高中物理竞赛复赛模拟试题一

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1、http://www.gaokaovip.com拥有学而优轻松高考我无忧高中物理竞赛复赛模拟卷（一）姓名分数(本试卷与模拟试卷沈晨卷相同)1．（20分）设想宇宙中有1个由质量分别为m1、m2……mN的星体1、2……N构成的孤立星团，各星体空间位置间距离均为a，系统总质量为M，由于万有引力的作用，N个星体将同时由静止开始运动。试问经过多长时间各星体将会相遇？2．（25分）（1）在两端开口的竖直放置的U型管中注入水银，水银柱的全长为h。若把管的右端封闭，被封闭的空气柱长L，然后使水银柱作微小的振荡，设空气为理想气体，且认为水

2、银振荡时右管内封闭气体经历的是准静态绝热过程，大气压强相当于h0水银柱产生的压强，空气的绝热指数为。试求水银振动的周期T2。已知对于理想气体的绝热过程有=常数。（2）在大气压下用电流加热1个绝热金属片，使其以恒定的功率P获取电热，发现在一定的温度范围内金属绝对温度T随时间t的增长关系为。其中T0、a、t0均为常量。求该金属片的热容量CP随温度T变化的关系。3．（20分）如图所示，当船舶抛锚时，要把缆绳在系锚桩上绕好几圈（N圈），这样做时，锚桩抓住缆绳必须的力，经船作用于缆绳的力小得多，以避免在船舶遭到突然冲击时拉断缆绳，

3、这两力比F1:F2，与缆绳绕系锚桩的圈数有关，设泊船时将缆绳在系锚桩上绕了5圈，计算比值F1:F2，设缆绳与锚桩间的摩擦因数。4．（25分）速调管用于甚高频信号的放大，速调管主要由两个相距为b的腔组成，每个腔有1对平行板，如图所示，初始速度为v0的一束电子通过板上的小孔横穿整个系统。要放大的高频信号以一定的相位差（1个周期对应于2π相位）分别加在两对电极板上，从而在每个腔中产生交变水平电场。当输入腔中的电场方向向右时，进入腔中的电子被减速；反之，电场方向向左时，电子被加速。这样，从输入腔中射出的电子经过一定的距离后将叠加

4、成短电子束。如果输出腔位于该电子束形成处，那么，只要加于其上的电压相位选择恰当。输出腔中的电场将从电子束中吸收能量。设电压信号为周期T=1.0×10－9s，电压U=0.5V的方波。电子束的初始速度v0=2.0×106m/s，电子荷质比e/m=1.76×1011C/kg。假定间距a很小，电子渡越腔的时间可忽略不计。保留4位有效数字。计算：（1）使电子能叠加成短电子束的距离b。（2）由相移器提供的所需的输出腔也输入腔之间的相位差。学而优高考网试卷下载第8页（共8页）咨询电话：010-63804476QQ:284769949Q

5、Q:1071206641http://www.gaokaovip.com拥有学而优轻松高考我无忧5．（25分）如图所示，为一个英国作家提出的一个登天缆绳的设想：用一根足够长的缆绳，竖在赤道上空，这根绳不会飞离地球，因此可以通过这根缆绳向地球卫星运送物品，甚至沿绳爬到太空去游览。科学家认为这个设想是合理的，但这种缆绳的抗拉力长度（即这样长度的绳子将被自身重力所拉断）极大。（1）根据力学原理，给出这根缆绳上任一位置r处绳的张力，并确定张力最大的位置。（2）取地球半径R=6400km，地球同步卫星轨道半径r0=6.6R，估算这

6、种缆绳的抗拉力长度L。（3）估算这条登天缆绳的长度L0。6．（25分）如图所示，电路由下列元器件组成：开始时未充电、电容值为C的电容器，电感为L、电阻为零的线圈，电动势为ε、内阻忽略的电池，以及氖灯N和开关S。氖灯在其接点电压小于燃点电压Uz时保持绝缘体的特性，而超过这个电压时即点燃，并引起电容器迅速放电，至被称为熄灭电压的电压值Ug，以后电流就又停止。假定电容器通过氖灯放电的时间非常短，可以认为放电过程中流过线圈的电流没有变化。在ε=34V，Uz=64V，Ug=22V时，闭合S后氖灯共亮几次？电容器上电压在什么区间变化

7、？提示：利用力与电的相似比拟。学而优高考网试卷下载第8页（共8页）咨询电话：010-63804476QQ:284769949QQ:1071206641http://www.gaokaovip.com拥有学而优轻松高考我无忧高中物理竞赛复赛模拟卷（一）答案与分析第一题（20分）解析：设系统的质心为O，可先研究质量为m1的质点1，它将受到其它各质点的引力：；……上列各式中，为各质点对质心O位置的矢径。则质点1所受合力为由于O为质心，系统不受外力，故，则有。若设矢量的大小为，那么质点1所受其它质点引力的合力大小为质点1所受各质

8、点引力的合力等效于质量为的质点对它发生的引力，1在这个平方反比作用下，在以O为1个焦点，以r/2为长半轴，而短半轴为零的“椭圆轨道”运动，初始位置为“远地点”，经半个周期，到达“近地点”O。对于其它各质点，情况相同，故相遇时所经历的时间为第二题（25分）解析：1．右端封闭后，随着水银柱的振荡，被封闭的空气经历绝热膨胀