39届物理竞赛试题答案
考试时长：120分钟满分：100分
班级：姓名：__**学号：得分：
一、单选题（总共10题，每题2分，共20分）
1.处于一块光滑的水平面上, 有着质量是2kg的物体, 它受到一个水平恒力F的作用, 从静止开始发起运动, 历经3秒, 位移达到18米。那么该恒力F的大小是（）
A.4N
B.6N
C.8N
D.10N
2.有种单一颜色的光, 从空气进入水中, 它的入射角度是30°, 水具备的折射率是1.33, 那么折射角度是（）。
A.19.5°
B.20.5°
C.22°
D.23°
3.一个质量是1千克的小球, 以每秒10米的速度进行水平抛出, 不去计较空气阻力的情况下, 那么小球落地的时候速度的大小是（）
A.10m/s
B.14m/s
C.20m/s
D.24m/s
4.一根均匀的直棒，长度为L，质量为m，其重心位于（）
A.L/2处
B.L/3处
C.2L/3处
D.L/4处
5.存在两个点电荷, 分别是Q1与Q2, 其中Q1的电量竟是+4μC, 而Q2的电量为-2μC, 它们之间的距离是10cm, 它们于中间位置所促成的电场强度大小处于这样一种情况（）
A.720N/C
B.360N/C
C.180N/C
D.90N/C
6.一个电容数值是200微法的电器组件, 其两端所具有的电压数为10伏特, 那么它所存储荷电量是（）
A.0.2μC
B.2μC
C.20μC
D.200μC
7.将一个质量是m的物体, 让其从高度为h的地方自由坠落，不去计算空气产生的阻力, 落地之际动能跟重力势能的比值是（）
A.1:1
B.1:2
C.2:1
D.3:1
8.呈现一个电阻是R的线圈, 历经其通过的电流从I1转变至I2 , 磁通量产生了ΔΦ的变化, 那么该线圈所生成的感应电动势是什么的情况呢（）
A.R·ΔΦ
B.R·ΔΦ/Δt
C.ΔΦ/R
D.ΔΦ·Δt
9.一列简谐波沿x轴传播，波速为v，频率为f，则波长为（）
A.v·f
B.v/f
C.f/v
D.2πv/f
10.设一个理想变压器, 其原副线圈匝数比是10比1, 原线圈电压为220V, 那么副线圈电压为（）
A.22V
B.220V
C.2200V
D.22kV
二、多项选择题（总共10题，每题2分，共20分）
1.下列哪些现象属于光的衍射？（）
A.小孔成像
B.薄膜干涉
C.光的偏振
D.单缝衍射
2.牛顿运动定律适用于（）
A.宏观物体
B.微观粒子
C.静止物体
D.变速运动物体
3.下列哪些物理量是标量？（）
A.速度
B.加速度
C.功
D.力矩
4.电场线具有哪些性质？（）
A.起始于正电荷，终止于负电荷
B.任意两条电场线不相交
C.电场线密集处电场强度大
D.电场线是闭合曲线
5.下列哪些情况机械能守恒？（）
A.只有重力做功
B.摩擦力不做功
C.合外力做功为零
D.系统不受外力
6.在电磁感应现象里头, 下述哪些因素将会对感应电动势的大小起到影响作用呢? （）
A.磁通量变化率
B.线圈匝数
C.线圈面积
D.磁场强度
7.下列哪些属于热力学第二定律的表述？（）
A.热量不能自动从低温物体传到高温物体
B.不可能从单一热源吸热全部转化为功
C.热机的效率不可能达到100%
D.熵总是增加的
8.下列哪些现象属于波的叠加原理？（）
A.两列波相遇时相互穿过
B.两列波相遇时振幅相加
C.两列波相遇时相位相干
D.两列波相遇时能量守恒
9.下列哪些因素会影响光的折射？（）
A.入射角
B.光的频率
C.媒介的折射率
D.光的波长
10.下列哪些属于交流电的特点？（）
A.电流方向周期性变化
B.电压大小周期性变化
C.电流大小恒定
D.频率恒定
三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）
1.物体运动的速度越大，惯性越大。（×）
2.折射率越大的介质，光在其中传播速度越快。（×）
3.做匀速圆周运动的物体，其加速度为零。（×）
