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跪求福建物理奧林匹克預賽

物理奧林匹克競賽初試試題

本卷九題,滿分140。

1.(15)填空

1.a .原子大小在m的數量級.

B.原子核的大小是m的數量級。

C.氦原子的質量約為千克。

D.可見光子的能量是j的數量級。

e在標準狀態下,1cm3氣體中的分子數約為。

(普朗克常數H = 6.63× 10-34J s阿伏伽德羅常數Na = 6.02× 1023 mol?-1)

2.眾所周知,平面鏡反射的光能是入射光能的80%。試判斷下列說法是否正確,並簡要說明理由。

A.反射光子數為入射光子數的80%;

每個反射光子的能量是入射光子能量的80%。

2.(15分鐘)質量為m1和m2的兩個小塊用輕繩連接,繩子在壹個傾角為A = 30的光滑斜面頂部穿過輕滑輪,忽略滑輪與轉軸之間的摩擦力,將斜面固定在壹個水平的桌子上,如圖所示。第壹次把m1懸浮起來,把m2放在斜面上。t用來表示m2從斜面底部移動到斜面頂部所需的時間。第二次交換m1和m2的位置,使m2懸空,m1放在斜面上。發現m1從斜面底部移動到斜面頂部所需的時間為。求m1與m2的比值。

(15分鐘)測量電子荷質比(電荷Q與質量M q /m之比)的實驗裝置如圖所示。在真空玻璃管中,陰極K發射的電子被陽極A和陰極K之間的高壓加速,形成非常細的電子流,電子流以平行於平板電容器極板的速度進入兩極板C和D之間的區域。如果C和D兩塊板之間沒有電壓,如果在兩塊板之間加壹個電壓u,離開板區的電子會打到屏幕上的P點;如果在板間加壹個垂直於紙面、磁感應強度為B的均勻磁場,電子撞擊屏幕產生的光斑會回到O點。現在已知板的長度為l = 5.00cm,C和D之間的距離為d = 1.50cm,板面積的中點到屏幕中點的距離為L = 12.50 cm,u =

(15)為了使壹顆人造地球通信衛星(同步衛星)覆蓋赤道上75.0 E到135.0 E之間的區域,衛星在天空中應該位於哪個經度範圍?地球半徑R0 = 6.37×106米..地球表面的重力加速度g = 9。80米/秒2..

動詞 (verb的縮寫)(15分)如圖所示,兩根平行的長直金屬細導軌KL和PQ固定在同壹水平面上,它們之間的距離為L,所以阻力可以忽略;Ab和cd是兩根質量為m的細金屬桿,垂直於導軌,與導軌接觸良好,可以沿導軌無摩擦滑動。兩根桿的阻力都是r,桿cd的中點系壹根輕繩,繩的另壹端繞過輕天車懸掛壹個質量為m的物體,不考慮滑輪與轉軸之間的摩擦力。滑輪與桿cd之間的輕繩處於水平平直狀態,與導軌平行。導軌和細金屬桿都處於均勻磁場中。磁場的方向垂直於導軌平面,磁感應強度的大小為b,現在兩個桿和懸浮體從靜止開始運動。當ab桿和cd桿的速度分別達到v1和v2時,兩桿加速度的大小是多少?

6.(15)有壹個高腳杯,如圖。高腳杯內部的底部是壹個凸球面,其中心在頂點O下方的玻璃杯中的C點,球面的半徑為R = 1.50cm,O到高腳杯平面的距離為8.0cm..在高腳杯底部的中心,P點靠近壹張圖片,與O點的距離為6.3cm..但是,如果妳倒酒,從嘴看杯底,就會看到圖上的風景。玻璃和酒的折射率是已知的。試圖通過分析、計算、論證來解釋這種現象。

7.(15分鐘)如圖,B是壹個光滑的半球形碗,質量為mB,半徑為R,放在光滑的水平桌面上。A是壹根質量為mA的細長直桿,被固定的光滑套筒C約束在垂直方向上,A可以自由上下運動。碗和桿之間的質量關系是mB =2mA..最初,握住桿A,使其下端正好在碗的半球上。a和B開始移動。設A桿的位置用q表示,q是碗面球心O與A桿下端與球面接觸點連線與垂直方向的夾角。求a和B的速度(表示為q的函數)。

8.(17分鐘)在圖中所示的電路中,每個電源的內阻為零,其中B、C兩點與壹個1.0ω的電阻和右邊壹個2.0ω的電阻組成的無限組合電路相連。找出與圖中10μF電容相連的電極板上的電荷量。

9.(18分)如圖所示,天車B和C與動滑輪D組成壹個滑輪組,每個滑輪與轉軸之間的摩擦力和滑輪的質量忽略不計。在移動滑輪D上,壹個重物托盤A被懸掛,重物2和3被懸掛在穿過滑輪組的不可延伸的輕的線的兩端。用燈線(圖中穿過彈簧的豎線)系上壹根壓縮的燈簧。上端有壹個權重1(兩者不粘連)。已知三個砝碼和砝碼盤的質量均為m,彈簧的剛度系數為k,壓縮量為l0,整個系統處於靜態。現在,綁在彈簧上的燈線突然燃燒,彈簧伸長,重物1被向上推,直到重物1脫離彈簧。假設體重65438。

作者:59.48.43。回復這篇演講。

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3回復:物理奧賽初試題

在△CA P’中,正弦定理有

(9)

有(10)

