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2008年第十八屆全國初中應用物理知識競賽試題
一、選擇題（共10分） 以下各小題給出的四個選項中只有一個是正確的，把正確前跡圓選項前面的字母填在題后的括號內。
1．長途汽車經過長時間行駛后，駕駛員常常會停下車，拿根鐵棒敲打車輪，憑借聲音可以判斷輪胎內的空氣是否充足。這主要是因為敲擊的輪胎內空氣充足時發出聲音的（）
A．響度較大 B．音調較高 C．音調較低D．響度較小
2．檢查視力時，要求眼睛與視力表相距5 m。醫院里常按圖1所示的方式檢查視力，讓被檢查者面對平面鏡而坐，身后是視力表。已知人距平面鏡2 m，那么視力表離平面鏡的距離是（） A．5mB．2mC．3mD．4m
3．光在同種均勻介質中是沿直線傳播的，小紅直不明白：在光纖通信中，光信號是怎樣經過漫長而又曲折的線路，從一端傳到另一端的呢?后來通過“探究光纖怎樣傳輸光信號”的活動中，她終于明白了：光信號在光纖中（）
A．是靠光纖壁不斷地反射而向前傳播
B．就像電流沿彎曲導線那樣傳播
C．就像水流沿彎曲水管流動那樣傳播
D．是靠光纖壁不斷地折射而向前傳播
4．某工廠要制造一種特殊用途的鋼罐，要求在鋼罐內表面牢牢地壓接上一層0．25mm厚的鋁膜。技術人員聯合攻關提出了以下方案：先把鋁膜緊貼到鋼罐內表面，排出鋁膜與鋼罐之間的空氣，冉向鋼罐內灌滿水并插入冷凍管使水結冰，鋁膜就可以與鋼罐接觸牢了。對于使鋁膜與鋼罐接牢的方法，下列分析中正確的是（）
A．鋁膜與鋼罐之間的水把它們凍牢了
B．水結冰時放出的熱量使鋁膜焊接在鋼罐表面上了
C．大氣壓的作崩把鋁膜壓接到鋼罐上了
D．水結冰膨脹產生的壓力把鋁膜與鋼罐緊緊地壓牢在一起了
5．圖2所示的是高壓輸電線路，其中高壓輸電線與變壓器之司安裝有避雷器，它的作用是防止變壓器遭受雷擊。關于這種避雷器，下列說法正確的是（）
B．在任何電壓下避雷器都是導體
A．避雷器在通常電壓下是導體，在遇到雷擊的電壓時是絕緣體
C．在任何電壓下避雷器都是絕緣體
D．避雷器在遇到雷擊的電壓叫是導體，在通常電壓下是絕緣體
二、填空題（共18分）
1 ．金秋十月，小琪一家人來到郊區游玩，看到農民過去用來舂米粉的(如圖3所示)和磨面的(如圖4所示)。小琪聯想學過的簡單機械，發現這兩件其實就是_______都是物理知識在生活生產中的應用。
2．國慶假期，愛動腦的小明和李志乘坐火車去旅游。并計劃在途中觀賞車外景色的同時，做次測定火車速度的活動，事先商定了方案，明確了分工。當他們發現有另一列客車迎面開來時，記錄了如下數據：對面客車從他們窗邊駛過的時間約為8 s；對面客車共有17節車廂，而日與他們乘坐的車的車廂是相同的；他們所乘坐的車廂內電子顯示屏上顯示的時速為 108 km ／h。在火車停靠車站時，小明又觀察到車廂外表面標有“ 換長2.2” 的字樣，并通過詢問列車員得知，“換長慧塌”就是換算長度的意思，且1個換長＝11m。根據這些信息，他們估算出迎面開來的客車的行駛速度約為______________。
3．圖5所示的是醫院為病人輸液時用的吊瓶，瓶中插入兩條管子，A管是輸液管、B管是空氣管。在輸液的過程中，如果發現病人的血液沿輸液管回流，可將吊瓶適當地升高，血液就會隨著藥液重新流入患者的血管而不再回流。這是因為當吊瓶升高后，增大了流入患者血管藥液的______ ，阻止了血液的流出。B管的作用是_______。
