2021年第38届全国高中物理竞赛预赛试题（含答案解析）.docx

试卷第 =page 1 1页，共 =sectionpages 3 3页 试卷第 =page 1 1页，共 =sectionpages 3 3页 2021年第38届全国高中物理竞赛预赛试题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图，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（　　） A． B． C． D． 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l，运动速度大小均为v，则铜棒两端电势差的最大值为（　　） A． B． C． D． 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．在如图所示的电路中，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 二、多选题 5．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 三、填空题 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宇宙速度为___________，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°。小水银珠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。 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p1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，在经过加工的工件表面放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。  四、解答题 11．如图，物块a、b叠放在一倾角为θ的物块c的斜面上，物块c置于水平地面上。已知物块a、b、c的质量均为m，物块b的上表面水平且足够宽，重力加速度大小为g。不计所有接触面的摩擦开始时，用外力使a、b、c均处于静止状态；撤除该外力后，则在b到达斜面的底端之前，各物块运动的加速度以及物块a、b之间以及物块b、c之间的正压力大小。 12．如图，长度为L、质量为m的均匀金属杆两端靠在垂直于水平面的直角绝缘导轨上，导轨的两臂分别沿水平与竖直方向。初始时刻金属杆静止，与竖直导轨成30°角。不计一切摩擦。 （1）试求当杆下滑到与竖直导轨成60°角时杆的质心的速度； （2）假设存在垂直于导轨所在平面（纸面）向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，求当杆下滑到与竖直导轨成