第25屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽試卷-資料下載頁
2025-01-09 07:44本頁面
【正文】 到向下作用力的大小為 W1，在 C 點受到向下的作用力的大小為 2W? ，設(shè) P 點受到向上的作用力的大小 為 W3，平衡時有 ACWABWAPW ?????? 213 ⑶ 由以上三式得 高中物理教學(xué)研究網(wǎng) 第 25 屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽卷 第 16 頁 共 19 頁 ?????? ??????? DFDEACABWDFDEACWAPW 13 ⑷ 要使重物在平臺上的位置不影響 W3的大小，就必需要求 W3與 W1無關(guān)，即有 0?? DFDEACAB ⑸ 即 AB、 DE、 DF 應(yīng)滿足的關(guān)系為 DFDEACAB? ⑹ 評分標(biāo)準(zhǔn)： 本題 11 分 ． ⑴ 式 2 分 ， ⑵ 式 2 分 ， ⑶ 式 2 分 ， ⑷ 式 3 分 ， ⑸ 式或 ⑹ 式 2 分 ． 19． 參考解答 ： 入射的兩條光線如圖所示 ． 1? 、 1? 是從平端面入射的光線通過球形端面時的入射角和折射角； 2? 、 2? 是從球形端面入射的光線通過球面時的入射角和折射角 ． 根據(jù)折射定律有 11 sinsin ?? ?n ⑴ 22 sinsin ?? n? ⑵ 由幾何關(guān)系有 111 ??? ?? ⑶ 222 ??? ?? ⑷ 設(shè)球面的半徑為 R，注意到 1? 、 2? 、 1? 、 2? 都是小角度，故有 11 ?? aR ? ⑸ 22 ?? aR ? ⑹ 根據(jù)題給的條件， ⑴ 、 ⑵ 式可近似表示成 11 ???n ⑺ 22 ?? n? ⑻ 由 ⑶ 式 —⑻ 式得 b a α1 α1 β2 β1 δ2 δ1 高中物理教學(xué)研究網(wǎng) 第 25 屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽卷 第 17 頁 共 19 頁 abn? ⑼ 評分標(biāo)準(zhǔn)： 本題 11 分 ． ⑴ 式 1 分 ， ⑵ 式 1 分 ， ⑶ 式 1 分 ， ⑷ 式 1 分 ， ⑸ 式 1 分 ， ⑺ 式 1 分 ， ⑻ 式 1 分 ， ⑼ 式 3 分 ． 20． 參考解答 ： 設(shè)宇宙塵埃的質(zhì)量為 m， 太陽的 質(zhì)量為 M， 則太陽作用于塵埃的萬有引力 2ecrMmGf ? ⑴ 設(shè)地球的密度為 ρ， 地球的質(zhì)量為 me， 按題意有 ?? 334 Rm? ⑵ 334 eeRm??? ⑶ 另有 gRmG ee ?2 ⑷ 和 eceec e rTmrMmG22 ??????? ? ⑸ 式中 T 為地球繞太陽作圓周運動的周期 ， ssT 6 5 ?????? ． 由 ⑴ 、 ⑵ 、 ⑶ 、 ⑷ 、 ⑸式得 ece rTGRgRf23 2 ??????? ? ⑹ 太陽輻射中含有各種頻率的光子，設(shè)單位時間內(nèi)，射到塵埃所在處的與太陽輻射垂直的單位面積上頻率為i? 的光子數(shù)為 Ni，根據(jù) S 的定義有 ii ihNS ??? ⑺ 光子不僅有能量，還具有動量 ． 由題意可知頻率為 i? 的光子的動量 chp ii ?? ⑻ 光子射到塵埃表面被塵埃吸收 ， 故光子作用于塵埃的沖量 高中物理教學(xué)研究網(wǎng) 第 25 屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽卷 第 18 頁 共 19 頁 ii pI ?? ⑼ 單位時間內(nèi)射到塵埃單位面積上的各種頻率的光子對塵埃的總沖量 ? ?????i i iiii pNINI ⑽ I? 