第27届中学生物理竞赛决赛模拟试题.docVIP

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用心爱心专心

第27届全国中学生物理竞赛决赛模拟试卷

题号

一

二

三

四

五

六

七（I）

七（II）

总分

得分

阅卷

复核

考生须知

1．考生考试前请认真阅读本须知。

2．本试题包括试题纸和答题纸两部分,其中试题纸从本页开始,共8页,含7道大题,总分为140分,考试时间为3小时。试题纸的每一页下面标出了该页的页码和试题纸的总页数,请认真核对每一页的页码和试题纸的总页数是否正确每一页是否有不清楚的地方,发现问题请及时与监考老师联系。

3．本试卷的第二部分为答题纸,紧接在试题纸的后面,共10张（20页）,请认真核对答题纸的每一页的页码和答题纸的总页数,请在标有对应题号的答题纸上解答相应的题目。

4．答题纸的密封线内,答题纸的背面和试题纸一律不能写解答,所写的解答一律无效。

5．试题纸与答题纸已经装订在一起,严禁拆开。

6．考生可以用发的草稿纸打草稿,但需要阅卷老师评阅的内容一定要写到答题纸上,阅卷老师只评阅答题纸上的内容,写在草稿纸上的内容一律无效。

以下为试题

一、填空题（每题5分,共20分）

得分阅卷复核1．如图所示,在固定不动的圆柱体上绕有绳索,绳两端挂大、小两桶,其质量分别为M=1000kg和m=10kg。绳与圆柱体之间的摩擦系数为,绳的质量可以忽略。那么要使两桶静止不动,绳至少需绕

得分

阅卷

复核

得分阅卷复核2．利用如图所示电路测量二极管的反向电流,电容器接入前先充电,使两级板间电压等于电池电动势,将其正极与电池负极相接。将电键K置于位置1,t1=1min,再换置到位置2,此时电流计指针偏转n1=5小格。电容器重新充电再重复实验,这次将K置于1的时间t2=2min,K换到2后,指针向另一个方向偏转n2=20小格。设二极管反向电流与所加反向电压无关。那么该反向电流为。已知电容器的电容为。

得分

阅卷

复核

得分阅卷复核3．当太阳降到地平线下以后,孤单的轮船在茫茫大海中就无明显的目标来辨别方向了。此时,船员可以利用太阳石来确定方位,据说,北欧海盗曾用一块太阳石（堇青石

得分

阅卷

复核

利用这种奇妙的石块,他们就有可能找到甚至躲在云后或在地平线下方的太阳。因为在高纬度地区,甚至在中午,太阳也可能在地平线的下方,这种奇妙的太阳石可能曾经是一种极有价值的航海导向工具。

请利用物理原因加以解释。

得分阅卷复核4．马里亚纳群岛海谷（位于西太平洋）深度为H=10920m,海洋表面盐水的密度,体变模量,重力加速度g=9.81m/s2。忽略温度、重力加速度随深度的变化,忽略大气压强。那么马里亚纳群岛海谷底部压强为。流体具有非常小的压缩系数。压缩系数定义为体变模量是压缩系数的倒数:。

得分

阅卷

复核

得分阅卷复核二、（1

得分

阅卷

复核

将大量介电颗粒浸没在低粘滞性的液体中,体系形成悬浮液。将体系放置于电场中时,介电颗粒被外电场极化,诱导出电偶极矩。在极短的时间内,这些具有电偶极矩的颗粒通过相互作用团聚在一起,体系的粘滞系数突然显著增大（可近似看成固态）,这种相变现象叫做“电流变”,这种体系相应地叫做电流变液。这种效应可以被用来制造汽车刹车等制动装置,其优点是响应速度比机械制动快几个数量级。

当溶液中存在多个半径为a的相同的介电小球时,假设每个小球的电偶极矩仅由外电场诱导,而与其他小球的存在与否及位置改变无关。（注:∥）

（1）当两个小球接触,球心连线与外场方向夹角为时,写出两个小球的电偶极子的相互作用能的表达式。（结果以p,a和表示）

（注:计算中将介电小球视为位于球心的偶极子）

（2）当溶液中存在3个完全相同的介电小球时,基于同（1）一样的假设,通过计算说明哪一个构型最稳定及最不稳定。

得分阅卷复核

得分

阅卷

复核

1917年,斯泰瓦和托尔曼发现,一绕在圆柱上的闭合线圈,当该圆柱以一定角加速度绕轴旋转时,线圈中会有电流流过。

设有许多匝线圈,每匝线圈的半径为r,每匝线圈均用电阻为R的细金属导线绕成,线圈均匀地绕在一很长的玻璃圆柱上,圆柱的内部为真空。每匝线圈的位置用粘胶固定在圆柱上,单位长度的线圈匝数为n,包含每匝线圈的平