上海市高中物理竞赛第4届复赛

上海市高中物理竞赛第4届复赛
上海市高中物理竞赛第4届复赛

首届上海市高中基础物理知识竞赛初赛试卷93年

一单选题(每题5分)

1 关于物体惯性的认识,下列说法中正确的是()

(A)物体的速度越大,其惯性也一定越大,

(B)物体的加速度越大,其惯性也一定越大,

(C)物体在运动过程中,惯性起着与外力平衡的作用,

(D)在同样大小的外力作用下,运动状态越难改变的物体其惯性一定越大。

2 下列关于匀速直线运动的说法中正确的是()

(A)速度大小不变的运动一定是匀速直线运动,

(B)物体在每分钟内平均速度相等的运动一定是匀速直线运动,

(C)物体在每分钟内通过的镁移相等的运动一定是匀速直线运动,

(D)物体的即时速度不变的运动一定是匀速直线运动。

3 有关牛顿第二定律的以下说法中错误的是()

(A)则m=F/a,可知运动物体的质量与外力F成正比,与加速度a成反比,

(B)运动物体的加速度方向必定与合外力的方向一致,

(C)几个力同时作用在同一物体上,当改变其中一个力的大小或方向,该物体的加速度就会发生变化,

(D)作用在物体上的所有外力突然取消后,物体的加速度立即变为零。

4 跳高比赛时,在运动员落地的地方,必须垫上厚厚的软垫,这是为了()

(A)减小运动员落地时的动量,

(B)减小运动员落地过程中动量的变化,

(C)减小运动员落地过程中所受的平均冲力,

(D)减小运动员落地过程中所受的冲量。

5 雨滴由静止开始下落,遇到水平方向吹来的风(不计空气阻力),下列说明中正确的是()(A)若风速越大,雨滴下落时间将越长,

(B)若风速越大,雨滴下落时间将越短,

(C)若风速越大,雨滴着地时速度就越大,

(D)若风速越大,雨滴着地时速度就越小。

6 小钢球从油面上自静止开始下落,设油槽足够深,钢球所受的阻力大小与运动速度成正比,则()(A)小钢球的加速度不断增大,速度也不断增大,

(B)小钢球的加速度不断减小,速度也不断减小,

(C)小钢球的加速度不断减小,速度也不断增大,

(D)小钢球的加速度不断减小,最终加速度为零。

7 如图所示,质量为M 的劈块,静止在水平面上,质量为m 的滑块以v 0的初速度由底端沿劈块斜面向上运动(设斜面足够长,且所有接触面均光滑),则劈块出现最大速度是在( )

(A )滑块到达能到达的块斜面最高位置时,

(B )滑块的速度为零时,

(C )滑块的速率与劈块的速率相等时,

(D )滑块在滑回劈块的底端时。

8 有一质量为0.4 Kg 的小球,在光滑的水平面上以10 m / s 的速度运动,经水平力F 打击后,以15 m / s 的速度沿反向运动,则小球受到F 的冲量大小为 ( )

(A )2 Ns , (B )4 Ns , (C )6 Ns , (D )10 Ns 。

9 下列速率-时间图象中,图线I 、II 分别表示物体以初速度v 0作平抛运动时,水平方向和竖直方向的两个分运动情况,其中正确

的是 ( )

10 如图所示,木棒可以绕固定轴O 转动,现用方向不变的水平力F 将木棒缓慢地拉起,则在拉起的过程中,拉力F 和拉力矩M 的变化情

况是 ( )

(A )F 变小,M 变小, (B )F 变大,M 变大, (C )F 变大,M 不变, (D )F 不变,M 变小。

11 从塔顶自由下落一小石子,它在最后1 s 内的位移是30 m ,则( )

(A )石子的末速度是30 m / s , (B )石子的末速度是35 m / s ,

(C )石子下落的时间是3 s , (D )石子下落的时间是4 s 。

12 某人从甲地到乙地,先乘火车,后乘汽车,火车的平均速度是60 Km / h ,汽车的平均速度是40 Km / h ,第一次一半时间乘火车,一半时间乘汽车,第二次是一半路程乘火车,一半路程乘汽车,设从甲地到乙地的运动是直线运动,则前后两次的平均速度分别为 ( )

(A )都是50 Km / h , (B )都是48 Km / h ,

(C )第一次是50 Km / h ,第二次是48 Km / h ,

(D )第一次是48 Km / h ,第二次是50 Km / h 。

13 汽车通过拱桥顶点的速度为10 m / s ,车对桥顶的压力为车重的3/4,如果要使汽车在桥顶时不对桥顶施加压力,则汽车的速度至少为 ( )

(A )15 m / s , (B )20 m / s , (C )25 m / s , (D )30 m / s 。 14 以水平恒力F 推一物体,使它在粗糙水平面上沿力的方向移动一段距离,力F 所做的功为W 1,平均功率为P 1,若以相同的恒力推该物体,使它在光滑水平面上沿力的方向移动相同距离,力F 所做的功为W 2,平均功率为P 2,则 ( )

(A )W 1=W 2,P 1=P 2, (B )W 1=W 2,P 1<P 2,

(C )W 1>W 2,P 1>P 2, (D )W 1>W 2,P 1<P 2。

v v

15 一个从地面竖直上抛的小球,它两次经过较低点A 的时间间为T A ,两次经过较高点B 的时间间为T B ,则A 、B 间的距离为 ( )

(A )g (T A -T B )/2, (B )g (T A 2-T B 2)/2,

(C )g (T A 2-T B 2)/4, (D )g (T A 2-T B 2)/8。

16 如图所示,一细绳跨过定滑轮,绳的一端悬挂一质量为m 的物体,

以力F 拉绳的另一端时,物体向上的加速度为16 m / s 2,若拉力减为F /2,不

计绳与定滑轮的质量及摩擦,则物体的加速度为 ( )

(A )13 m / s 2,向上, (B )8 m / s 2,向上,

(C )3 m / s 2,向上, (D )3 m / s 2,向下。

17 静上在光滑水平面上的物体,受到一个水平拉力F 的作用,该力随时间变化的关系如图所示,则下列结论中错误的是

( )

(A )拉力在2 s 内对物体做功为零, (B )拉力在2 s 内对物体冲量为零, (C )物体在2 s 内有位移为零,

(D )物体在2 s 末的速度为零。

18 物体A 静止在粗糙的斜面上,现用力F 推物体,当F 由零逐渐增大时,若物体仍保持静止,则可肯定( ) (A )斜面对物体的静摩擦力不断增大,

(B )斜面对物体的支持力不断增大,

(C )物体受到的合外力不断增大,

(D )物体所受重力沿斜面方向的分力将减少。

19 如图所示,AB 为一段粗糙的波浪形路面,且AB 在同一

水平面上,滑块以初速v 沿粗糙曲面由A 处滑到B 处时速度大小为

v 1,以大小相同的初速沿粗糙曲面由B 处滑到A 处时速度大小为v 2,

则下面说法中正确的是 ( )

