摇篮杯物理竞赛试题全解与答案

摇篮杯物理竞赛试题全解与答案

一、单选题（每题2分，共20分）

1.下列哪个物理量是标量？（）A.速度B.力C.加速度D.功【答案】D【解析】功是标量，只有大小没有方向；速度、力和加速度都是矢量

2.物体做匀速圆周运动时，下列哪个物理量是不变的？（）A.速度B.速率C.加速度D.角速度【答案】B【解析】匀速圆周运动中，速率不变，速度方向时刻改变；加速度方向指向圆心，时刻改变；角速度不变

3.两个电阻R1和R2串联接在一个电压为U的电源上，下列哪个公式是正确的？（）A.I=U/R1+R2B.U=IR1+R2C.I=U/R1+U/R2D.U=U/R1+U/R2【答案】A【解析】串联电路中，电流处处相等，根据欧姆定律I=U/R1+R

24.下列哪个现象是光的干涉现象？（）A.雨后彩虹B.水面油膜彩色条纹C.日食D.小孔成像【答案】B【解析】水面油膜彩色条纹是光的干涉现象；雨后彩虹是光的色散现象；日食是光的直线传播现象；小孔成像是光的直线传播现象

5.下列哪个物理学家提出了万有引力定律？（）A.牛顿B.爱因斯坦C.麦克斯韦D.普朗克【答案】A【解析】牛顿提出了万有引力定律；爱因斯坦提出了相对论；麦克斯韦提出了电磁场理论；普朗克提出了量子力学

6.下列哪个物理量是描述物体转动惯性的？（）A.力矩B.角速度C.转动惯量D.动量【答案】C【解析】转动惯量是描述物体转动惯性的物理量；力矩是改变物体转动状态的原因；角速度是描述物体转动快慢的物理量；动量是描述物体运动状态的物理量

7.下列哪个物理学家提出了相对论？（）A.牛顿B.爱因斯坦C.麦克斯韦D.普朗克【答案】B【解析】爱因斯坦提出了相对论；牛顿提出了万有引力定律；麦克斯韦提出了电磁场理论；普朗克提出了量子力学

8.下列哪个物理量是描述物体动能的？（）A.力B.动量C.动能D.势能【答案】C【解析】动能是描述物体运动状态的物理量；力是改变物体运动状态的原因；动量是描述物体运动状态的物理量；势能是描述物体相对位置能的物理量

9.下列哪个物理学家提出了量子力学？（）A.牛顿B.爱因斯坦C.麦克斯韦D.普朗克【答案】D【解析】普朗克提出了量子力学；牛顿提出了万有引力定律；爱因斯坦提出了相对论；麦克斯韦提出了电磁场理论

10.下列哪个物理量是描述物体动量的？（）A.力B.动量C.动能D.势能【答案】B【解析】动量是描述物体运动状态的物理量；力是改变物体运动状态的原因；动能是描述物体运动状态的物理量；势能是描述物体相对位置能的物理量

二、多选题（每题4分，共20分）

1.下列哪些是力学中的基本物理量？（）A.长度B.质量C.时间D.速度E.力【答案】A、B、C【解析】力学中的基本物理量有长度、质量和时间；速度和力是导出物理量

2.下列哪些是电磁学中的基本物理量？（）A.长度B.质量C.时间D.电流E.电场强度【答案】A、B、C、D【解析】电磁学中的基本物理量有长度、质量、时间和电流；电场强度是导出物理量

3.下列哪些是光学中的基本物理量？（）A.长度B.质量C.时间D.光强E.波长【答案】A、C、E【解析】光学中的基本物理量有长度、时间和波长；光强和波速是导出物理量

4.下列哪些是热力学中的基本物理量？（）A.长度B.质量C.时间D.温度E.熵【答案】A、B、C、D【解析】热力学中的基本物理量有长度、质量、时间和温度；熵是导出物理量

5.下列哪些是量子力学中的基本物理量？（）A.长度B.质量C.时间D.功E.等级【答案】A、B、C、D【解析】量子力学中的基本物理量有长度、质量、时间和功；等级不是物理量

