tceic.com
简单学习网 让学习变简单
当前位置:首页 >> 学科竞赛 >>

第30届全国中学生物理竞赛决赛试题(word版)


第 30 届全国中学生物理竞赛决赛试题
一. (15 分)一质量为 m 的小球在距水平地面 h 高处以水平速度 2gh 抛出,空 气阻力不计, 小球每次落地反弹时, 水平速度不变, 竖直速度按同样的比率减小。 若自第一次反弹开始小球的运动轨迹与其在地面的投影之间所包围的面积总和 8 为 h 2 ,求小球在各次与地面碰撞过程中所受到的总冲量。 21 提示:小球每次做斜抛运

动(从水平地面射出又落至地面)的轨迹与其在地面投 影之间所包围的面积等于其最大高度与水平射程乘积的三分之二。

1

二. (15 分)质量均为 m 的小球 1 和小球 2 由一质量可忽略、长度为 l 的刚性轻 杆连接,竖直地靠在墙角,如图所示。假设墙和地面都是光滑的。初始时给 2 一个微小的向右的初速度。 问系统在运动过程中,当杆与竖直墙面之间的夹角为 何值时,球 1 开始离开墙面?

2

三. (25 分)太空中有一飞行器靠其自身动维持在地球赤道正上方 L ? ?R 处,相 对于赤道上一地面物质供应站保持静止。这里, Re 为地球半径, ? 为常数,

? GM e ? ? 1 , M e 和 ?e 分别为地球的质量和自 转角速度, G 2 3 ? ? ? E RE ? 为引力常数。设想从供应站到飞行器有一用于运送物资的刚性、管壁匀质、质量

? ? ? m ,而 ? m ? ?

1 3

为 m p 的竖直输送管。输送管下端固定在地面上,并设法保持输送管与地面始终 垂直。推送物资时,把物资放入输送管下端的平板托盘上,沿管壁向上推进,并 保持托盘运动速度不致过大。忽略托盘和管壁之间的摩擦力,考虑地球自转,但 不考虑地求公转。设某次所推送物资和托盘总质量为 m 。 (1) 在把物资从地面送到飞行器的过程中,地球引力和惯性离心力做的功分别 是多少? (2) 在把物资从地面送到飞行器的过程中,外推力至少需要做多少正功? (3) 当飞机离地面的高度(记为 L0)为多少时,在把物资送到飞行器的过程 中,地球引力和惯性离心力所做功的和为零? (4) 如果适当地控制飞行器的动力,使飞行器在不输送物资时对输送管的作用 力恒为零,在不输送物资的情况下,计算当飞行器离地面的高度为 L ? ?Re 时, 地面供应站对输送管的作用力;并对 L ? L0 , L ? L0 , ? m Re ? L ? L0 三种情形, 分别给出供应站对输送管道的作 用力的大小和方向。

3

四. (20 分)一电路包含内电阻为 RE、电动势为 E 的直流电源和 N 个阻值均为 R 的相同电阻,有 N+1 个半径均为 r 相同导体球通过细长导线与电路连接起来。 为了消除导体球之间的相互影响,每个导体球的外边均用半径为 r0(>r)同心接地 导体球壳包围起来,球壳上有缺口允许细线导线进入但与其绝缘,如图所示。把 导体球按照从左至右的顺序依次编号为 1 到 N+1。 所有导体球起初不带电, 开关 闭合并达到稳定后,导体球上所带的总电量为 Q,问导体球的半径为多少?已知 静电力恒量为 k。

4

五. (20 分)如图,处于超导状态、半径为 r0、质量为 m、自感系数为 L 的超导 细圆环处在竖直方向的柱形磁柱上方,其对称轴与磁棒的对称轴重合。圆环附近 的磁场具有对称性,磁感应强度 B 可用一个竖直分量 Bx ? B0 (1 ? 2?Z ) 和一个径 向分量 Br ? B0?r 近似地描述。这里 B0、 ? 为大于零的常量,z、r 分别为竖直和 径向坐标。在 t=0 时刻,环心的坐标为 z=0 、r=0,环上电流为 I0, (规定环中 电流的正方向与 z 轴正方向之间满足右手螺旋关系) ,此时把圆环释放,环开始 向下运动,其对称轴仍保持竖直。处于超导态的超导细环具不这样的性质:穿过 超导细圆环的磁通量保持不变。 1.圆环作何运动?给出环心的 z 坐标与时间的关系。 2.求 t 时刻环中电流 I 的表达式。

