高中物理第26全國競賽復(fù)賽試題及解析

1、高中物理 第 26 屆全國競賽復(fù)賽試題及解析 / 15請(qǐng)指出上述推理的錯(cuò)誤，并給出正確從而地面木塊的角動(dòng)量將守恒，這樣木塊將不減速而作勻速運(yùn)動(dòng)。的解釋：第 26 屆全國中學(xué)生物理競賽復(fù)賽試卷一、填空（問答）題（每題5 分，共 25 分）1有人設(shè)想了一種靜電場：電場的方向都垂直于紙面并指向紙里，電場強(qiáng)度的大小自左向右逐漸增大，如圖所示。這種分布的靜電場是否可能存在？試述理由。2海爾 -波普彗星軌道是長軸非常大的橢圓， 近日點(diǎn)到太陽中心的距離為0.914 天文單位（1天文單位等于地日間的平均距離） ，則其近日點(diǎn)速率的上限與地球公轉(zhuǎn)（軌道可視為圓周）速率之比約為（保留 2 位有效數(shù)字） 。3用測電筆

2、接觸市電相線，即使赤腳站在地上也不會(huì)觸電，原因是 ；另一方面，即使穿絕緣性能良好的電工鞋操作，測 電筆仍會(huì)發(fā)亮，原因是4在圖示的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，所有電源的電動(dòng)勢 均為 E0，所有電阻器的電阻值均為 R0，所有電容 器的電容均為 C0，則圖示電容器 A 極板上的電荷 量為 。5如圖，給靜止在水平粗糙地面上的木塊一 初速度，使之開始運(yùn)動(dòng)。一學(xué)生利用角動(dòng)量定理 來考察此木塊以后的運(yùn)動(dòng)過程： “把參考點(diǎn)設(shè)于如 圖所示的地面上一點(diǎn) O，此時(shí)摩擦力 f 的力矩為 0，二、（20 分）圖示正方形輕質(zhì)剛性水平桌面由四條完全相同的輕質(zhì)細(xì)桌腿1、2、3、 4支撐于桌角 A 、B、C、D 處，桌腿豎直立在水平粗糙剛性地

3、面上。已知桌腿 受力后將產(chǎn)生彈性微小形變?，F(xiàn)于桌面中心點(diǎn) O 至角 A 的連線 OA 上某點(diǎn) POP施加一豎直向下的力 F，令c ，求桌面對(duì)桌腿 1 的壓力 F1。OA三、（15 分）1一質(zhì)量為 m 的小球與一勁度系數(shù)為 k 的彈簧相連組成一體系，置于光滑水平桌面上，彈簧的另一 端與固定墻面相連，小球做一維自由振動(dòng)。試問在一沿此彈簧長度方向以速度 u 作勻速運(yùn)動(dòng)的參考系里觀 察，此體系的機(jī)械能是否守恒，并說明理由。2若不考慮太陽和其他星體的作用，則地球-月球系統(tǒng)可看成孤立系統(tǒng)。若把地球和月球都看作是質(zhì)量均勻分布的球體，它們的質(zhì)量分別為M 和 m，月心 -地心間的距離為 R，萬有引力恒量為 G。

4、學(xué)生甲以地心為參考系，利用牛頓第二定律和萬有引力定律，得到月球相對(duì)于地心參考系的加速度為am G M2 ；R 學(xué)生乙以月心為參考系，同樣利用牛頓第二定律和萬有引力定律，得到地球相對(duì)于月心參考系的加速度為 ae G m2 。這二位學(xué)生求出的地 -月間的相對(duì)加速度明顯矛盾，請(qǐng)指出其中的錯(cuò)誤，并分別以地心參考R2 系（以地心速度作平動(dòng)的參考系）和月心參考系（以月心速度作平動(dòng)的參考系）求出正確結(jié)果。四、（20 分）火箭通過高速噴射燃?xì)猱a(chǎn)生推力。設(shè)溫度T1、壓強(qiáng) p1的熾熱高壓氣體在燃燒室內(nèi)源源不斷生成，并通過管道由狹窄的噴氣口排入氣壓p2 的環(huán)境。假設(shè)燃?xì)饪梢暈槔硐霘怏w，其摩爾質(zhì)量為，每摩爾燃?xì)獾膬?nèi)能

