重慶二外第29屆物理奧賽模擬試題 理論部分 一

2022-10-10 05:18:02 字數 2162 閱讀 1626

重慶二外高2013級

一、(20分)如圖系統,a重p,b重2p,c、d各重p/2,忽略斜面的摩擦.求(1)系統平衡時,α、β角各為多少?(2)如果將c、d之間的繩剪斷,求剪斷瞬間a、b的加速度.

二、(20分)有一水平放置的平行平面玻璃板,厚3.0 cm,折射率。在其下表面下2.

0 cm處有一小物;在玻璃扳上方有一薄凸透鏡,其焦距,透鏡的主軸與玻璃板面垂直;位於透鏡的主軸上,如圖所示。若透鏡上方的觀察者順著主軸方向觀察到的像就在處,問透鏡與玻璃板上表面的距離為多少?

三、(20分)貯氣罐的體積為v,罐內氣體壓強為p,貯氣罐經閥門與體積為v0的真空室相連,開啟閥門,為真空室充氣,達平衡後,關閉閥門,然後換乙個新的同樣的貯氣罐繼續為真空室充氣,直到室內壓強達到p0(p0四、(20分)如圖所示,有一勻質細導線彎成的半徑為a的圓線圈和一內接等邊三角形的電阻絲組成的電路(電路中各段的電阻值見圖)。在圓線圈平面內有垂直紙面向裡的均勻磁場,磁感應強度隨時間t均勻減小,其變化率的大小為一已知常量k。已知2=3。

試求圖中a、b兩點的電勢差-。

五、(20分)乙個物體被放在焦距長為的會聚透鏡前處,在會聚透鏡後處放置乙個焦距為的發散透鏡,見圖1。試求出最後像的位置、大小和虛實倒正。

六、(25分)要發射一顆地球人造衛星,使它在半徑為r2的預定軌道上繞地球做勻速圓周運動,為此先將衛星發射到半徑為r1的近地暫行軌道上繞地球做勻速圓周運動。在a點,突然使衛星速度增加,從而使衛星進入乙個橢圓的轉移軌道,並使它的遠地點恰好在預定軌道上。當衛星到達轉移軌道的遠地點b時,再次改變衛星速度,使它進入預定軌道執行。

試求衛星從a點到達b點所需的時間。設萬有引力恒量為g,地球的質量為m

七、(25分)質量各為m和m的兩物塊用輕軟的橡皮繩相連放在水平臺面上,橡皮繩原長為a,伸長時猶如一倔強係數為k的彈簧,物體與檯面的摩擦係數為μ,今將兩物體拉開至相距b(b>a)釋放。求兩物體從開始運動到相遇所經過的時間(設μ很小),以及相遇時兩者的相對速度。

一.參***:

(1)平衡時有

對a對b對c、d

可解得(2)在c、d之間的繩剛被剪斷的瞬間,設c的加速度的水平分量為ax,豎直分量為ay,根據牛頓第二定律

對a對b對c由以上四式可解得

二.參***:

物體通過平行玻璃板及透鏡成三次像才能被觀察到。設透鏡的主軸與玻璃板下表面和上表面的交點分別為和,作為物,通過玻璃板的下表面折射成像於點處,由圖預解17-3,根據折射定律,有

式中是空氣的折射率,對傍軸光線,、很小,,,則

式中為物距,為像距,有

1)將作為物,再通過玻璃板的上表面折射成像於點處,這時物距為.同樣根據折射定律可得像距

2)將作為物,通過透鏡成像,設透鏡與上表面的距離為,則物距.根據題意知最後所成像的像距,代入透鏡成像公式,有

3)由(1)、(2)、(3)式代入資料可求得

4)即應置於距玻璃板上表面1.0 cm 處。

三.參***

四.參***:

在各段電路上,感應電流的大小和方向如圖復解13 - 1所示電流的分布,已考慮到電路的對稱性,根據法拉第電磁感應定律和歐姆定律,對半徑為α的圓電路,可得

k = 2+

對等邊三角形三個邊組成的電路,可得

3k / 4 = 2+ 2

對由弦ab和弧ab構成的迴路,可得

(π-3/ 4)k / 3 = -

考慮到,流進b點的電流之和等於流出b點電流之和,有

+ = +

由含源電路歐姆定律可得

- = πk /3 -

由以上各式及題給出的= 2 / 3可解得

k / 32

五.參***:

解根據題意,會聚透鏡的前焦點和發散透鏡的後焦點重合於會聚透鏡前處,並且物點位於此點。設為這兩愛鏡組合成的組合系統的前焦點和後焦點(如圖2所示)。

首先求像的位置(用逐個成像法)。對於第乙個透鏡(會聚透鏡)。

物距,像距。

對於第二個透鏡( 發散透鏡),

物距。由高斯公式

所以像的位置與物的位置重合。

再求像的大小和特徵,因為

所以則。由牛頓公式,得

垂軸放大率,像為正立放大1.5倍的虛像。

六.參***:

設某時刻兩者的距離

七.參***:

時,取地

取等效平衡位置

故m振動角頻率為

有振幅向量法,

m相對於m的速度為

這時兩者的相對速度為

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