2018年度全国高中物理应用知识竞赛试题
2018年全国卷高考物理试题及答案
2018年高考全国卷物理试题2018全国Ⅰ卷物理2018全国Ⅱ卷物理2018全国Ⅲ卷物理2018年高考全国卷Ⅰ物理试题14．高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动，在启动阶段列车的动能A．与它所经历的时间成正比B．与它的位移成正比C．与它的速度成正比D．与它的动量成正比15．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是A．B．C．D．16．如图，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab=5 cm，bc=3 cm，ca=4 cm。
小球c所受库仑力的合力的方向平衡于a、b的连线。
设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k，则A．a、b的电荷同号，169 k=B．a、b的电荷异号，169 k=C．a、b的电荷同号，6427 k=D．a、b的电荷异号，6427 k=17．如图，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中心，O为圆心。
轨道的电阻忽略不计。
OM是有一定电阻。
可绕O转动的金属杆。
M端位于PQS上，OM与轨道接触良好。
空间存在半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，现使OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定（过程Ⅰ）；再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'（过程Ⅱ）。
在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM的电荷量相等，则BB等于A．54B．32C．74D．218．如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R：bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。
一质量为m的小球。
始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。
小球从a点开始运动到其他轨迹最高点，机械能的增量为A．2mgR B．4mgR C．5mgR D．6mgR19．如图，两个线圈绕在同一根铁芯上，其中一线圈通过开关与电源连接，另一线圈与远处沿南北方向水平放置在纸面内的直导线连接成回路。
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2018年高考全国卷物理试题2018全国Ⅰ卷物理
2018全国Ⅱ卷物理
2018全国Ⅲ卷物理
2018年高考全国卷Ⅰ物理试题
14．高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动，在启动阶段列车的动能A．与它所经历的时间成正比
B．与它的位移成正比
C．与它的速度成正比
D．与它的动量成正比
15．如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是
A．
B．。
高中物理全国物理竞赛复赛试题解答2018年09月
2GMRh R v Rh 将物体的运动用极坐标 t 、 r t 描写，角动量守恒和能量守恒可分别表为
2 2 0
arccos
v arccos v
R h v0
⑩
r2
和
d R h v0 dt
2 2
⑪
1 dr 1 2 d Mm 1 2 Mm m r mv0 G G 2 dt 2 dt r 2 Rh
守恒定律
mv0min R h mv R ，即 v v0min
Rh R
②
由能量守恒定律有
1 2 Mm 1 2 Mm mv0min G mv G 2 Rh 2 R
将②式代入③式得
③
v0min
2GMR R h 2 R h
1 2GM 1 1 2GM 2 2 2 2 v12 2 r2 r1 v1 r2 r1 v1 r1