5、為 u=cVT（cV是常量， T 為燃?xì)獾慕^對(duì)溫度） 。在快速流動(dòng)過程中，對(duì)管道內(nèi)任意處的兩個(gè) 非?？拷臋M截面間的氣體，可以認(rèn)為它與周圍沒有熱交換，但其內(nèi)部則達(dá)到平衡狀態(tài)，且有均勻的壓強(qiáng)cV Rp、溫度 T 和密度 ，它們的數(shù)值隨著流動(dòng)而不斷變化，并滿足絕熱方程pV cVC（恒量），式中 R 為普適氣體常量，求噴氣口處氣體的溫度與相對(duì)火箭的噴射速率。五、（20 分）內(nèi)半徑為 R 的直立圓柱器皿內(nèi)盛水銀，繞圓柱軸線勻速旋轉(zhuǎn)（水銀不溢，皿底不露） ，穩(wěn) 定后的液面為旋轉(zhuǎn)拋物面。若取坐標(biāo)原點(diǎn)在拋物面的最低點(diǎn)，縱坐標(biāo)軸z 與圓柱器皿的軸線重合，橫坐標(biāo)2軸 r 與 z軸垂直，則液面的方程為 zr2，式

6、中 為旋轉(zhuǎn)角速度， g 為重力加速度（當(dāng)代已使用大面2g積的此類旋轉(zhuǎn)水銀液面作反射式天文望遠(yuǎn)鏡） 。 觀察者的眼睛位于拋物面最低點(diǎn)正上方某處，保持位置不變，然后使容器停轉(zhuǎn)，待液面靜止后，發(fā)現(xiàn) 與穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)相比， 看到的眼睛的像的大小、 正倒都無變化。 求人眼位置至穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)水銀面最低點(diǎn)的距離。六、（20分）兩慣性系 S與 S初始時(shí)刻完全重合，前者相對(duì)后者沿z軸正向以速度 v 高速運(yùn)動(dòng)。作為光源的自由質(zhì)點(diǎn)靜止于 S系中，以恒定功率 P 向四周輻射（各向同性）光子。在 S 系中觀察，輻射偏向于 光源前部（即所謂的前燈效應(yīng)） 。1在 S系中觀察， S系中向前的那一半輻射將集中于光源前部以x 軸為軸線的

7、圓錐內(nèi)。 求該圓錐的半頂角 。已知相對(duì)論速度變換關(guān)系為ux vux21 ux v/c式中 ux與 ux分別為 S與 S系中測得的速度 x分量， c為光速。2求 S 系中測得的單位時(shí)間內(nèi)光源輻射的全部光子的總動(dòng)量與總能量。七、（20 分）1設(shè)想光子能量為 E 的單色光垂直入射到質(zhì)量為 M、以速度 V 沿光入射方向運(yùn)動(dòng)的理想反射鏡（無吸收）上，試用光子與鏡子碰撞的觀點(diǎn)確定反射光的光子能量E?？扇∫韵陆疲篍 2 V 1，Mc 2 c 其中 c 為光速。2. 若在上述問題中單色光的強(qiáng)度為 ，試求反射光的強(qiáng)度 （可以近似認(rèn)為光子撞擊鏡子后，鏡子 的速度仍為 V）。光的強(qiáng)度定義為單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于光傳

8、播方向單位面積的光子的能量。八、（20 分）惰性氣體分子為單原子分子，在自由原子情形下，其電子電荷分布是球 對(duì)稱的。 負(fù)電荷中心與原子核重合。 但如兩個(gè)原子接近， 則彼此能因靜電作用產(chǎn)生極化 負(fù)電荷中心不重合） ，從而導(dǎo)致有相互作用力，這稱為范德瓦爾斯相互作用。下面我們采 用一種簡化模型來研究此問題。當(dāng)負(fù)電中心與原子核不重合時(shí)，若以x 表示負(fù)電中心相對(duì)正電荷（原子核）的位移，當(dāng)1 所示。這時(shí)，原子核的正電荷對(duì) f=kx，力的方向指向原子核，核外x 為正時(shí)，負(fù)電中心在正電荷的右側(cè)，當(dāng) x 為負(fù)時(shí)，負(fù)電中心在正電荷的左側(cè)，如圖 荷外負(fù)電荷的作用力 f 相當(dāng)于一個(gè)勁度系數(shù)為 k 的彈簧的彈性力，即

