泉州市第十八届启程杯高中物理竞赛试卷

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1、泉州市第十八届“启程杯”高中物理竞赛试卷（考试时间：120分钟；满分：120分）2006.12.17题号一二三四五六七八总分得分一、填空题（每小题6分,共18分。）FABErR1R2＋－1.根据估算，在室温下某一教室中空气分子之间的平均距离约为____________m，一位身材适中的高中生走进教室之后，约将排挤出____________个空气分子。（阿伏伽德罗常数NA＝6.02´1023mol－1，计算结果取一位有效数字）2．如图所示电路中，直流发电机电动势E=250V，内阻r=3Ω，R1=R2=1Ω，电热器组中装有50只完全相同的电

2、热器，每只电热器的额定电压为U=200V，额定功率为P=1000W，其它电阻不计，并且不考虑电热器电阻随温度的变化。则：（1）当接通________只电热器时，发电机输出功率最大。（2）当接通________只电热器时，电热器组加热物体最快。3.如图所示，将5块长为L=24cm的完全相同的均匀板叠放在水平桌面上，则板能伸出桌子边缘的最大长度Lm为__________cm。二、（10分）如图所示，在广阔的宇宙空间存在这样一个远距其他空间的区域，以MN为界，上部分的匀强磁场的磁感应强度为B1，下部分的匀强磁场的磁感应强度为B2，B1=2B2

3、=2B0、方向相同，且磁场区域足够大。在距离界线为h的P点有一宇航员处于静止状态，宇航员以平行于界线的速度抛出一质量为m、带电荷量为-q的小球，发现球在界线处的速度方向与界线成60°角进入下部分磁场，然后当宇航员沿与界线平行的直线匀速到达目标Q时，刚好又接住球而静止。求：（1）小球在两个磁场中运动的轨道半径大小（用h表示）和小球的速度；B1B2MNPQv060°h（2）宇航员的质量M（用m表示）。第6页(共6页)三、（12分）如图所示，电源电动势E=10V，电容C1=C2=30μF，电阻R1=4Ω，R2=6Ω，电源内阻忽略不计。先闭合开

4、关S，待电路稳定后，再将S断开。则断开S后，通过电阻R1的电荷量为多少？R1R2C1C2ES四、（15分）如图所示，电源电动势为E=100V，内阻不计，R1、R2、R4的阻值均为300Ω，R3为可变电阻。C为一水平放置的平行板电容器，虚线到两极板距离相等且通过竖直放置的荧光屏中心，极板长为L=8cm，板间距离为d=1cm，右端到荧光屏距离为s=20cm，荧光屏直径为D=5cm。有一细电子束沿图中虚线以E0=9.6×102eV的动能连续不断地向右射入平行板电容器。已知电子电荷量e=1.6×10－19C，要使电子都能打在荧光屏上，变阻器R3

5、的取值范围多大？荧光屏R1R2R3R4LsEABdD第6页(共6页)五、（15分）我国自行研制的“神舟”六号载人飞船载着中国第二代两名航天员，于2005年10月12日9时在酒泉发射场由“长征二号F”大推力运载火箭发射升空，并按预定轨道环绕地球飞行76圈后，于10月17日4时32分安全返回落在内蒙古的主着陆场。（1）设“神舟”六号飞船在飞行过程中绕地球沿圆轨道运行，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，飞船绕地球运行的周期为T。试计算飞船离地面的平均高度h。（2）已知将质量为m的飞船在距地球中心无限远处移到距离地球中心为r处的过程中

6、，万有引力做功为W=，式中G为万有引力恒量，M为地球质量，那么将质量为m的飞船从地面发射到距离地面高度为h的圆轨道上，火箭至少要对飞船做多少功？（为简化计算，不考虑地球自转对发射的影响）第6页(共6页)六、（15分）如图所示，两根长度均为L的刚性轻杆，一端通过质量为m的球形铰链连接，另一端分别与质量为m和2m的小球相连。将此装置的两杆合拢，铰链在上、竖直地放在水平桌面上，然后轻敲一下，使两小球向两边滑动，但两杆始终保持在竖直平面内。忽略一切摩擦，试求：两杆夹角为90°时，质量为2m的小球速度大小v2。v22mmmLL第6页(共6页)七、

7、(15分)如图所示，一轻绳穿过光滑的定滑轮，两端各有一小物块，它们的质量分别为m1、m2，已知m2=3m1，开始时m1放在地面上，m2离地面的高度h=1m，绳两边处于拉直状态，然后放手。设物块与地面相碰时没有弹起（地面为水平沙地），绳不可伸长，绳中各处拉力均相同，在突然提拉物块时，绳的速度和物块的速度相同，试述m2所走的全部路程。（取3位有效数字，m2在沙地中所走路程忽略不计）m1m2h第6页(共6页)八、（20分）列车载重时简单地直接启动有困难，司机常常先倒车再启动前进。设在平直轨道上，机车启动时的牵引力为F，机车后面挂接有49节车厢

8、，设机车和每节车厢的质量均为m，机车和每节车厢所受的阻力都为自身重量的k倍，开始时挂钩是与连接处靠紧的，倒车后每相邻两节车厢间挂钩所留间隙为d，如图所示，求：（1）机车挂接第1节车厢后的速度；1机d234…