将 r1 和 v1 视为已知，上式是
0
1 1 满足的一个一元二次方程。 r2 r1 显然满足方程①②，因而 r2 r1 是一元二次方程的解。利用韦达定理，另一解是 1 1 2GM 1 ③ 2 r2 r1 r1 v1
④
当物体初速度 v0 低于 v0min 时，其轨道都将与地球表面相交，因此会坠落到地面上。所 以物体绕地球作椭圆或圆形轨道运动，但不会坠落到地球表面的条件是
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第 35 届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题解答
2018 年 9 月 22 日 一、 （40 分） 假设地球是一个质量分布各向同性的球体， 地球自转及地球大气的影响可忽略。 从地球上空离地面高度为 h 的空间站发射一个小物体，该物体相对于地球以某一初速度运 动，初速度方向与其到地心的连线垂直。已知地球半径为 R ，质量为 M ，引力常量为 G 。 （1）若该物体能绕地球做周期运动，其初速度的大小应满足什么条件？ （2）若该物体的初速度大小为 v0 ，且能落到地面，求其落地时速度的大小和方向（即 速度与其水平分量之间的夹角） 、以及它从开始发射直至落地所需的时间。 已知：对于 c 0 ， b 2 4ac 0 ，有
2018年高中物理竞赛试卷及答案
2018年高中物理竞赛试卷及答案考试时间：90分钟满分：100分姓名：___________班级：___________考号：___________一、计算题（第一题10分，2-7题每题15分，请详细解答）1.两个相同的半球，半径都是r，质量为0.5m，放在静摩擦因数为μ= 0.5的水平面上. 在两个半球上放一个半径为r，质量为m的光滑球，如图4所示.求在平衡状态下两球球心之间的最大距离b.2.4×100m接力赛是奥运会上最为激烈的比赛项目，有甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现，甲短距离加速后能保持9m/s的速度跑完全程．为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记，在某次练习中，甲在接力区前s0 处作了标记，当甲跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时立即起跑（忽略声音传播的时间及人的反应时间），已知接力区的长度为L=20m，设乙起跑后的运动是匀加速运动，试求：（1）若s0 =13.5m，且乙恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，则在完成交接棒时乙离接力区末端的距离为多大？（2）若s0 =16m，乙的最大速度为8m/s，并能以最大速度跑完全程，要使甲乙能在接力区完成交接棒，则乙在听到口令后加速的加速度最大为多少？3.图为无限的电阻网络，其中每个电阻均为r，求Ａ、Ｂ两点间的总电阻。
4.如图，半径为R 的41圆弧曲面固定在水平地面上，圆弧底端P 处的切线水平。
与圆弧底端等高的、足够长的木板A 左端紧靠圆弧放在水平地面上。
可视为质点的滑块B 静止放在距A 左端为R 的木板上；与B 完全相同的C 由圆弧顶端无初速度释放，沿圆弧滑下通过P 后，冲上A 并能与B 相碰，B 、C 碰后粘在一起不再分开并一起向右运动，其运动速度大小为C 与B 碰前的一半。
已知：A 、B 、C 的质量均为m ；重力加速度为g ；C 通过P 时对轨道的压力大小为2.5mg ；B 、C 与A 的动摩擦因数411，A 与地面的动摩擦因数812。
2018年度35届全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案解析
