第21届全国中学生物理竞赛预赛题试卷及参考解答

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时间:2018-02-25

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1、第21届全国中学生物理竞赛预赛题试卷题号123456789总分得分阅卷人本卷共九题,满分140分.一、(15分)填空1.a.原子大小的数量级为m.b.原子核大小的数量级为m.c.氦原子的质量约为kg.d.一个可见光光子的能量的数量级为J.e.在标准状态下,1cm3气体中的分子数约为.(普朗克常量h=6.63×10-34J·s阿伏伽德罗常量NA=6.02×1023mol-1)2.已知某个平面镜反射的光能量为入射光能量的80%.试判断下列说法是否正确,并简述理由.a.反射光子数为入射光子数的80%;b.每个反射光子的能量是入射

2、光子能量的80%.m1m2a二、(15分)质量分别为m1和m2的两个小物块用轻绳连结,绳跨过位于倾角a=30°的光滑斜面顶端的轻滑轮,滑轮与转轴之间的摩擦不计,斜面固定在水平桌面上,如图所示.第一次,m1悬空,m2放在斜面上,用t表示m2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间.第二次,将m1和m2位置互换,使m2悬空,m1放在斜面上,发现m1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为.求m1与m2之比.ks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uk

3、s5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uODPA+C+K--M三、(15分)测定电子荷质比(电荷q与质量m之比q/m)的实验装置如图所示.真空玻璃管内,阴极K发出的

4、电子,经阳极A与阴极K之间的高电压加速后,形成一束很细的电子流,电子流以平行于平板电容器极板的速度进入两极板C、D间的区域.若两极板C、D间无电压,则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的O点;若在两极板间加上电压U,则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P点;若再在极板间加一方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场,则打到荧光屏上的电子产生的光点又回到O点.现已知极板的长度l=5.00cm,C、D间的距离d=1.50cm,极板区的中点M到荧光屏中点O的距离为L=12.50cm,U=200V,P点到O点的距离,B=6.3×10

5、-4T.试求电子的荷质比.(不计重力影响).ks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5

6、uks5uks5uks5uks5u四、(15分)要使一颗人造地球通讯卫星(同步卫星)能覆盖赤道上东经75.0°到东经135.0°-11-之间的区域,则卫星应定位在哪个经度范围内的上空?地球半径R0=6.37×106m.地球表面处的重力加速度g=9.80m/s2.ks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks

7、5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5uks5udMabcBBKLPQ五、(15分)如图所示,两条平行的长直金属细导轨KL、PQ固定于同一水平面内,它们之间的距离为l,电阻可忽略不计;ab和cd是两根质量皆为m的金属细杆,杆与导轨垂直,且与导轨良好接触,并可沿导轨无摩擦地滑动.两杆的电阻皆为R.杆cd的中点系一轻绳,绳的另一

8、端绕过轻的定滑轮悬挂一质量为M的物体,滑轮与转轴之间的摩擦不计,滑轮与杆cd之间的轻绳处于水平伸直状态并与导轨平行.导轨和金属细杆都处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨所在平面向上,磁感应强度的大小为B.现两杆及悬物都从静止开始运动,当ab杆及cd杆的速度分别达到v1和v2时,两杆加速度的大

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