高中物理竞赛赛模拟卷4含答案.docx

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高中物理竞赛赛模拟卷4含答案物理竞赛复赛模拟卷1.μ子的电量q=-e(e=1.6×10-19C)，静止质量m0=101MeV/c2，静止时的寿命τ0=10-6s。设在地球赤道上空离地面高度为h=104m处有一μ子以接近于真空中光速的速度垂直向下运动。1〕、试问此μ子至少应有多大总能量才能到达地面？2〕、假设把赤道上空104m高度范围内的地球磁场看作匀强磁场，磁感应强度B=10-4T，磁场方向与地面平行。试求具有第1问所得能量的μ子在到达地面时的偏离方向和总的偏转角。北zB西xOy南2.热中子能有效地使铀235裂变，但裂变时放出的中子能量代谢较高，因此在核反响堆中石墨作减速剂。假设裂变放出的中子动能为2.2MeV，欲使该中子慢化为热中子〔动能约为0.025eV〕，问需经过多少次对撞？3.半径为R、质量为M1的匀称圆球与一质量为M2的重物分别用细绳，AD和ACE悬挂于同一点A，并处于平衡，如图11-205所示，确定悬点A到球心O的距离为L，不考虑绳的质量和绳与球的摩擦，试求悬挂圆球的绳AD与竖直方向AB A?TDOBM1gNCE M2g的夹角θ。4.火车以速度v1向前行驶。司机突然发觉，在前方同一轨道上距车为s处有另一辆火车，它沿一样的方向以较小的速度v2作匀速运动，于是他马上使车作匀减速运动，加速度大小为a，要使两车不致相撞，那么a应满意的关系式为_____________________。5．如下图，有一个一端开口、一端封闭的长圆柱形导热容器，将其开口向上竖直放置。在气温为27℃、气压为760mmHg、相对湿度为75%时，用一质量可不计的光滑薄活塞将开口端封闭。确定水蒸气的饱合蒸气压为26.7mmHg，在0℃时为4.5mmHg。〔1〕假设保持温度不变，想通过在活塞上方注入水银加压强的方法使管内起先有水珠出现，那么容器至少为多长？〔2〕假设在水蒸气刚起先凝聚时固定活塞，降低容器温度，当温度降至0℃时，容器内气体压强为多大？水银活塞6．一个静止的竖直放置的玻璃管，长为H=23cm，粗细匀称，开口向下，其内有一段长为h=10cm的水银柱，把长为L0=10cm的空气柱封闭在管的上端。设外界大气压强p0=1.0×105Pa，求当管以20m/s2的加速度上升时，管中封闭的气柱长为多少厘米？〔取g=10m/s2，水银密度ρ=1.4×104kg/m3〕7．如下图，用导热材料制成的两端开口的U型管ABCD，其中AB高h=24cm，CD高L2=20cm，截面积分别为SAB=1cm2，SCD=2cm2，起先时两管均有高h=16cm的水银柱，现用两个橡皮帽将两个管口封闭，翻开下方的阀门K，用注射器从底部缓慢抽出水银，当其中的一个管内的A水银被抽干时马上关闭阀门K。〔确定大气压强为p0=75cmHg〕BDhK〔1〕请你判定首先被抽干的是哪一管中的水银？〔2〕另一只管中剩余的水银柱高度为多少？C 8．如图〔a〕所示，水平固定的圆筒由足够长粗筒和细筒相接而成，筒中有直径不同的两个活塞A、B用一根细绳相连，活塞B通过水平细绳、定滑轮与一个质量为m=2.0kg的重物C连接，A、B两活塞的横截面积分别为S1=20cm，2 LALB〔a〕S2=10cm2。当两活塞封闭的空气柱温度为t=327℃时，两活塞保持静止，此时两活塞分别与大小圆筒的相接面的距离均为L，确定大气压强p0=1.0×105Pa，活塞与筒壁、滑轮与轮轴间的摩擦均可忽视不计，取g=10m/s2，求：〔1〕此时筒内两活塞间气柱的压强为多大？?〔2〕当筒内气柱的温度缓慢降到27C时，活塞A能否向右移动距离L，试说明理由。?〔3〕当气柱温度降到27C时，筒内气柱的压强为多大？〔在整个改变过程中，A、B绳子始终有作用力〕。9.众所周知，在沙漠中能视察到蜃楼现象，假设在近大地的空i3i2i1 n4气层中，光速按c(z)=c(1-az)规律改变，式中c为光沿地面的速度，00 n3n2z为离地高度。试问：视察者视察到蜃楼现象时，估计真实景物离n1他多远？设视察者身高为h。10.如下图，在内半径为r、外半径为R，折射率为n1的玻璃管r中充溢了折射率为n2的发光液体，试问，从远处看，当管的厚度消Rn1n2失时，r和R应满意什么条件？11.空气中放一个半径为R、折射率为n的玻璃球，两支相距d<2R的平行细光束相对球心对称地射到球上，两支光束与球心共面，d2d2αR?α?2如下图。〔1〕为使两支光束在球内有实交点，d与n之间必需满意什么样的关系？〔2〕为使两支光束对任何d<2R均在球外有实交点，n可取哪些值？12．如下图，半径为R的绝缘圆环由直径AB分成的两半局部各匀称带有正、负电荷。