物理竞赛顸赛试卷•第1页（共8页)第35届全国中学生物理竞赛预赛试卷本卷共16题，满分200分一、选择题.本题共5小题，每小题6分.在每小题绐出的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毎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、居里夫人发现了元素钋（Po).其衰变的核反应方程式为20682a c ebd f Po a Pb γ→++其中,a 、b 、c 、d 、e 、f 的值依次为A.211、84、4、2、1、0B. 210、84、4、2、0、0C.207、84、1、1、0、1D. 207、83、1、1、0、0 [ ] 2、如图，一劲度系数为k 的轻弹簧上端固定在天花板上，下端连接一质量为m 的小球，以小球的平衡位置O 作为坐标原点，x 轴正方向朝下。
若取坐标原点为系统势能的零点，则当小球位于坐标为x 0的位置时，系统的总势能为 A.20012kx mgx - B. 2001()2mg k x mgx k+- C.201()2mg k x k + D.212kx [ ] 3、库伦扭摆装置如图所示，在细银丝下悬挂一根绝缘棒，棒水平静止；棒的两端各固定一相同的金属小球a 和b,另一相同的金属小 球C 固定在插人的竖直杆上，三个小球位于同一水平圆周上，圆心为棒的悬点O 。
细银丝自然悬挂时，a 、c 球对O 点的张角a =4°。
现在使a 和c 带相同电荷，库伦力使细银丝扭转，张角a 增大，反向转动细银丝上端的旋钮可使张角a 变小；若将旋钮缓慢反向转过角β=30°，可使小球a 最终回到原来位置,这时细银丝的扭力 矩与球a 所受球c 的静电力的力矩平衡。
设细银丝的扭转回复力矩与银丝的转角β成正比。
为使最后a 、c 对O 点的张角a=2°，旋 钮相对于原自然状态反向转过的角度应为 A ．β=45° B ．β=60°C ．β=90°D ．β=120° [ ]物理竞赛顸赛试卷•第2页（共8页)4、霍尔传感器的结构如图所示，图中H 为一块长方体半导体薄片，外加磁场的磁感应强度B 和外加电流I 的方向如相应箭头所示 (B 与长方体的前后两个表面及电流I 均垂直），电压表（可判断直流电压的正负）按图中方式与H 的上下表面相连。
2018物理竞赛试题(含答案)
2018年度全国初中应用物理竞赛试题（时间100分钟，满分100分）一、选择题(本题共10个小题，每小题2分，共20分。
以下各题的四个选项中只有一个正确答案)。
1、图为伦敦四大地标性摩天大楼:“对讲机”、“小黄瓜”、“奶酪刨”、“碎片大厦”。
其中一座大楼的设计因考虑不周，曾经由于玻璃反光将停放在附近的小桥车某些部件烤化了，你认为这座大楼最可能是( )2、当今,世界性的能源危机在不断地加深,节约能源义不容辞.下面四种符号中,为中国节能标志的是( )A B C D3、在炎热的夏天，当我们吃冰棒的时候，常常看到在冰棒的周围有“白气”冒出，关于这个“白气”，下列说法中正确的是（）A.“白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该上升B.“白气”是冰棒上的冰升华的结果，“白气”应该下降C.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该上升D.“白气”是空气中的水蒸气液化的结果，“白气”应该下降4、如图为双并绕的螺线管，、、、为螺线管的四个接线头，其中，a.c之间连接一根较细的导线，b.d之间连接一根较粗的导线，如用同一电源供电，下列连接方式中磁性最强的接法是（）。
A: 相连，、分别接在电源两极B: 相连，、分别接在电源两极C: 相连后接在电源一极，相连后接在电源另一极D: 相连后接在电源一极，相连后接在电源另一极5、5号电池因其体积小、容量适中，因此在小功率电器产品中广泛使用。
某种市售5号电池包装上写有“1.5 V 2000 mAH”字祥。
对该电池，下列说法中正确的是（）A.它能提供的电能约10.8 kJB.它正常工作时的电流是2 AC.它提供的最大电功率为3 WD.它在电路中是提供电荷的装置6、在平缓的海滩上经常可以看到如图所示的情景：不论远处的海浪沿什么方向冲向海岸，到达岸边时总是大约垂直于岸的方向，发生这个现象的原因可能是：Ａ、在海岸边，风的方向总是与海岸线垂直Ｂ、在海岸边，风的方向总是与海岸线平行Ｃ、水波在浅水中传播时，水越浅传播得越慢Ｄ、水波在浅水中传播时，水越浅传播得越快7、小明在宠物店买了淡水热带鱼，为方便带回家，商家将鱼放在装有水的轻薄的塑料袋里。
2018年第13届全国高中应用物理竞赛试题