4.电场中两点之间的电势差与路径无关。（√）
5.闭合电路中，电流的方向总是从高电势到低电势。（×）
6.机械能守恒的系统中，动能和势能可以相互转化。（√）
7.电磁波在真空中传播速度为光速c。（√）
8.波的干涉现象中，两列波的频率必须相同。（√）
9.热力学第一定律表述为能量守恒定律。（√）
10.对于电阻丝来讲, 其电阻值和长度朝着相同方向变化, 呈现出正比关系, 而和横截面积朝着相反方向变化, 呈现出反比关系。（√）
四、简答题（总共4题讲解物理竞赛，每题5分起步网校，共20分）
1.简述牛顿第二定律的内容及其数学表达式。
答: 牛顿第二定律表明, 物体的加速度, 跟所受的合外力, 是成正比的, 和质量成反比, 其方向, 与合外力的方向相同。数学表达式是F=ma。
2.解释什么是光的干涉现象，并举例说明。
答: 光的干涉现象, 是指这样一种现象, 即两列或者多列光波于空间当中相遇之时, 存在一些区域振动会得到加强, 而另外有一些区域振动会出现减弱 , 比如肥皂泡那个表面呈现出来的彩色条纹。
3.简述法拉第电磁感应定律的内容。
解: 法拉第电磁感应定律表明, 处于闭合状态的回路里, 所产生的感应电动势的具体大小, 跟穿过这个回路的磁通量的变化速率呈现出成正比的关系。其数学表达形式是ε=-dΦ/dt。
4.解释什么是机械能守恒定律，并说明其适用条件。
答: 机械能守恒定律表明, 于仅有重力或者弹力做功的系统之内, 动能朝着势能方向能够相互转化, 势能朝动能方向同样能够相互转化, 然而机械能的总量始终维持不变。其适用的条件是, 该系统不会受到非保守力去做功。
五、论述题（总共4题，每题5分，共20分）
1.论述光的衍射现象的原理及其应用。
答: 存在一种现象, 即光线它会通过绕过障碍物或者小孔之后, 出现偏离原本直线传播方式的这一情况, 这种现象被称作光的衍射。光的衍射所依据的原理是来自光本身所具备的波动性, 而它产生的与之相关应用有衍射光栅, 还有衍射透镜等。
2. 论述牛顿运动定律在物理学中的重要性。
答: 牛顿运动定律作为经典力学的根基所在, 它描绘出了物体进行运动的最基本规律, 并且在工程、天文等诸多领域有着极为广泛的运用。
3. 论述电磁感应现象的发现过程及其意义。
答: 法拉第借助实验发觉了, 能够产生电流的是变化的磁场, 发现此情况建立起电磁学的基础, 促使发电机、变压器这些技术被发明出来。
4. 论述热力学第二定律的统计意义。
回答表明, 热力学 的第二定率指向, 孤立的系统的熵始终是增加的情形 呈现出这样的规律, 此规律反映了自然界里过程的方向性, 具备统计的意义。
【标准答案及解析】
一、单选题
1. 依据位移公式s等于二分之一at平方中的相关条件, a的值为12米每二次方秒, F通过ma得出, 其值为24牛。
2. 依据折射定律n₁sinθ₁=n₂sinθ₂, sinθ₂是按0.3除以1.33来计算的, 得出的θ₂近似为19.5° , 这就是A给出的内容。
3. 以B为例, 其在水平方向的速度是10m/s, 在竖直方向的速度为v等于gt也就是30m/s, 合速度v等于根号下10的平方加上30的平方, 就算是根号1000差不多约等于31.6m/s, 还近似于14m/s。
4. A（均匀直棒重心在几何中心）
5. 电场强度A之处, 第一个电场强度值等于静电力常量乘以第一个电荷量再除以距离平方, 其中静电力常量是9乘以10的9次方, 第一个电荷量是4乘以10的负6次方, 距离平方是0.05的平方, 得出此电场强度为720N/C , 第二个电场强度值运用同样算法, 静电力常量不变, 第二个电荷量是2乘以10的负6次方, 距离平方依然是0.05的平方, 算出是360N/C , 中间位置电场强度方向是相反的 , 合成后的电场强度为此处二者相减, 即720减去360等于360N/C , 可是实际进行计算之时需要考虑方向因素 , 正确的答案是720N/C。
6. C（Q=CV=200×10⁻⁶×10=2μC）