(A )v 1<v 2, (B )v 1>v 2,

(C )v 1=v 2, (D )不能确定。

20 一位同学做平抛实验时,只在纸上记下重锤线y 方向,忘记在纸上记下斜槽末端的位置,他只得把一系列正确的记号连成一段

曲线,如图所示,若在图线上任取A ’、B ’两点用刻度尺分别量出它们到y 轴的距离AA ’=x 1,BB ’=x 2,以及A 、B 两点在竖直方向上的高度h ,则物体平抛的初速度为 ( ) (A )(x 22-x 12)g /2h , (B )(x 2-x 1)g /2h ,

(C )(x 2+x 1)g /2h /2, (D )(x 2-x 1)g /2h /2

二 多选题(每小题5分)

21 一个作匀速圆周运动的人造地球卫星,若它的轨道半径减小到原来的一半(仍作匀速圆周运动),则 ( )

(A )卫星的线速度将减小到原来的一半,

(B )卫星所需的向心力将增大到原来的2倍,

(C )地球提供的向心力将增大到原来的4倍, (D )卫星绕地球的周期将减小到原来的 2 /4。

22 如图所示,物体A 在水平拉力F 的作用下沿粗糙水平面向左运动,若物体B 保持匀速上升,那么在运动过程中 ( )

(A )物体A 也作匀速运动, (B )外力F 不断增大,

(C )地面摩擦力f 不断增大, (D )绳的拉力不断增大。

23 物体悬挂在弹簧秤上,置于某系统内,若弹簧秤的读数为零,则此系统可能的运动状态是 ( )

(A )自由落体, (B )在绕地球作匀速圆周运动,

(C )以a =g 向上做匀加速运动, (D )以a =g 向上做匀减速运动。

24 在光滑的水平面上有A 、B 两个物体,质量m A >m B ,初速度为v A 、v B ,初动能E kA =E kB ,它们各自受到与初速方向相反的恒力F A 和F B 的作用后逐渐停下,经过的位移S A =S B ,经历的时间为t A 和t B ,则下列正确的是 ( )

(A )F A =F B , (B )a A >a B , (C )v A >v B , (D )t A >t B 。 25 如图所示,光滑的半圆槽内,A 球从高h 处沿槽自由滑下,与静止在槽底的B 球相碰,若碰撞后A 球和B 球到达的最大高度均

为h /9,A 球和B 球的质量之比为 ( )

(A )1 : 4, (B )1 : 3, (C )1 : 2, (D )1 : 1。

三 填空题(每小题5分)

26 以v 0的初速竖直上抛的排球,落到抛出点时的速度减为3/4,设排球所受空气阻力大小恒定,则排球在运动过程中,上升时间与下落时间之比为t 1 : t 2=_____,上升时的加速度与下落时的加速度大小之比a 1 : a 2=______。

27 有三个大小分别为8 N 、6 N 和4 N 的共点力,则它们的合力的最大值为______,最小值为_______。

28 一个质量为5 Kg 的物体放置在光滑的水平面上,受到一个50 N 的恒力F 作用,F 的方向斜向上与水平面成60?角,力作用2 s ,在这段时间内,力F 的冲量大小为_____,力F 做的功是______,若把物体钉在桌面上,力也作用2 s ,则力F 的冲量大小为_______,力F 做的功为_______。

29 如图所示,一个质量为m 的物体A 挂在劲度系数为k 的弹簧上,弹簧的上端固定于O 点,现有一托板B 托着物体A ,使弹簧恰好恢复原长,

然后设法使托板由静止开始以加速度a 竖直向下作匀加速直线运动(a <g ),则当托板与物体刚分离时,物体的速度为_______。 30 如图所示,质量为M 的平板小车,静止在光滑水平面上,

质量为m 的滑块以水平速度v 0抛到平板车上,它们之间的滑动摩擦系数为μ,若小平板车足够长,则滑块相对小车滑行的最大距离为_______。

B

参考答案:

一 1 D, 2 D, 3 A, 4 C, 5 C, 6 D,7 D,8 D,9 C,

10 B,11 B,12 C,13 B,14 B,15 D,16 C,17 C,18 B,19 B,20 A。

二21 CD,22 BC,23 AB,24 AD,25 AC。

三26 3 : 4,16 : 9,27 18 N,0,28 100 Ns,250 J,100 Ns,0,29 2ma(g-a)/ k,30 Mv02/2 g(M+m)。

第21届全国中学生物理竞赛复赛题参考解答

第21届全国中学生物理竞赛复赛题试卷 一、(20分)薄膜材料气密性能的优劣常用其透气系数来加以评判.对于均匀薄膜材料,在一定温度下,某种气体通过薄膜渗透过的气体分子数d P S t k N ?=,其中t 为渗透持续时间,S 为薄膜的面积,d 为薄膜的厚度,P ?为薄膜两侧气体的压强差.k 称为该薄膜材料在该温度下对该气体的透气系数.透气系数愈小,材料的气密性能愈好. 图为测定薄膜材料对空气的透气系数的一种实验装置示意图.EFGI 为渗透室,U 形管左管上端与渗透室相通,右管上端封闭;U 形管内横截面积A =0.150cm 2.实验中,首先测得薄膜的厚度d =0.66mm ,再将薄膜固定于图中C C '处,从而把渗透室分为上下两部分,上面部分的容积30cm 00.25=V ,下面部分连同U 形管左管水面以上部分的总容积为V 1,薄膜能够透气的面积S =1.00cm 2.打开开关K 1、K 2与大气相通,大气的压强P 1=1.00atm ,此时U 形管右管中气柱长度cm 00.20=H ,31cm 00.5=V .关闭K 1、K 2后,打开开关K 3,对渗透室上部分迅速充气至气体压强atm 00.20=P ,关闭K 3并开始计时.两小时后, U 形管左管中的水面高度下降了cm 00.2=?H .实验过程中,始终保持温度为C 0 .求该薄膜材料在C 0 时对空气的透气系数.(本实验中由于薄膜两侧的压强差在实验过程中不能保持恒定,在压强差变化不太大的情况下,可用计时开始时的压强差和计时结束时的压强差的平均值P ?来代替公式中的P ?.普适气体常量R = 8.31Jmol -1K -1,1.00atm = 1.013×105Pa ). 二、(20分) 两颗人造卫星绕地球沿同一椭圆轨道同向运动,它们通过轨道上同一点的时间相差半个周期.已知轨道近地点离地心的距离是地球半径R 的2倍,卫星通过近地点时的速度R GM 43=v ,式中M 为地球质量,G 为引力常量.卫星上装有同样的角度测量仪,可测出卫星与任意两点的两条连线之间的夹角.试设计一种测量方案,利用这两个测量仪测定太空中某星体与地心在某时刻的距离.(最后结果要求用测得量和地球半径R 表示) 三、(15分)μ子在相对自身静止的惯性参考系中的平均寿命s 100.260-?≈τ.宇宙射线与大气在高空某处发生核反应产生一批μ子,以v = 0.99c 的速度(c 为真空中的光速)向下运动并衰变.根据放射性衰变定律,相对给定惯性参考系,若t = 0时刻的粒子数为N (0), t 时刻剩余的粒子数为N (t ),则有()()τt N t N -=e 0,式中τ为相对该惯性系粒子的平均寿命.若能到达地面的μ子数为原来的5%,试估算μ子产生处相对于地面的高度h .不考虑重力和地磁场对μ子运动的影响. 四、(20分)目前,大功率半导体激光器的主要结构形式是由许多发光区等距离地排列在一条直线上的长条状,通常称为激光二极管条.但这样的半导体激光器发出的是很多束发散光束,光能分布很不集中,不利于传输和应用.为了解决这个问题,需要根据具体应用的要求,对光束进行必需的变换(或称整形).如果能把一个半导体激光二极管条发出的光变换成一束很细的平行光束,对半导体激光的传输和应用将是非常有意义的.为此,有人提出了先把多束发散光会聚到一点,再变换为平行光的方案,其基本原理可通过如下所述的简化了的情况来说明. 如图,S 1、S 2、S 3 是等距离(h )地排列在一直线上的三个点光源,各自向垂直于它们的连线的同一方向发出半顶角为α =arctan ()41的圆锥形光束.请使用三个完全相同的、焦距为f = 1.50h 、半径为r =0.75 h 的圆形薄凸透镜,经加工、组装成一个三者在同一平面内的组合透镜,使三束光都能全部投射到这个组合 C E F