9、負(fù)電荷的質(zhì)量全部集中在負(fù)電中心，此原子可用一彈簧振子來模擬。今有兩個(gè)相同的惰性氣體原子，它們的原子核固定，相距為 電荷的質(zhì)量為 m。因原子間的靜電相互作用， 負(fù) 電中心相對(duì)各自原子核的位移分別為x1 和 x2，且 |x1|和 |x2|都遠(yuǎn)小于 R，如圖 2 所示。此時(shí)每個(gè) 原子的負(fù)電荷除受到自己核的正電荷作用外， 受到另一原子的正、負(fù)電荷的作用。還R，原子核正電荷的電荷量為q，核外負(fù)x 為振子h/2 ，眾所周知， 孤立諧振子的能量 E=mv2/2+kx2/2 是守恒的， 式中 v 為質(zhì)量 m 的振子運(yùn)動(dòng)的速度， 相對(duì)平衡位置的位移。 量子力學(xué)證明， 在絕對(duì)零度時(shí)， 諧振子的能量為 h/2，稱為

10、零點(diǎn)振動(dòng)能，h 為普朗克常量，k/m 為振子的固有角頻率。試計(jì)算在絕對(duì)零度時(shí)上述兩個(gè)有范德瓦爾斯相互作用 的惰性氣體原子構(gòu)成的體系的能量，與兩個(gè)相距足夠遠(yuǎn)的（可視為孤立的、沒有范德瓦爾斯相互作用的） 惰性氣體原子的能量差，并從結(jié)果判定范德瓦爾斯相互作用是吸引還是排斥?？衫卯?dāng) |x|1 時(shí)的近似式 （1+x）1/2 1+x/2-x2/8，（1+x）-11x+x2。第 26 屆全國中學(xué)生物理競賽復(fù)賽試卷參考解答與評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、填空（問答）題 . 每小題 5分，共 25 分.按各小題的答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分 .1. 答案與評(píng)分標(biāo)淮： TOC o 1-5 h z 這種分布的靜電場不可能存在 . 因?yàn)殪o電場

11、是保守場，電荷沿任意閉合路徑一周電場力做的功等于0，但在這種電場中，電荷可以沿某一閉合路徑移動(dòng)一周而電場力做功不為0（ 5 分）2答案與評(píng)分標(biāo)淮：1.5（5 分）3答案與評(píng)分標(biāo)淮： 測電筆內(nèi)阻很大，通過與之串聯(lián)的人體上的電流（或加在人體上的電壓）在安全范圍內(nèi)；（2 分）市電為交流電，而電工鞋相當(dāng)于一電容器，串聯(lián)在電路中仍允許交流電通過（3 分）4答案與評(píng)分標(biāo)淮：2E0C0 （ 5 分）5答案與評(píng)分標(biāo)淮：該學(xué)生未考慮豎直方向木塊所受的支持力和重力的力矩 . 僅根據(jù)摩擦力的力矩為零便推出木塊的角動(dòng) 量應(yīng)守恒，這樣推理本身就不正確 . 事實(shí)上，此時(shí)支持力合力的作用線在重力作用線的右側(cè)，支持力與重 力

12、的合力矩不為 0，木塊的角動(dòng)量不守恒，與木塊作減速運(yùn)動(dòng)不矛盾（5 分）參考解答：設(shè)桌面對(duì)四條腿的作用力皆為壓力，分別為F1、F2、F3、 F4 因輕質(zhì)剛性的桌面處在平衡狀態(tài)，可推得F1 F2 F3 F4 F 由于對(duì)稱性，F(xiàn)2 F4 考察對(duì)桌面對(duì)角線 BD 的力矩，由力矩平衡條件可得F3 cF F1 根據(jù)題意， 0 c 1，c=0 對(duì)應(yīng)于力 F 的作用點(diǎn)在 O點(diǎn)，c=1對(duì)應(yīng)于 F 作用點(diǎn)在 A 點(diǎn).設(shè)桌腿的勁度系數(shù)為 k, 在力 F 的作用下，腿 1的形變?yōu)?F1 k ，腿 2和 4 的形變均為 F2 k，腿 3 的F1F3 2F2 由、式，可得F1F32c 1F ， ，41 2cF ， ，F(xiàn)k

