庐江物理竞赛基础试题及答案

庐江物理竞赛基础试题及答案

一、单选题

1.下列哪个物理量是标量？（）（1分）A.速度B.力C.位移D.质量【答案】D【解析】标量是只有大小没有方向的物理量，质量符合这一特征

2.一个物体从高处自由落下，不计空气阻力，经过2秒落地，则物体下落的高度是（）（2分）A.4米B.8米C.

19.6米D.20米【答案】C【解析】根据自由落体运动公式h=1/2gt^2，取g=

9.8m/s^2，t=2s，计算得h=

19.6米

3.以下哪个现象不属于光的折射现象？（）（1分）A.筷子在水中看起来变弯B.彩虹C.镜中成像D.海市蜃楼【答案】C【解析】镜中成像是光的反射现象，其他选项均为光的折射现象

4.一个电阻为10欧姆的导体，通过2安培的电流，则该导体两端的电压为（）（2分）A.2伏特B.5伏特C.20伏特D.40伏特【答案】C【解析】根据欧姆定律U=IR，计算得U=10Ω×2A=20V

5.下列哪个物理学家提出了万有引力定律？（）（1分）A.爱因斯坦B.牛顿C.居里夫人D.达尔文【答案】B【解析】万有引力定律由艾萨克·牛顿提出

6.一个物体做匀速圆周运动，其加速度方向（）（2分）A.始终指向圆心B.始终背离圆心C.与速度方向相同D.与速度方向相反【答案】A【解析】匀速圆周运动的加速度是向心加速度，方向始终指向圆心

7.以下哪个物理量单位是焦耳？（）（1分）A.功率B.能量C.力D.压强【答案】B【解析】焦耳是能量和功的单位

8.一个质量为5千克的物体，受到一个10牛的力，其加速度为（）（2分）A.2米/秒^2B.5米/秒^2C.10米/秒^2D.50米/秒^2【答案】A【解析】根据牛顿第二定律F=ma，计算得a=F/m=10N/5kg=2m/s^

29.以下哪个现象属于光的衍射现象？（）（1分）A.小孔成像B.光的直线传播C.光的反射D.单缝衍射【答案】D【解析】单缝衍射是光的衍射现象，其他选项不属于衍射现象

10.一个电容为100微法的电容器，两端电压为10伏特，则该电容器储存的电荷量为（）（2分）A.1微库仑B.10微库仑C.100微库仑D.1000微库仑【答案】C【解析】根据电容公式Q=CU，计算得Q=100μF×10V=1000μC=100μC

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些是国际单位制的基本单位？（）A.米B.秒C.千克D.安培E.焦耳【答案】A、B、C、D【解析】国际单位制的基本单位包括米、秒、千克、安培等，焦耳是导出单位

2.以下哪些物理现象与波的干涉有关？（）A.牛顿环B.杨氏双缝实验C.驻波D.衍射E.反射【答案】A、B、C【解析】波的干涉现象包括牛顿环、杨氏双缝实验和驻波，衍射和反射不属于干涉现象

三、填空题

1.一个物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2米/秒^2，3秒后的速度为______米/秒（4分）【答案】6【解析】根据速度公式v=at，计算得v=2m/s^2×3s=6m/s

2.一个质量为2千克的物体，在水平面上受到一个10牛的拉力，摩擦力为4牛，则物体的加速度为______米/秒^2（4分）【答案】3【解析】根据牛顿第二定律F=ma，净力F_net=10N-4N=6N，计算得a=F_net/m=6N/2kg=3m/s^2

四、判断题

1.两个质量相同的物体，从同一高度自由落下，不计空气阻力，则它们同时落地（）（2分）【答案】（√）【解析】在真空中，两个质量相同的物体自由落下时，加速度相同，同时落地

2.一个物体做匀速圆周运动，其速度方向时刻改变，但速率不变（）（2分）【答案】（√）【解析】匀速圆周运动的速度方向时刻改变，但速率保持不变

3.光的折射现象中，光从光疏介质进入光密介质时，折射角大于入射角（）（2分）【答案】（×）【解析】光的折射现象中，光从光疏介质进入光密介质时，折射角小于入射角

4.一个电容器充电后，其两端的电压等于电源电压（）（2分）【答案】（×）【解析】电容器充电后，其两端的电压逐渐增加，最终等于电源电压

5.一个物体做平抛运动，其水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动（）（2分）【答案】（√）【解析】平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动

五、简答题

1.简述牛顿第一定律的内容及其意义（4分）【答案】牛顿第一定律的内容是任何物体都要保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止其意义在于揭示了惯性的概念，说明物体具有保持原有运动状态的性质