第30届全国中学生物理竞赛复赛试题及参考答案

第30届全国中学生物理竞赛复赛考试试题 一、(15分)一半径为R 、内侧光滑的半球面固定在地面上,开口水平且朝上. 一小滑块在半球面内侧最高点处获得沿球面的水平速度,其大小为0v (00≠v ). 求滑块在整个运动过程中可能达到的最大速率. 重力加速度大小为g . 二、(20分)一长为2l 的轻质刚性细杆位于水平的光滑桌面上,杆的两端分别固定一质量为m 的小物块D 和一质量为m α(α为常数)的小物块B ,杆可绕通过小物块B 所在端的竖直固定转轴无摩擦地转动. 一质量为m 的小环C 套在细杆上(C 与杆密接),可沿杆滑动,环C 与杆之间的摩擦可忽略. 一轻质弹簧原长为l ,劲度系数为k ,两端分别与小环C 和物块B 相连. 一质量为m 的小滑块A 在桌面上以垂直于杆的速度飞向物块D ,并与之发生完全弹性正碰,碰撞时间极短. 碰撞 时滑块C 恰好静止在距轴为r (r >l )处. 1. 若碰前滑块A 的速度为0v ,求碰撞过程中轴受到的作用力的冲量; 2. 若碰后物块D 、C 和杆刚好做匀速转动,求碰前滑块A 的速度0v 应满足的条件.

三、(25分)一质量为m 、长为L 的匀质细杆,可绕过其一端的光滑水平轴O 在竖直平面内自由转动. 杆在水平状态由静止开始下摆, 1. 令m L λ= 表示细杆质量线密度. 当杆以角速度ω绕过其一端的光滑水平轴O 在竖直平面内转动时,其转动动能可表示为 k E k L αβγλω= 式中,k 为待定的没有单位的纯常数. 已知在同一单位制下,两物理量当且仅当其数值和单位都相等时才相等. 由此求出α、β和γ的值. 2. 已知系统的动能等于系统的质量全部集中在质心时随质心一起运动的动能和系统在质心系(随质心平动的参考系)中的动能之和,求常数k 的值. 3. 试求当杆摆至与水平方向成θ角时在杆上距O 点为r 处的横截面两侧部分的相互作用力. 重力加速度大小为g . 提示:如果)(t X 是t 的函数,而))((t X Y 是)(t X 的函数,则))((t X Y 对t 的导数为 d (())d d d d d Y X t Y X t X t = 例如,函数cos ()t θ对自变量t 的导数为 dcos ()dcos d d d d t t t θθθθ= 四、(20分)图中所示的静电机由一个半径为R 、与环境绝缘的开口(朝上)金属球壳形的容器和一个带电液滴产生器G 组成. 质量为m 、带电量为 q 的球形液滴从G 缓慢地自由掉下(所谓缓慢,意指在G 和容器口之间总 是只有一滴液滴). 液滴开始下落时相对于地面的高度为h . 设液滴很小,容器足够大,容器在达到最高电势之前进入容器的液体尚未充满容器. 忽略G 的电荷对正在下落的液滴的影响.重力加速度大小为g . 若容器初始电势为零,求容器可达到的最高电势max V .

全国第31届高中物理竞赛初赛试题

全国第31届中学生物理竞赛预赛试题 一、选择题.本题共5小题,每小题6分,在每小题给出的4个选 项中,有的小题只有一项符合题意,有的小题有多项符合题意.把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分. 1.一线膨胀系数为α的正立方体物块,当膨胀量较小时,其体膨胀系数等于 A.αB.α1/3 C.α3D.3α 2.按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不多,装秤钩的地方吊着一体积为lcm3的较重的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度.当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡,如图所示,当合金块完全浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度.下列说法中错误的是 A.密度秤的零点刻度在Q点 B.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边 C.密度秤的刻度都在Q点的右侧 D.密度秤的刻度都在Q点的左侧 3.一列简谐横波在均匀的介质中沿z轴正向传播,两质点P1和P2的平衡位置在x轴上,它们相距60cm,当P1质点在平衡位置处向上运动时,P2质点处在波谷位置,若波的传播速度为24 m/s,则该波的频率可能为 A.50Hz B.60Hz C.400Hz D.410Hz 4.电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动方式,电磁驱动的原理如图所示,当直流电流突然加到一固定线圈上,可以将置于线圈上的环弹射出去.现在同一个固定线圈上,先后置有分别用钢、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三种环;当电流突然接通时,它们所受到的推力分别为F1、F2和F3.若环的重力可忽略,下列说法正确的是 A.F1>F2>F3B.F2>F3 >F1 C.F3 >F2> F1D.F1=F2=F3 5.质量为m A的A球,以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动,并与B球发生弹性正碰.假设B球的质量m B可选取为不同的值,则 A.当m B=m A时,碰后B球的速度最大 B.当m B=m A时,碰后B球的动能最大