装…………○…姓名：___________班级装…………○…绝密★启用前2018年第13届全国高中应用物理竞赛试题试卷副标题注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上第I 卷（选择题)请点击修改第I 卷的文字说明 一、单选题1．如图所示，消防队员在进行训练时有一项爬绳练习，如果队员用双手握住竖直的绳索匀速攀上和勻速下滑时，绳索对他的摩擦力分别为F 上和F 下，那么关于F 上和F 下的下列说法中正确的是（ ）A.F 上向上F 下向下，F 上与F 下等大B.F 上向下F 下向上，F 上大于F 下C.F 上向上F 下向上，F 上与F 下等大D.F 上向上F 下向下，F 上大于F 下2．由乎地磁场的作用，可有效地减少来自宇宙射线中的高能带电粒子对地球的“侵袭”。
若宇宙射线中一颗带负电的粒子从太空沿指向地心方向射向地面， 则哲它在接近地球附近时的实际运动方向可能是（ ） A.竖直向下B.偏西斜向下C.偏东斜向下D.偏北斜向下3．电铃的结构原理如图所示，如果在使角过程中发现这个、电铃小锤敲击铃的频率过，现要将敲击频率调高一些，则下列措施中一定可行的是（ ）………○………………○…………订………………○……※※请※※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※………○………………○…………订………………○……A.适当提高电的电压B.增大小锤的质量C.换用更软一点的簧片D.将电源改用交流电来供电4．小明在公园如围墙处避雨时，他观察到由于围墙的挡风作用，雨滴从墙檐土滴落几乎是竖直向下的，当下落的雨滴经过围墙上的窗口时，有从窗P 吹出的风使兩滴的下落方向发生变化，下图中描述了沿平行于墙壁从西向东方向观察时雨滴的下落轨迹，其中最接真实情况的是（ ）A. B. C. D.5．物理课上，老师作了一个奇妙的“跳环实验”，如图所示，她把带有铁芯的线圈L 直立在水平桌面上，并将其与开关S 和电源用导线连接起来后，把一铝制套环置于线圈L 上，且使铁芯穿过套环。
2018年第35届全国中学生物理竞赛复赛试题与答案
第35届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题2018年9月22日说明:所有解答必须写在答题纸上，写在试题纸上的无效（35届复赛）一、（40分）假设地球是一个质量分布各向同性的球体。
地球自转及地球 大气的影响可忽略。
从地球上空离地面髙度为h 的空间站发射一个小物体，该物体相对于地球以某一初速 度运动，初速度方向与其到地心的连线垂直。
已知地球半径为R,质呈为M,引力常量为G 。
（1） 、若该物体能绕地球做周期运动,其初速度的大小应满足什么条件？ （2） 、若该物体的初速度大小为％，且能落到地而，求其落地时速度的大小和方向（速度与其水平分量之间的夹角）、以及它从开始发射直至落地所需的时间。
已知:对于c<0, A = /?2 -4ac >0,有 dZ _ _JL_arcsin 竺工 + C f , “= bx + cx 2c2(-c)品yja +式中C 为积分常数。
解：（1）、E = 0时对应的扌〃巴二一G#f = 0角动量守恒 加匕(R+ h) = mRvcosa机械能守恒-mV ： -G --------- = -mV^ -G ——2 R+h 2 Rxdx 小球做椭圆运动，最近点和地球相切解得忌佛(R+h)%cos a = —=^== R 込 V 0 R+h解 1、角动量守恒 mV {)(R+ h) = mrv& = mr打吒一G 四哎20 R+h 2r机械能守恒 =l,wt v ；+v ；]-^-1 2 f 、、 GmM =-ni[(—y + 广(—r 一 ------- 2 dt dt rdr _ J (R+h)飞 | 2罗 * 芒 2GM + h)2 v (; + 2GMr + (v ；- 2^)r R + h-r 2 + 2GMr 一 (R+ h)2 vj R + hrdr呂邑)r 2 + 2GMr 一 (R+ h)S ： R + hrclr兰竺)r 2 + 2GM/・ - (R+ h)2 v (;R + h令 C = x ^-Z^£<o h = 2GM “ = -(R+h)fR + h可得 △ = /一4^・>0.r xdxyja +bx + ex 2 b. 2cx + b由. ==- ----------- 一 ---- arcsin ― +Q 可得Ja + bx + cF c 2(-e) * 逅2GMi ：(R+h)丄厂”『R + h ・ v (;/?