7. 在落地的那个时刻, 动能是Ek, 其大小等于mgh, 此时势能变为零, 而动能与势能二者的比值呈现为1比1。
8. B（ε=-NΔΦ/Δt，N=1）
9. B（λ=v/f）
10. A, 其U₂等于U₁乘以n₂除以n₁, 即电压U₂为220乘以1除以10, 得到22V。
二、多项选择题
1. D（单缝衍射是光的衍射现象）
2. A、C、D（牛顿定律适用于宏观、静止和变速运动物体）
3. C、D（功和力矩是标量）
4. 起始于正电荷的乃是A、B、C电场线, 其不相交并且密集之处强度大。
5. A、B（只有重力或摩擦力不做功时机械能守恒）
6. 有关, 感应电动势, （它）（和）磁通量变化率、线圈匝数、面积, 存在关联的 A、B、C。
7. A、B、C（热力学第二定律的表述）
8. 两列波当中的A、B、D, 相遇之际会相互穿过, 其振幅会相加, 不管怎样能量是守恒的。
9. A,它与折射和入射角相联系,它与频率相关联,它与折射率有关系,它与波长有联系（折射与入射角、频率、折射率、波长有关）
10. A、B、D（交流电的特点）
三、判断题
1. ×（惯性大小与质量有关，与速度无关）
2. ×（折射率越大，速度越慢）
3. ×（匀速圆周运动有向心加速度）
4. √（电势差与路径无关）
5. ×（电流方向在电源内部从低电势到高电势）
6. √（动能和势能可以相互转化）
7. √（电磁波在真空中速度为c）
8. √（干涉要求频率相同）
9. √（热力学第一定律是能量守恒）
10. √（电阻与长度成正比，与横截面积成反比）
四、简答题
1. 牛顿第二定律表明, 物体的加速度, 跟其所受到的合外力, 呈现出成正比的关系, 并且, 跟质量呈现出成反比的关系, 其方向, 与合外力的方向是相同的。它的数学表达式是F 等于 ma。
2. 光存在干涉现象，此现象涵盖两列或者多列光波于空间相遇, 有的地方显现出振动得到加强, 有些地方表现为振动有所减弱这般的情况, 比如肥皂泡其表面呈现出彩色条文, 乃是基于光在肥皂泡薄膜, 内表面跟外表面所反射之后, 进而发生干涉最终得以形成的。
3. 由法拉第电磁感应定律所表明的是, 在闭合回路之中被产生出来的感应电动势的大小呢, 和穿过这个闭合回路的磁通量的按照时间变化的比率是成正比例关系的。其在数学方面表现出来的一种式子是ε等于负的dΦ除以dt。
4. 机械能守恒定律表明, 在那种只有重力或弹力进行做功的系统里面, 动能以及势能能够相互发生转化, 不过机械能总数量却是保持不变的。其适用条件在于这个系统不遭受非保守力做功。
五、论述题
1. 光出现衍射状态, 是指光在绕过障碍物之际, 或者是经过小孔之后, 会发生偏离原本直线传播路径的现象, 其原理源自光具备波动性, 当光波碰到障碍物之时, 就会产生散射以及干涉情况讲解物理竞赛，进而形成衍射图样, 其应用涵盖衍射光栅, 也就是用于光谱分析的那种, 还包括能够用于提高光学系统分辨率的衍射透镜等。
2. 牛顿运动定律作为经典力学的基础, 它描述了物体运动的基本规律, 第一定律表明物体维持静止或者匀速直线运动状态, 第二定律对力、质量以及加速度的关系进行了定量描述, 第三定律说明作用力与反作用力大小等同、方向相反, 这些定律在工程、天文等领域有着广泛应用, 是现代科学技术的重要基石。
3. 法拉第借助实验发觉, 变化着的磁场能够产生电流, 此发现奠定了电磁学的基础。他经由实验观察到, 当磁铁朝着线圈靠近时, 电路当中会产生电流, 这一现象被称作电磁感应。该发现推动了发电机、变压器等技术的发明, 对现代电力工业产生了极为深远的影响。
4. 热力学第二定律表明, 存在这样一种情况, 即对于孤立系统而言, 其熵始终呈现增加的态势, 而这一规律反映出了自然界当中过程所具有的方向性。从统计角度来说, 熵的增加意味着系统无序程度在不断提升, 在自然界里, 过程总是自然而然地从有序朝着无序的方向发展。这一定律对于理解自然现象以及设计热机等方面有着至关重要的意义。