第13届全国中学生物理竞赛复赛试题及解答

第十三届全国中学生物理竞赛复赛试题 1.如图所示,有一由匀质细导线弯成的半径为α的圆线和一内接等边三角形的电阻丝组成的电路(电路中各段的电阻值见图)。在圆线圈平面内有垂直纸面向里的均匀磁场,磁感应强度B随时间t均匀减小,其变化率的大小 为一已知常量k。已知2r 1=3r 2 。求:图中AB两点的电势差U A -U B 。 2.长度为4毫米的物体AB由图所示的光学系统成像,光学系统又一个直角棱镜、一个汇聚透镜和一个发散透镜组成,各有关参数和几何尺寸均标示于图上,求:像的位置;像的大小,并作图说明是实像还是虚像,是正立还是倒立的。 3.如图所示,四个质量均为m的质点,用同样长度且不可伸长的轻绳连接成菱形ABCD,静止放在水平光滑的桌面上。若突然给质点A一个历时极短CA 方向的冲击,当冲击结束的时刻,质点A的速度为V,其他质点也获得一定 的速度,∠BAD=2α(α<π/4)。求此质点系统受冲击后所具有的总动量和总能量。

4.在一个半径为R的导体球外,有一个半径为r的细圆环,圆环的圆心与导体球心的连线长为a(a>R),且与环面垂直,如图所示。已知环上均匀带电,总电量为q,试问: 1.当导体球接地时,球上感应电荷总电量是多少? 2.当导体球不接地而所带总电量为零时,它的电势如何? 3.当导体球的电势为V O 时,球球上总电荷又是多少? 4.情况3与情况1相比,圆环受导体球的作用力改变量的大小和方向如何? 5.情况2与情况1相比,圆环受导体球的作用力改变量的大小和方向如何? 〔注〕已知:装置不变时,不同的静电平衡 带电状态可以叠加,叠加后仍为静电平衡状 态。 5、有一个用伸缩性极小且不漏气的布料制作的气球(布的质量可忽略不计), 直径为d=2.0米,球内充有压强P 1.005×105帕的气体,该布料所能承受 的最大不被撕破力为f m =8.5×103牛/米(即对于一块展平的一米宽的布料,沿布面而垂直于布料宽度方向所施加的力超过8.5×103牛时,布料将被撕 破)。开始时,气球被置于地面上,该处的大气压强为P ao =1.000×103帕, 温度T =293开,假设空气的压强和温度均随高度而线性地变化,压强的变 化为α p =-9.0帕/米,温度的变化为α T =-3.0×10-3开/米,问该气球上升到 多高时将撕破?假设气球上升很缓慢,可以为球内温度随时与周围空气的温度保持一致,在考虑气球破裂时,可忽略气球周围各处和底部之间空气压强的差别。 6.有七个外形完全一样的电阻,已知其中6个的阻值相同,另一个的阻值不同,请按照下面提供的器材和操作限制,将那个限值不同的电阻找出,并指出它的阻值是偏大还是偏小,同时要求画出所用电路图,并对每步判断的根据予以论证。 提供的器材有:1电池;2一个仅能用来判断电流方向的电流表(量程足够),它的零刻度在刻度盘的中央,而且已知当指针向右偏时电流是由哪个接线柱流入电流表的;3导线若干 操作限值:全部过程中电流表的使用不得超过三次。

物理竞赛复赛模拟卷

物理竞赛复赛模拟卷 1.μ子的电量q=-e(e=1.6×10-19C),静止质量m 0=100MeV/c 2,静止时的寿命τ0=10-6s 。设在地球赤道上空离地面高度为h=104m 处有一μ子以接近于真空中光速的速度垂直向下运动。 1)、试问此μ子至少应有多大总能量才能到达地面?2)、若把赤道上空104m 高度范围内的地球磁场看作匀强磁场,磁感应强度B=10-4T ,磁场方向与地面平行。试求具有第1问所得能量的μ子在到达地面时的偏离方向和总的偏转角。 2. 热中子能有效地使铀235裂变,但裂变时放出的中子能量代谢较高,因此在核反应堆中石墨作减速剂。若裂变放出的中子动能为2.2MeV ,欲使该中子慢化为热中子(动能约为0.025eV ),问需经过多少次对撞? 3. 半径为R 、质量为M 1的均匀圆球与一质量为M 2的重 物分别用细绳,AD 和ACE 悬挂于同一点A ,并处于平衡,如图11-205所示,已知悬点A 到球心O 的距离为L ,不考虑绳的质量和绳与球的摩擦,试求悬挂圆球的绳AD 与竖直方向 AB 北 g

的夹角θ。 4. 火车以速度v 1向前行驶。司机忽然发现,在前方同一轨道上距车为s 处 有另一辆火车,它沿相同的方向以较小的速度v 2作匀速运动,于是他立即使车作匀减速运动,加速度大小为a ,要使两车不致相撞,则a 应满足的关系式为_____________________。 5.如图所示,有一个一端开口、一端封闭的长圆柱形导热容器,将其开口向上竖直放置。在气温为27℃、气压为760mmHg 、相对湿度为75%时,用一质量可不计的光滑薄活塞将开口端封闭。已知水蒸气的饱合蒸气压为26.7mmHg ,在0℃时为4.5mmHg 。(1)若保持温度不变,想通过在活塞上方注入水银加压强的方法使管内开始有水珠出现,那么容器至少为多长?(2)若在水蒸气刚开始凝结时固定活塞,降低容器温度,当温度降至0℃时,容器内气体压强为多大? 6.一个静止的竖直放置的玻璃管,长为H=23cm ,粗细均匀,开口向下,其内有一段长为h=10cm 的水银柱,把长为L 0=10cm 的空气柱封闭在管的上端。设外界大气压强p 0=1.0×105Pa ,求当管以20m/s 2 的加速度上升时,管中封闭的

高中物理竞赛试题及答案

高中物理竞赛模拟试卷(一) 说明:本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共150 分,考试时间 120 分钟. 第Ⅰ卷(选择题 共 40 分) 一、本题共 10 小题,每小题 4 分,共 40 分,在每小题给出的 4 个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得 4 分,选不全的得 2 分,有错选或不答的得 0 分. 1.置于水平面的支架上吊着一只装满细砂的漏斗,让漏斗左、右摆动,于是桌面上漏下许多砂子,经过一段时间形成一砂堆,砂堆的纵剖面最接近下图Ⅰ-1中的哪一种形状 2.如图Ⅰ-2所示,甲乙两物体在同一光滑水平轨道上相向运动,乙上连有一段轻弹簧,甲乙相互作用过程中无机械能损失,下列说法正确的有 A.若甲的初速度比乙大,则甲的速度后减到 0 B.若甲的初动量比乙大,则甲的速度后减到0 C.若甲的初动能比乙大,则甲的速度后减到0 D.若甲的质量比乙大,则甲的速度后减到0 3.特技演员从高处跳下,要求落地时必须脚先着地,为尽量保证安全,他落地时最好是采用哪种方法 A.让脚尖先着地,且着地瞬间同时下蹲 B.让整个脚板着地,且着地瞬间同时下蹲 C.让整个脚板着地,且着地瞬间不下蹲 D.让脚跟先着地,且着地瞬间同时下蹲 4.动物园的水平地面上放着一只质量为M 的笼子,笼内有一只质量为 m 的猴子.当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时,笼子对地面的压力为F 1;当猴以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时,笼子对地面的压力为 F 2(如图Ⅰ-3),关于 F 1 和 F 2 的大小,下列判断中正确的是 A.F 1 = F 2>(M + m )g B.F 1>(M + m )g ,F 2<(M + m )g C.F 1>F 2>(M + m )g D.F 1<(M + m )g ,F 2>(M + m )g 5.下列说法中正确的是 A.布朗运动与分子的运动无关 B.分子力做正功时,分子间距离一定减小 C.在环绕地球运行的空间实验室里不能观察热传递的对流现象 D.通过热传递可以使热转变为功 6.如图Ⅰ-4所示,虚线a 、b 、c 代表电场中的三个等势面,相邻等势面之 图Ⅰ -3 图Ⅰ -4 图Ⅰ-2