(R+h)-GM(R-h)+GM -------------- ； ------ — + arcsin ------- ---------------- ； ------ -]2GM - v ；(R+ h) 2 GM(R+ h) - v ：(R+ h)2当初始速度为临界速輕彳册帀时，下落时间仏希［警严解 2: 1 阴 _G 〃M J2R+h 2•加-G “MrF 22 2GM 2GM*T l —T0 R + h rv 0(R+h) = rvcosa得 Avsin a = rvjl_cos'a = y/r 2v 2 - r 2v 2 cos 2 a = JrV -(R + 疔谛解得v/供 de It消掉空可得dt =一 X (2R+h)h(35届复赛)二、(40分)如图，一劲度系数为*的轻弹簧左端固左，右端连一质量为m 的小球;弹簧水平，它处于自然状态时小球位于坐标原点O;小球可在水平地面上滑动，它与 地面之间的动摩擦因数为“ o 初始时小球速度为零，将此时弹簧相对于其原长的伸长记为 -兔(现＞0,但心并不是已知量)。
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2018年度全国高中应用物理竞赛试卷题号 一 二 三 总分 1 2 3 4 1 2 3 4分数复核人一、本题包括11小题，考生只需做10小题，每小题5分，共50 分。
在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小 题有多个选项正确。
请把符合题目要求的选项的序号填入题后的 ( )内。
全选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不选的得分。
1.如图1所示，消防队员在进行训练时有一项爬绳练习，如果队员用双手握住竖直的绳索匀速攀上和勻速下滑时，绳索对他的摩擦力分别为 F 上和F 下，那么关于F 上和F 下的下列说法中正确的是（ ）A ．F 上向上F 下向下，F 上与F 下等大B ．F 上向下F 下向上，F 上大于F 下C ．F 上向上F 下向上，F 上与F 下等大D ．F 上向上F 下向下，F 上大于F 下2．由乎地磁场的作用，可有效地减少来自宇宙射线中的高能带电粒子对地球的“侵袭”。
若宇宙射线中一颗带负电的粒子从太空沿指向地心方向射向地面， 则哲它在接近地球附近时的实际运动方向可能是（ ）A.竖直向下B.偏西斜向下C.偏东斜向下D.偏北斜向下3.电铃的结构原理如图2所示，如果在使角过程中发现这个、电铃小锤敲击铃的频率过，现要将敲击频率调高一些，则下列措施中一定可行的是（ ）A.适当提高电的电压B.增大小锤的质量C.换用更软一点的簧片 D .将电源改用交流电来供电4.由青岛大学学生自主设计研发的墙壁清洁机器人，利用8 只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上，通过这8只“爪子”的交替伸缩吸附，就能在竖直墙壁和玻璃上行走并完成清洁任务。
如图3 所示，假设这个机器人在竖直玻璃墙面上由A 点沿直线“爬行”到右上方B 点，在这一过程中，若此机器人8 只“爪子”所受玻璃注意事项：1．请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。
2．用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔书写。
3．答卷过程中可以使用普通型计算器。
4．本试卷共有三个大题，总分为150分。
5．答卷时间： 2018年4月7日（星期六)上午9: 30〜11: 30。
