第十一届全国中学生物理竞赛预赛第一试试卷
(1994年)
全卷共十一题，总分为 140 分
一、（ 10 分）氢原子光谱中，赖曼系（由各激发态跃进到基态所发射的各光谱线组成的谱线系）、巴耳末系及帕邢系各系的最短波长的谱线所对应的光子能量是多少？（氢原子的电离能是 13.6 电子伏特）
答：赖曼系最短波长的谱线所对应的光子能量是 _________ 电子伏特 巴耳末系最短波长的谱线所对应的光子能量是 __________ 电子伏特 帕邢系最短波长的谱线所对应的光子能量是 __________ 电子伏特
二、（ 10 分）一光电管阴极对于波长λ =4.91*10-7 米的入射光，发射光电子的遏止电压为 0.71 伏特，当入射光的波长为多少时，其遏止电压变为 1.43 伏特？（电子电量 e=1.6*10 库仑，普朗克常数 h=6.63*10 焦耳·秒）
三、（ 10 分）太阳中能量来源的一种途径是 4 个质子和 2 个电子结合成一个α粒子，并释放能量，若质子质量 mp=1.007277 原子质量单位，电子质量 me=0.000549 原子质量单位，α粒子的质量mα=4.00150原子质量单位，则上述核反应所释放的能量为多少电子伏特？（已知1原子质量单位=1.66*10-27千克）
四、（10分）顶杆AB可在竖直滑槽K内滑动，其下端由凹轮M推动，凸轮绕O轴以匀角速ω转动，见图。在图示的瞬时，OA=r，凸轮轮缘与A接触法线n与OA之间的夹角为
-19
-34
α，试求此瞬时顶杆AB 的速度
五、（12分）要在一张照片上同时拍摄物体正面和几个不同侧面的像，可以在物体的后面放两个直立的大平面镜AO和BO，使物体和它对两个平面镜所成的像都摄入照相机，如图11—2。图中带箭头的圆圈P代表一个人的头部，白色半圆代表人的脸部，此人正面对着照相机的镜头；有斜线的半圆代表脑后的头发；箭头表示头顶上的帽子图11-3为俯视图。若两平面镜的夹角 试在图11-3中画出P的所有的像的位置并用空白和斜线分别表示人脸和头发，以表明各个像的方位。 在图11-3左边的方框中画出照片上得到的所有的像（分别用空白和斜线表示人脸和头 发，用箭头表示头顶上的帽子） 六、（12分）有一个两端开口、粗细均匀的U形玻璃细管，放置在竖直平面内，处在压强为P0的大气中，两个竖直支管的高度均为h，水平管的长度为2h，玻璃细管的半径为 r,r< 强均等于大气压强。问当U型管向右作匀加速移动时，加速度应为多大时才能使水平管内水银长度稳定为（5/3）h 如将其中一个竖直支管的开口密封起来，使其管内气体压强为1个大气压。问当U型管绕以另一个竖直支管（开口的）为轴作匀速转动时，转数n应为多大才能使水平管内水银长度稳定为（5/3）h （u型管作以上运动时，均不考虑管内水银液面的倾斜） 七、（12分）跳水运动员从高于水面H=10米的跳台自由落下，假设运动员的质量m=60千克，其体形可等效为一长度L=1.0米、直径d=0.30米的圆柱体，略去空气阻力。运动员入水后，水的等效阻力F作用与圆柱体的下端面，F的量值随入水深度Y变化的函数曲线如图。该曲线可近似看作椭圆的长、短轴OY和OF重合。椭圆与Y轴相交于Y=h处，与F轴相交于F=（5/2）mg处。为了确保运动员的安全，试计算水池中水的深度h至少应等于多少。（水的密度取ρ=1.0*103千克/米3） 八、（12分）如图11-6，一根长的薄导体平板沿X轴放置，板面位于水平位置，板的宽度为L，电阻可忽略不计，aebcfd是圆弧形均匀导线，其电阻为3R，圆弧所在的平面与X轴垂直，圆弧的两端a和d与导体板的两个侧面相接触，并可在其上滑动。圆弧ae=eb=cf=fd=(1/8)圆周长，圆弧bc=（1/4）圆周长，一内阻Rg=nR的体积很小的电压表位于圆弧的圆心O处，电压表的两端分别用电阻可以忽略的直导线与b和c点相连，整个装置处在磁感应强度为B、方向竖直向上的匀强磁场中。当导体板不动而圆弧导线与电压表一起以恒定的速度v沿X轴方向平移运动时
第11届全国中学生物理竞赛预赛试题
