【正文】 為無(wú)限大的電壓表V位于正方形導(dǎo)線回路所在的平面內(nèi)，其正負(fù)端與連線位置分別如圖175圖1753和圖1754所示，求三種情況下電壓表的讀數(shù)VVV3六、 (20分)絕熱容器A經(jīng)一閥門與另一容積比A的容積大得很多的絕熱容器B相連。極板2的兩個(gè)側(cè)邊與勁度系數(shù)為k、自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)的兩個(gè)完全相同的彈簧相連，兩彈簧的另一端固定．圖1741是這一裝置的俯視圖．先將電容器充電至電壓U后即與電源斷開，再在極板2的右側(cè)的整個(gè)表面上施以均勻的向左的待測(cè)壓強(qiáng)P；使兩極板之間的距離發(fā)生微小的變化，如圖1742所示。在其下表面下 ；在玻璃扳上方有一薄凸透鏡L，其焦距f＝30cm，透鏡的主軸與玻璃板面垂直；S位于透鏡的主軸上，如題圖173所示。一根不可伸長(zhǎng)的柔軟的細(xì)輕繩，一端固定在封閉曲線上的某一點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m＝10－2Kg的小物塊。與鑄造的普通圓鐘不同，圓鐘的橫截面呈圓形，每個(gè)編鐘的橫截面均呈杏仁狀。試計(jì)算木棍到達(dá)最低處所需的時(shí)間。（引力常數(shù)）提示：1. 黑洞是一種密度極大的天體，其表面的引力是如此之強(qiáng)，以至于包括光在內(nèi)的所有物質(zhì)都不了其引力作用。3. 在圖預(yù)1671中準(zhǔn)確地畫出時(shí)的波形圖。1. 試在圖預(yù)1671中準(zhǔn)確地畫出自點(diǎn)沿弦向右傳播的波在時(shí)的波形圖。 七、（15分）將一根長(zhǎng)為100多厘米的均勻弦線，沿水平的軸放置，拉緊并使兩端固定。2. 用計(jì)算法求出此像的位置和大小。其下方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域的上、下邊界和均與平行，兩邊界間的距離為，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，方向與線框平面垂直，如圖預(yù)164所示。求此時(shí)左邊容器中活塞的高度和缸內(nèi)氣體的溫度。1. 若要求物塊不會(huì)從車頂后緣掉下，則該車頂最少要多長(zhǎng)？2. 若車頂長(zhǎng)度符合1問(wèn)中的要求，整個(gè)過(guò)程中摩擦力共做了多少功？三、（15分）如圖預(yù)163所示，兩個(gè)截面相同的圓柱形容器，右邊容器高為，上端封閉，左邊容器上端是一個(gè)可以在容器內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)的活塞。3．到1998年底為止，人類到達(dá)過(guò)的地球以外的星球有_______________，由地球上發(fā)射的探測(cè)器到達(dá)過(guò)的地球以外的星球有__________________。1999年全卷共九題，總分為140分。二、（15分）一質(zhì)量為的平頂小車，以速度沿水平的光滑軌道作勻速直線運(yùn)動(dòng)。兩容器由裝有閥門的極細(xì)管道相連通，容器、活塞和細(xì)管都是絕熱的。提示：一摩爾單原子理想氣體的內(nèi)能為，其中為摩爾氣體常量，為氣體的熱力學(xué)溫度。令線框的邊從離磁場(chǎng)區(qū)域上邊界的距離為處自由下落，已知在線框的邊進(jìn)入磁場(chǎng)后，邊到達(dá)邊界之前的某一時(shí)刻線框的速度已達(dá)到這一階段的最大值。六、（15分）如圖預(yù)1641所示，電阻，電動(dòng)勢(shì)，兩個(gè)相同的二極管串聯(lián)在電路中，二極管的特性曲線如圖預(yù)1662所示?，F(xiàn)對(duì)離固定的右端25cm處（取該處為原點(diǎn)，如圖預(yù)1671所示）的弦上一點(diǎn)施加一個(gè)沿垂直于弦線方向（即軸方向）的擾動(dòng)，其位移隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖預(yù)1672所示。2. 該波向右傳播到固定點(diǎn)時(shí)將發(fā)生反射，反射波向左傳播，反射點(diǎn)總是固定不動(dòng)的。 