza externa constante F tira de la polea en dirección horizontal, de modo que la aceleración de A es igual a 0,20 gy G es la aceleración de la gravedad. En este caso, la fuerza horizontal entre B y A es igual a _ _ _ _ _ _ _ _, la fuerza horizontal entre C y A es igual a _ _ _ _ _ _ _ y la fuerza externa F es igual a _ _ _ _ _ _ _ _.
10. (14 puntos)
1. En el experimento de "convertir un amperímetro en voltímetro", debemos
medir la resistencia interna del amperímetro, usando voltímetro estándar modificado voltímetro
Calibración de línea. Un compañero conectó el dispositivo que se muestra en la imagen y lo conectó.
Este circuito solo necesita controlar la posición polar del interruptor SPDT, ajustar la caja de resistencias y el transformador.
Sin cambiar la conexión, la resistencia puede:
(1) Mida la resistencia interna cuando el amperímetro esté desconectado de la caja de resistencia;
(2) Calibre todas las escalas del voltímetro convertido.
Intenta dibujar todas las conexiones del alumno en la imagen.
Dos. Hay una tabla larga rectangular, de 81 cm y 82 cm de largo, 5 cm y 6 cm de ancho y 1 cm y 2 cm de espesor. Utilice una regla (la escala más pequeña es mm), un pie de rey (el vernier es 50) y un micrómetro (micrómetro de tornillo) para medir el largo, el ancho y el grosor del tablero, y calcule el último dígito significativo que se va a medir. Imagine un posible conjunto de datos para completar los espacios en blanco a continuación. La longitud del tablero es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ cm, el ancho del tablero es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ cm y el grosor del tablero es _ _ _ _ _ _ _ _ _ _.
En tercer lugar, el problema de cálculo. Para resolver problemas de cálculo, debe escribir las palabras necesarias, las ecuaciones y los pasos de cálculo importantes. Sólo se puede calcular el resultado final y no se obtendrán puntos.
11. (20 puntos) (30ª Competición Nacional 2013) En algún lugar del terreno llano, se lanzan dos bolas A y B a la misma velocidad v0. Los ángulos de lanzamiento son diferentes y sus alcances son los mismos. . Se sabe que el tiempo que la pelota A se mueve en el aire es TA, y el tiempo que la pelota B se mueve en el aire es TB. La aceleración de la gravedad es g, independientemente de la resistencia del aire.
12. (20 minutos) Mirando el sol desde la tierra, el ángulo de apertura θ = 0,53, la longitud de latitud de la superficie terrestre l = 110 km, la aceleración gravitacional g = 10 m/s2 y la Período de la revolución terrestre. Intente calcular la relación de densidad de la Tierra y el Sol utilizando únicamente los datos anteriores. Supongamos que el Sol y la Tierra son esferas con distribución de masa uniforme.
12. Cuando la tierra gira alrededor del sol, la ley de la gravitación universal y la ley de Newton
(1)
13 (16 minutos) Enrollada con. Cable de resistencia La bobina está sumergida en el aceite contenido en el calorímetro y la temperatura del aceite es 0°C. Cuando se aplica un cierto voltaje a ambos extremos de la bobina, la temperatura del aceite aumenta gradualmente. ¿La tasa de aumento de temperatura a 0 °C es de 5,0 K min? 1. Después de un período de tiempo, la temperatura del aceite aumenta a 30 °C y la velocidad de calentamiento es de 4,5 K min. 1. Esto se debe a que la resistencia de la bobina está relacionada con la temperatura. Suponga que la resistencia de la bobina es Rθ cuando la temperatura es θ°C y R0 cuando la temperatura es 0°C. Entonces α se llama coeficiente de resistencia de temperatura. Encuentre el coeficiente de temperatura de la resistencia de esta bobina. Se supone que la velocidad a la que se calienta el sistema de un calorímetro, su aceite y sus bobinas es proporcional a la velocidad a la que el sistema absorbe calor (es decir, la cantidad de calor absorbido por unidad de tiempo). Durante el proceso de calentamiento del aceite, el voltaje aplicado a través del serpentín es constante; la pérdida de calor del sistema es insignificante.
14. (18 minutos) Como se muestra en la figura, 1 mol de un gas ideal parte del estado A en el diagrama P-V de la relación entre presión y volumen, y alcanza el estado B a través de un proceso lineal lento. . Se conoce la relación entre la presión en el estado B y la presión en el estado A. Si el resultado final de todo el proceso es que el gas absorbe calor del mundo exterior, entonces ¿qué condiciones debe cumplir la relación de volumen del estado B y el estado A? Se sabe que la energía interna por mol de este gas ideal es 0, r es la constante universal de los gases y t es la temperatura termodinámica.
15. (23 minutos) Como se muestra en la figura, una bobina primaria con N1 vueltas y una bobina secundaria con N2 vueltas están enrolladas en el mismo núcleo de hierro cerrado, y se conectan resistencias en ambos extremos del Bobina secundaria. R, ambos extremos de la bobina primaria están conectados a rieles metálicos paralelos. La distancia entre las dos pistas es L y su resistencia es insignificante. A la izquierda de la línea de puntos hay un campo magnético uniforme orientado perpendicular al plano del carril. La intensidad de inducción magnética del campo magnético es B, y pq es una varilla de metal con masa m y resistencia r. Se coloca perpendicular al riel guía y puede deslizarse sobre el riel guía en una dirección paralela al riel guía sin fricción. Suponiendo que el flujo magnético que pasa a través de cada vuelta de la bobina es el mismo en cualquier momento, ignorando la resistencia de las dos bobinas y diversas pérdidas, incluidas las corrientes parásitas en el núcleo, el campo electromagnético en el transformador está completamente restringido en el núcleo del transformador. Actualmente, siempre se aplica una fuerza externa para mover la varilla hacia la izquierda desde el reposo con aceleración constante a. No se tiene en cuenta la autoinductancia del cable de conexión. Si se sabe que la magnitud de la corriente de la bobina primaria en un momento determinado t es 0,
1 Encuentre la fuerza de la fuerza externa en ese momento;
2. ¿En qué otras formas de fuerza o tasa de cambio de energía se traduce esta fuerza? Intenta encontrar sus dimensiones por separado.
16. (23 minutos) Como se muestra en la figura, una capa esférica delgada hecha de material aislante con masa m y radio r está cargada uniformemente positivamente. La cantidad de carga es q. La carcasa está conectada fijamente a la base, que todavía se encuentra sobre una superficie horizontal lisa. Hay un resorte ligero con un coeficiente de rigidez eta dentro de la carcasa esférica (independientemente de su masa). El resorte siempre está en posición horizontal, con un extremo conectado fijamente a la pared interior de la carcasa esférica y el otro extremo ubicado exactamente en el centro de la esfera. Se abre un pequeño orificio C en el caparazón esférico, y el pequeño orificio se ubica en la línea horizontal que pasa por el centro de la bola. En esta línea horizontal, hay una carga puntual P cargada positivamente con masa m y carga q en O lejos de la capa esférica. Comienza a moverse en la dirección horizontal OC con una velocidad inicial suficiente v0. También se sabe que P puede entrar en la capa esférica a través del pequeño agujero C, independientemente de la influencia de la gravedad y la base. Se sabe que la constante de fuerza electrostática es k, por lo que el tiempo para que P entre en el agujero C y salga. se puede calcular.
Entonces, el momento en que P entró por primera vez en la cueva C y salió fue