2004年第21物理奧賽預(yù)賽試題

1、第21屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽題試卷題號123456789總分得分閱卷人本卷共九題，滿分140分一、（15分）填空1a原子大小的數(shù)量級為 mb原子核大小的數(shù)量級為 mc氦原子的質(zhì)量約為 kgd一個可見光光子的能量的數(shù)量級為 je在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1cm3氣體中的分子數(shù)約為 （普朗克常量 h = 6.631034js 阿伏伽德羅常量 na 6.021023 mol1）2已知某個平面鏡反射的光能量為入射光能量的80試判斷下列說法是否正確，并簡述理由a 反射光子數(shù)為入射光子數(shù)的80；b 每個反射光子的能量是入射光子能量的80二、（15分）質(zhì)量分別為m1和m2的兩個小物塊用輕繩連結(jié)，繩跨過位于傾角a 30

2、的光滑斜面頂端的輕滑輪，滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不計，斜面固定在水平桌面上，如圖所示第一次，m1懸空，m2放在斜面上，用t表示m2自斜面底端由靜止開始運(yùn)動至斜面頂端所需的時間第二次，將m1和m2位置互換，使m2懸空，m1放在斜面上，發(fā)現(xiàn)m1自斜面底端由靜止開始運(yùn)動至斜面頂端所需的時間為求m1與m2之比m1m2aodpackm三、（15分）測定電子荷質(zhì)比（電荷q與質(zhì)量m之比q /m）的實驗裝置如圖所示真空玻璃管內(nèi)，陰極k發(fā)出的電子，經(jīng)陽極a與陰極k之間的高電壓加速后，形成一束很細(xì)的電子流，電子流以平行于平板電容器極板的速度進(jìn)入兩極板c、d間的區(qū)域若兩極板c、d間無電壓，則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光

3、屏上的o點；若在兩極板間加上電壓u，則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光屏上的p點；若再在極板間加一方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場，則打到熒光屏上的電子產(chǎn)生的光點又回到o點現(xiàn)已知極板的長度l = 5.00cm， c、d間的距離d = 1.50cm，極板區(qū)的中點m到熒光屏中點o的距離為l = 12.50 cm，u = 200v，p點到o點的距離， b = 6.310-4t試求電子的荷質(zhì)比（不計重力影響）四、(15分) 要使一顆人造地球通訊衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）能覆蓋赤道上東經(jīng)75.0到東經(jīng)135.0之間的區(qū)域，則衛(wèi)星應(yīng)定位在哪個經(jīng)度范圍內(nèi)的上空？地球半徑r0 = 6.37106m地球表面處的重

4、力加速度g = 9. 80m/s2dmabcbbklpq五、（15分）如圖所示，兩條平行的長直金屬細(xì)導(dǎo)軌kl、pq固定于同一水平面內(nèi)，它們之間的距離為l，電阻可忽略不計；ab和cd是兩根質(zhì)量皆為m的金屬細(xì)桿，桿與導(dǎo)軌垂直，且與導(dǎo)軌良好接觸，并可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑動兩桿的電阻皆為r桿cd的中點系一輕繩，繩的另一端繞過輕的定滑輪懸掛一質(zhì)量為m的物體，滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不計，滑輪與桿cd之間的輕繩處于水平伸直狀態(tài)并與導(dǎo)軌平行導(dǎo)軌和金屬細(xì)桿都處于勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直于導(dǎo)軌所在平面向上，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為b現(xiàn)兩桿及懸物都從靜止開始運(yùn)動，當(dāng)ab桿及cd桿的速度分別達(dá)到v1和v2時，兩桿加速度的大小各為

5、多少？ocp六、（15分）有一種高腳酒杯，如圖所示杯內(nèi)底面為一凸起的球面，球心在頂點o下方玻璃中的c點，球面的半徑r = 1.50cm，o到杯口平面的距離為8.0cm在杯腳底中心處p點緊貼一張畫片，p點距o點6.3cm這種酒杯未斟酒時，若在杯口處向杯底方向觀看，看不出畫片上的景物，但如果斟了酒，再在杯口處向杯底方向觀看，將看到畫片上的景物已知玻璃的折射率，酒的折射率試通過分析計算與論證解釋這一現(xiàn)象acrobq七、（15分）如圖所示，b是質(zhì)量為mb、半徑為r的光滑半球形碗，放在光滑的水平桌面上a是質(zhì)量為ma的細(xì)長直桿，被固定的光滑套管c約束在豎直方向，a可自由上下運(yùn)動碗和桿的質(zhì)量關(guān)系為：mb 2

6、ma初始時，a桿被握住，使其下端正好與碗的半球面的上邊緣接觸（如圖）然后從靜止開始釋放a，a、b便開始運(yùn)動設(shè)a桿的位置用q 表示，q 為碗面的球心o 至a桿下端與球面接觸點的連線方向和豎直方向之間的夾角求a與b速度的大?。ū硎境蓂 的函數(shù)）20mf10mfb20mfd10w1.0w1.0w1.0w1.0w2.0w2.0w2.0w18w30w20v10vace24v八、（17分）如圖所示的電路中，各電源的內(nèi)阻均為零，其中b、c兩點與其右方由1.0的電阻和2.0的電阻構(gòu)成的無窮組合電路相接求圖中10f的電容器與e點相接的極板上的電荷量1b2dc3a九、（18分）如圖所示，定滑輪b、c與動滑輪d組成一滑輪組，各滑輪與轉(zhuǎn)軸間的摩擦、滑輪的質(zhì)量均不計在動滑輪d上，懸掛有砝碼托盤a，跨過滑輪組的不可伸長的輕線的兩端各掛有砝碼2和3一根用輕線（圖中穿過彈簧的那條豎直線）拴住的壓縮輕彈簧豎直放置在托盤底上，彈簧的下端與托盤底固連，上端放有砝碼1（兩者未粘連）已知三個砝碼和砝碼托盤的質(zhì)量都是m，彈簧的勁度系數(shù)為k，壓