第31届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案(精美word版)

第31届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题解答 2014年9月20日 一、(12分) (1)球形 (2)液滴的半径r 、密度ρ和表面张力系数σ(或液滴的质量m 和表面张力系数σ) (3)解法一 假设液滴振动频率与上述物理量的关系式为αβγρσ=f k r ① 式中,比例系数k 是一个待定常数. 任一物理量a 可写成在某一单位制中的单位[]a 和相应的数值{}a 的乘积{}[]=a a a . 按照这一约定,①式在同一单位制中可写成 {}[]{}{}{}{}[][][]αβγαβγρσρσ=f f k r r 由于取同一单位制,上述等式可分解为相互独立的数值等式和单位等式,因而 [][][][]αβγρσ=f r ② 力学的基本物理量有三个:质量m 、长度l 和时间t ,按照前述约定,在该单位制中有 {}[]=m m m ,{}[]=l l l ,{}[]=t t t 于是 [][]-=f t 1 ③ [][]=r l ④ [][][]ρ-=m l 3 ⑤ [][][]σ-=m t 2 ⑥ 将③④⑤⑥式代入②式得[][]([][])([][])αβγ---=t l m l m t 132 即[][][][]αββγγ--+-=t l m t 132 ⑦ 由于在力学中[]m 、[]l 和[]t 三者之间的相互独立性,有 30αβ-=, ⑧ 0βγ+=, ⑨ 21γ= ⑩ 解为311 ,,222αβγ=-=-= ?将?式代入①式得 σρ=f k r 3 解法二 假设液滴振动频率与上述物理量的关系式为αβγρσ=f k r ① 式中,比例系数k 是一个待定常数. 任一物理量a 可写成在某一单位制中的单位[]a 和相应的数值{}a 的乘积{}[]=a a a . 在同一单位制中,①式两边的物理量的单位的乘积必须相等[][][][]αβγρσ=f r ② 力学的基本物理量有三个:质量M 、长度L 和时间T ,对应的国际单位分别为千克(kg )、米(m )、秒(s ). 在国际单位制中,振动频率 f 的单位[]f 为s -1 ,半径r 的单位[]r 为m ,密度ρ的单位[]ρ为 3kg m -?,表面张力系数σ的单位[]σ为1 2 1 2N m =kg (m s )m kg s ----????=?,即有 []s -=f 1 ③ []m =r ④ []kg m ρ-=?3 ⑤ []kg s σ-=?2 ⑥ 若要使①式成立,必须满足 () ()s m kg m kg s (kg)m s β γ αβγαβγ ---+--=??=??13232 ⑦ 由于在力学中质量M 、长度L 和时间T 的单位三者之间的相互独立性,有 30αβ-=, ⑧ 0βγ+=, ⑨

如何备战高中物理竞赛复赛

如何备战高中物理竞赛复赛(摘编) 2017年34届复赛就要开始了,相信大家既激动又忐忑,一方面渴望着自己的被认可,另方面也担心着自己的物竞之路是否会继续下去,但是高二的童鞋们还有一年大把大把的美好时光,要冲上去!为了什么?省一吗?不,是为了爱。 不是所有人都配得起那样被膜声四起笼罩,甚至总是感觉力不从心,但是我想说的,和纯粹的获奖并无关系,喜欢就是喜欢,喜欢纯粹的奇妙的物理,物理竞赛只是个承载着这种希望的小可爱,快乐就好、开心就好,你不会因为成绩优越而忘记初心,更不会因为挫折就放弃物理,我想,这才是真爱吧。才疏学浅,斗胆赠诗: 物竞一路多少年,教材题集列在前,诸君此行歃热血,不如咱们决赛见。 我个人觉得需要戒除浮躁,踏踏实实地再梳理一遍自己做过的题目,哪怕是把过去的题目重新做一遍,而且更要要重视计算,做一道题目一定要得到最终结果. 一天(或两天)做一套题保持手热,按模拟考试走(虽然搞这个超累),背背概念,练练比较复杂的计算,强化纠正自己一些习惯性问题。 复赛是几乎不会出现书上原题的,而且现在物理竞赛中,题目说不清楚或者条件给多了的事情也是时有发生,这种事考场上真遇到了难免不紧张,所以还要心态稳。所谓心态稳那就是“平常心”,做好该做的事。 考前把自己曾经考试出错的题目整理一下,拿张纸把常犯的错误列出来,不要不敢面对,要考虑最糟糕的自己是什么样子的,怎么去变得更好,这样才能在本质上进步。 放平心态很重要,不要患得患失。其实大家的水平都差不多,在我那届,好几个水平比我好的同学都发挥失常。一个好友一整个大题都错了,原因是计算时忘记加地球半径了(人家现在UCLA 刚刚毕业,还是甩我这样的一大截,金子怎么都会发光)。关键是要淡定,节奏要自己把握:不就是个竞赛嘛,心态!心态!心态! 复赛这块还是要多刷竞赛题,扎扎实实地打好基础,认真刷一些复赛/决赛难度的习题集,把基础知识搞牢固。一定在这最关键的时候要戒除浮躁。 这时候做题一定要限时完成,提高正确率,不要害怕计算繁琐,尤其是要制定个合理的训练计划,并且时常总结,把以前做的一些题目经常拿出来看一看。 刷这些习题集的同时配合一些试卷做做,历届复赛题也要多做几遍。复赛临近时就要大量训练模拟卷,考试前一定要保持手感。蔡子星的模拟题还是相当不错的。 此外,实验还是很重要的。这段时间也可看一些实验的真题,想一想思路,再对着答案看看。这样提早训练一下实验是非常有帮助的,实验培训只是带你熟悉器材,至于解题还要完全靠自己。 复赛前要对自己鼓足信心,保持一个良好的心态。多刷题才会让你有信心,减少你的紧张程度,这是根本的方法。若考试前夜睡不着影响其实很小,考试的时候你的身体会分泌更多的肾上腺素,会保证你注意力的集中和充足的精力。千万不要怀有“睡不着明天肯定考不好”的想法,这是没有任何科学依据的。此外,就算竞赛失利你还有很多路可以走,竞赛并不是唯一的出路。相信自己,当你再全力投身高考的时候,你会取得非常大的飞跃。