考慮到是旁軸光線,可以從(9)和(10)得到。

(11)

再次擁有

(12)

將上述類型代入數據,我們可以得到

(13)

可以看出,不倒酒時,圖上景物的實像是從杯口到O點7.9cm,已知O到杯口平面的距離是8.0cm,人眼從杯口看杯底時,實像離人眼太近,看不到圖上的景物。

2.倒酒後,杯底凸球面兩側的介質為玻璃和酒,折射率分別為n1和n2,如圖2所示。考慮到旁軸光是

(14)

代入n1和n2的值,我們可以得到

(15)

與等式(6)相比,我們可以看到

(16)

從上式和圖2可以看出,折射線會與OP延長線相交,是p點的虛像,畫面在該位置會變成虛像。可以通過計算得到。

(17)

再次擁有

(18)

將上述類別代入數據。

= 13厘米(19)

可以看到圖片上的場景在P '變成虛像,為13cm。遠離O點,即距離杯口21 cm。雖然由於酒的平面的折射,虛像會被拉得更靠近杯口,但它仍然離杯口足夠遠,所以當人們從杯口看杯底時,可以看到畫面上的場景虛像。

評分標準:

這個問題的分數是15。得出公式(13)的給5分,“看不出來”的給2分。找到公式(19),給5分,“看見”給3分。

七、根據條件,如果從地面參考系觀察,那麽在任意時刻,A在垂直方向運動,設其速度為vA,B在水平方向運動,設其速度為VB。如果以B為參考系觀察,那麽桿A停留在垂直方向,其與碗的接觸點在半徑為R的圓內運動,速度的方向與圓相切,設其速度為VA,桿相對於地面的速度為

(1)

(2)

因此

(3)

能量守恒

(4)

通過(3)和(4)。

(5)

(6)

評分標準:

這個問題的分數是(15)。(1)和(2)各有3分,(4)有5分,(5)和(6)各有2分。

8.設B、C右邊無限組合電路的等效電阻為,則題圖中有電流的電路可簡化為圖1中的電路。B和C右側的電路也可以簡化為圖2中的電路,其中是虛線右側電路的等效電阻。因為B和C右邊的電路結構相同,是無限組合電路,所以有

(1)

它可以從串聯和並聯電阻公式中得到

(2)

它由公式(1)和公式(2)導出。

解決

(3)

圖1所示回路中的電流為

(4)

水流是順時針方向的。

設電路中三個電容的電容分別為C1、C2和C3,每個電容極板上的電荷分別為Q1、Q2和Q3,極性如圖3所示。因為電荷守恒,三塊板上電荷的代數和在虛線框中應該為零,也就是說,

(5)

a點和e點之間的電位差

(6)

再次擁有

(7)

兩點b和e之間的電位差

(8)

再次擁有

(9)

根據公式(5)、(6)、(7)、(8)和(9),代入C1、C2和C3的值,可以得到。

(10)

即電容器C3接在E點的極板帶負電,電荷量為。

評分標準:

這個問題的分數是17。公式(3)給3分,公式(4)給1分,公式(5)、(6)、(7)、(8)、(9)和(10)給2分,指出被調查板上的電荷為負,再給65。

9.設從斷絲燃燒到砝碼1與彈簧分離的時間為Dt。在此期間,每個砝碼和砝碼盤的應力如圖1所示。圖中,F代表彈簧在Dt時間內任意時刻的彈力,T代表當時穿過滑輪組的輕繩中的張力,mg代表重力,T0代表懸掛托盤的繩子的張力。因為忽略了D的質量,所以有壹些。

(1)

在時間Dt的任意時刻,重物1向上移動,托盤向下移動,重物2和3向上上升,但重物2和3以及托盤的速度是相同的。當砝碼1脫離彈簧時,砝碼1的速度為v1,砝碼2和3以及托盤的速度為v2,由下式確定

(2)

(3)

(4)

(5)

其中IF、Img、IT和分別代表d T時間內力的沖量f、mg、t和T0的大小。請註意,公式(1)具有

(6)

根據(2)、(3)、(4)、(5)和(6)

(7)

在彈簧伸長的過程中,彈簧的上端隨著重物1壹起向上運動,下端隨著托盤壹起向下運動。Dl1表示Dt時間內彈簧上端向上移動的距離,Dl2表示下端向下移動的距離。因為托盤的速度是1/3重物的速度,在彈簧伸長過程中的任何時候,都有

(8)

否則

(9)

彈簧伸長過程中機械能守恒,彈簧彈性勢能的減少等於系統動能和重力勢能的增加,即有

(10)

通過(7)、(8)、(9)、(10)

(11)

重物1脫離彈簧後,重物向上拋,上升到最大高度的時間為t 1,包括

(12)

重物2和3以及托盤上的力如圖2所示,以顯示加速度的大小,包括

(13)

(14)

(15)

(16)

通過(14)、(15)和(16)。

(17)

托盤的加速度向上,初始速度v2向下。假設經過時間t2,托盤速度變為零,並且存在

(18)

從公式(7)、(12)、(17)和(18)得出。

(19)

也就是說,從重物1與彈簧分離到零速度的時間等於從托盤分離到零速度的時間。根據對稱性,當重物回到分離位置時,托盤也回到分離位置,即t1後,重物與彈簧相遇。

(20)

由(11),(12),(20)

(21)

評分標準:

這個問題的分數是18。公式(7)給5分,公式(11)給5分,公式(17)、(19)、(20)、(21)給2分。