4．圖6所示為種環保型手電筒，筒內沒有電池。使用時州敏，只要來回搖晃手電筒，使永磁體在手電筒中的兩個橡膠墊之間來回運動．燈泡就能發光。而且來回搖晃的越快，燈泡越亮。這種手電筒能發電的依據是_______原理，這個原理足英國科學家_______發現的。
5．1821年，德國物理學家塞貝克發現了一種奇怪的現象：把兩根銅絲和一根鐵絲與靈敏電流計串聯成閉合電路，然后把銅絲和鐵絲的一個連接點放在盛有冰水混合物的容器里保持低溫：另一個連接點放在火焰上加熱。發現靈敏電流計的指針發生丁偏轉，這一現象表明這時閉臺電路中產生了電流。塞貝克把這種電流叫做“熱電流”．把這一電路叫“熱電偶電路”。 某研究小組的同學們按如圖7所示的電路，模擬塞貝克實驗，探究了決定“熱電流”大小的因素．通過實驗測得了電流的大小與溫差關系的一組數據：
作者：59.39.181.* 2008-12-10 21:30 回復此發言
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2 2008初中物理競賽試題
兩接點間的溫差/℃ 0 1 100 200 300 500
電路中的電流/10-1A 0.00 0.01 0.64 1.42 2.29 4.17
請根據以上資料數據說明：(1)產生熱電流的條件是__________________________________________ ；
(2)根據熱電流的特點，猜想并寫出熱電偶電路的一種應用： 。
三、簡答下列各題（共22分）
1．（6分）如圖8是一把廚房里常見的多功能剪刀，特別是圖中標有l、2、3、4、5序號的部位都具有一定的功能，且每一項功能都與物理知識息息相關。請你寫出其中的三項功能，并說明所用到的物理知識。
2．據報道：2005年4月20日上午8時38分，由重慶飛往上海的CA4541航班在重慶江北機場起飛后撞上一群鴿子，飛機多處破損．左發動機停止工作，直接經濟損失達295萬元人民幣。所幸機長沉著冷靜依靠右發動機單機工作，在空中盤旋59min后成功迫降，機上所有人員安然無恙。小小的鴿子怎能把結實的飛機撞壞昵?請你應用學過的知識解釋鴿子撞壞飛機的原因。
3．圖9是李陽把刻度尺直立在玻璃鏡面上拍得的一張照片，請根據照片上的信息，估算一下玻璃鏡的厚度，并說明估算的依據。
4．為什么汽車前燈的玻璃燈罩要用有一些橫豎條紋的玻璃（如圖10所示）制成。
5．我國南方某些地區有用“番薯、酒曲、水”做原料釀造“地瓜酒”的習俗。首先將番薯煮熟，晾到一定的溫度后，把“番薯、酒曲、水”按。定比例混合并攪拌均勻，經艘酵40天左右，其間每天攪拌一、二次；最后在“酒料”中分離山“地瓜酒”。圖11是從“酒料”中提取“地瓜酒”的裝置示意圖。
小馴同學利用放假期間，在家協助爺爺完成了釀造“地瓜酒”的最后一道工序
①在小鍋中加入冷水；
②取適量消料放入大鍋里加熱；
③在大杯中得到“地瓜酒”：
④適時用冷水替換小鍋中變熱的水；
⑤把“渣”取出．重復以上步驟。
請你說叫釀造“地瓜酒”的這最后一道工序中用到了哪些物理知識。
四．（13分）圖12是一種牲畜飲水用自動裝置的示意圖。水箱底部有一出水孔，底蓋A甲時頂住水箱的出水孔。一旦飲水槽水位下降，浮球C受到的浮力減小，底蓋A打開，水就通過出水孔從水箱流入飲水槽。設計水箱的最高水位為60cm。水箱出水孔橫截面積是30 cm2。底蓋A及豎桿B的總的總質量是400 g，浮球c的質量是600 g，體積是2dm3，g取10N/g。
（1）寫出此裝置應用到的物理知識(至少說出 2條)；
(2)通過計算說明，這個自動裝置在水箱蓄滿水時是否能正常工作：
(3)若能正常工作，請分析說明影響此自動裝置能否正常工作的因素：若不能正常工作，請提出使該自動裝置正常工作的改進方案。
