第27屆全國中學(xué)生物理競賽決賽試題及答案-wenkub
2023-07-11 09:02:31 本頁面
【正文】 五、（15分）南極冰架崩裂形成一座巨型冰山，隨洋流漂近一個城市。四、如圖所示，、為三個質(zhì)點，的質(zhì)量遠遠大于、的質(zhì)量，和的質(zhì)量相等。三、（20分）如圖，剛性細輕桿（其質(zhì)量可視為零）可繞通過其中的點的光滑水平軸在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。物塊自斜面頂端下滑的初速度為零。如果要想進一步分辨尺度的結(jié)構(gòu)，則電子的速度至少需被加速到 ，且為使電子達到這一速度，所需的加速電壓為 。根據(jù)以上所述，可求得活塞到達氣缸開口處時氣體的溫度為 。）3．如圖所示，在一個質(zhì)量為、內(nèi)部橫截面積為的豎直放置的絕熱氣缸中，用活塞封閉了一定量溫度度為的理想氣體。現(xiàn)將它用力拋向空中，忽略重力的影響，設(shè)穩(wěn)定時其形狀仍然保持為圓形，且在平動的同時以角速度繞通過圓心垂直于圓面的軸線勻速旋轉(zhuǎn)，這時它的半徑應(yīng)為 。2．鴿哨的頻率是。活塞也是絕熱的，活塞質(zhì)量以及活塞和氣缸之間的摩擦力都可忽略不計。4．（本題答案保留兩位有效數(shù)字）在電子顯微鏡中，電子束取代了光束被用來“照射”被觀測物。 已知電子的靜止質(zhì)量，電子的電量，普朗克常量，光速。沿斜面下滑的速度方向與傳輸帶運動方向垂直。兩質(zhì)量分別為和的小球1和2（可視為質(zhì)點）串在輕桿上，它們與輕桿之間的靜摩擦系數(shù)為。已知、之間，、之間存在相互吸引力。有人設(shè)計了一個利用這座冰山來發(fā)電的方案，具體過程為：先將環(huán)境中一定量的空氣裝入體積可變的容器，在保持壓強不變的條件下通過與冰山接觸容器內(nèi)空氣溫度降至冰山溫度；使容器脫離冰山，保持其體積不變，讓容器中的冰空氣從環(huán)境中吸收熱量，使其溫度升至環(huán)境溫度；在保持容器體積不變的情況下讓空氣從容器中噴出，帶動發(fā)電裝置發(fā)電。3．壓強為、體積為的空氣內(nèi)能。不考慮噴出氣體在加速過程中體積的改變，并認為在噴氣過程中容器內(nèi)的氣體壓強仍是均勻的，外壓強的大氣壓。輕推乒乓球，使之向其中一金屬板運動，乒乓球與該板碰撞后返回，并與另一板碰撞，如此不斷反復(fù)。試求：1．乒乓球運動過程中可能獲得的最大動能；2．經(jīng)過足夠長時間后，通過外電路的平均電流。當(dāng)正方體轉(zhuǎn)動到如圖所示位置（對角線與磁場方向夾角為）時，求1．通過導(dǎo)線、和的電流強度?？招募す饧夹g(shù)目前在生物學(xué)、激光加工、原子冷卻等方面得到了廣泛的應(yīng)用，正逐漸成為一門新興的學(xué)科分支。2．求該光學(xué)系統(tǒng)中錐面鏡頂點到球面鏡球心的距離。 （5）當(dāng)物塊與傳輸帶相對靜止時在傳輸帶上運動的距離， （6）物塊不超過傳輸帶的邊緣對應(yīng)的最小摩擦系數(shù)應(yīng)滿足 （7）因此可得。 （12）有負載時電機的輸出功率為。因機械能守恒，有。 （12）。 （17）當(dāng)時，球1開始向外滑動。 （19）在球2作拋體運動的過程中，球與輕桿間雖無相互作用，但球仍套在桿上，輕桿將跟著球運動，但不會干擾小球的運動。 （24）此時。根據(jù)牛頓定律有， （1）， （2）， （3）。 （8）帶入已知的和的表達式可得。因此當(dāng)增大時，若增大，則應(yīng)減?。环粗?，若減小，則應(yīng)增大，故與同號。因此條件（12）、（13）是符合題意要求的充分必要條件。 （7a）由（7a）得。當(dāng)容器與冰山接觸，達到平衡時，容器中空氣的溫度為，體積減小為，根據(jù)題意，空氣經(jīng)歷的過程為等壓過程，故有 （1）在這一過程中，容器中空氣內(nèi)能的增加量為， （2）大氣所考察空氣做功為 （3）若以表示此過程中冰山傳給容器中空氣的熱量，根據(jù)熱力第一定律有。 （9）當(dāng)噴管中的空氣第二次噴出后，容器中空氣壓強由降到，根據(jù)題給出的條件可得 （10）噴出氣體獲得的動能。 （17）又，根據(jù)（8）、（10）、（12）、（14）各式可得， （18）對（18）式等式兩邊取自然對數(shù)得。 （24）因此可產(chǎn)生的總電量為。 （1）其中右邊第一項表示大氣對系統(tǒng)做的功，第二項表示系統(tǒng)內(nèi)能的變化，考慮到物態(tài)方程，有， （2）這部分熱量等于冰山融化吸收的熔解熱，故， （3）因此聯(lián)立（2）、（3）可得。1．根據(jù)題意，乒乓球與金屬板第一次碰撞前其動能和速度分別為 （1）
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