得分 评卷人墙对它的摩擦力的合力为F，则下列受力分析图中可能正确的是( ）5.“天宫一号”目标飞行器于2011年9月9日发射升空，2013年9月已圆满完成了各项预定的任务，并超期服役到2016年3月16日正式终止数据服务，全面完成里其历史使命，预计2018年“受控”坠落，坠落过程中由于受轨道上稀薄空气的影响，轨道高度会逐渐降低，最终其主体部分会在大气层中完全烧毁，“天宫一号”在进入稠密大气成燃烧前，随着运行轨道的降低，其（）A.重力势能逐渐减少，动能逐渐增加B.动能逐渐增加，机械能减少C.动能、重力势能和机械能均逐渐减少D.绕地球运行一周所用的时间越来越少6.小明在公园如围墙处避雨时，他观察到由于围墙的挡风作用，雨滴从墙檐土滴落几乎是竖直向下的，当下落的雨滴经过围墙上的窗口时，有从窗P吹出的风使兩滴的下落方向发生变化，下图中描述了沿平行于墙壁从西向东方向观察时雨滴的下落轨迹，其中最接真实情况的是（）7.如图7所示为一种延时开关的电路原理图，当S1同合时，电磁铁F将衔铁D吸下，通过触点C线路被接通，当S1断开时，衔铁D并不是立即被弹簧拉起来，而是延迟一段时间，才被弹簧拉起来，从而触点分离切断C线路，对于这个延时开关的工作情况，下列说法中正确的是（）A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用C．如果断开开关S2，无延时作用D. 如果断开开关S2，延时将变长8．物理课上，老师作了一个奇妙的“跳环实验”，如图8 所示，她把带有铁芯的线圈L直立在水平桌面上，并将其与开关S和电源用导线连接起来后，把一铝制套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环。
闭合开关s的瞬间，套环立刻向上跳起。
若铁芯足够长，则（）A．若保持开关闭合，套球的位置会不断升高B．若保持开关闭合，套环最终会停留在某一高度上C．若保持开关闭合，套环跳起到某一高度后将回落D.套环处于静止后再断开开关，则套环将重新向上跳起9．冰上表演刚开始时，甲、乙两人都静止不动，随着优美的音乐响起，他们在相互猛推一下对方后分别向相反方向运动，用录像记录两人的运动情况，截取录像中的两帧画面的情况如图9所示。
假定两人的冰鞋与冰面的动摩擦因数相同，则下列说法中正确的是（）A．在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力B．在推的过程中，甲推乙的时间等于乙推甲的时间C．两人刚分开时，甲的速度比乙的速度小D. 两人分开后，甲的加速度比乙的加速度小请考生注意：下面的第10、11两个小题中，只选择—个题做答。
若两个小题均做答，则只按第10两题的解答情况给分。
10．医院有一种先进的检测技术——彩超，就是向病人体内发射一定频率的超声波，超声波经血液反射后被专用仪器接收，测出反射波相对发射波的频率变化，就可知道血液的流速。
这一技术利用了下列哪个物理学原理（）A.偏振规象B.波的衍射，C. 波的干涉D.多普勒效应11．如图10所示为一种简易温度计构造示意图，左右两根内径粗细均匀的竖直玻玻璃管下端通过软管相连接，在管中灌入某种液体后环境的温度。
重复上述操作，便可在左管上方标注出不同的温度刻，将左管上端通过橡皮塞插入小烧瓶中。
调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度。
多次改变烧瓶所在度，为了增大这个温度计在相同温度变化时液面变化的髙度，下列措施中可行的是（)A.增大液体的密度B.增大烧瓶的体积C.减小左管的内径D.减小右管的内径二、本题包括5小题，考生只需做4小题，共40分，请按题目的要求做简要的回答。
1．(10分)音涂喷泉在水泵作用下随着音东的节律坚直向上喷出水柱，得分评卷人粗细、高低不同的水柱形成美妙的景观。
实际上，当我们仔细观察时，会发现在喷口流量相同且无风的情况下，喷出的水柱在空中上升阶段并不是粗细均匀的，而是在竖直方向上一头粗、一头细。
请你说明上升阶段的水柱是上端较粗还是下端较粗，并说明水柱呈现该形态的原因。
2．(10分）在化工厂、制药厂、医学检验等工作中经常需要将在液体中的微小颗粒沉淀析出，为此苛将待分离液体静置一段较长的时间，这种方法称内“重力沉淀”法，也可以使用离心分离器（如图12所示）在较短时间内将液体中的微小颗粒沉淀析出，称为 “离心沉淀”法，试分析这种“离心沉淀”为什么比“重力沉淀”快？3．(10分）电磁轨道炮是利用磁场对通电导体的作用使炮弹加速的，其原理示意图如图12所示，图中直流电源电动势为E ，电容器的电容为C ，两根固定的平行金属导轨间距为d .长度为l ，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大少为B 的匀强磁场（图中未画出）， 炮弹可视为质量为m ，电阻为R 的金属棒MN ，垂直放在两导轨间的最左端并处于静止状态，开关S 接1，使电容器完全充电，然后将开关S 接至2， MN 开始向右加速运动。