五．（13分）如圖l 3是一個電熱器的工作原理圖，電熱器內有兩個阻值分別為R1=60Ω和R2=120Ω的電熱絲；旋轉開關內有一塊絕緣圓盤，在圓盤的邊緣依次有0，1，2，—— 9共10個金屬觸點；可以繞中心軸轉動的開關旋鈕兩端各有一個金屬滑片，轉動開關旋鈕可以將相鄰的觸點連接。如旋鈕上的箭頭指向圖中位置D時，金屬滑片將2、3觸點接通，同時另一端將7、8觸點接通。用這個旋轉開關可以實現電熱器有多擋位工作的要求。請回答：
（1）這個電熱器可有幾個不同加熱擋位?并指出每個加熱檔位旋轉開關的箭頭指向的位置；
（2）將此電熱器接人家庭電路中，電熱器在正常工作時每個擋位的功率各是多大。
六．（12分）2000年8月12日．在巴倫支海參加 軍事演習的俄羅斯北方艦隊“庫爾斯克”號核潛艇（圖14）意外沉沒，所有艙室都灌滿了海水，艇上118名官兵全部遇難。引起了國際社會的普遍關注。 已知“庫爾斯克”號核潛艇的質量m=1.4X107kg，海水密度近似取作ρ水=l.0xl03kg／m3．制造潛艇的材料的平均密度取作ρ船=7．0x103kg／m3。g取10N／kg。請回答：
（1）核裂變和核聚變是大量獲得核能的兩種途徑，核潛艇中反應堆的核能是通過哪種選徑獲得的?
（2）為了精確地探測到潛艇沉沒的位置，在潛艇正上方海面向下發出超聲波，從發出信號至接收到由潛艇反射舊來的信號經歷的時間t= 146 s，如果超聲波在海水中的傳播速度v=1450m／s，則潛艇沉沒的實際深度h約為多大？（計算結果取整數）
（3）有人提出一種打撈“庫爾斯克”號的方案，就是在潛艇周圍纏滿可充氣的負載量大的浮力袋，若每只浮力袋的質量為50 kg，充氣后的體積V0=10 m3，試估算要將“庫爾斯克”號核潛艇打撈起來，至少需用多少只浮力袋？
七．（12分）頻率為300MHz-300GHz的電磁波，它的波長很短，通常稱之為微波。微波能沿直線傳播，在遇到金屬材料時能發生反射：遇到玻璃、塑料、陶瓷等絕緣材料叫可以穿透；遇到含有水分的蛋白質、脂肪等介質可被吸收，并將微波的電磁能量變為內能。人們熟悉的手機就是利用微波進行通訊的。GSM手機的工作頻率般為900 MHz~1800 MHz波段。使用手機通話時，微波會對人體產生一種“加熱效應”，微波頻率越高，人對其能量吸收率就越尚，危害也就越大。下表提供了某種型號手機的技術參數。請根據這砦技術參數和微波的上述特性解決下列問題。
某型號GSM手機的主要技術參數表
工作電壓 標準配置電池 最長通話時間 最大發射功率 工作頻率
4.1V 670mAh 300min 2W 900/1800MHz
（1）手機的最大工作電流約是多少?在300 min的通話時間內．手機的平均功率約為多少？
（2）請列舉兩項減小手機微波輻射危害的措施；
（3）某網站刊載了一則“手機煮雞蛋”的消息：兩名實驗人員將一個生雞蛋放置在陶瓷杯子里，在雞蛋兩側各放置部手機，讓聽筒與雞蛋的水平距離保持2 cm左右。用其中一部手機撥通另一 部手機，并保持通話狀態。在實驗進行到65 min時，實驗人員取出雞蛋，發現已經完全熟透。請判斷這則消息的真偽，并簡要說明理由。
正確答案是A。
因為密閉容器中裝滿了水，一定銀帆要有空如搏穗氣進入，才能有水流出。又由于是細渣卜管，所以，一個管子不能同時既進水又出水。兩個管子同高時，它們是等價的。所以只有AB時，只好都不出水了。而BC高度是不一樣的，下邊的水的壓強大，就容易出水，而位于上邊的就進空氣了。
初二物理競賽試題
一、選擇題（每小題3分，共36分）