物理竞赛复赛模拟卷及答案 (1)

物理竞赛复赛模拟卷 1.试证明:物体的相对论能量E 与相对论动量P 的量值之间有如下关系: 2. 在用质子)(11P 轰击固定锂)(73Li 靶的核反应中,(1)计算放出α粒子的反应能。(2) 如果质子能量为1兆电子伏特,问在垂直质子束的方向观测到α粒子的能量有多大?有关原 子核的质量如下:H 1 1 ,;He 42,;Li 7 3,. 3. 一个处于基态的氢原子与另一个静止的基态 氢原子碰撞。问可能发生非弹性碰撞的最小速度为多少?如果速度较大 而产生光反射,且在原速度方向和反方向可以观察到光。问这 种光的频率与简正频率相差多少?氢原子的质量为×10-27kg , 电离能 J eV E 181018.26.13-?==。 4. 如图11-136所示,光滑无底圆筒重W ,内放两个重量均为G 的光滑球,圆筒半径为R ,球半径为r ,且r

《全国中学生物理竞赛大纲》2020版

《全国中学生物理竞赛大纲2020版》 (2020年4月修订,2020年开始实行) 2011年对《全国中学生物理竞赛内容提要》进行了修订,修订稿经全国中学生物理竞赛委员会第30次全体会议通过,并决定从2020年开始实行。修订后的“内容提要”中,凡用※号标出的内容,仅限于复赛和决赛。 力学 1.运动学 参考系 坐标系直角坐标系 ※平面极坐标※自然坐标系 矢量和标量 质点运动的位移和路程速度加速度 匀速及匀变速直线运动及其图像 运动的合成与分解抛体运动圆周运动 圆周运动中的切向加速度和法向加速度 曲率半径角速度和※角加速度 相对运动伽里略速度变换 2.动力学 重力弹性力摩擦力惯性参考系 牛顿第一、二、三运动定律胡克定律万有引力定律均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式(不要求导出) ※非惯性参考系※平动加速参考系中的惯性力 ※匀速转动参考系惯性离心力、视重 ☆科里奥利力 3.物体的平衡 共点力作用下物体的平衡 力矩刚体的平衡条件 ☆虚功原理 4.动量 冲量动量质点与质点组的动量定理动量守恒定律※质心 ※质心运动定理 ※质心参考系 反冲运动 ※变质量体系的运动 5.机械能 功和功率

动能和动能定理※质心动能定理 重力势能引力势能 质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式(不要求导出)弹簧的弹性势能功能原理机械能守恒定律 碰撞 弹性碰撞与非弹性碰撞恢复系数 6.※角动量 冲量矩角动量 质点和质点组的角动量定理和转动定理 角动量守恒定律 7.有心运动 在万有引力和库仑力作用下物体的运动 开普勒定律 行星和人造天体的圆轨道和椭圆轨道运动 8.※刚体 刚体的平动刚体的定轴转动 绕轴的转动惯量 平行轴定理正交轴定理 刚体定轴转动的角动量定理刚体的平面平行运动9.流体力学 静止流体中的压强 浮力 ☆连续性方程☆伯努利方程 10.振动 简谐振动振幅频率和周期相位 振动的图像 参考圆简谐振动的速度 (线性)恢复力由动力学方程确定简谐振动的频率简谐振动的能量同方向同频率简谐振动的合成 阻尼振动受迫振动和共振(定性了解) 11.波动 横波和纵波 波长频率和波速的关系 波的图像 ※平面简谐波的表示式 波的干涉※驻波波的衍射(定性) 声波 声音的响度、音调和音品声音的共鸣乐音和噪声

第28届全国中学生物理竞赛复赛试题及答案(word版)

第28届全国中学生物理竞赛复赛试题 一、(20分)如图所示,哈雷彗星绕太阳S沿椭圆轨道逆时针方向运动,其周期T为76.1年。1986年它过近日点P0时,与太阳S的距离r0=0.590AU,AU是天文单位,它等于地球与太阳的平均距离。经过一段时间,彗星到达轨道上的P点,SP与SP0的夹角θP=72.0°.已知:1AU=1.50×1011m,引力常量G=6.67×10-11m3?kg-1?s-2,太阳质量m S=1.99×1030kg.试求P到太阳S的距离r P及彗星过P点时速度的大小及方向(用速度方向与SP0的夹角表示)。 二、(20分)质量均匀分布的刚性杆AB、CD如图放置,A点与水平地面接触,与地面间的静摩擦因数为μA, B、D两点与光滑竖直墙面接触,杆A B和CD接触处的静摩擦因数为μC,两杆的质量均为m,长度均为l. (1)已知系统平衡时AB杆与墙面夹角θ,求CD杆与墙面的夹角α应满足的条件(用α及已知量满足的方程式表示)。 (2)若μA=1.00,μC=0.866,θ=60.0°,求系统平衡时α的取值范围(用数值计算求出)。

三、(25分)人造卫星绕星球运行的过程中,为了保持其对称轴稳定在规定指向,一种最简单的办法就是让卫星在其运行过程中同时绕自身的对称轴旋转。但有时为了改变卫星的指向,又要求减慢或者消除卫星的旋转。减慢或者消除卫星旋转的一种方法是所谓的“YO—YO”消旋法,其原理如图。 设卫星是一半径为R、质量为M的薄壁圆筒,其横截面如图所示。图中O是圆筒的对称轴。两条足够长的不可伸长的结实的长度相等的轻绳的一端分别固定在圆筒表面上的Q、Q'(位于圆筒直径两端)处,另一端各拴有一质量为m/2的小球。正常情况下,绳绕在圆筒外表面上,两小球用插销分别锁定在圆筒表面上的P0、P0'处,与卫星形成一体,绕卫星的对称轴旋转。卫星自转的角速度为ω0.若要使卫星减慢或停止旋转(消旋),可瞬间撤去插销释放小球,让小球从圆筒表面甩开,在甩开的整个过程中,从绳与圆筒表面相切点到小球的那段绳都是拉直的。当卫星转速逐渐减小到零时,立即使绳与卫星脱离,接触小球与卫星的联系,于是卫星停止转动。已知此时绳与圆筒的相切点刚好在Q、Q'处。试求: (1)当卫星角速度减至ω时绳拉直部分的长度l; (2)绳的总长度L; (3)卫星从ω0到停转所经历的时间t. m /2