5

六. (15 分)一厚度为 t 薄金属盘悬吊在温度为 300K 的空气中,其上表受太阳 直射,温度为 360K,下表面为 340K。空气的温度保持不变,单位时间内金属盘 每个表面散失到空气中的能量与此表面和空气的温度差以及此表面的面积成正 比, 忽略金属盘侧面的能量损失。 若金属盘的厚度变为原来的 2 倍, 求金属盘上、 下表面的温度

6

七. (15 分)亚毫米细丝直径的双光束干涉测量装置如图(a)所示,其中 M1、 M2、M3 为全反射镜,相机为 CCD(电荷耦合装置)相机。来自钡酸铱自倍频激 光器的激光束被分束器分成两束, 一束经全反射镜 M1 反射后从上侧入射到丝上; 另一束经全反射镜 M3 和 M2 相继反射后从下侧入射到细丝上。图(b)给出了两 条反射光线产生干涉的光路,其中 ?1、? 2 分别为上、下两侧的入射角,D 为细丝 轴线到观察屏(即相机感光片)的距离,P 为两条反射光线在观察屏上的交点。 已建立这样的坐标系:坐标原点 O 位于细丝的轴线上,x 轴(未画出)沿细丝轴 线、指向纸面内,y 轴与入射到细线上的光线平行(Y 轴的正向向上),Z 轴指向 观察屏并与其垂直。已知光波长为 ? ,屏上干涉条纹间距为 a。由于 D 远大于细 丝直径和观察屏的尺寸,可假设投射到屏上的只有非常接近平行于 Z 轴的细光 束。 1.由于细丝到观察屏的距离大于观察屏的尺寸,因而上、下两侧的入射光只有 450 入射角附近的细光束经细丝反射到屏上,上、下两侧的反射光束 分别形成两
cos x ? 1 ) 个虚像。试求这两个虚像的位置。 (当 x ? 0 时 sin x ? x;

2.求细丝的直径 d。

7


推荐相关:

第30届全国中学生物理竞赛决赛试题(word版)

第30届全国中学生物理竞赛决赛试题(word版)_学科竞赛_高中教育_教育专区。第 30 届全国中学生物理竞赛决赛试题一. (15 分)一质量为 m 的小球在距水平地面 h 高...


2013年第30届全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案(word版)

2013年第30届全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案(word版)_学科竞赛_高中教育_教育专区。题目以改为电子稿。答案还是图片。第30 届全国中学生物理竞赛预赛试卷本卷共 ...


全国中学生第30届——32届物理决赛实验试题及答案Doc1

全国中学生第30届——32届物理决赛实验试题及答案Doc1_学科竞赛_高中教育_教育专区。全国中学生物理竞赛决赛实验试题及答案,高清word版 ...


第29届全国中学生物理竞赛决赛试题及答案(word版)

第29届全国中学生物理竞赛决赛试题及答案(word版)_学科竞赛_高中教育_教育专区。已转化为word29 届全国中学生物理竞赛决赛试题 panxinw 整理 一、(15 分) 如图,竖...


第28届全国中学生物理竞赛复赛试题(纯word版,已校对)

第28届全国中学生物理竞赛复赛试题(word版,已校对)_高三理化生_理化生_高中教育_教育专区。第28届全国中学生物理竞赛复赛试题届全国中学生物理竞赛复 第 28 届全...


30届预赛,全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案(word版)

30届预赛,全国中学生物理竞赛预赛试卷及答案(word版)_学科竞赛_高中教育_教育专区。第 30 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...


第29届全国中学生物理竞赛复赛试卷及答案(完整Word版)

第29届全国中学生物理竞赛复赛试卷及答案(完整Word版)_学科竞赛_高中教育_教育专区。2012年第29届全国中学生物理竞赛复赛试卷及答案(完整Word版)第...


第31届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题及答案(word版)

第31届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题及答案(word版)_学科竞赛_高中教育_教育专区。重新排版,可以打印。第31 届全国中学生物理竞赛复赛理论考试试题 2014 年 9...


第31届全国中学生物理竞赛决赛试题与解答(word版)

第31届全国中学生物理竞赛决赛试题与解答(word版)_学科竞赛_高中教育_教育专区。第 31 届全国中学生物理竞赛决赛理论考试试题一、(12 分)一转速测量和控制装置的...


第28届全国中学生物理竞赛预赛试卷(Word版含答案)

第28届全国中学生物理竞赛预赛试卷(Word版含答案)_学科竞赛_高中教育_教育专区。第28届全国中学生物理竞赛预赛试卷(Word版含答案) 第28 届全国中学生物理竞赛预赛...

网站首页 | 网站地图
All rights reserved Powered by 简单学习网 www.tceic.com
copyright ©right 2010-2021。
文档资料库内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit325@126.com