第29屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽決賽試題及答案(word版)(編輯修改稿)
2025-02-05 07:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 12 頁(yè) 共 21 頁(yè) 五、 (20分 ) 如圖所示，一半徑為 R的輕質(zhì)絕緣塑料薄圓盤水平放置，可繞過圓盤中心的豎直固定軸無(wú)摩擦地自由轉(zhuǎn)動(dòng)．一半徑為 a的輕質(zhì)小圓線圈 (aR)固定在盤面上，圓線圈與圓盤共軸．在盤邊緣處等間隔地固定 4個(gè)質(zhì)量均為 m 的帶正電的金屬小球，每個(gè)小球所帶電荷量均為 q．此裝置處在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B0、方向豎直向上的均勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．初始時(shí)圓盤靜止，圓線圈中通有恒定電流 I．方向沿順時(shí)針方向 (從上往下看 )．若切斷圓線圈中的電流，則圓盤將發(fā)生 轉(zhuǎn)動(dòng)．求薄圓盤穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)后，圓盤在水平方向?qū)γ總€(gè)金屬球小的作用力的大?。僭O(shè)金屬小球可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)小圓線圈的自感和帶電金屬小球因運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)． 已知固定在圓盤面上的半徑為 a、通有電流 I的圓線圈在圓盤面內(nèi)、距線圈圓心的距離為 r 處 (ra)產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B=322r Iakm ?，式中 km為已知常量，當(dāng)線圈中的電流沿順時(shí)針方向時(shí)，磁場(chǎng)方向垂直于圓盤平面且豎直向上．靜電力常量為 ke． 第 29屆物理決賽試題及答案 第 13 頁(yè) 共 21 頁(yè) 第 29屆物理決賽試題及答案 第 14 頁(yè) 共 21 頁(yè) 第 29屆物理決賽試題及答案 第 15 頁(yè) 共 21 頁(yè) 六、 (15分 ) 如圖， 一 水平放置的剛性密閉氣缸，缸壁是 絕熱的，活塞把氣缸內(nèi)空間分為兩個(gè)體積相同的密閉室 A和 B．活塞由一層熱容量很小 (略去其影響 )、導(dǎo)熱良好的材料 (與氣缸壁有摩擦 )和一薄層絕熱材料 (與氣缸壁沒有摩擦 )壓制而成，絕熱層在 A 室 一 側(cè)．初始時(shí)， A 室和 B 室充有絕對(duì)溫度均為 T0的同種多原子分子理想氣體， A 室氣體壓強(qiáng)是 B 室氣體壓強(qiáng)的 4倍．現(xiàn)釋放活塞，活塞由于其導(dǎo)熱部分與汽缸壁之間存在摩擦而運(yùn)動(dòng)緩慢，最后停止在平衡位置 (此時(shí)活塞與缸壁間無(wú)靜摩擦
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