1995年第12届全国中学生物理竞赛决赛试题及参考答案 联系客服

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第12届全国中学生物理竞赛

决赛试题

一、一理想的凸透镜,它容许入射光完全透过,此透镜直径D?10cm,焦距f?15cm,水平放置,

四束激光沿竖直方向对称地入射到透镜靠边缘处。已知四束激光总功率为W?1.2W。求激光对透镜的作用力。已知光子动量P?E/c,其中E为光子能量,c为光速。

二、如图电路中,C1?4C0,C2?2C0,C3?C0,电池电动势为ε,不计内阻,C0和ε为已知量。

先在断开K4的条件下,接通K1、K2、K3,令电池给三个电容器充电;然后断开K1、K2、K3,接通K4,使电容器放电。求:

三、正四面体ABCD各面均为导体,但又彼此绝缘。已知带电后四个面的静电势分别为φ1、φ2、φ3(1)放电过程中,电阻R上共产生多少热量。

(2)放电过程达到放电总量一半时,R上的电流是多大。

和φ4,求四面体中心O点的电势φ。

四、在某自行车赛场直行跑道的一侧有一外高内低、倾斜角为θ的斜面,直行跑道长度为L,斜面

上端高度为h,如图所示。运动员由A点出发,终点为A′。运动员可以选行直线AA′行进、或沿对称折线AMA′行进的路线。若出发时自行车的速度均为v0,且在行进途中运动员蹬车时的驱动力等于所受的阻力,又设车轮与地面间的侧向摩擦足以阻止车轮侧滑,若要取得较好的成绩,运动员应采用那种路线?

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五、一根两端封闭、粗细均匀的石英管,竖直放置,内有一段水银柱,将管隔成上下两部分。下方

为空气,上方为一种可分解的双原子分子气体(每个分子由两个原子组成)。此种双原子分子气体的性质为:当T?T0时,其分子开始分解为单原子分子(仍为气体)。用n0表示时的双原子分子数,?n表示T0??T时分解了的双原子分子数,其分解规律为当?T很小时,有如下的关系:?n/n0??T/T0。

已知初始温度为T0,此时,下方的气柱长度为2l0,上方的气柱长度为l0,水银柱产生的压强为下

方气体压强的α倍(0???1)。试讨论当温度由T0开始缓慢上升时,水银柱将上升还是下降。忽略石英管和水银柱的体积随温度的变化。

六、一弹簧振子,两端为质量都是m?0.1kg、大小不计的物体A、B,中间是一静止长度为l0、劲提示:可用xl0表示水银柱因温度升高而移动的距离,x?0表示升高,x?0表示下降。

度系数为k0、质量可以忽略的理想弹簧。现此振子自某一高度、A端在下,竖直地自由下落至一水平桌面。开始下落时,A距桌面的高度为H?2m,开始时弹簧无伸长或压缩。A与桌面发生弹性碰撞后跃离桌面,当A第二次接触桌面时,发现弹簧的压缩达到最大。求:

(1)弹簧劲度系数k0之值。 (2)A第二次与桌面接触时的速度。

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