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第18届全国中学生物理竞赛预赛试题

时间:2019-07-11 07:46:39

  全卷共七题,总分为140分

  一、(15分)如图预18-l所示,杆OA长为R,可绕过平轴在竖直平面内转动,其端点A系着一跨过定滑轮B、伸长的轻绳,绳的另一端系一物块M,滑轮的半径可忽某一时刻,当绳的BAO的正上方,OB之间的距离为H。

  之间的夹角为?时,杆的角速度为?,求此时物块M的二、(15分)两块竖直放置的平行金属大平板A、B,相距d,电压为U。一带正电的质点从两板间的M点开始以竖直向上的运动,当它到达电场中某点N点时,速度变为水平方向,大小如图预18-2所示.求M、N两点问的电势差.(忽略带电质板上电荷均匀分布的影响)两极间的初速度v0仍为v0,点对金属

  O点

  的

  水C的不可略,B在

  段与OB速率vM。

  三、(18分)一束平行光沿薄平凸透镜的主光轴入射,经透镜折射后,会聚于透镜f?48cm 处,透镜的折射率n?1.5。若将此透镜的凸面镀银,物置于平面前12cm处,求最后所成象的位置。

 四、(1 8分)在用铀 235作燃料的核反应堆中,铀 235核吸收一个动能约为0.025eV的热中子(慢中子)后,可发生裂变反应,放出能量和2~3个快中子,而快中子不利于铀235的裂变.为了能使裂变反应继续下去,需要将反应中放出的快中子减速。有一种减速的方法是使用石墨(碳12)作减速剂.设中子与碳原子的碰撞是对心弹性碰撞,问一个动能为E0?1.75MeV的快中子需要与静止的碳原子碰撞多少次,才能减速成为0.025eV的热中子?

  五、(25分)如图预18-5所示,一质量为M、长为L带薄挡板P的木板,静止在水平的地面上,设木板与地面间的静摩擦系数与滑动摩擦系数相等,皆为?.质量为m的人从木板的一端由静止开始相对于地面匀加速地向前走向另一端,到达另一端时便骤然抓住挡板P而停在木板上.已知人与木板间的静摩擦系数足够大,人在木板上不滑动.问:在什么条件下,最后可使木板向前方移动的距离达到最大?其值等于多少?

  六、( 24分)物理小组的同学在寒冷的冬天做了一个这样的实验:他们把一个实心的大铝球加热到某温度t,然后把它放在结冰的湖面上(冰层足够厚),铝球便逐渐陷入冰内.当铝球不再下陷时,测出球的最低点陷入冰中的深度h.将铝球加热到不同的温度,重复上述实验8次,最终得到如下数据:

  已知铝的密度约为水的密度的3倍,设实验时的环境温度及湖面冰的温度均为 0℃.已知此情况下,冰的熔解热??3.34?105J/kg.1.试采用以上某些数据估算铝的比热c.

  2.对未被你采用的实验数据,试说明不采用的原因,并作出解释如图预18-7所示,在半径为a的圆柱空间中(图中圆为其横截面)充满磁感应强度大小为B的均匀磁场,其方向平行于轴线远离读者.在圆柱空间中垂直轴线平面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L?1.6a的刚性等边三角形框架?DEF,其中心O位于圆柱的轴线上.DE边上S点1处有一发射带电粒子的源,发射粒子的方向皆在图预18-7中截面内且垂直于DE边向下.发L)4射粒子的电量皆为q(>0),质量皆为m,但速度v有各种不同的数值.若这些粒子与三角形框架的碰(DS?撞均为完全弹性碰撞,并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边.试问:

  1.带电粒子速度v的大小取哪些数值时可使S点发出的粒子最终又回到S点?

  2. 这些粒子中,回到S点所用的最短时间是多少?