第18届全国中学生物理竞赛预赛试题.pdf

第十八届全国中学生物理竞赛预赛试题题 号得 分一二三四五六2001-09-09七总 计全卷共七题，总分为 140 分一、15 分如图预18l 所示，杆OA长为R，可绕过O点的水平轴在竖直平面内转动，其端点A系着一跨过定滑轮B、C的不可伸长的轻绳，绳的另一端系一物块M，滑轮的半径可忽略，B在O的正上方，OB之间的距离为H。某一时刻，当绳的BA段与OB之间的夹角为时，杆的角速度为，求此时物块M的速率vM。二、15 分两块竖直放置的平行金属大平板A、B，相距d，两极间的电压为U。一带正电的质点从两板间的M点开始以竖直向上的初速度v0运动，当它到达电场中某点N点时，速度变为水平方向，大小仍为v0，如图预182 所示求M、N两点问的电势差忽略带电质点对金属板上电荷均匀分布的影响三、18 分一束平行光沿薄平凸透镜的主光轴入射，经透镜折射后，会聚于透镜f 48cm处，透镜的折射率n 1.5。假设将此透镜的凸面镀银，物置于平面前 12cm处，求最后所成象的位置。四、1 8 分在用铀 235 作燃料的核反响堆中，铀 235 核吸收一个动能约为0.025eV的热中子慢中子后，可发生裂变反响，放出能量和23 个快中子，而快中子不利于铀235 的裂变为了能使裂变反响继续下去，需要将反响中放出的快中子减速。有一种减速的方法是使用石墨碳12作减速剂设中子与碳原子的碰撞是对心弹性碰撞，问一个动能为E01.75MeVeV的热中子？五、25 分如图预185 所示，一质量为M、长为L带薄挡板P的木板，静止在水平的地面上，设木板与地面间的静摩擦系数与滑动摩擦系数相等，皆为质量为m的人从木板的一端由静止开始相对于地面匀加速地向前走向另一端，到达另一端时便骤然抓住挡板P而停在木板上人与木板间的静摩擦系数足够大，人在木板上不滑动问：在什么条件下，最后可使木板向前方移动的距离到达最大？其值等于多少？六、24 分物理小组的同学在寒冷的冬天做了一个这样的实验：他们把一个实心的大铝球加热到某温度t，然后把它放在结冰的湖面上冰层足够厚，铝球便逐渐陷入冰内当铝球不再下陷时，测出球的最低点陷入冰中的深度h将铝球加热到不同的温度，重复上述实验8次，最终得到如下数据：实验顺序数热铝球的温度 t/陷入深度 h/cm铝的密度约为水的密度的3 倍，设实验时的环境温度及湖面冰的温度均为 0此情况下，冰的熔解热3.34105J/kg1试采用以上某些数据估算铝的比热c2对未被你采用的实验数据，试说明不采用的原因，并作出解释1552703854925104611071208140七、25 分如图预187 所示，在半径为a的圆柱空间中图中圆为其横截面充满磁感应强度大小为B的均匀磁场，其方向平行于轴线远离读者在圆柱空间中垂直轴线平面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L 1.6a的刚性等边三角形框架DEF，其中心O位于圆柱1L处有一发射带电粒子的源，发射粒子的方向皆在图预418-7 中截面内且垂直于DE边向下发射粒子的电量皆为q0，质量皆为m，但速度v的轴线上DE边上S点DS 有各种不同的数值假设这些粒子与三角形框架的碰撞均为完全弹性碰撞，并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边试问：1带电粒子速度v的大小取哪些数值时可使S点发出的粒子最终又回到S点？2.这些粒子中，回到S点所用的最短时间是多少？