1、下列說法中最接近實際的是 （）
A、課桌的高度約為160cm B、人正常的步行速度約為1.1m/s
C、一本初中物理課本的質量約為2.8kgD、夏季的室內氣溫約50℃
2、河中有甲、乙兩只船，甲在河中某漂浮物上游200米處，在該漂浮物下游200米處。若兩船以相同的劃行速度去打撈。則（ ）
A、甲船先趕到 B、乙船先趕到C、兩船同時趕到 D、無法判斷
3、醫院的氧氣瓶內裝有一定壓強和密度的氧氣，在一次搶救病人時，游前凱用去了一些氧氣，則瓶內剩下的氧氣的壓強和密度是（ ）
A、壓強變小，密度不變 B、壓強不變，密度變小
C、壓強和密度都不變 D、壓強和密度都變小
4、在奧運會上，體操運動員在上單杠之前，總要在手上抹一些鎂粉，而在杠上做回環動作時，手握杠又不能太緊，他這樣做的目的是：（）
A、前者為增大摩擦，后者為減少摩擦； B、前者為減少摩擦，后者為增大摩擦；
C、兩者都是增大摩擦； D、兩者都是減少摩擦。
5、2002年3月25日，我國用長征系列運載火箭成功將“神舟三號”試驗飛船送入太空，在飛船內若要建立一個實驗室，下列能使用的儀器有（ ）
A、密度計B、水銀氣壓計C、天平D、水銀溫度計
6、在汽車交通事故中對乘員造成傷害的往往是“二次碰撞”引起。與傳統的安全帶相比，安全氣囊對乘員的頭和胸的保護作用效果更好，在緊急情況下，裝于前排乘員前方的安全氣囊能急速膨脹，以避免人與儀表板、檔風玻璃相撞。為保證氣囊有良好的保護性能，設計中應考慮：①氣囊膨脹的初期，內部壓強要超過某一個數值；②盡可能快地使氣囊膨脹展開；③氣囊與乘客的接觸面積的大小；④要有排氣機構，當壓力超出某數值時可以排氣，減小壓力（ ）
A、只需考慮① B、只需考慮①②C、只需考慮①②③D、①②③④都考慮
7、小明從平面鏡里看到鏡子對面電子鐘示數的像如圖所示，這時的時刻是 （）
A、21：10 B、10：21
C、10：51 D、12：01
8、下表中列出幾種物質的熔點（在1標準大氣壓下）
物質名稱 固態水銀 金 銅 鐵 鎢 固態氫
熔點（℃） —38.8 1064 1083 1535 3410 —259
據此判斷以下說法中正確的是非曲直 （ ）
A、銅球掉入鐵水中不會熔化B、在零下255℃時，氫是固態
C、水銀溫度計可測量零下40℃的氣溫D、用鎢制成的燈絲不易熔化
9、下列是小宇和他們班的同學對所學的物理知識的連線情況，其中正確的一組是（ ）
小宇對日常現象與其包含的物理原理連線B、小麗對物態變化及其實例連線
堤壩修成梯形慣性 液化 霜的形成
高壓鍋的使用氣壓與沸點悔拿的關系 升華 鐵水變成鑄件
剎車時人向前倒液體壓強規律 凝華 露水的形成
向后劃水，船向前神喚進力的作用是相互的 熔化 冰凍的衣服變干
重垂線檢查墻是否豎直重力的方向 凝固 冰變成水
C、小紅對裝置及其原理連線D、小丁對物理量與單位連線
測力計連通器密度 帕斯卡
船閘液體的熱脹冷縮壓強 千克
溫度計彈簧伸長與受力成正比質量 千克/米3
10、下列關于光的現象的說法中，錯誤的是 （ ）
挖隧道用激光準直是利用了光的直線傳播的道理
漫反射使我們可以從各個方向上都能看到物體
水中筷子看上去向上彎折是由于光的折射現象造成的
當物體與凸透鏡距離大于2倍焦距時，成放大實像，照相機是利用這一原理制成的
11、在水煮食物時，若用水煮，只要水不燒干，食物總不會煮焦；若把食物放在油里炸，雖然油未燒干，而食物卻有可能燒焦，這主要是因為（）
A、水的密度比油大B、水的沸點比油低
C、水易滲入食物中，而油不易滲入食物中D、水的導熱性能比油的差
