32屆全國物理競賽決賽理論考試試題-文庫吧
2025-03-20 02:03 本頁面
【正文】 的關(guān)系：(3)設(shè)回路電流為恒流I(平頂脈沖龜流)、電樞和發(fā)射體的總質(zhì)量為ms+ma=、導(dǎo)軌長度為xm=500m、導(dǎo)軌上單位長度電感增加，若發(fā)射體開始時靜止，出口速度vsm=103m/s，求回路電流I和加速時間τ。三、(15分)俄國火箭專家齊奧爾科夫斯基將火箭發(fā)射過程進(jìn)行模型簡化，得出了最早的理想火箭方程，為近代火箭、導(dǎo)彈工程提供了理論依據(jù)。該簡化模型為：待發(fā)射火箭靜止于慣性參考系S中某點，忽略火箭所受的地球引力等外力的作用，火箭(包含燃料)的初始靜止質(zhì)量為Mi；在t=0時刻點火，火箭向左排出氣體，氣體相對于火箭的速度恒為VS，使火箭向右發(fā)射；在S系中觀測，火箭的速度為V1，排出氣體的速度為V2，如圖所示。根據(jù)此模型，火箭運行一段時間后，當(dāng)其靜止質(zhì)量由Mi變?yōu)镸時， (1)用牛頓力學(xué)推導(dǎo)火箭所獲得的速度V1與質(zhì)量比M/Mi之間的關(guān)系： (2)用狹義相對論力學(xué)接導(dǎo)火箭所獲褥的速度V1與質(zhì)量比M/Mi之間的關(guān)系； (3)當(dāng)V1遠(yuǎn)小于真空中的光速c時，計算以上兩種結(jié)果之差，保留至項。四、(15分)光在物體表面反射或者被吸收時，光子將其動量傳給物體，使光具有對物體的輻射壓力(光壓)。利用光壓，可實現(xiàn)對某些微小粒子的精確操控(光鑷)．設(shè)在|y|≥L的區(qū)域有一勻強激光場，沿z軸負(fù)方向入射，其強度(單位時間內(nèi)通過單位橫截面積的光能)為I：在y (L,L)之間沒有光場，其橫截面如圖所示．一密度為ρ的三棱柱形小物體(其橫截面是底邊長為2L、底角為θ的等腰三角形)被置于光滑的水平面xy上，其朝上的A和B兩面均涂有特殊反射層，能完全反射入射光．小物體初始時靜止，位置如圖。(1)假定光子的反射角等于入射角，且反射前后光子的頻率不變。試求： (a)小物體在受到激光場照射后的動力學(xué)方程； (b)小物體從初始位置向y軸負(fù)方向移動3
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