也就是壓強 ． 由于塵埃表面是球面 ， 球面上各部分并不都與太陽輻射垂直 ， 但射到球面上的光輻射與射到與太陽輻射垂直的地球大圓表面上的光輻射是相等的 ， 故太陽輻射作用 于塵埃的力 IRF ?? 2? ⑾ 由 ⑺ 式 —⑾ 式得 ScRF 2?? ⑿ 由于 ⑹ 式和 ⑿ 式得 ecegRcrSTGRfF ?4 2? ⒀ 代入有關(guān)數(shù)據(jù)得 ???fF ⒁ 評分標(biāo)準(zhǔn)： 本題 13 分 ． 求得 ⑹ 式得 4 分，求得 ⑿ 式得 7 分，求得 ⒀ 式得 1 分，求得 ⒁ 式得 1 分 ． 21． 參考解答 ： (i) 在空間取如圖所示的直角坐標(biāo) Oxyz， Ox 軸沒電場方向 ，Oy 沿磁場方向 ， Oz 軸與重力方向相反 ． 因為磁場作用于質(zhì)點的洛倫茲力與磁場方向垂直 ， 即在 Ozx 平面內(nèi) ； 作用于質(zhì)點的電場力和重力也在 Oxz 平面內(nèi) ， 故質(zhì)點在 y 方向不受力作用 ，其速度沿 y 方面的分速度的大小和方面是不變的 ． 根據(jù)題意 ，質(zhì)點速度大小是恒定不變的 ， 而磁場作用于質(zhì)點的洛倫茲力對質(zhì)點不做功 ， 故質(zhì)點的速度沿垂直磁場方向的大小一定是恒定不變的 ， 故此分速度必須與電場力和重力的合力垂直 ． 由于電場力和重力的合力的方向是不變的 ， 故此分速度的方向也是不變的 ． 由此可得到結(jié)論 ： 質(zhì)點速度的方向也是不變的 ， 即 質(zhì)點在給定的場中作勻速直線運動 ， 其軌跡是直線 ， 在 Oxz 平面內(nèi) ， 與電場和重力的合力垂直 ． (ii) 質(zhì)點作勻速直線運動表明電場、磁場和重力場對質(zhì)點作用力的合力等于 0． 設(shè)存在電場、磁場時質(zhì)點的速度大小為 0v ， 它在從標(biāo)系中的三個分量分別為 xv0 、 yv0 、 zv0 ， 這也就是電場 、磁場剛要消失時質(zhì)點的速度在三個場方向的分量，以 Fx、 Fy和 Fz分別表示 F 在坐標(biāo)系 中的分量，則有 O g x E B z y 高中物理教學(xué)研究網(wǎng) 第 25 屆全國中學(xué)生物理競賽預(yù)賽卷 第 19 頁 共 19 頁 00 ??? BqvqEF zx ⑴ 0?yF ⑵ 00 ???? BqvmgF xz ⑶ 由 ⑴ 、 ⑶ 式得 BEvx?0 ⑷ qBmgv z ?0 ⑸ 若知道了粒子的速度 v0，粒子速度的 y 分量為 20202020 zxy vvvv ??? ⑹ 因電場和磁場消失后，粒子僅在重力作用下運動，任何時刻 t 質(zhì)點的速度為 xx vv 0? ⑺ yy vv 0? ⑻ gtvv zz ?? 0 ⑼ 當(dāng) vx等于 0 時，粒子的動能最小，這最小動能 ? ?2020m in 21 yxk vvmE ?? ⑽ 根據(jù)題意有 ??????? 20m in 2121 mvmE k ⑾ 由 ⑽ 、 ⑾ 式得 ? ?202020 2 yx vvv ?? ⑿ 由 ⑷ 、 ⑸ 、 ⑹ 、 ⑿ 各式得 ? ? ? ?221 mgqBqBv ?? ⒀ 評分標(biāo)準(zhǔn)： 本題 16 分 第 (i)小問 4 分 ． 通過論證得到質(zhì)點作勻速直線運動的結(jié)論得 4 分 ． 第 (ii)小問 12 分 ． ⑷ 式 3 分 ， ⑸ 式 3 分 ， 求得 ⒀ 式 6 分 ．
試題試卷相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1