泉州市2006年度“启程杯”高中物理竞赛试卷参... - 泉州...

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1、泉州市第十八届“启程杯”高中物理竞赛试卷参考答案一、填空题（每小题6分,共18分）1.3´10－9（3分）2´1024～5´1024（3分）2.40只（3分）8只（3分）3.27.4cm（6分）1.【解析】（6分）d≈m=3.3×10－9m若取身材适中高中生的身高为1.60m、“肩宽”为0.4m，“体厚”为0.2m，则此高中生的“体积”约为V=1.60×0.4×0.2m3=0.128m3，故空气分子的个数约为n≈个=3.4×1024个2.【解析】（6分）当不计用电器电阻随温度的变化时，则每只电热器的电阻R0=

2、U2/P=2002/1000Ω=40Ω（1）欲使电源输出功率最大，必须使外电阻等于内电阻，即电热器的总电阻应为R=r－R1－R2=1Ω故应接通的电热器数为n1=R0/R=40/1只=40只（2）欲使电热器组加热物体最快，必须使电热器组得到的电功率最大（不是电热器接得越多，总功率越大），注意到A、B两点间得到最大功率的条件，相当于R1、R2视为等效（电源）内电阻，即应使电热器组实际接入电路的总电阻为R′=R1+R2+r=5ΩAx5x4x3x2x112345BCDE故应接通的电热器数为n2=R0/R′=40/5只

3、=8只3.【解析】（6分）如图所示，对第5块板，据平衡条件可知最多只能伸出第4块板右端点A的距离为x5=L/2设第4块板伸出第3块板右端点B距离为x4，据平衡条件有mgx4+解得x4=L/4设第3块板伸出第2块板右端点C为x3，则可等效为B点处受第5块和第4块板重力之和2mg作用，据平衡条件有2mgx3+解得x3=L/6同理，以D点为轴时，可等效为C处受3mg作用，据3mgx2+解得x2=L/8以E点为轴时，可等效为D处受4mg作用，据4mgx1+答案第6页(共6页)解得x1=L/10故Lm=x1+x2+x3

4、+x4+x5==çm=27.4cm不难得出xn=L/2n，Lm=xn+xn－1…+x2+x1=评分标准二、【解析】（10分）（1）小球在B1、B2中受洛仑兹力作用分别做半径为R1、R2的匀速圆周运动，据牛顿第二定律有qv0B1=mqv0B2=m解得R1=（1分）R2=（1分）如图所示，据几何关系有h+=R1解得R1=2h由于B1=2B2=2B0所以R2=2R1=4hB1B2MNPQv060°hO1O2R2Q′P′AR1则v0=（2分）（2）小球在B1、B2中做匀速圆周运动的周期分别为T1、T2则T1=T2=（

5、1分）小球在B1中做匀速圆周运动的时间为t1=2×小球在B2中做匀速圆周运动的时间为t2=故t=t1+t2=（1分）设小球轨迹的圆心O1与P点连线交边界MN于P′，据几何关系有故（1分）宇航员匀速运动速度v=（1分）答案第6页(共6页)宇航员抛球时相互作用满足动量守恒mv0=Mv（1分）解得（1分）R1R2C1甲ES三、【解析】（12分）接通S，电路等效为图甲。C2被短路，C1与R2并联，所以C1两极板电压等于R2两端的电压，C2两极板电压等于零。整个电路为E、R1、R2、S组成的串联电路（此时C1的支路相当

6、于断开）。则：C1乙EC2R1R2R2两端电压为U2==6V（2分）C1所带电荷量为Q1=C1U2=1.8×10－4C（1分）C2所带电荷量为Q2=0（2分）C1丙EC2断开S，电路稳定后等效为图乙，此时，电容器所在支路无电流通过（相当于断路），故可进一步等效为图丙，即C1、C2与电源两极相接，电容器两极电压等于电源电动势10V。则：C1所带电荷量为Q′1=C1E=3×10－4C（1分）C2所带电荷量为Q′2=C2E=3×10－4C（1分）C1所带电荷量增加△Q1=Q′1－Q1=1.2×10－4C（1分）C2

7、所带电荷量增加△Q2=Q′2－Q2=3×10－4C（1分）即C1与C2所带电荷量在S断开后增加的总和为△Q=△Q1+△Q2=4.2×10－4C（1分）所以断开S后，流过R1的电荷量为△Q=4.2×10－4C（2分）四、【解析】（15分）荧光屏R1R2R3R4LsEABdD/2y′由于带电粒子从偏转电场射出时，好象是从两极板间的中点L/2处沿直线射出似的，如图所示，设电子离开偏转电场时的偏移量为y′据几何关系有（2分）解得y′=cm（1分）电子在偏转电场中做类平抛运动y=（1分）a=（1分）t=L/v0（1分）

8、又E0=（1分）解得y=（2分）由y≤y′并代入数值解得U≤25V（2分）设图中A、B两点的电势分别为φA和φB答案第6页(共6页)则φA==50V（1分）φB=（1分）由φA－φB≤U代入数值解得R3≤900Ω（1分）由φB－φA≤U代入数值解得R3≥100Ω（1分）故R3的取值范围是100Ω≤R3≤900Ω（1分）五、【解析】（15分）（1）对飞船，据万有引力定律和牛顿第二定律有（2分）又地球表