三、填空题（每题4分，共20分）

1.物体做匀速直线运动时，速度大小和方向都______【答案】不变

2.牛顿第二定律的公式是______【答案】F=ma

3.光的干涉现象中，两束光波叠加时，振动加强的区域称为______【答案】亮纹

4.电阻的串联公式是______【答案】R=R1+R

25.物体做圆周运动时，向心加速度的方向始终______【答案】指向圆心

四、判断题（每题2分，共10分）

1.两个物体质量相等，它们的动能一定相等（）【答案】（×）【解析】动能不仅与质量有关，还与速度有关，质量相等的物体速度不同，动能也不同

2.两个物体做匀速圆周运动，它们的角速度一定相等（）【答案】（×）【解析】两个物体做匀速圆周运动，半径不同，角速度可能不同

3.两个电阻并联时，总电阻等于各分电阻倒数之和（）【答案】（×）【解析】两个电阻并联时，总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和

4.两个物体做匀速直线运动，它们的速度一定相等（）【答案】（×）【解析】两个物体做匀速直线运动，速度大小相等，但方向可能不同

5.两个物体做自由落体运动，它们的加速度一定相等（）【答案】（√）【解析】在同一地点，两个物体做自由落体运动，它们的加速度都等于重力加速度

五、简答题（每题4分，共16分）

1.什么是牛顿第一定律？【答案】牛顿第一定律，又称惯性定律，是指物体在没有外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态

2.什么是光的干涉现象？【答案】光的干涉现象是指两束或多束光波叠加时，某些区域振动加强，某些区域振动减弱的现象

3.什么是欧姆定律？【答案】欧姆定律是指通过导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比

4.什么是向心加速度？【答案】向心加速度是指物体做圆周运动时，指向圆心的加速度，它使物体不断改变速度方向

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析一个物体做自由落体运动的运动学方程【答案】自由落体运动是指物体只在重力作用下从静止开始下落的运动设物体从高度h处自由下落，不计空气阻力，加速度为g，则运动学方程为h=1/2gt^2v=gt其中，h为高度，g为重力加速度，t为时间，v为速度

2.分析一个物体做匀速圆周运动的动力学方程【答案】匀速圆周运动是指物体沿着圆周以恒定的速率运动设物体质量为m，速度为v，圆周半径为r，则向心加速度a为a=v^2/r根据牛顿第二定律，向心力F为F=ma=mv^2/r其中，F为向心力，m为质量，v为速度，r为半径

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.一个物体从高度h处自由落体，不计空气阻力，求物体落地时的速度和所需时间【答案】设物体质量为m，重力加速度为g，落地时的速度为v，所需时间为t，根据自由落体运动的运动学方程h=1/2gt^2v=gt解得t=√2h/gv=g√2h/g=√2gh

2.一个物体做匀速圆周运动，速率v为5m/s，圆周半径r为10m，求物体的向心加速度和向心力设物体质量为m【答案】设物体的向心加速度为a，向心力为F，根据匀速圆周运动的动力学方程a=v^2/rF=ma=mv^2/r代入数据得a=5^2/10=

2.5m/s^2F=m

2.5其中，m为物体质量【标准答案】

一、单选题

1.D

2.B

3.A

4.B

5.A

6.C

7.B

8.C

9.D

10.B

二、多选题

1.A、B、C

2.A、B、C、D

3.A、C、E

4.A、B、C、D

5.A、B、C、D

三、填空题

1.不变

2.F=ma

3.亮纹

4.R=R1+R

25.指向圆心

四、判断题

1.（×）

2.（×）

3.（×）

4.（×）

5.（√）

五、简答题

1.牛顿第一定律是指物体在没有外力作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态

2.光的干涉现象是指两束或多束光波叠加时，某些区域振动加强，某些区域振动减弱的现象

3.欧姆定律是指通过导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比

4.向心加速度是指物体做圆周运动时，指向圆心的加速度，它使物体不断改变速度方向

六、分析题

1.自由落体运动是指物体只在重力作用下从静止开始下落的运动设物体从高度h处自由下落，不计空气阻力，加速度为g，则运动学方程为h=1/2gt^2v=gt其中，h为高度，g为重力加速度，t为时间，v为速度

2.匀速圆周运动是指物体沿着圆周以恒定的速率运动设物体质量为m，速度为v，圆周半径为r，则向心加速度a为a=v^2/r根据牛顿第二定律，向心力F为F=ma=mv^2/r其中，F为向心力，m为质量，v为速度，r为半径

七、综合应用题

1.设物体质量为m，重力加速度为g，落地时的速度为v，所需时间为t，根据自由落体运动的运动学方程h=1/2gt^2v=gt解得t=√2h/gv=g√2h/g=√2gh

2.设物体的向心加速度为a，向心力为F，根据匀速圆周运动的动力学方程a=v^2/rF=ma=mv^2/r代入数据得a=5^2/10=

2.5m/s^2F=m

2.5其中，m为物体质量。