13、1 Fk3 Fk2 , 即1當(dāng) c 時(shí)， F3 0. F3 0 ，表示腿 3 無形變；2F30，表示腿3 受到桌面的作用力為拉力，這是不可能的，故應(yīng)視 F3 0 此時(shí)式 (3)式仍成立由式，可得綜合以上討論得F1 cF(7)F12c 1F ,4(8)F1cF ，(9)形變?yōu)?F3 k 依題意，桌面上四個(gè)角在同一平面上，因此滿足評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： 本題 20 分 .(8)式表示的結(jié)果得 4 分，得到由 (9) 式表示的結(jié)(1)式 1分， (2)式 1分， (3)式 2分， (4)式7分，得到由 果得 5 分參考解答 ：1. 否原因是墻壁對(duì)于該體系而言是外界，墻壁對(duì)彈簧有作用力，在運(yùn)動(dòng)參考系里此力的作用點(diǎn)

14、有位 移，因而要對(duì)體系做功，從而會(huì)改變這一體系的機(jī)械能2. 因地球受月球的引力作用，月球受地球的引力作用，它們相對(duì)慣性系都有加速度，故它們都不是慣 性參考系相對(duì)非慣性參考系，牛頓第二定律不成立如果要在非慣性參考系中應(yīng)用牛頓第二定律，必須 引入相應(yīng)的慣性力；而這兩位學(xué)生又都未引入慣性力，所以他們得到的結(jié)果原則上都是錯(cuò)誤的ae以地心為參考系來求月球的加速度 . 地心系是非慣性系，設(shè)地球相對(duì)慣性系的加速度的大小為 則由萬有引力定律和牛頓第二定律有高中物理 第 26 屆全國競賽復(fù)賽試題及解析MmG 2 Mae ，R2e加速度的方向指向月球相對(duì)地心參考系，月球受到慣性力作用，其大小fmmae ，方向指向

15、地球，與月球受到的萬有引力的方向相同若月球相對(duì)地心系的加速度為am ，則有MmGMRm2mmam 由、三式，得amGMR2MmGMRm2Mae加速度的方向指向地球 以月心為參考系來求地球的加速度 . 月心系也是非慣性系，設(shè)月球相對(duì)慣性系的加速度的大小為 則由萬有引力定律和牛頓第二定律有MmG 2 mam ，R加速度的方向指向地球相對(duì)月心參考系，地球受到慣性力作用，慣性力的大小fM Mam ，ae ，則有方向指向月球，與地球受到的萬有引力的方向相同若地球相對(duì)月心系的加速度為由(5)、(6)、(7)三式得Mmae G R2 ，加速度的方向指向月球式與式表明，地球相對(duì)月心系的加速度ae 與月球相對(duì)地

16、心系的加速度am 大小相等 (方向相反 )，與運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性一致 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) ：本題 15 分 .第 1 小問 5 分 .第 2 小問 10分.指出不正確并說明理由，占 2分； (1)至(8)式，每式 1 分四、參考解答 ：高中物理 第 26 屆全國競賽復(fù)賽試題及解析 / 15于火箭燃燒室出口處與噴氣口各取截面A1與 A 2 ，它們的面積分別為 S1和 S2 ，由題意， S1S2，以其間管道內(nèi)的氣體為研究對(duì)象， 如圖所示設(shè)經(jīng)過很短時(shí)間 t ，這部分氣體流至截面 B1與B2 之間，A 1B1 間、 A2B2 間的微小體積分別為V1、 V2 ，兩處氣體密度為 1、 2，流速為 v 1 、 v 2 氣流

17、達(dá)到穩(wěn)恒時(shí)，內(nèi)部一切物理量分布只依賴于位置，與時(shí)間無關(guān)由此可知，盡管B1A 2 間氣體更換，但總的質(zhì)量與能量不變先按絕熱近似求噴氣口的氣體溫度 T2 質(zhì)量守恒給出1 V1 2 V2 ，即 A 2B 2氣體可視為由 A 1B1氣體絕熱移動(dòng)所得 事實(shí)上， 因氣流穩(wěn)恒， A 1B1氣體流出噴口時(shí)將再現(xiàn) A2B2 氣體狀態(tài)對(duì)質(zhì)量 m 1 V1 2 V2 的氣體，利用理想氣體的狀態(tài)方程mp V RT和絕熱過程方程cV R p2V2 cVcV R p1V1 cV可得T2p cV R p2 cV R T1p1再通過能量守恒求氣體的噴射速率v 2 由式及 V Sv t ，可得1S1v12S2v2 ，v2S2