在MN 沿导轨运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，请说明：（1）开关S 接至2后的发射炮弹过程中，电容器中原来储存的电能将转化为哪些能量?（2）在电源电动势E 一定的条件下要想提高炮弹射出时的速度，可以采取哪些措施？请考生注意：下面的第4、S 两个小题中，只选择一个题做答，若两个小题均做答， 則只按第4小题的解答情况给分。
4．(10分）在我国北方的冬天，即便气温很低，一些较深的河 流、湖泊、池塘里的水一般也不会冻结到底，鱼类还可以在水面结冰的情况下安全过冬，试解释水不会冻结到底的原因？得分 评卷人得分 评卷人得分 评卷人5．(10分)小明到九寨沟游览后在整理照片时发现，许多风景照片都有这样的共性：如图14所示，池水淸澈见底，近处水面下的景物都看得很淸楚，而远处水面下的景物却看不清楚，在远离岸边的水面上只能看到山和树木的倒影，且这些倒影明显没有真实景物那样明亮。
请说明上述两种现象形成的原因。
三、本题包括5小题，考生只需做4小题，每小题15分，共60分。
解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步驟。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
得分评卷人1．(15分)由于卫星发射场地点不在赤道上，因此在发射地球同步静止轨道卫星时，需要先将卫星发射到与赤道平面有一定夹角的转移轨道上，然后再经过调整使卫星进入地球同步静止轨道。
卫星在转移轨道上的远地点时恰通过赤道上空，并且离地面高度恰等于地球同步静止轨道的高度，此时通过发动机暂短时间点火，给卫星一个附加的速度，使卫星恰好能沿地球同步静止轨道运行。
如果卫星的质量为1.4t，其飞经赤道上空时的速度为1.5⨯103m/s（为计算方便，此处数可以改一下），此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，飞行的轨道平面与赤道平面之间的夹角为30︒，如图15所示若不计大气阻力和卫星质量的变化，己知地球半径为6.4⨯103m，结果保留1位有效数字。
求：（1）为完成这次调整发动机至少需要做多少功（2）调整过程中发动机对卫星所施的冲量2．(15分）在研究跳水运动员在水中所受阻力的情况以及设计跳水场地水池深度时，可以用金属和橡胶制作一个运动员模型，在它头部携带有压力传感器，模型入水后传感器可通过计算机显示出水对模型的等效阻力f 的量值随其入水的深度y 变化的函数曲线。
己知这个模型的总质量m =60kg ，并可将其视为长度l =1.65m 、直径d =0.25m 的圆柱体。
这个模型头向下从高于水面H =10m 的跳台自由落下入水后，计算机上显示出的f-y 变化曲线如图16所示。
通过用计算机拟合图线可知，该曲线可近似看作椭圆的一部分，该椭圆的长、短轴分别与坐标轴Oy 和Of 办重合。
椭圆与y 轴相交于y=h处，与f 轴交于 f =5mg2处。
为了确保运动员跳水时的安全，估算水池中水的深度h 至少应等于多少？3．(15分）在研究某种未知气体时，有时需要分析气体原子的组成。
如图17所示，让某种中性气体分子进入电离室A ，在那里被电离成等离子体（等离子体就处在高温下电离的气体，其中包含有带正电和带负电的粒子，中性气体电离后带负电的粒子是电子，带正电的是正离子)。
这些粒子从电离室缝S 1飘出（飘出速度可视为0），随即进入S 1与S 2之间的加速电场被加速，然后粒子从缝S 2垂直进处入匀强磁场，当双刀双掷开关的触刀掷向1、2时，粒子经过半个圆周期后打在底片上的P 点，己知缝S 2与P之间的距离为d 1=2.0cm 。
当双刀双掷开关的触刀掷向3、4时，粒子打在底片上的Q 点，己知缝S 2与Q 点间在平行S 2P 方向上距离为d 2=6.4cm 。
磁场宽度d=30cm 。
假设种子的质量m n =m p ，且约为电子质量m e 的1800倍，即m n =m p =1800m e 。