八、（15分）1997年8月26日在日本舉行的國(guó)際天文學(xué)會(huì)上，德國(guó)Max Planck學(xué)會(huì)的一個(gè)研究組宣了他們的研究成果：銀河系的中心可能存在一個(gè)在黑洞。2．計(jì)算中可以采用拉普拉斯經(jīng)典黑洞模型，在這種模型中，在黑洞表面上的所有物質(zhì)，即使初速度等于光速也逃脫不了其引力的作用。假定由于木棍運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的液體阻力可以忽略不計(jì)，且兩液體都足夠深，保證木棍始終都在液體內(nèi)部運(yùn)動(dòng)，未露出液面，也未與容器相碰。圖1為圓鐘截面的，圖2為編鐘的截面，分別敲擊兩個(gè)鐘的A、B、C和D、E、F三個(gè)部位，則圓鐘可發(fā)出＿＿＿個(gè)基頻的音調(diào)，編鐘可發(fā)出＿＿＿個(gè)基頻的音調(diào)。將小物塊放在桌面上并把繩拉直，再給小物塊一個(gè)方向與繩垂直大小為v0=。若透鏡上方的觀察者順著主軸方向觀察到S的像就在S處，問(wèn)透鏡與玻璃板上表面的距離為多少? 四、(20分)某些非電磁量的測(cè)量是可以通過(guò)一些相應(yīng)的裝置轉(zhuǎn)化為電磁量來(lái)測(cè)量的。測(cè)得此時(shí)電容器的電壓改變量為ΔU。開始時(shí)閥門關(guān)閉，兩容器中盛有同種理想氣體，溫度均為30186。m 2二、（15分）兩塊豎直放置的平行金屬大平板、相距，兩極間的電壓為。有一種減速的方法是使用石墨（碳12）作減速劑．設(shè)中子與碳原子的碰撞是對(duì)心彈性碰撞，問(wèn)一個(gè)動(dòng)能為的快中子需要與靜止的碳原子碰撞多少次，？五、（25分）如圖預(yù)18－5所示，一質(zhì)量為、長(zhǎng)為帶薄擋板的木板，靜止在水平的地面上，設(shè)木板與地面間的靜摩擦系數(shù)與滑動(dòng)摩擦系數(shù)相等，皆為．質(zhì)量為的人從木板的一端由靜止開始相對(duì)于地面勻加速地向前走向另一端，到達(dá)另一端時(shí)便驟然抓住擋板而停在木板上．已知人與木板間的靜摩擦系數(shù)足夠大，人在木板上不滑動(dòng)．問(wèn)：在什么條件下，最后可使木板向前方移動(dòng)的距離達(dá)到最大？其值等于多少？六、（ 24分）物理小組的同學(xué)在寒冷的冬天做了一個(gè)這樣的實(shí)驗(yàn)：他們把一個(gè)實(shí)心的大鋁球加熱到某溫度，然后把它放在結(jié)冰的湖面上（冰層足夠厚），鋁球便逐漸陷入冰內(nèi)．當(dāng)鋁球不再下陷時(shí)，測(cè)出球的最低點(diǎn)陷入冰中的深度．將鋁球加熱到不同的溫度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)8次，最終得到如下數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)順序數(shù)12345678熱鋁球的溫度 t /℃55708592104110120140陷入深度 h /cm已知鋁的密度約為水的密度的3倍，設(shè)實(shí)驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度及湖面冰的溫度均為 0℃．已知此情況下，冰的熔解熱．1．試采用以上某些數(shù)據(jù)估算鋁的比熱．2．對(duì)未被你采用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試說(shuō)明不采用的原因，并作出解釋．七、（ 25分）如圖預(yù)18－7所示，在半徑為的圓柱空間中（圖中圓為其橫截面）充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的均勻磁場(chǎng)，其方向平行于軸線遠(yuǎn)離讀者．在圓柱空間中垂直軸線平面內(nèi)固定放置一絕緣材料制成的邊長(zhǎng)為的剛性等邊三角形框架，其中心位于圓柱的軸線上．邊上點(diǎn)（）處有一發(fā)射帶電粒子的源，發(fā)射粒子的方向皆在圖預(yù)187中截面內(nèi)且垂直于邊向下．發(fā)射粒子的電量皆為（＞0），質(zhì)量皆為，但速度有各種不同的數(shù)值．若這些粒子與三角形框架的碰撞均為完全彈性碰撞，并要求每一次碰撞時(shí)速度方向垂直于被碰的邊．試問(wèn)：1．