18、v再利用 (1)、式，知 v1v2p2 cVcVR1S1p1v2 ，因 S2S1 ，p2p1 ，故v1v2 整個(gè)體系經(jīng) t 時(shí)間的總能量(包括宏觀流動(dòng)機(jī)械能與微觀熱運(yùn)動(dòng)內(nèi)能)增量E為 A2B2 部分與 A1B1部分的能量差由于重力勢能變化可忽略，在理想氣體近似下并考慮到式，有2mv2mcVT2T1體系移動(dòng)過程中，外界做的總功為W p1 V1 p2 V2 根據(jù)能量守恒定律，絕熱過程滿足E W ， 得v22 cVRT1 1p2 cV Rp1其中利用了、兩式評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： 本題 20 分 .(2)式 1分， (3)式 2分， (4)式 3分，(6)式1分，(7)式 6分， (8)式 4分，(9)式 1分

19、， (10)式 2 分五、參考解答 ：旋轉(zhuǎn)拋物面對(duì)平行于對(duì)稱軸的光線嚴(yán)格聚焦，此拋物凹面鏡的焦距為22，相應(yīng)拋物面方程變?yōu)橛墒剑D(zhuǎn)拋物面方程可表示為4f停轉(zhuǎn)后液面水平靜止由液體不可壓縮性，知液面上升以下求拋物液面最低點(diǎn)上升的高度拋物液面最低點(diǎn)以上的水銀，在半徑R、高 R2 4f 的圓柱形中占據(jù)體積為 M 的部分，即附圖中左圖陰影部分繞軸線旋轉(zhuǎn)所得 的回轉(zhuǎn)體；其余體積為 V 的部分無水銀體 M 在高度 z 處的水平 截面為圓環(huán)，利用拋物面方程，得 z 處圓環(huán)面積2 2 2SM z R2 r2R2 4fz將體 V 倒置，得附圖中右圖陰影部分繞軸線旋轉(zhuǎn)所得的回轉(zhuǎn)體R24f其高度 z 處的水平截面為

20、圓面，面積為S z r2 R2 4fz SM z由此可知M V 1 R2 R2 ，2 4f即停轉(zhuǎn)后拋物液面最低點(diǎn)上升MR2R2 8f因拋物鏡在其軸線附近的一塊小面積可視為凹球面鏡，拋物鏡的焦點(diǎn)就是球面鏡的焦點(diǎn)，故可用球面鏡的公式來處理問題 . 兩次觀察所見到的眼睛的像分別經(jīng)凹面鏡與平面鏡反射而成，而先后看到的像的大小、正倒無變化， 這就要求兩像對(duì)眼睛所張的視角相同 設(shè)眼長為 y0 凹面鏡成像時(shí)， 物距 u 即所求距離， 像距 v 與像長 y 分別為fuu- fvyy0uf u y0平面鏡成像時(shí)，由于拋物液面最低點(diǎn)上升，物距為uhR28f像距 v 與像長 y 分別為v -u ，vyy0 y0 u

21、兩像視角相同要求y y ， u v u -v11222u u2 f 2u R2 4f此處利用了 (8) (12)諸式由 (14)式可解得所求距離Ru2評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： 本題 20 分 .(1)式1分， (7)式 4分， (8)、 (9)式各 2分， (10) 、(11)、 (12)式各 1分， (13)式6分， (15)式 2分六、參考解答 ：1先求兩慣性系中光子速度方向的變換關(guān)系根據(jù)光速不變原理，兩系中光速的大小都是 分別表示光子速度方向在 S和S 系中與 x和 x 軸的夾角，則光速的 x分量為c 以 和ux ccos ， ux ccos 再利用相對(duì)論速度變換關(guān)系，得cos v c cos1 vc

22、os cS 系中光源各向同性輻射，表明有一半輻射分布于 02 的方向角范圍內(nèi)， S 系中，此范圍對(duì)高中物理 第 26 屆全國競賽復(fù)賽試題及解析注意到 V c 有 / 15高中物理 第 26 屆全國競賽復(fù)賽試題及解析應(yīng)0由上式求得 / 15可以看出，光源的速度 v 越大，2 S 系中，質(zhì)點(diǎn)靜止，在vcosvarccos 2 c arccosv 1 vcoscc2圓錐的頂角越小t 時(shí)間內(nèi)輻射光子的能量來自質(zhì)點(diǎn)靜能的減少，即2P tm0c ，m，式中 m0為 t 時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)減少的質(zhì)量 S系中，質(zhì)點(diǎn)以速度 v 勻速運(yùn)動(dòng)，由于輻射，其動(dòng)質(zhì)量減少 故動(dòng)量與能量亦減少轉(zhuǎn)化為光子的總動(dòng)量為 p mv ，即m0

