20xx大同杯物理競賽試題-資料下載頁
2025-01-14 16:05本頁面
【正文】 b)H氣體Ⅰ圖線TT1T2H2H1氣體Ⅱ圖線第19（1）題圖太陽地球木星及衛(wèi)星 地球地球軌道木星軌道19．（15分） 光速的測定在光學(xué)的發(fā)展史上具有非常特殊而重要的意義。它不僅推動了光學(xué)實驗的發(fā)展，也打破了光速無限的傳統(tǒng)觀念，引發(fā)了一場物理革命，愛因斯坦提出了相對論。 (1)（4分）最初的光速值是根據(jù)丹麥科學(xué)家羅默的理論測出的。羅默對木星系進(jìn)行了長期系統(tǒng)的觀察和研究。他發(fā)現(xiàn)，離木星最近的衛(wèi)星——木衛(wèi)一繞木星運(yùn)行，隔一段時間就會被木星遮食一次，這個時間間隔在一年之內(nèi)的各個時間里并不是完全相同的。羅默在解釋這個現(xiàn)象時說，這是因為光穿越地球軌道需要時間，最長時間可達(dá)22min，已知地球軌道半徑。請根據(jù)羅默的數(shù)據(jù)算出光速的大小。P第19（2）題圖(2)（5分）如圖所示是邁克爾遜用轉(zhuǎn)動八面鏡法測光速的實驗示意圖，圖中P可旋轉(zhuǎn)的八面鏡，S為發(fā)光點，T是望遠(yuǎn)鏡，平面鏡O與凹面鏡B構(gòu)成了反射系統(tǒng)。八面鏡距反射系統(tǒng)的距離為AB＝L（L可長達(dá)幾十千米），且遠(yuǎn)大于OB以及S和T到八面鏡的距離?，F(xiàn)使八面鏡轉(zhuǎn)動起來，并緩慢增大其轉(zhuǎn)速，當(dāng)每秒轉(zhuǎn)動次數(shù)達(dá)到n0時，恰能在望遠(yuǎn)鏡中第一次看見發(fā)光點S，由此邁克爾遜測出光速c。請寫出測量光速的表達(dá)式。L0光源第19（3）題圖（a）→v(3) （6分）一車廂以速度v在水平地面上行駛，車廂底部有一光源，發(fā)出一光信號，射到車頂。已知在車廂里的觀察者測量到這一過程所用的時間為Dt0，如圖（a）所示。另外一個觀察者站在地面，他測量到的這一過程所用的時間為Dt，如圖（b）所示。研究表明不論觀察者是站在車廂里還是在地面上，車廂的高度L0都是不變的，光在車廂里和地面上傳播的速度都是c，試判斷Dt和Dt0哪一個更大一些，從中可以得出什么結(jié)論?！鷙L0光源L0光源第19（3）題圖（b）第20題圖vBOAv（14分）兩艘船A與B，在t=0時從港口O處同時以相同的速度v=10m/s分別向東、向南勻速前進(jìn)，如圖所示。當(dāng)A船距O點L1＝50m處第一次鳴笛，發(fā)出短促的汽笛聲，以后每前進(jìn)50m鳴笛一次。聲波以u=340m/s的速度向各個方向傳播。(1)（6分）求B船上的水手首次聽到汽笛聲的時刻。(2)（8分）求B船上的水手首次聽到汽笛聲到第二次聽到汽笛聲的時間間隔，并判斷B船上的水手以后聽到相鄰兩次汽笛聲的時間間隔是否發(fā)生變化。 11
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