帶電粒子速度的大小取哪些數(shù)值時(shí)可使點(diǎn)發(fā)出的粒子最終又回到點(diǎn)？2. 這些粒子中，回到點(diǎn)所用的最短時(shí)間是多少？2002年9月第十九屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽試卷全卷共七題，總分為140分．一、（15分）今年3月我國(guó)北方地區(qū)遭遇了近10年來(lái)最嚴(yán)重的沙塵暴天氣．現(xiàn)把沙塵上揚(yáng)后的情況簡(jiǎn)化為如下情景：為豎直向上的風(fēng)速，沙塵顆粒被揚(yáng)起后懸浮在空中（不動(dòng)）．這時(shí)風(fēng)對(duì)沙塵的作用力相當(dāng)于空氣不動(dòng)而沙塵以速度豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力．此阻力可用下式表達(dá)其中為一系數(shù)，為沙塵顆粒的截面積，為空氣密度．（1）若沙粒的密度 ，沙塵顆粒為球形，半徑，地球表面處空氣密度，試估算在地面附近，上述的最小值．（2）假定空氣密度隨高度的變化關(guān)系為，其中為處的空氣密度，為一常量，試估算當(dāng)時(shí)揚(yáng)沙的最大高度．（不考慮重力加速度隨高度的變化）二、（20分）圖預(yù)192所示電路中，電池的電動(dòng)勢(shì)為，兩個(gè)電容器的電容皆為，K為一單刀雙擲開關(guān)。在完成預(yù)定任務(wù)后，飛船于4月1日16時(shí)51分安全著陸，共繞地球飛行108圈?，F(xiàn)讓電流從零逐漸增大，當(dāng)電流大于某一最小值時(shí)，線框?qū)⒏淖冹o止?fàn)顟B(tài)。試分析線框的運(yùn)動(dòng)狀況。s?！?1，水的比熱容c0 =103J 第21屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽題試卷本卷共九題，滿分140分．一、（15分）填空1．a(chǎn)．原子大小的數(shù)量級(jí)為 m．b．原子核大小的數(shù)量級(jí)為 m．c．氦原子的質(zhì)量約為 kg．d．一個(gè)可見光光子的能量的數(shù)量級(jí)為 J．e．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 = 10－34J之間的區(qū)域，則衛(wèi)星應(yīng)定位在哪個(gè)經(jīng)度范圍內(nèi)的上空？地球半徑R0 = 106m．地球表面處的重力加速度g = 9. 80m/s2．dMabcBBKLPQ五、（15分）如圖所示，兩條平行的長(zhǎng)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(jì)；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(wú)摩擦地滑動(dòng)．兩桿的電阻皆為R．桿cd的中點(diǎn)系一輕繩，繩的另一端繞過(guò)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(jì)，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(chǎng)中，磁場(chǎng)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(dòng)，當(dāng)ab桿及cd桿的速度分別達(dá)到v1和v2時(shí)，兩桿加速度的大小各為多少？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(diǎn)O下方玻璃中的C點(diǎn)，球面的半徑R = ，．在杯腳底中心處P點(diǎn)緊貼一張畫片，．這種酒杯未斟酒時(shí)，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(guò)分析計(jì)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(zhǎng)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(dòng)．碗和桿的質(zhì)量關(guān)系為：mB ＝2mA．初始時(shí)，A桿被握住，使其下