物理竞赛复赛模拟训练卷5.doc

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1、物理竞赛复赛模拟训练卷5１.一根质量为m、长为的均匀横梁，需要用两只雪橇在水平雪地上将其保持水平状态运送。简化其过程如图（甲）所示。雪橇均与横梁固连，下端B与雪地接触，假定触地面积很小。用一距地h的水平牵引力F作用于前方雪橇，前后雪橇与雪地的动摩擦因数分别为μ1、μ2。在前后雪橇均与雪地接触时，使横梁沿雪地匀速向前移动，则h应满足什么条件？F应多大？（雪橇质量可忽略不计）２、如图所示，在光滑的水平桌面上，物体A跟物体B用一根不计质量的弹簧连接，另一物体C跟物体B靠在一起，但并不跟B连接，它们的质量分别是m

2、A=o.2kg,mB=mC=0.1kg,现用力将C、B和A压在一起，使弹簧缩短，这过程中，外力对弹簧做功为7.2J。弹簧仍在弹性限度以内，然后，从静止状态释放三物体。求：（1）弹簧伸长最大时，弹簧的弹性势能。（2）弹簧从伸长最大回复到自然长度时，A、B的速度。1cmx３、如图所示，倔强系数为250g/cm的弹簧一端固定，另端连结一质量为30g的物块，置于水平面上，摩擦因数，现将弹簧拉长1cm后静止释放。试求：（1）物块获得的最大速度；（2）物块经过弹簧原长位置几次后才停止运动。４.如图所示，某一足够大的真

3、空中，虚线PH右侧是磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，左侧是一场强为E、方向水平向左的匀强电场.静止于虚线PH上的一点O处的镭核Ra水平向右放出一个α粒子而衰变成氡核Rn，设α粒子与氡核分离后它们之间的作用可忽略不计，涉及动量问题时亏损的质量不计，重力不计.(1)写出镭核衰变的核反应方程.(2)若经过一段时间，α粒子刚好到达虚线PH上的A点，测得OA=L，求此时氡核的速率.(已知α粒子的比荷为b)５、如图所示电路中，电源内阻可略，电动势都是30V，。将K依次接“1”和“2”时，各电阻上的电流强

4、度是多少？两点谁的电势高？６：如图所示，将均匀细导线做成的圆环上任意两点A和B与固定电源连接起来，计算由环上电流引起的环中心的磁感强度。AIBIO７：已知基态He的电离能为E=54.4Ev，（1）为使处于基态的He进人激发态，入射光子所需的最小能量应为多少？（2）He从上述最底激发态跃迁返回基态时，如考虑到该离子的反冲，则与不考虑反冲相比，它所发射的光子波长的百分变化有多大？（离子He的能级En与n的关系和氢原子能级公式类中，可采用合理的近似。）１．分析：系统受力如图11-78（乙）所示。其中、分别为地对

5、雪橇的支持力，、分别为地对雪橇的摩擦力。由题意易知，F不能太大，h不能太高，否则、将会变为0，系统将以P为轴翻倒，此为临界状态。在这种情况下，所求问题与无关。由一般物体的平衡条件即可解决。解：根据平衡条件得其中以P为轴可得由以上几式联立可得（1）（2）依照题意，应有≥0所以由（1）式得≥0（3）由（2）式得（4）（3）、（4）式联立得h≤（5）在满足（5）式条件下，所求F即为（2）式结果。２．解：（1）从释放弹簧到弹簧达到自然长度的过程以A、B、C和弹簧为系统，动量守恒0=mAVA+(mB+mC)VBC(

6、1)机械能守恒E弹=7.2J=(2)由（1）（2）解出VA=6m/s(向右)VBC=-6m/s(向左)此后由于C不受B的作用力将以V=6m/s匀速运动，B、C开始脱离，A、B受弹力作用将做减速运动，它们的加速度随时间而改充，但每时刻：aB=2aA从弹簧处于自然长度到伸长最大的过程，以A、B和弹簧为系统，动量守恒mAVA+mBVB=mAVA'+mBVB'(3)机械能守恒+=++E弹（4）分析可知：这个过程的一个阶级内弹力对A、B做负功，它们的动能减少系统弹性势能增加，由于每时刻有aB=2aA,物体B速度先减

7、小到0时，此时A的速度仍向右，B开始向右加速运动，只要UA＞UB弹簧继续伸长，直到UA’=UB’时，弹簧伸长最大。由（3）（4）解出UB’=UA’=2m/s此时弹簧弹性势能E弹=4.8J（2）从弹簧伸长最大回到自然长度的过程，A、B和弹簧为系统动量守恒+=+（5）机械能守恒++E弹=+（6）即：此时A向左运动，速度大小为2m/s,B向右运动，速度大小为10m/s。３．解：振体在运动中所受摩擦阻力是与速度方向相反的常量力，并不断耗散系统的机械能，故不能像重力作用下那样，化为谐振动处理。（1）设首次回程中，物

8、块运动至弹簧拉力等于摩擦力的x位置时，达最大速度。由，再由能量守恒：代入已知数据得（2）设物体第一次回程中，弹簧的最大压缩量为，则再设物体第一次返回中，弹簧的最大拉伸量为，则可见振体每经过一次弹簧原长位置，振幅减小是相同的，且均为而故物体经过16次弹簧原长位置后，停止在该处右方。４.答案：(1)Ra→Rn+He　(2)vRn′=vRn+aRnt=+解：(1)镭衰变的核反应方程式为：　Ra→Rn+He(2)α粒子进入匀强磁场后做