2012年全國高中物理競賽模擬測試帶答案

1、2012年全國高中物理競賽模擬測試1.在折射率為n的介質(zhì)A中有一半經(jīng)為R的球形氣泡，氣體的折射率為n0.現(xiàn)在在氣泡中再放一個與氣泡同心的由透明介質(zhì)B構(gòu)成的球，并令一均勻平行光束射向氣泡1）如果任意一條在介質(zhì)A中射向氣泡表面的入射光線，在通過各介質(zhì)界面時的入射角和折射角都滿足sin=的條件，且該光線再進入介質(zhì)A時能沿原入射光線方向行進，如圖，則介質(zhì)B的折射率n和B球的半徑R必須滿足什么樣的關(guān)系式2）如果兩球間的介質(zhì)不是氣體而是一種透明液體（折射率n0），并要求任何入射角和折射角的數(shù)值都不大于0.1rad，則符合此條件的入射光束占射至外球面上的光束的百分比為多少1. n=n0n/n-(R/R)(n

2、-n0)2. nn0 ,0.01(n0R/nR)2 nn0 ,0.01n0R/nR-R(n-n0)22.半徑為R的細圓環(huán)上分布有不能移動的電荷，總電量為Q，若已知環(huán)內(nèi)某直徑AOB上的場強處處為零，試求圓環(huán)上電荷線密度的分布。=Qsin/4R3.一根繩的一端連接于A點，繩上距A端為a處系有一個質(zhì)量為m的質(zhì)點B，繩的另一端通過固定在C點的滑輪，A、C位于同一水平線上某人握住繩的自由端，以恒定的速率v收繩，當(dāng)繩收至圖所示的位置時，質(zhì)點B兩邊的繩與水平線的夾角分別為a和，求這時人收繩的力忽略繩與滑輪的質(zhì)量以及滑輪的摩擦F=mgcos/sin(+)+cos(+)/sin4(+)1+sincos(+)/s

3、i nmv2/a4.一臺激光器發(fā)出的激光功率為N=1000W，出射的光束截面積為A=1cm2, 當(dāng)該光束垂直入射到一物體平面上時，可能產(chǎn)生的光壓的最大值為多少這束光垂直射到溫度T為273K，厚度d為2cm的鐵板上，如果有80%的光束能量被激光所照射到的那一小部分鐵板所吸收，并使其溶化成與光束等面積的直圓孔，這需要多少時間？已知，對于波長為的光束，其每一個光子的動量為p=h/,鐵：熱容量C=26.6J/molk,密度=7.9103kg/m3,熔點Tm=1798k,溶解熱Lm=1.49104J/mol,摩爾質(zhì)量=5610-3kg1. 0.0667Pa 2. 19.56s5. 直立的氣缸內(nèi)裝有一定質(zhì)

4、量的理想氣體。每摩爾這種氣體的內(nèi)能為3RT/2，其中R為氣體普適常量，T為熱力學(xué)溫度。質(zhì)量M=7Kg的活塞與一勁度系數(shù)k=300N/m的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的下端固定在氣缸底部，如右圖所示，活塞與氣缸壁間的摩擦及彈簧的體積均可忽略不計。平衡時，測得氣缸內(nèi)氣體溫度為T1=300K，壓強P1=1.40105Pa，氣柱長L1=50cm，而活塞上方大氣壓強P0=1105Pa，活塞的橫截面積S=25cm2?，F(xiàn)有一質(zhì)量m=3Kg的鉛柱自活塞正上方H=80cm高處自由下落，與活塞發(fā)生完全非彈性碰撞，碰撞時間極短而可忽略。已知碰后鉛柱在運動過程中某一時刻又與活塞分開，此時氣缸內(nèi)氣體的溫度T2=290K，鉛柱最終

5、上升到活塞初始位置上方h=7.8cm。試求自鉛柱與活塞開始一起向下運動到鉛柱剛離開活塞的整個過程中，外界傳給氣缸內(nèi)氣體的熱量，計算中重力加速度取10m/s2，并假設(shè)活塞是絕熱的，氣缸壁是可以導(dǎo)熱的，彈簧始終處于彈性限度范圍之內(nèi)，且在考察的溫度范圍內(nèi)k不變。10.7J6.前燈效應(yīng)（1）在S系中，一光束沿與x軸成0角的方向射出，求在S系中光束與x軸所夾之角，設(shè)S系以速率u沿x軸相對S系運動（2）一光源在其靜止的坐標(biāo)系中向各個方向均勻地輻射光線，當(dāng)它以接近光速的速率u在某一坐標(biāo)系中運動時，它在前進方向上強烈的輻射，這種現(xiàn)象叫做前燈效應(yīng)，在同步加速器中非常顯著，在那里電子以相對論性的速率運動，在前進方

6、向上一窄束圓錐中發(fā)射光線，若發(fā)射出的輻射有一半在10-3弧度的圓錐張角中，應(yīng)用（1）的結(jié)果求光源的速率。1. tan=sin0/(cos0 +u/c)2. (1-5107)c3-2.如圖所示，在半徑為的圓柱空間中（圖中圓為其橫截面）充滿磁感應(yīng)強度大小為的均勻磁場，其方向平行于軸線遠離讀者在圓柱空間中垂直軸線平面內(nèi)固定放置一絕緣材料制成的邊長為的剛性等邊三角形框架，其中心位于圓柱的軸線上邊上點（）處有一發(fā)射帶電粒子的源，發(fā)射粒子的方向皆在圖預(yù)18-7中截面內(nèi)且垂直于邊向下發(fā)射粒子的電量皆為（0），質(zhì)量皆為，但速度有各種不同的數(shù)值若這些粒子與三角形框架的碰撞均為完全彈性碰撞，并要求每一次碰撞時速度方向垂直于被碰的邊試問：1帶