高中物理竞赛复赛模拟卷（三）参考答案

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1、高中物理竞赛复赛模拟卷（三）参考答案第一题（18分）如图所示时，设小环与重物的速率分别为v1和v2；加速度大小分别为a1和a2，则1．由机械能守恒，可得①而②联立①、②可得（考虑到M=2m）2．由牛顿第二定律：对小环：③对重物：④小环相对重物与绳的结点作圆周运动，以该结点（即重物）为参照物，则有（v为m相对M的速度）⑤⑥并考虑到M=2m，联立各式得第二题（20分）1.是的球面镜像电荷。如图所示，可以肯定镜像电荷一定在对称轴上，设其电量为，距球心O的间距为r，则考察对称轴与球面的两交点B、的电势，可得①②而球接触，③联立①、②、③得2

2、．要使带电小球d能在圆周上做匀速圆周运动，必须使轨道上各点的电势相等。然而由两点电荷（A与处的）在空间产生的电场中等势面若是1个球面，则该等势面的电势一定为零。由此可知A与互为镜像电荷。5由1的结论易得：（其中），解出：第三题（18分）取与金属环上一小段孤长一起做加速运动的坐标系，该坐标系与构成金属晶格的离子相连。在该坐标中，电子受惯性力作用，切向大小为，法向惯性力对本题无实质意义，不考虑。最后由于电子与晶格的作用，当达到某状态时，电子受力平衡而做稳定的运动，从而在其中发现有电流，虽然在导线中并没加电动势。电子所有切向惯性力可以用1

3、个假想的电场力做类比，设此电场强度为E，则又由电阻定律单位长度的电阻所以这圆环中心处的磁感应强度为：第四题（22分）1．由右手定则和叠加原理，易知P点处的磁感应强度B的方向是垂直于纸面向外的。2．由安培的公式：当时，“V”变为无限长直导线，此时而按题设所给公式所以3．如图所示，可将V形电流等价为2条交叉的无限长直导线加上另一个形电流，与V关于顶点O对称，且流过同样大小而方向相反的电流I。5则而，垂直纸面向内，，垂直纸面向外。所以或这相当于半张角为（x－a），而电位反向的V形外面的点。第五题（20分）如图所示，O为地心，r0为地球半径

4、，地表有1个薄环形层为光的圆折射通道，由惠更斯原理，波前与波线处正交，所以波前形状保持径向不变，故有其中，为地表处大气折射率，n为距地心r处的大气折射率。又由题设其中是所能发生圆折射的地球表面的空气密度。取，得即5而，有①对地表大气：②对比①、②两式得第六题（20分）如图a所示，1个肥皂泡内外气体压强分别为p1、p2，则。图a图b对本题外界为真空，则泡内压强为。平衡时泡内气压为，泡半径为r0，如图b所示，当受到扰动，肥皂泡作径向振动。设振动泡半径为r，时，泡内气压为p，则有由等温变化规律：所以则整个泡在振动中受到的径向合外力为所以周

5、期5第七题（22分）1.地球一月球系统绕其质心转动，对连接于地心的转动参照系，分析地球表面上任一点P处的水粒m运动规律。对于地面上任意一点P处的水粒m，其受力为月球的万有引力和惯性离心力，则在x方向的合力为（如图所示）（因为a很小）所以单位质量物质位于P处受到的潮汐力为（x分量）同理，得y方向的潮汐力为：所以2．如图所示，考察一水粒（质量为m）被潮汐力从D点带到任意点P的过程中所做的功由，得5