物理競(jìng)賽模擬訓(xùn)練題

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1、物理競(jìng)賽模擬訓(xùn)練題1（15）下面是一個(gè)物理演示實(shí)驗(yàn)，它顯示：圖中自由下落的物體A和B經(jīng)反彈后，B能上升倒比初始位置高得多的地方。A是某種材料做成的實(shí)心球，質(zhì)量m1=0.28kg，在其頂部的凹坑中插著質(zhì)量m2=0.10kg的木棍B。B只是輕輕地插在凹坑中，其下端與坑底之間有小空隙。將此裝置從A下端離地板的高度H=1.25m處由靜止釋放。實(shí)驗(yàn)中，A觸地后在極短時(shí)間內(nèi)反彈，且其速度大小不變；接著木棍B脫離A開(kāi)始上升，而球A恰好停留在地板上，求B上升的高度。（g=10m/s2）2.(13分)俄羅斯“和平

2、號(hào)”空間站在人類航天史上寫下了輝煌的篇章，因不能保障其繼續(xù)運(yùn)行，3月20號(hào)左右將墜入太平洋.設(shè)空間站的總質(zhì)量為ｍ，在離地面高度為ｈ的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)墜落時(shí)地面指揮系統(tǒng)使空間站在極短時(shí)間內(nèi)向前噴出部分高速氣體，使其速度瞬間變小，在萬(wàn)有引力作用下下墜.設(shè)噴出氣體的質(zhì)量為m，噴出速度為空間站原來(lái)速度的37倍，墜入過(guò)程中外力對(duì)空間站做功為W.求：(1)空間站做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的線速度.(2)空間站落到太平洋表面時(shí)的速度.(設(shè)地球表面的重力加速度為ｇ，地球半徑為R)3.(15分)如圖甲，A、B兩板間

3、距為，板間電勢(shì)差為U，C、D兩板間距離和板長(zhǎng)均為L(zhǎng)，兩板間加一如圖乙所示的電壓.在S處有一電量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子，經(jīng)A、B間電場(chǎng)加速又經(jīng)C、D間電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入一個(gè)垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感強(qiáng)度為B.不計(jì)重力影響，欲使該帶電粒子經(jīng)過(guò)某路徑后能返回S處.求：(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度L′至少為多少?(2)該帶電粒子周期性運(yùn)動(dòng)的周期T.4.(15分)1951年，物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“電子偶數(shù)”，所謂“電子偶數(shù)”就是由一個(gè)負(fù)電子和一個(gè)正電子繞它們的質(zhì)量中心旋轉(zhuǎn)形成的相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng).已知正、負(fù)電子的質(zhì)量均

4、為me，普朗克常數(shù)為h，靜電力常量為k，假設(shè)“電子偶數(shù)”中正、負(fù)電子繞它們質(zhì)量中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r、運(yùn)動(dòng)速度v及電子的質(zhì)量滿足量子化理論：2mevnrn=nh/2π，n=1,2……，“電子偶數(shù)”的能量為正負(fù)電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和系統(tǒng)的電勢(shì)能之和，已知兩正負(fù)電子相距為L(zhǎng)時(shí)的電勢(shì)能為Ep=-k，試求n=1時(shí)“電子偶數(shù)”的能量.5.(15分)如圖12是用高電阻放電法測(cè)電容的實(shí)驗(yàn)電路圖，其原理是測(cè)出電容器在充電電壓為U時(shí)所帶的電荷量Q，從而求出其電容C.該實(shí)驗(yàn)的操作步驟如下：①按電路圖接好實(shí)驗(yàn)電路;

5、②接通開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，使微安表的指針接近滿刻度，記下這時(shí)的電壓表讀數(shù)U0＝6.2V和微安表讀數(shù)I0＝490μA;③斷開(kāi)電鍵S并同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，每隔5s或10s讀一次微安表的讀數(shù)i,將讀數(shù)記錄在預(yù)先設(shè)計(jì)的表格中;④根據(jù)表格中的12組數(shù)據(jù)，以t為橫坐標(biāo)，i為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)(圖中用“×”表示),則：圖12(1)根據(jù)圖示中的描點(diǎn)作出圖線.(2)試分析圖示中i-t圖線下所圍的“面積”所表示的物理意義.(3)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果和圖線，估算當(dāng)電容器兩端電壓為U0所帶的電量Q0，并計(jì)算電容器的電

6、容.圖116.(15分)據(jù)有關(guān)資料介紹，受控核聚變裝置中有極高的溫度，因而帶電粒子將沒(méi)有通常意義上的“容器”可裝，而是由磁場(chǎng)約束帶電粒子運(yùn)動(dòng)使之束縛在某個(gè)區(qū)域內(nèi).現(xiàn)按下面的簡(jiǎn)化條件來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題：如圖11所示是一個(gè)截面為內(nèi)徑R１＝0.6m、外徑R2=1.2m的環(huán)狀區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有垂直于截面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知氦核的荷質(zhì)比=4.8×107C/kg，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，不計(jì)帶電粒子重力.(1)實(shí)踐證明，氦核在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)沿垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)速度v的大小與它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r有關(guān)，試導(dǎo)出

7、v與r的關(guān)系式.(2)若氦核在平行于截面從A點(diǎn)沿各個(gè)方向射入磁場(chǎng)都不能穿出磁場(chǎng)的外邊界，求氦核的最大速度.圖137.(15分)在科技活動(dòng)中某同學(xué)利用自制的電子秤來(lái)稱量物體的質(zhì)量，如圖13所示，為電子秤的原理圖，托盤和彈簧的電阻與質(zhì)量均不計(jì).滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端與彈簧上端連接，當(dāng)托盤中沒(méi)有放物體時(shí)，電壓表示數(shù)為零.設(shè)變阻器的總電阻為R，總長(zhǎng)度為l，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，限流電阻的阻值為R0，彈簧勁度系數(shù)為k，不計(jì)一切摩擦和其他阻力，電壓表為理想表，當(dāng)托盤上放上某物體時(shí)，電壓表的示數(shù)為U，求此

8、時(shí)稱量物體的質(zhì)量.8.(15分)帶有等量異種電荷的兩個(gè)平行金屬板A和B水平放置，相距為d(d遠(yuǎn)小于板的長(zhǎng)和寬)，一個(gè)帶正電的油滴M浮在兩板正中央，處于靜止?fàn)顟B(tài)，其質(zhì)量為m,帶電量為q，如圖15所示.在油滴正上方距A板高度為d處有另一質(zhì)量為m的帶電油滴N由靜止開(kāi)始釋放，可穿過(guò)A板上的小孔進(jìn)入兩板間并與M相碰，碰后結(jié)合成一個(gè)大油滴.整個(gè)裝置放置在真空環(huán)境中，不計(jì)油滴M和N間的萬(wàn)有引力和庫(kù)侖力以及金屬板的厚度，要使油滴N能與M相碰且結(jié)合后又不至于同金屬板B相碰，求：(1)金屬板A、B間的電勢(shì)差是多少