第38届全国中学生物理竞赛初赛将于2021年9月4日（星期六）上午9:00至中午12:00举行，共计3小时。初赛仅进行理论考试，全国中学生物理竞赛出题组统一出题、制定评分标准，满分为400分。江苏高中试卷网特更新了往年竞赛初赛试题，欢迎大家下载！如需编辑请输入密码：
本试卷共15道题，总分200分。
1.选择题。本题共5题，每题6分。每题有4个选项，有的只有一个答案高中物理竞赛预赛试题，有的有多个答案。在每题后的方括号内写上答案前的英文字母。全部答对得6分，答错得3分，答错或没有答案得0分。
1.如图，在水平地面上，一个纸箱靠在一个木箱上，已知纸箱的质量小于木箱的质量，若纸箱和木箱保持静止，则下列说法错误的是？
A.纸箱所受外力矢量和为零
B. 纸箱所受地面摩擦力小于木箱所受地面摩擦力
C.右边木箱受到的弹力与左边地面受到的摩擦力是一对平衡的力。
D.根据牛顿第三运动定律，重力对盒子的反作用力是地面向上的弹力。
2.考虑机械波沿均匀介质传播的情况。如果波源的振动频率加倍，其他条件不变，则
A.波的传播速度变为原来的1/2
B. 波的传播速度比以前快一倍
C.波长变为原来的1/2
D.波长变为原来的两倍
3、如图所示，空间中有均匀磁场B，垂直于纸面，方向向内。一根长度为l的铜棒以速度v向右运动，速度方向与铜棒长度方向夹角为30°。则铜棒a、b两端的电位差为Uab=Ua-Ub。
A.vBlB.-vBlC.D.-
4、如图所示电路中，电源电动势ε=9V，电源内阻忽略不计，电阻R1=100Ω，R2=200Ω，R3=200Ω，电容电容量C=2μF。若开始时电容不充电，则当开关K闭合时，电容最终的电荷为
A.9μC.12μC C.15μC D.18μC
5.自然界中有四种基本相互作用，下列哪些力属于电磁相互作用？
A.地球和太阳之间的力
B. 将原子结合成分子的力
C. 将核子结合成原子核的力
D.汽车与地面之间的摩擦
2.填空。在题目的空白处填上答案。只给出结果，不必写出得出结果的过程。
6.（10分） 一个折射率为√3的玻璃球放在空中，现在一束光线射到球面，若入射角为60°，则折射光线与反射光线的夹角为 ，折射光线再经过球面折射时的折射角为 。
7.（10分）如图所示，有一段圆心角为270°，半径为R的圆弧，若圆弧上均匀分布着总电荷量为Q的电荷（即圆弧上每一点的电荷线密度都相同），则圆弧中心O处的电位为；中心O处的电场强度为。
8.（10分） （1）已知一颗行星，它的半径是地球半径的1/2，质量是地球质量的1/5。则该行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为； （2）已知有一航天器以速度v绕地球做匀速圆周运动。突然，航天器遭到外界迎面撞击。撞击时间极短，其速度立刻降至v/2。此后，航天器绕地球运行的轨道变成椭圆轨道。则这个椭圆轨道的半长轴长度与航天器一开始圆轨道半径之比为。
9.（10分）右图为理想气体几种状态变化的pV图，其中TM为等温线，QM为绝热线。在三个准静态过程AM、BM、CM中，温度下降
过程：该过程释放热量。
10.（10分） 按照Phys.的推荐值，60Co和113Cd的半衰期分别为5.2712年和8.04×105年。对于1mol的60Co和1mol的113Cd，1年内会衰变1个60Co核和1个13Cd核。
（结果四舍五入到两位显著数字，阿伏伽德罗常数为6.022×1023/mol）
3. 计算题。计算题答案应包含必要的文字说明、公式及重要的计算步骤，仅写出最终结果不予加分。数值计算的答案必须写明数值及单位。
11.（24分） 杨氏双缝干涉实验中，在波长为λ的单色光照射下，在观察屏上可见干涉条纹，双缝间距离为d，双缝到观察屏的距离为L。问：（1）条纹间的距离为多少？
现在，在上狭缝后面放置一块厚度为l的薄玻璃，发现条纹移动了m圈。问题：（2）条纹向上移动还是向下移动？为什么？（3）玻璃的折射率nα是多少？
多少？（4）在下狭缝后面放上一层折射率为nβ的薄云母片，发现条纹回到加玻璃片之前的位置。云母片的厚度t是多少？
12.（24分）如图所示，一个质量为M的滑轮用弹簧常数为k的轻弹簧悬挂在天花板上。一个质量为m的小块用一条不可伸长的轻绳悬挂在滑轮上，轻绳的另一端垂直固定在地面上。已知滑轮是光滑的，轻绳与滑轮之间没有摩擦力。（1）当系统受平衡力时，滑轮与小块保持静止。计算此时弹簧的伸长量∆l；（2）若将小块从平衡位置向下拉一小段距离，然后由静止状态松开，试证明滑轮此后的运动为简谐振动，并计算振动周期。
13.（24分）如图所示，一根长直圆柱导线沿水平方向固定，导线中均匀流过恒定电流I，导线半径为R。导线旁边放有一个矩形线圈ABCD高中物理竞赛预赛试题，放在光滑的水平桌上，线圈质量为m，边长分别为a、b（b>a）。线圈中流过恒定电流i，圆柱导线的轴线OO'与矩形线圈共面，且与线圈长边平行。 （1）忽略矩形线圈中电流i产生的磁场，计算：电流I在距轴线OO'距离r（r≥0）处产生的磁感应强度B（r）； （2）若一开始矩形线圈的AB边距导线轴线OO'l0，将线圈从图示静止位置松开，则导线图形在安培力作用下会发生移动。 计算：当AB边距轴线OO'为l1时，线圈的速度
学位大小。（已知）
14.（24分）两个容器A、B，各装有氮气，用一根带活塞的短管连接起来。容器A浸入恒温水浴中t1=100℃，容器B浸入冰水混合物中t2=0℃。开始时，两个容器被管内的活塞分开。此时，容器A、B中的气体
两体的压强分别为P1=50.0kPa和P2=20.0kPa，体积分别为V1=25L和V2=40L。（1）活塞打开后，气体的压强是多少？（2）保持活塞打开，将两个容器都从恒温热源处移开，让两侧气体自由混合，达到平衡，达到平衡后气体的温度是多少？设过程（2）的时间很短，体系与外界的热交换可以忽略不计。已知管道很短，管内气体的体积可以忽略不计。
15（24分） 一个质量为m的小环A和一个质量为2m的小球B留学之路，用一条长为l的轻绳连接在一起。先把小环套在一根水平放置的光滑固定杆上，将绳子向水平方向平直拉，使小环和小球都处于静止状态，如图所示。然后同时松开小环和小球。 （1）试求：当小球B运动到最低点时，小环和小球的速度，并求此时绳子中的拉力； （2）试求绳子与水平杆之间的夹角θ（0