12、為了研究影響蔬菜和水果水分散失的快慢因素，有A、B、C、D四組同學各自做了研究實驗（實驗材料是相同的胡蘿卜），如圖，研究方法不正確的是（）
把胡蘿卜剖開 密封容器電風扇吹
太陽
密封塑料袋
樹蔭
胡蘿卜
A B C D
二、填空題 （每小題3分，共30分 ）
1、夏天從冰箱里拿出一支冰棒，發覺冰棒上粘著白花花的“粉”，一剝去紙，冰棒上就冒出“煙”，將冰棒放進茶杯里，不一會兒，杯外壁會出“汗”。則“粉”是現象，“煙”是現象，“汗”是現象。
2、設想從某一時刻起，地球的引力減小一半，那么對漂浮于水面上的船來說，船受到的重力將 ，船受到的浮力將 ，船的吃水深度將（填“增大”、“減小”或“不變”）。
3、下列與聲音有關的語句中，所表達的物理含義是：
① “震耳欲聾”說明聲音的 大；② “悅耳動聽”說明聲音的 好
③ 這小孩說起話來“脆如銀鈴”說的是聲音的高。
4、上海即將建成的我國第一條磁懸浮列車鐵路線，列車運行時速可達500千米/時，如果乘坐這一時速的磁懸浮列車從上海到杭州約200千米的路程，需要 分鐘。
5、“神州三號”發射時，“長征二號”捆綁式火箭尾部的火焰如果直接噴到發射臺，發射架就會熔化。為了保護發射架，就在發射臺底建了一個大水池，讓火焰噴到水池中，這是利用水汽化時要，使周圍環境溫度不致太高。
6、我們從電視里看到刮龍卷風時，房屋的屋頂很容易被掀飛，原來是發生龍卷風時房屋內外的氣壓差引起的，若某次龍卷風使屋外的氣壓急劇下降到90kPa；當時門窗緊閉，可以認為室內氣壓是標準大氣壓，粗略取100kPa，若室內屋頂的面積為100m2，這時屋頂所受內、外壓力 差額可達N，足可以把屋頂掀飛。
7、古詩詞中有許多描述光學現象的詩句，如“潭清疑水淺”說的就是光的 現象；
“池水映明月”說的是光的現象；
“云破月來花弄影”說的是光的現象。
8、如圖甲所示，將杯子里裝滿水，用紙片把杯口蓋嚴，用手按住紙片，把杯子倒過來，放手后，紙片不會掉下來，杯子里的水也不會流出來，這表明，如圖乙、丙所示位置，紙片將 掉下來（填“會”、“不會” ）。說明大氣壓強向
都有壓強。
甲 乙丙
9、如上圖所示，瓶內密閉著一定量的氣體，瓶底及玻璃管內都是水，當人拿
著這個裝置爬上高樓時，管內水面高度將。（設溫度不變）（第9題圖）
10、“熱管”是20世紀80年代研究出來的一種導熱本領非常大的裝置。它比銅的導熱本領大上千倍，“熱管”的結構并不復雜，它是一根兩端封閉的合金管，管內壁襯了一層多孔的材料，叫吸收芯，吸收芯中充有酒精等液體，如圖，當管的一端受熱時，管中的液體因吸熱而，蒸氣沿管子由受熱一端流向另一端，而另一端末受熱，溫度低，蒸氣就在這一端，變為液體并放出熱量，使冷端的溫度升高，液體又被吸收芯吸收后，通過毛細作用回到受熱端。如此往復循環，達到高效傳熱的目的。（填物態變化）
三、閱讀探究題（共6分）
請你閱讀下面的文章：
小麗在研究一定質量的氣體的壓強時，想到了一個問題：
如果將氣體的體積保持不變，它的壓強會不會隨溫度的而變化呢？
針對這一剖問題，她經過思考，提出了兩種猜想：
這些氣體在體積不變時，溫度越高，壓強越大；
這些氣體在體積不變時，溫度越高，壓強越小。
究竟哪一種猜想是正確的呢？小麗進行了如下的實驗：
在燒瓶中封入一定質量的某種氣體，燒瓶的一端連接在壓強計上，將燒瓶放入水中，通過溫度計可以測出水的溫度，也就是瓶中水的溫度，（如圖），給水槽中的水加熱，通過不斷調節壓強計以保持瓶中的氣體體積不變，并通過溫度計和壓強計每隔一段時間記錄瓶中氣體的溫度值及相應的壓強值，經過一段時間，實驗數據記錄如下：
氣體的溫度（℃） 20 30 40 50 ……