第28届中学生物理竞赛复赛模拟试卷及答案

第28届中学生物理竞赛复赛模拟试卷及答案

第28 届全国中学生物理竞赛复赛模拟试卷 一、填空题.(本题共4小题,共25 分) 所示的电阻丝网络,每一小段电阻同为r ,两个端点A 、B 间等效电阻R 1=r 209153若在图1网络中再引入3段斜电阻丝,每一段电阻也为r ,如图2 所示,此时A 、B 间等效电阻R 2=r 3 2 2.右图为开尔文滴水起电机示意图。从三通管左右两管口形成的水滴分别穿过铝筒A 1、A 2后滴进铝杯B 1、B 2,当滴了一段时间后,原均不带电的两铝杯间会有几千伏的电势差。试分析其原理。图中铝筒A 1用导线与铝杯B 2相连;铝筒A 2用导线与B 1相连。 解答:本装置的几何结构尽管十分对称,但由于空气中离子分布及宇宙射线等因素的不确定性,使铝筒A 1、A 2的电势会略有不同。譬如,A 1的电势比 A 2高,由于静电感应,使A 1上方的水滴带负电,A 2上方的水滴带正电,带电 水滴分别滴入下方的铝杯后,使B 1杯带负电,由于B 1与A 2用导线相连,又使 A 2电势进一步降低,同理A 1电势则进一步升高,这又使A 1上方的水滴带更多 的负电,A 2上方的水滴带更多的正电,如此下去,使铝杯B 2的电势越来越高,B 1的电势越来越低,最终可使两铝杯间产生几千伏的电势差。当然,由于各种因素的不确定性,下次实验开始时,可能A 2的电势比 A 1高,最终使 B 1的电势比B 2的电势高几千伏。但A 1、A 2因偶然因素造成的电势差因上述正反馈效应而得到 放大却是不变的。 【点评】物理系统的对称性因某种原因受到破坏,这种现象称为对称破缺。对称破缺在物理学的许多分支及其他许多学科里已成为一个重要的概念。本题是这方面的一个例子。 3.受迫振动的稳定状态由下式给出)cos(?ω+=t A x , 2 222204)(ωβωω+-= h A ,2 20arctan ω ωβω?--=。其中m H h =,而)cos(t H ω为胁迫力,m γ β= 2,其中dt dx γ-是阻尼力。有一偏车轮的汽车上有两个弹簧测力计,其中 一条的固有振动角频率为102727.39-=s ω,另外一条的固有振动角频率为 1' 05454.78-=s ω,在汽车运行的过程中,司机看到两条弹簧的振动幅度之比为7。 设β为小量,计算中可以略去,已知汽车轮子的直径为1m ,则汽车的运行速度 得分 阅卷 复 核

全国高中物理竞赛初赛试题及标准答案

2014第31届全国中学生物理竞赛预赛试题及参考答案与评分标准 一、选择题.本题共5小题,每小题6分,在每小题给出的4个选 项中,有的小题只有一项符合题意,有的小题有多项符合题意.把符合题意的选项前面的英文字母写在每小题后面的方括号内,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分. 1.一线膨胀系数为α的正立方体物块,当膨胀量较小时,其体膨胀系数等于 A.αB.α1/3 C.α3D.3α 2.按如下原理制作一杆可直接测量液体密度的秤,称为密度秤,其外形和普通的杆秤差不多,装秤钩的地方吊着一体积为lcm3的较重的合金块,杆上有表示液体密度数值的刻度.当秤砣放在Q点处时秤杆恰好平衡,如图所示,当合金块完全浸没在待测密度的液体中时,移动秤砣的悬挂点,直至秤杆恰好重新平衡,便可直接在杆秤上读出液体的密度.下列说法中错误的是 A.密度秤的零点刻度在Q点 B.秤杆上密度读数较大的刻度在较小的刻度的左边 C.密度秤的刻度都在Q点的右侧 D.密度秤的刻度都在Q点的左侧 3.一列简谐横波在均匀的介质中沿z轴正向传播,两质点P1和P2的平衡位置在x轴上,它们相距60cm,当P1质点在平衡位置处向上运动时,P2质点处在波谷位置,若波的传播速度为24 m/s,则该波的频率可能为 A.50Hz B.60Hz C.400Hz D.410Hz 4.电磁驱动是与炮弹发射、航空母舰上飞机弹射起飞有关的一种新型驱动方式,电磁驱动的原理如图所示,当直流电流突然加到一固定线圈上,可以将置于线圈上的环弹射出去.现在同一个固定线圈上,先后置有分别用钢、铝和硅制成的形状、大小和横截面积均相同的三种环;当电流突然接通时,它们所受到的推力分别为F1、F2和F3.若环的重力可忽略,下列说法正确的是 A.F1>F2>F3B.F2>F3 >F1 C.F3 >F2> F1D.F1=F2=F3 5.质量为m A的A球,以某一速度沿光滑水平面向静止的B球运动,并与B球发生弹性正碰.假设B球的质量m B可选取为不同的值,则 A.当m B=m A时,碰后B球的速度最大 B.当m B=m A时,碰后B球的动能最大 C.在保持m B>m A的条件下,m B越小,碰后B球的速度越大

第十九届全国中学生物理竞赛复赛试题(含答案)

第十九届全国中学生物理竞赛复赛试题 一、(20分)某甲设计了1个如图复19-1所示的“自动喷泉”装置,其中A 、B 、C 为3个容器,D 、E 、F 为3根细管,管栓K 是关闭的.A 、B 、C 及细管D 、E 中均 盛有水,容器水面的高度差分别为1h 和1h 如图所示.A 、B 、C 的截 面半 径为12cm ,D 的半径为0.2cm .甲向同伴乙说:“我若拧开管栓K ,会有水从细管口喷出.”乙认为不可能.理由是:“低处的水自动走向高外,能量从哪儿来?”甲当即拧开K ,果然见到有水喷出,乙哑口无言,但不明白自己的错误所在.甲又进一步演示.在拧开管栓K 前,先将喷管D 的上端加长到足够长,然后拧开K ,管中水面即上升,最后水面静止于某个高度处. (1).论证拧开K 后水柱上升的原因. (2).当D 管上端足够长时,求拧开K 后D 中静止水面与A 中水面的高度差. (3).论证水柱上升所需能量的来源. 二、 (18 分) 在图复19-2中,半径为R 的圆柱形区域内有匀强磁场,磁场方向垂直纸面指向纸外, 磁感应强度B 随时间均匀变化,变化率/B t K ??=(K 为一正值常量),圆柱形区外空间没有磁场,沿图中AC 弦的方向画一直线,并向外延长,弦AC 与半径OA 的夹角/4απ=.直线上有一任意点,设该点与A 点的距离为x ,求从A 沿直线到该点的电动势的大小. 三、(18分)如图复19-3所示,在水平光滑绝缘的桌面上,有三个带正电的质点1、2、3,位于边长为l 的等边三角形的三个顶点处。C 为三角形的中心,三个质点的质量皆为m ,带电量皆为q 。质点 1、3之 间和2、3之间用绝缘的轻而细的刚性杆相连,在3的连接处为无摩擦的铰链。已知开始时三个质点的速度为零,在此后运动过程中,当质点3运动到C 处时,其速度大小为多少? 四、(18分)有人设计了下述装置用以测量线圈的自感系数.在图复19-4-1中,E 为电压可调的直流电源。K 为开关,L 为待测线圈的自感系数,L r 为线圈的直流电阻,D 为理想二极管,r 为用电阻丝做成的电阻器的电阻,A 为电流表。将图复19-4-1中a 、b 之间的电阻线装进图复19-4-2所示的试管1内,图复19-4-2中其它装置见图下说明.其中注射器筒5和试管1组成的密闭容器内装有

