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2014宁波市高二物理竞赛答案

时间:2014-12-14


宁波市高二物理竞赉参考笞案与评分标准
-、

选择题 (本 题共 10刂 、 题,共 00分 。在每小题给出的四个选项中,至 少有-个 选项是 符合题目要求的。全部选对的锝 6分 ,选 对但下全的锊 3分 ,有 选错的得 0分 )
l

2

3

4

6

r />
7

8

9

B

BC

AD

D

C

坎空题 (本 趿共 8小 题 ,每 空 6分 ,共 80分 。渚把正确的答琅写在横线上 )
1I, 12. 13.



lo

D

A

A

B

C

2:F;°

℃ △

12N
7七

o
1

36R?
arG∞

14、


(g+夕 0);曰 0亠
T石 劳 万 ; :芎 勹

15,



⒗巫
3
`

17,

2g(兰 L杨
/’ l

) 九 十

ˉ 三 、计箅解答题 (本 题 共 6小 题 ,共 sO分 。解答时泔写出必 要的说明 、方程式和至要的演 箅步骤 ,只 写出渌后答 案的不能锝分 ,有 数伫计弈的题 ,答 案中必须明确 写出数值和单位 )
I9。

1:.7刀 48

D名
,望

卫 ⒉ 生
8

如图中外 围虚轮廓 所示 (内 部虚线为辅助线 )

6条 轮廓线画齐得 8分 。如没有画全,每 画对一条得 1分 。

共 6页 ,第 I页

⒛ 。解 :当 电容 器上未加 电压
产 姒η=〃 g

,

速率 z,I在 空气中缓慢降落时 空气阻力为 油滴以
,∶

0

l分

场力F电 勹E=g券 ,且 向 △匀速移动,根 搪受力 时 油 蛙电 (1)当 电 容器两端加上电 压〃
,



平衡条件有
:∶

里昭 乃 v2 汁
=〃




2分

将①式代入②式得

g=嘤
(2)由 于油滴前 后下 降与 上升 为同距离 ,则 有
t`1Jl〓 △ 圪rz

1分



联立①④,得
t,2=;芳

L




1分

联立①③⑥式,得
g〓

±P 型 华 乞


+扌



2分

将⑥ 式与题 中 纩胡

ˉ +芳 )比 较 ,可 见 咭



gdr【 ″ σ



1分

ˉ ∷

(3)因 为
0.00s3s卩

g=叨 1喏 +芳 )9而 肀|华彩廴在实验中为丁定值:所 以若发现喏 +芳)总 是
的整数倍,故 有 荷量 口 的整数倍,即 可推得电
=″

。 昭 h(÷ 刀 纟
’ C。

+扌
:)



2分

〓 刀 ε 即
得 F1.6× 10?

j5″ × 0,00’



?

2分

21.解 :(D 若球恰好 过网 ,球 的速度为 z,l:



L〓

z’

l

∶ E:;:IE[, ∶ ?
II∶



2分

1|!∶

共 6页 ,第 2页

代入数据可得

:

v1=3掂 Ws=6。 71ds。
若球恰好 不 出球 台 ,球 的速度为 oz:

1分

⊥ ? 谔
%?
, :



2分

代入数据可得

%〓 :垫

Em/s=10,6Ⅱ √ s。

1分

因此发球机的出球速度范围为 6? 71Ws~10? 6Wso (2)如 图所示,以 0为 原点建立坐标系,则 从发球机飞出的乒乓球弭 方向的速度,又 有 y方 向的速度,即 有×
v‘

s, =4n讷 ,vy=@r=± 1Ⅱ√
m=1?



2分 2分

x=?

⊥ 13m(号 , 。 :顶 干 丐 ∫ ⑤ m=± ?:m y=vy∫ 乒 尹犭 鼋
=⊥
0?

2分

乒乓球的落点位置为

(1.13m,± 0。 ⒛m)。

”∶解:如 图所示 ,当 挂上重物时,弹 簧的形变量为 加 则滑轮 C向 右移动 加 ,由 平衡条件和胡克定律可得
T′

,

:

=呵 刂, r cα sα
n cv。

± T',

o


2分
4分

幻 Δ$=r+r酸
即:括 Δ
{

(1 +铽 nα ) t=2∞ Δ 应

由几何关系可知 sm α = ˉ Δt

I+△
=’

Cos CV=
贝 刂

4:Δ $ √ ?

