物理競(jìng)賽模擬訓(xùn)練題四

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1、物理競(jìng)賽模擬訓(xùn)練題四本卷11個(gè)大題總分165分。時(shí)間180分鐘。1（15）下而是一個(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)反彈厲，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)fim^O.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，其下端與坑底乙間冇小空隙。將此裝置從A下端離地板的高度II二1.25m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

2、平號(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)量為巾，在離地面高度為力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)噴岀氣體的質(zhì)量為丄刃，噴出速度100為空間站原來(lái)速度的37倍，墜入過程中外力對(duì)空間站做功為借求：（1）空間站做鬪周運(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)地球衣面的重力加速度為g,地球半徑為Q圖甲圖乙3.（15分）如圖甲，A.B兩板間距為色，板間電勢(shì)差為2仏C、〃兩板

3、間距離和板長(zhǎng)均J為L(zhǎng),兩板間加一如圖乙所示的電壓.在S處有一電屋為q、質(zhì)量為刃的帶電粒子，經(jīng)力、〃間電場(chǎng)加速乂經(jīng)ad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3不計(jì)重力影響，欲使該帶電粒子經(jīng)過某路徑后能返冋S處.求：(1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度廠至少為多少?(2)該帶電粒子周期性運(yùn)動(dòng)的周期T.2.(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)量屮心旋轉(zhuǎn)形成的相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng).已知正、負(fù)電子的質(zhì)量均為陋,普朗克常數(shù)為力,靜電力常量為匕假設(shè)“電子偶數(shù)”中正、負(fù)電子繞它們質(zhì)量中心做勻

4、速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑廣、運(yùn)動(dòng)速度v及電子的質(zhì)量滿足量子化理論：2mevnrn=nh/2,n=l,2……，“電子偶數(shù)”的能量為止負(fù)電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和系統(tǒng)的電勢(shì)能之和，已知兩止負(fù)電了相距為厶時(shí)的電勢(shì)能為Ep=?k［，試求〃=1時(shí)''電了偶數(shù)”的能量.3.(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"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;②接通開關(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)的電壓農(nóng)讀數(shù)S=6.2V和微安衣讀數(shù)/()=490uA;③斷開

5、電鍵S并同時(shí)開始計(jì)時(shí)，每隔5s或10s讀一次微安表的讀數(shù)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纟R數(shù)據(jù)，以f為橫坐標(biāo)，，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)(圖屮用“X”表示)，則：圖12⑴根據(jù)圖示中的描點(diǎn)作出圖線.(2)試分析圖示中口圖線下所圍的“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S所帶的電量00,并計(jì)算電容器的電容.2.（15分）據(jù)有關(guān)資料介紹，受控核聚變裝置屮有極高的溫度，因而帶電粒子將沒有通常意義上的“容器”可裝，而是由磁場(chǎng)約束帶電粒子運(yùn)動(dòng)J'、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

6、個(gè)問題：如圖11所）；示是一個(gè)截面為內(nèi)徑乩=0.61“、外徑/?2=1.2m的環(huán)狀區(qū)域，區(qū)域內(nèi)有垂V>sV:U直于截面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知氨核的荷質(zhì)比2-4.8X107C/kg,磁場(chǎng)的磁「mKI11感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T,不計(jì)帶電粒子重力.（1）實(shí)踐證明，氨核在磁場(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)的軌道半徑廠有關(guān)，試導(dǎo)tilvA/r的關(guān)系式.（2）若氨核在平行于截面從4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，求氨核的最人速度.3.（15分）在科技活動(dòng)屮某同學(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

7、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.冬與彈簧上端連接,當(dāng)托盤中沒有放物體時(shí)，電壓表示數(shù)為零.設(shè)變阻器的產(chǎn)4總電阻為心總長(zhǎng)度為/,電源電動(dòng)勢(shì)為e,內(nèi)阻為廠，限流電阻的阻值為y北:R。,彈簧勁度系數(shù)為匕不計(jì)一切摩擦和其他阻力，電壓表為理想表，當(dāng)II'托盤上放上某物體時(shí)，電壓表的示數(shù)為U,求此時(shí)稱量物體的質(zhì)量.X4.（15分）帶冇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)帶止電的油滴M浮在兩板止中央，處于靜止?fàn)顟B(tài)，其質(zhì)量為?帶電量為q,如圖15所示.在油滴止上方距A板高度為d處有另一質(zhì)丹量

8、為加的帶電汕滴N由靜止開始釋放,可穿過4板上的?T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)境屮，不計(jì)油滴M和”間的萬(wàn)冇引力和庫(kù)侖力以及金屬板的厚度，耍