氣體的壓強（帕） 1.0×105 1.03×105 1.07×105 1.1×105 ……
小麗對上述數據進行了歸納分析，得出了一個初步的結論，并驗證了自己的一種猜想是正確的。
根據你的閱讀，請回答下列問題：
小麗得出的結論是什么？
答：一定質量的氣體，在保持不變時。
在夏天，小宇將自行車車胎中的氣打得足足的，準備出去游玩，路上遇到同學小周，于是他就將自行車停放在烈日下，與小周聊天，正聊在興頭上，猛聽到“砰”的一聲巨響，車胎爆裂！這是怎么回事？請你用剛才探究出來的結論解釋一下。
四、作圖題（共10分）
在下列各圖的適當位置分別填上不同的光學儀器。（6分）
甲乙 丙
如圖所示，用一個大小為10N的力將黑板刷壓在豎直的黑板上，已知黑板刷重4N，且靜止不動。請畫出黑板刷受到的重力和摩擦力的圖示。（4分）
五、計算題（8分+10分=18分）
鐵的密度為7.9×103kg/m3,一個空心鐵球的質量為632g，它的體積為100cm3，求鐵球空心部分的體積。
2、如圖是HG2002型臺式飲水機結構剖面示意圖，控水槽中浮體A與閥門C固定相連，當A恰好浸沒時閥門C關閉，A未浸沒時C略有下降，桶內水流入控水槽，已知桶內水位高為40，閥門C橫截面積為10，不計A、C本身的質量、大氣壓強影響。
問：為使控水槽內保持一定水位，浮體A的最小體積應為多大？
這問題問得真糾結，不知道怎么回答你。關瞎晌鍵這個電路你看得懂么？開關接到那個觸頭，哪液神賣些燈鬧逗泡和電源連接構成通路，哪些就亮了么。他們都是采用并聯的方式。
第23屆全國中學生物理競賽復賽試卷一、（23分）有一豎直放置、兩端封閉的長玻璃管，管內為真空，管內有一小球自某處自由下落（初速度為零），落到玻璃管底部時與底部發生彈性碰撞．以后小球將在玻璃管內不停地上下跳動。現用支架固定一照相機，用以拍攝小球在空間的位置。每隔一相等的確定的時間間隔T拍攝一張照片，照相機的曝光時間極短，可忽略不計。從所拍到的照片發現，每張照片上小球都處于同一位置。求小球開始下落處離玻璃管底部距離（用H表示）的可能值以及與各H值相應的照片中小球位置離玻璃管底部距離的可能值。二、（25分）如圖所示，一根質量可以忽略的細桿，長為2 ，兩端和中心處分別固連著質量為 的小球B、D和C，開始時靜止在光滑的水平桌面上。桌面上另有一質量為 的小球A，以一給定速度 沿垂直于桿DB的方間與右端小球B作彈性碰撞。求剛碰后小球A,B,C,D的速度，并詳細討論以后可能發生的盯棚運動情況。三、（23分）有一帶活塞的氣缸，如圖1所示。缸內盛有一定質量的氣體。缸內還有一可隨軸轉動的葉片，轉軸伸到氣缸外，外界可使軸和葉片一起轉動，葉片和軸以及氣缸壁和活塞都是絕熱的，它們的熱容量都不計。軸穿過氣缸處不漏氣。如果葉片和軸不轉動，而令活塞緩慢移動，則在這種過程中，由實驗測得，氣體的壓強 和體積 遵從以下的過程方程式 圖1其中 , 均為常量, ＞1（其值已知）。可以由上式導出，在此過程中外界對氣體做的功為式中 和 ,分別表示末態和初態的體積。如果保持活塞固定不動，而使葉片以角速度 做勻角速轉動，已知在這種過程中，氣體的壓強的改變量 和經過的時間 遵從以圖2下的關系式 式中 為氣體的體積， 表示氣體對葉片阻力的力矩的大小。 上面并沒有說氣體是理想氣體，現要求你不用理想氣體的狀態方程和理想氣體的內能只與溫度有關的知識，求出圖2中氣體原來所處的狀態 與另一已知狀態 之間的內能之差（結果要用狀態 、 的壓強 、 和體積 、 及常量 表示）四、（25分）圖1所示的電路具有把輸人的交變電壓變成直流電壓并加以升壓、輸出的功能，稱為整流倍壓電路。