23、v轉(zhuǎn)化為光子的總能量為 E mc2 ，即2m0c2S 系中光源靜止，測得的輻射時(shí)間 t 為本征時(shí)，在 S 系中膨脹為t，2 2 ，vc由以上各式可得在 S 系中單位時(shí)間內(nèi)輻射的全部光子的總動(dòng)量與總能量分別為 vP ，2，cP評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：第 1 小問第 2 小問本題 20 分.7分.(3)式 4分，(4)式 3分.、 (10) 式各 2 分13分. (5)、 (6) 、(7)式各 2分， (8)式 3分， (9)七、 參考解答 ：1光子與反射鏡碰撞過程中的動(dòng)量和能量守恒定律表現(xiàn)為E c MV E c MVE MV 2 2 E MV 2 2 其中 V 為碰撞后反射鏡的速度從上兩式消去 V ，得EE4

24、E1 V c 1 V c 2 4E Mc22E1 V cE1 V cE1 V cV1當(dāng) V1 時(shí)， 1 1 V c ，可得c 1 V cE E 1 2V c 2.考察時(shí)刻 t 位于垂直于光傳播方向的截面 A 左側(cè)的長為光在 1s 時(shí)間內(nèi)所傳 播的距離 c 1s、底面積為單位面積柱體內(nèi)的光子，如圖1 所示經(jīng)過 1s 時(shí)間，它們?nèi)客ㄟ^所考察的截面若單位體積中的光子數(shù)為n ，根據(jù)光強(qiáng)的定義，入射光的強(qiáng)度 ncE( 6 )若 A 處固定一反射鏡， 則柱體的底面 S2 處的光子在時(shí)刻 t 到達(dá)位于 A 處的反射鏡便立即被反射， 以光速 c 向左移動(dòng)；當(dāng)柱體的底面 S1 在 t+1s 到達(dá) A 處被反射

25、鏡反射時(shí)，這柱體的底面S2 已到達(dá) A 左邊距離 A為 c 1s 處，所有反射光的光子仍分布在長為c 1s、截面積為單位面積的柱體內(nèi)，所以反射光的強(qiáng)度與入 射光的強(qiáng)度相等c t 1s t V而這時(shí)，底面 S2 又向左移了一段距離 cVcVt 這樣反射光的光子將分布在長為(7)c 1s 2c t 的柱體內(nèi)因反如果反射鏡不固定，而是以恒定的速度 V 向右移動(dòng)，則在時(shí) 刻 t+1s 柱體的底面 S1 到達(dá) A 處時(shí)，反射鏡已移到 A 右邊距離為 V 1s 的 N 處，這時(shí)底面 S2 移到 A 左側(cè)離 A 的距離為 c 1s 處，如 圖 2 中 a所示 .設(shè)再經(jīng)過時(shí)間 t ，S1與鏡面相遇，但這時(shí)鏡面

26、己 來到 N 處，因?yàn)樵?t 時(shí)間內(nèi)，鏡面又移過了一段距離 V t ，即 在時(shí)刻 t 1s t ，底面 S1 才到達(dá)反射鏡被反射亦即原在 S1 處 的光子須多行進(jìn) ct的距離才能被反射因此射不改變光子總數(shù)，設(shè) n 為反射光單位體積中的光子數(shù)，有nc n c 2 cVcVcVcV故有cVnn(8)cV根據(jù)光強(qiáng)度的定義，反射光的強(qiáng)度ncE (9)由(4)、(8)、(9)各式得c2 V(10)cV高中物理 第 26 屆全國競賽復(fù)賽試題及解析(11)(8) / 154Vc評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： 本題 20 分 .第 1 小問 9 分. (1)、(2)式各 2 分， (4)或(5)式 5分.第 2 小問 11 分. (8)式 5 分， (9)式 3 分， (10) 或(11)式 3 分八、參考解答 ：兩個(gè)相距 R 的惰性氣體原子組成體系的能量包括以下幾部分：每個(gè)原子的負(fù)電中心振動(dòng)的動(dòng)能，每個(gè)x1