I+Δ 茹



3分

:-Δ 垫 立 」 ± ε 括 Δ ==竺 堡 (1+ J+Δ
代简可得
:

:_加





共 6页 ,第 3页

`l/

2 一 唧



Δg=

俄2g?J

0

3分

当两滑轮靠在一起时

:

Δε =.J∫ 嘁 faJ

=J



可得

mo=

2拓∶

g
,当
昭≥ 翌



所 以

g



,

两滑轮靠在 一起

,

Δt=Ⅱ ? i当

,

<2坠 时 ″ 当 g
:

▲ 笛

= 3分

23.

Γ 万有引力提供向心力 解:(1)对 于同步卫星 在同步轨道运行时 其运动周期为 2分 ⊙ C孥 =〃 (号 罕)2r
, ,

,

? i。

ˇ 疒 ? 、冫△

可得

`

r〓




2分

则同步卫星的飞行速度 为
v⊥

? 普珲 管丿

二 浮



2分

同步轨逍机械能守恒 tz)设 同步卫星离开地球表面的速度为 z,0, 从地表飞往 冫

:〃

v:-C肖 =:″ t,2-c型
:



匕 。


:

3分

② 联立 ◎④解得
z,0〓

'

2cM^衤 、 丨 ∫
t2「

car)2

3分

地球 自转 的速度为

共 6页 ,笫 4页

″ =—

2冗R

r



1分

则最小的发射速度为

2分
⒛ ,解 |(I)如 答图 1所示 ,离 子在区域 Ⅱ内运动时电场力作功离 子动能增加 ,设 两极板之间的电压为 △ 贝 刂 根据动能定理可得


工————ˉ △

~工

虍 ∴ 丶 △一

矽 〓 '么

=er/「

0


目 卩
:

V=

I内 做初速度 为零的匀加速苴线运动 离子在 区域 Ι

2:J2曰 矽 ∴ Vz ③

n

M愿
`2 2ε

2分

,

答图 1

,根 据运 动学规 律 可 设 它 的加速度 为 乙



9‘



=-—

2乙



.

∷ 当电子的速度达到鼓大时,其 运动半径也达到最大,其 轨迹恰 好与器壁相切,设 其最大运动半径为 砌。当 α取不同值时 粒子可能与左侧器璧相切也可能与下边器璧相切也可能与上 边器壁相切。 如答图 2所 示,设 粒子的运动轨迹同时与左侧及 下边器璧相切时 研 ℃Ⅱ 贝 刂 由几何关系可得
,

用 作 力 场 电 ? 眵〓 冖 只 时 ’ 硒 一 砭 ? ?〓 烬 工 m〓 离 关

设场强为 F。 根据牛顿第 二 定律及匀强 电场中场强与电势差的

由 ②、⑤可得
?


0)根 掂题意可妇 ,I区 中磁场方 向应为垂苴纸面 向外 。2分
(3):电 子在匀强砬 场 F中 作匀速圆周运动时 ,洛 仑兹力提供

向心力 ,即
g矽 B=刀

t'灬

eZ~=屁彻



σ =Ⅱ

2E

ˉ…

里 L 叼



2′ 卜

=讠

匕 -||氵 ˉ →
答图 2

:

os%〓 D ‰ +‰ 。


共 6页 ,第 5页



I‰

f。

in%=D-:D




由以上两式可得

司 饩 ∷ ,即 臼 虮乇
2=D ‰ +rF/cos α
+巧

2↑

∷.¨
:

如答图 3所示,设 粒子的运动轨迹同时与左侧及上边器壁相切时 泱Gz,则 由几何关系可得

-氵
rv;、



s1ng2=犭 +:D 汀

ll II
I

L两 式可得 由以 ”

I I I I l I


+l02VΞ ω ∶ ^ˉ ° n%=^丐 ⒏ 面

|


l

l。

2分

ˉ
1


答图 3

当 0° 龟≤臼时,其 运动半径达最大时粒子sq运 动轨迹与下边 ? 器壁耜切,由 几何关系可得
rtr-r扬 sinα =∶

;b

代入 ⑥式可得

:

vM T9(1-sinα

2DeB

)〃

°

2分
:

,由 几何关系可得 当α i<α ≤铆 时 ,其 运动 半径达最大 时粒子的运动轨 迹与左侧器壁相切
‰ +△ cos〃 代入⑥式可得 :

=D
¨



=(1+∞

DcB
sα )〃

°

∷ ∴ J

2分



∷ ∷

Ⅱ Ⅱ ∴ ∷

∶ 氵 ˉ Ⅱ ∷∷
:



当 叱龟≤90° 时,其 运动半径达最大时粒子的运动轨迹与上边器壁相切,由 几何关系可得

+‰ 血 a菇 D ‰
:


2分

¨

代入 ⑥式可得
vM〓

1劬 eB
9(1+蚯 nα )〃

共 6页 ,第 6页


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