2025年第19届全国中学生物理竞赛预赛试题参考解答

第十九届全国中学生物理竞赛初赛试题参照解答、评分原则一、参照解答（1）在地面附近，沙尘扬起要能悬浮在空中，则空气阻力至少应与重力平衡，即 ①式中为沙尘颗粒的质量，而 ② ③得 ④代入数据得 ⑤（2）用、分别表达时扬沙抵达的最高处的空气密度和高度，则有 ⑥此时式①应为 ⑦由②、③、⑥、⑦可解得 ⑧代入数据得 ⑨评分原则：本题 15 分。1. 第一小题 8 分。其中①式 3 分，②式 1 分，③式 1 分，④式 2 分，⑤式 1 分。2. 第二小题 7 分。其中⑥式 1 分，⑦式 1 分，⑧式 3 分，⑨式 2 分。二、参照解答（1），0 （2），评分原则：本题 20 分。（1）10 分。其中每个空 5 分。 （2）10 分。其中每个空 5 分。三、参照解答（1）神舟 3 号（2）设飞船飞行时间为 ，绕地球飞行的圈数为，周期为，飞船的质量为，离地面的平均高度为，地球半径为，地球质量为，则有 ① ② ③由①、②、③式解得 ④由题给数据可知，代入 及其他有关数据得 ⑤评分原则：本题 20 分（1）4 分（2）16 分。其中①、②、③、④式各 3 分，⑤式 4 分（答案在～之间均给这 4 分）四、参照解答根据题设的条件，可知：开始时 A 中氦气的质量，B 中氪气的质量，C 中氙气的质量。三种气体均匀混合后，A 中的He 有降入 B 中，有降入 C 中。He 的重力势能增量为 ①B 中的 Kr 有升入 A 中，有降入 C 中。Kr 的重力势能增量为 ②C 中的 Xe 有升入 A 中，有升入 B 中。Xe 的重力势能增量为 ③混合后，三种气体的重力势能共增长 ④因球与外界绝热，也没有外力对气体做功，故重力势能的增长必然引起内能的减少。在体积不变时，气体不做功。由热力学第一定律可知，此时传给气体的热量应等于气体内能的增量，但因理想气体的内能只由温度决定，与体积无关，故只要温度变化量相似，则体积不变条件下内能的增量也就是任何过程中理想气体内能的增量。根据题给的已知条件，注意到本题中所考察的理想气体共有 3 摩尔，故有 ⑤上式中右方为气体内能减少许，表达气体温度的增量，由④、⑤两式得 ⑥将已知数据代入，注意到，可得 ⑦即混合后气体温度减少（假如学生没记住的数值，的值可用原则状态的压强，温度和 1mol 理想气体在原则状态下的体积求得，即）评分原则：本题共 20 分。阐明经扩散使三种气体均匀混合，并导致气体重力势能变化求得④式，得 8 分。阐明能量转换过程，由...