正负电荷的电量都是Q。(1)试证明过直径AB的直线是一条电势为零的等势线。(2)求带正电的半圆环所激发的电场在环心O点的电势。aD????A??O??C????Bb??1.μ子的电量q=-e(e=1.6×10-19C)，静止质量m0=101MeV/c2，静止时的寿命τ0=10-6s。设在地球赤道上空离地面高度为h=104m处有一μ子以接近于真空中光速的速度垂直向下运动。1〕、试问此μ子至少应有多大总能量才能到达地面？2〕、假设把赤道上空104m高度范围内的地球磁场看作匀强磁场，磁感应强度B=10-4T，磁场方向与地面平行。试求具有第1问所得能量的μ子在到达地面时的偏离方向和总的偏转角。分析：利用时间膨胀公式可将地球上观测到的?子的北zB西xOy南寿命?与静止系中的寿命?0建立联系。对地球上的视察者而言，?子为能到达地面，所具速度必需保证它在?时间内走完全程。利用质能公式可得?子的相应能量。由于?子的动能比重力势能大得多，重力影响可忽视。又因地磁场引起的偏转较小，计算第1问时可不考虑洛伦兹力，因此，可把?子近似看成作匀速直线运动。求解第2问时，必需考虑由地磁场引起的洛伦兹力，此力使?子产生偏转。因洛伦兹力对?子不做功，故其能量保持常值。依据动力学方程和质能公式可写出?子坐标所遵从的微分方程，解此微分方程即可求得偏转量。?子除受洛伦兹力外，还受地球自转引起的科星奥利力的作用，它对?子偏转的影响应作一估算。解：〔1〕近似地把?子看成是作匀速直线运动，速度为?，到达地面所需地球时间为t?h??hc为能到达地面，需满意t??式中?为地球视察者测得的?子寿命，它与?0的关系为??由质能公式，?子的能量为?01??2c2 E?给合以上诸式，有m0c21??2c2 E?m0c2?tmch?m0c2?0?0t0?0代人数据，?子至少应有能量E?m0ch?0101?1043?MeV?3.3?10MeV8?63?10?10〔2〕、如下图，取直角坐标系Oxyz，原点O在地面，x轴指向西，y轴垂直于地面对上指向北。?子的初始位置和初速度为x?0??0 x?0??0 y?0??h y?0????z?0??0 z?0??0磁场B与z轴方向相同，?子所受洛伦兹力为F??e??B?子的动力学方程为dp?F??e??B dt其中p?m??E?c2 E=常量id?c2ec2e??y?r??????B??x?zdtEE0 0 B成重量形式为jkc2eBc2eB?????,????xyyxEE〔1〕〔2〕〔1〕式对t求导后再将〔2〕式代入，得????2x??0 x?式中c2eB??E上述方程的解为????co?s?t???x????t????x?x?sin?因此，有2c2eBceB??????????sin??t?????xy?sin??t???EE故得????t???y??sin??y??co?s?t????y??初条件为??0????co?s?0 x??x?0??sin??x??0???0????sin????y??y?0???co?s?h?得????,????2???x???,y??h??最终得?子的坐标为x???????sinst???t?????1?co???2????????co?s?t???h?h?sin?t??2??y??到达地面时，y=0，即有?hc2eBhsin?t???E?因??c，有8?44ceBh3?10?10?10sin?t???0.0919E3.3?10 2???h?2?1??h?1?co?st?1??1???????2??????????12?子到达地面时的x坐标为2?1??h?x地?????2???朝x方向〔向西〕的偏转角为x地?h1?????0.09r1ad?0.046radh2?2落地点向西偏离的距离为4x?ha?10?0.046m?460m地?子落地过程需时t????01??2c2?3.3?10?5s此阶段地球外表一点转过的距离为s?R?地t?6.4?106?2??3.3?10?5m?0.015m24?3600可见，s?x地，即由地球自转引起的偏离可以忽视。2.热中子能有效地使铀235裂变，但裂变时放出的中子能量代谢较高，因此在核反响堆中石墨作减速剂。假设裂变放出的中子动能为2.2MeV，欲使该中子慢化为热中子〔动能约为0.025eV〕，问需经过多少次对撞？解：运动的中子与石墨中静止的碳原子碰撞可作为弹性碰撞处理。设第k次碰拼音字母前中子速度大小为?k?1，碰后速度大小为?k，由动量守恒和能量守恒可得?k?mC?mn?k?1mC?mn式中mC.mn分别为碳原子、中子的质量，近似有mc?12mn。于是?k可表述本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！。