圖中 圖1和 是理想的、點接觸型二極管（不考慮二極管的電容），和 是理想電容器，它們的電容都為C，初始時都不帶電，G點豎則擾接地。現在A、G間接上一交變電源，其電壓 ，隨時間t變化的圖線如圖2所示．試分別在圖3和圖4中準確地畫出D點的電壓 和B點的電壓 在t＝0到t=2T時間間隔內隨時間t變化的圖線，T為交變電壓 的周期。圖2圖3圖4五、（25分）磁懸浮列車是一種高速運載。它具有兩個重要。一是懸浮，利用磁力（可由超導電磁鐵提供）使車體在導軌上懸浮起來與軌道脫離接觸。另一是驅動，在沿軌道上安裝余旦的三相繞組（線圈）中，通上三相交流電，產生隨時間、空間作周期性變化的磁場，磁場與固連在車體下端的感應金屬板相互作用，使車體獲得牽引力。為了有助于了解磁懸浮列車的牽引力的來由，我們求解下面的問題。設有一與軌道平面垂直的磁場，磁感應強度B隨時間t和空間位置x變化規律為 式中 、 、 均為已知常量，坐標軸x與軌道平行。在任一時刻t，軌道平面上磁場沿x方向的分布是不均勻的，如圖所示。圖中Oxy平面代表軌道平面，“×”表示磁場的方向垂直Oxy平面指向紙里，“· ”表示磁場的方向垂直Oxy平面指向紙外。規定指向紙外時B取正值。“×”和“· ”的疏密程度表示沿著x軸B的大小分布。一與軌道平面平行的具有一定質量的金屬矩形框MNPQ處在該磁場中，已知與軌道垂直的金屬框邊MN的長度為 ，與軌道平行的金屬框邊MQ的長度為d，金屬框的電阻為R，不計金屬框的電感。1．試求在時刻t，當金屬框的MN邊位于x處時磁場作用于金屬框的安培力，設此時刻金屬框沿x軸正方向移動的速度為 。2.試討論安培力的大小與金屬框幾何尺寸的關系。六、（23分）有一種被稱為直視分光鏡的光譜學儀器。所有光學元件均放在一直長圓筒內。筒內有：三個焦距分別為 、 和 的透鏡 , , ， ；觀察屏P，它是一塊帶有刻度的玻璃片；由三塊形狀相同的等腰棱鏡構成的圖1分光元件（如圖1所示），棱鏡分別用折射率不同的玻璃制成，兩側棱鏡的質料相同，中間棱鏡則與它們不同，棱鏡底面與圓筒軸平行。圓筒的一端有一與圓筒軸垂直的狹縫，它與圓筒軸的交點為S，縫平行于棱鏡的底面．當有狹縫的一端對準筒外的光源時，位于圓筒另一端的人眼可觀察到屏上的光譜。已知：當光源是鈉光源時，它的黃色譜線（波長為589.3 nm，稱為D線）位于圓筒軸與觀察屏相交處。制作棱鏡所用的玻璃，一種為冕牌玻璃，它對鈉D線的折射率 ＝1.5170;另一種為火石玻璃，它對鈉D線的折射率 =1.7200。1.試在圖2中繪出圓筒內諸光學元件相對位置的示意圖并說出各元件的作用。2.試論證三塊棱鏡各應由何種玻璃制成并求出三棱鏡的頂角 的數值。圖2七、（16分）串列靜電 加速器是加速質子、重離子進行核物理基礎研究以及核技術應用研究的設備，右圖是其構造示意圖。S是產生負離子的裝置，稱為離子源；中間部分N為充有氮氣的管道，通過高壓裝置H使其對地有 V的高壓。現將氫氣通人離子源S，S的作用是使氫分子變為氫原子，并使氫原子粘附上一個電子，成為帶有一個電子電量的氫負離子。氫負離子（其初速度為0)在靜電場的作用下，形成高速運動的氫負離子束流，氫負離子束射入管道N后將與氮氣分子發生相互作用，這種作用可使大部分的氫負離子失去粘附在它們上面的多余的電子而成為氫原子，又可能進一步剝離掉氫原子的電子使它成為質子。已知氮氣與帶電粒子的相互作用不會改變粒子的速度。質子在電場的作用下由N飛向串列靜電加速器的終端靶子T。試在考慮相對論效應的情況下，求質子到達T時的速度 。電子電荷量 C，質子的靜止質量kg。