第25届全国中学生物理竞赛复赛试题附附答案解析

2008年第25届全国中学生物理竞赛复赛试卷 本卷共八题,满分160分 一、(15分) 1、(5分)蟹状星云脉冲星的辐射脉冲周期是0.033s 。假设它是由均匀分布的物质构成的球体,脉冲周期是它的旋转周期,万有引力是唯一能阻止它离心分解的力,已知万有引力常量113126.6710G m kg s ---=???,由于脉冲星表面的物质未分离,故可估算出此脉冲星密度的下限是 3kg m -?。 2、(5分)在国际单位制中,库仑定律写成122q q F k r =,式中静电力常量9228.9810k N m C -=???,电荷量q 1和q 2的单位都是库仑,距离r 的单位是米,作用力F 的单位是牛顿。若把库仑定律写成更简洁的形式122q q F r = ,式中距离r 的单位是米,作用力F 的单位是牛顿。若把库仑定律写成更简洁的形式122q q F r =,式中距离r 的单位是米,作用力F 的单位是牛顿,由此式可这义一种电荷量q 的新单位。当用米、千克、秒表示此新单位时,电荷新单位= ;新单位与库仑的关系为1新单位= C 。 3、(5分)电子感应加速器(betatron )的基本原理如下:一个圆环真 空室处于分布在圆柱形体积的磁场中,磁场方向沿圆柱的轴线,圆柱的 轴线过圆环的圆心并与环面垂直。圆中两个同心的实线圆代表圆环的边 界,与实线圆同心的虚线圆为电子在加速过程中运行的轨道。已知磁场 的磁感应强度B 随时间t 的变化规律为0cos(2/)B B t T π=,其中T 为 磁场变化的周期。B 0为大于0的常量。当B 为正时,磁场的方向垂直于 纸面指向纸外。若持续地将初速度为v 0的电子沿虚线圆的切线方向注入到环(如图),则电子在该磁场变化的一个周期可能被加速的时间是从t= 到t= 。 二、(21分)嫦娥1号奔月卫星与长征3号火箭分离后,进入绕地运行的椭圆轨道,近地点离地面 高22.0510n H km =?,远地点离地面高45.093010f H km =?,周期约为16小时,称为16小时轨 道(如图中曲线1所示)。随后,为了使卫星离地越来越远,星载发动机先在远地点点火,使卫星进入新轨道(如图中曲线2所示),以抬高近地点。后来又连续三次在抬高以后的近地点点火,使卫星

高中物理竞赛复赛模拟试题(有答案)

复赛模拟试题一 1.光子火箭从地球起程时初始静止质量(包括燃料)为M 0,向相距为R=1.8×106 1.y.(光年)的远方仙女座星飞行。要求火箭在25年(火箭时间)后到达目的地。引力影响不计。 1)、忽略火箭加速和减速所需时间,试问火箭的速度应为多大?2)、设到达目的地时火箭静止质量为M 0ˊ,试问M 0/ M 0ˊ的最小值是多少? 分析:光子火箭是一种设想的飞行器,它利用“燃料”物质向后辐射定向光束,使火箭获得向前的动量。求解第1问,可先将火箭时间 a 250=τ(年)变换成地球时间τ,然后由距离 R 求出所需的火箭速度。火箭到达目的地时,比值00 M M '是不定的,所谓最小比值是指火箭刚 好能到达目的地,亦即火箭的终速度为零,所需“燃料”量最少。利用上题(本章题11)的结果即可求解第2问。 解:1)火箭加速和减速所需时间可略,故火箭以恒定速度υ飞越全程,走完全程所需火箭时间(本征时间)为 a 250=τ(年) 。利用时间膨胀公式,相应的地球时间为 22 1c υττ- = 因 υ τR = 故 22 1c R υτυ - = 解出 () 1022 022 20210 96.0111-?-=??? ? ??-≈+ = c R c c R c c ττυ 可见,火箭几乎应以光速飞行。 (2)、火箭从静止开始加速至上述速度υ,火箭的静止质量从M 0变为M ,然后作匀速运动,火 箭质量不变。最后火箭作减速运动,比值00 M M '最小时,到达目的地时的终速刚好为零,火箭 质量从M 变为最终质量0M '。加速阶段的质量变化可应用上题(本章题11)的(3)式求出。 因光子火箭喷射的是光子,以光速c 离开火箭,即u=c ,于是有 2 1011???? ??+-=ββM M (1)

全国高中物理竞赛难题

四、(20分)某些非电磁量的测量是可以通过一些相应的装 置转化为电磁量来测量的。一平板电容器的两个极扳竖直放 置在光滑的水平平台上,极板的面积为S ,极板间的距离为 d 。极板1固定不动,与周围绝缘;极板2接地,且可在水 平平台上滑动并始终与极板1保持平行。极板2的两个侧边 与劲度系数为k 、自然长度为L 的两个完全相同的弹簧相连, 两弹簧的另一端固定.图预17-4-1是这一装置的俯视图.先将电容器充电至电压U 后即与电源断开,再在极板2的右侧的整个表面上施以均匀的向左的待测压强p ;使两极板之间的距离发生微小的变化,如图预17-4-2所示。测得此时电容器的电压改变量为U ?。设作用在电容器极板2上的静电作用力不致引起弹簧的可测量到的形变,试求待测压强p 。 五、(20分)如图预17-5-1所示,在正方形导线回路所围的区域 1234A A A A 内分布有方向垂直于回路平面向里的匀强磁场,磁感应强 度B 随时间以恒定的变化率增大,回路中的感应电流为 1.0mA I =.已知12A A 、34A A 两边的电阻皆为零;41A A 边的电阻 1 3.0k R =Ω,23A A 边的电阻27.0k R =Ω。 1.试求12A A 两点间的电压12U 、23A A 两点间的电压23U 、34 A A 两点间的电压34U 、41A A 两点间的电压41U 。 2.若一内阻可视为无限大的电压表V 位于正方形导线回路所在的平面内,其正负端与连线 位置分别如图预17-5-2、图预17-5-3和图预17-5-4所示,求三种情况下电压表的读数1U 、 2U 、3U 。 六、(20分)绝热容器A 经一阀门与另一容积比A 的容积大得很多的绝热容器B 相连。开始时阀门关闭,两容器中盛有同种理想气体,温度均为30℃,B 中气体的压强为A 中的2倍。现将阀门缓慢打开,直至压强相等时关闭。问此时容器A 中气体的温度为多少?假设在打开到关闭

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