全國(guó)中學(xué)生高中物理競(jìng)賽預(yù)賽試題分類匯編-資料下載頁
2025-04-08 12:19本頁面
【正文】 應(yīng)中放出的快中子減速。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，？參考解答設(shè)中子和碳核的質(zhì)量分別為和，碰撞前中子的速度為，碰撞后中子和碳核的速度分別為和，因?yàn)榕鲎彩菑椥耘鲎玻栽谂鲎睬昂?，?dòng)量和機(jī)械能均守恒，又因、和沿同一直線，故有 （1） （2）解上兩式得 （3）因代入（3）式得 （4）負(fù)號(hào)表示的方向與方向相反，即與碳核碰撞后中子被反彈．因此，經(jīng)過一次碰撞后中子的能量為 于是 （5）經(jīng)過2，3，…，次碰撞后，中子的能量依次為，，…，有 …… （6）因此 （7）已知 代入（7）式即得 （8）故初能量的快中子經(jīng)過近54次碰撞后， 的熱中子。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題18分（1）、（2）、（4）、（6）式各3分；（5）、（7）、（8）式各2分。第19屆預(yù)賽（15分）今年3月我國(guó)北方地區(qū)遭遇了近10年來最嚴(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）參考解答（1）在地面附近，沙塵揚(yáng)起要能懸浮在空中，則空氣阻力至少應(yīng)與重力平衡，即 ①式中為沙塵顆粒的質(zhì)量，而 ② ③得 ④代入數(shù)據(jù)得 ⑤（2）用、分別表示時(shí)揚(yáng)沙到達(dá)的最高處的空氣密度和高度，則有 ⑥此時(shí)式①應(yīng)為 ⑦由②、③、⑥、⑦可解得 ⑧代入數(shù)據(jù)得 ⑨評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題15分。1. 第一小題8分。其中①式3分，②式1分，③式1分，④式2分，⑤式1分。2. 第二小題7分。其中⑥式1分，⑦式1分，⑧式3分，⑨式2分。 專業(yè)整理分享
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