2.简述光的色散现象及其原理（5分）【答案】光的色散现象是指白光通过三棱镜等介质时，分解成各种色光的现象其原理是不同颜色的光在介质中的折射率不同，导致不同颜色的光偏折角度不同，从而分离成单色光

六、分析题

1.一个质量为5千克的物体，从高度为10米的平台自由落下，不计空气阻力，求物体落地时的速度（10分）【答案】根据机械能守恒定律，物体下落过程中的重力势能全部转化为动能初始重力势能E_p=mgh=5kg×

9.8m/s^2×10m=490J落地时动能为E_k=1/2mv^2根据机械能守恒E_p=E_k，490J=1/2×5kg×v^2解得v^2=196m^2/s^2，v=14m/s所以物体落地时的速度为14米/秒

2.一个电容器由两个平行板组成，板间距离为

0.1米，板面积为100平方厘米，板间介质为空气，求该电容器的电容（15分）【答案】根据电容公式C=ε_0A/d，其中ε_0为真空介电常数，ε_0=

8.85×10^-12F/m，A为板面积，d为板间距离A=100cm^2=

0.01m^2，d=

0.1m代入公式计算得C=

8.85×10^-12F/m×

0.01m^2/

0.1m=

8.85×10^-14F=

0.885pF所以该电容器的电容为

0.885皮法

七、综合应用题

1.一个质量为2千克的物体，从高度为5米的平台自由落下，落地后与地面发生完全非弹性碰撞，求碰撞后物体的速度（20分）【答案】首先计算物体落地时的速度根据机械能守恒定律，物体下落过程中的重力势能全部转化为动能初始重力势能E_p=mgh=2kg×

9.8m/s^2×5m=98J落地时动能为E_k=1/2mv^2根据机械能守恒E_p=E_k，98J=1/2×2kg×v^2解得v^2=98m^2/s^2，v=√98≈

9.9m/s所以物体落地时的速度约为

9.9米/秒然后计算碰撞后的速度由于碰撞是完全非弹性的，碰撞后物体和地面速度相同根据动量守恒定律，碰撞前动量等于碰撞后动量碰撞前动量p=m₁v₁=2kg×

9.9m/s=

19.8kg·m/s碰撞后动量p=m₁+m₂v₂，其中m₂为地面质量，取m₂≈无穷大，v₂≈0所以碰撞后物体的速度为0因此，碰撞后物体的速度为0【答案】

一、单选题

1.D

2.C

3.C

4.C

5.B

6.A

7.B

8.A

9.D

10.C

二、多选题

1.A、B、C、D

2.A、B、C

三、填空题

1.

62.3

四、判断题

1.（√）

2.（√）

3.（×）

4.（×）

5.（√）

五、简答题

1.牛顿第一定律的内容是任何物体都要保持静止或匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止其意义在于揭示了惯性的概念，说明物体具有保持原有运动状态的性质

2.光的色散现象是指白光通过三棱镜等介质时，分解成各种色光的现象其原理是不同颜色的光在介质中的折射率不同，导致不同颜色的光偏折角度不同，从而分离成单色光

六、分析题

1.根据机械能守恒定律，物体下落过程中的重力势能全部转化为动能初始重力势能E_p=mgh=5kg×

9.8m/s^2×10m=490J落地时动能为E_k=1/2mv^2根据机械能守恒E_p=E_k，490J=1/2×5kg×v^2解得v^2=196m^2/s^2，v=14m/s所以物体落地时的速度为14米/秒

2.根据电容公式C=ε_0A/d，其中ε_0为真空介电常数，ε_0=

8.85×10^-12F/m，A为板面积，d为板间距离A=100cm^2=

0.01m^2，d=

0.1m代入公式计算得C=

8.85×10^-12F/m×

0.01m^2/

0.1m=

8.85×10^-14F=

0.885pF所以该电容器的电容为

0.885皮法

七、综合应用题

1.首先计算物体落地时的速度根据机械能守恒定律，物体下落过程中的重力势能全部转化为动能初始重力势能E_p=mgh=2kg×

9.8m/s^2×5m=98J落地时动能为E_k=1/2mv^2根据机械能守恒E_p=E_k，98J=1/2×2kg×v^2解得v^2=98m^2/s^2，v=√98≈

9.9m/s所以物体落地时的速度约为

9.9米/秒然后计算碰撞后的速度由于碰撞是完全非弹性的，碰撞后物体和地面速度相同根据动量守恒定律，碰撞前动量等于碰撞后动量碰撞前动量p=m₁v₁=2kg×

9.9m/s=

19.8kg·m/s碰撞后动量p=m₁+m₂v₂，其中m₂为地面质量，取m₂≈无穷大，v₂≈0所以碰撞后物体的速度为0因此，碰撞后物体的速度为0。