泉州市第二十届中学物理竞赛试卷（考试时间：120分钟；满分：120分） 一、填空（每题6分，共18分） 1、某学生将一个空的薄金属圆筒开口向下压入水中，圆筒静止在如图所示的位置。设水温均匀恒定，圆筒内没有空气泄漏，忽略气体分子间的相互作用。若将浸没在水中的金属圆筒缓慢向下移动贝语网校，则圆筒内的空气（ ） A.对外界做负功 B.向外界放出热量 C.内能增加 D.内能不变 2、有两块电压表V和V，量程已知，内阻未知。另有一电池，其电动势小于两块电压表的量程，其内阻值未知，不能忽略。 测量电池电动势，实验电路如图A、B所示。图A中V表读数为8V，图B中V、V表读数分别为4V和4.5V，则电池电动势为。 1 2V1 V2S rE乙 图3。如图所示，一面平面镜绕垂直于纸面的轴O以角速度ω旋转，屏幕LBO dAO的距离为。一束入射光线垂直于屏幕从一点射向另一点，经平面镜反射后，在屏幕上30°L处形成一个光点。当平面镜从平行于屏幕的位置以30°的匀速旋转时，光点移动到AB点，此时光点的速度为。OARBB II。 （10分） 一个太空探测器探测到一颗半径为的球形行星，发现其表面覆盖着一层厚厚的冰冻二氧化碳（干冰），没有生命迹象。
测得A在B上空圆轨道hBTB公转的周期为。有人建议用化学方法将二氧化碳分解成碳和氧，在BBt上产生大气层，由于大气的吸引，在表面会形成一定的气压。设干冰在时间0内分解生成质量为m的氧气，二氧化碳的蒸发可忽略不计，忽略B的自转，大气层厚度0BBp与半径相比很小，为使表面附近气压为，请问干冰需要多长时间分解完？ 第三部分（12分） 如图所示，一个半球面为R的半球面固定在水平地面上，斜上点P与球心O135L=R PH=RgP的距离为，该点距地面的高度为，重力加速度为。 为使某粒子在最短的时间内从点24由静止沿光滑斜直轨迹滑落到球面，此轨迹与垂直方向的夹角θt为多少？所需最短时间是多少？ =-4q =-6 四、（15分） 如图所示，粒子位于某一高度，质量为1×10 千克，带电量为+1×10 C，Bμ=B。塑料长方体空心盒位于水平地面，盒与地面之间的动摩擦系数为0.1。在上表面下方，有一个垂直向上的均匀电场E =3B，场强为2×10 N/C。在上表面的上方，有一个垂直向下的均匀电场1E BA，场强为。
上面上有一系列稍大于AB的小孔，孔之间的间距满足一定的关系，2ABBAυ=B，使得在进入和退出过程中不与B接触。当以1m/2g=2AB的速度从1号孔垂直进入1Bυ=B时，以0.6m/2g=2AB的速度向右滑行。假设AB足够长，足够高，上面厚度可以忽略不计，取10m/2g=2AB，使得它能依次从各个小孔进出。试求：ABBB（1）从第一次进入到运动停止所经过的总距离；BAB（2）至少要开多少个小孔才能保证不与B接触。CU从右到左，上面上每个相邻小孔之间的距离是多少？ Ak3 2 1BSmq V.（15分）如图所示，粒子源能连续产生质量为+ 、电荷为+ 的粒子。粒子从小孔OO漂移到水平加速电场中（忽略初速度），然后通过小孔进入正交的均匀电场和均匀磁场区域。电场强度为，磁感应强度为，方向如图所示。在虚线MN和1Bn之间有一个指向右方的水平均匀磁场泉州市物理竞赛，磁感应强度为（方向图中未画出）。有两块完全相同的硬塑料板（不带电，很窄，忽略厚度）直角折叠并紧密放置，刚好放在MN和2之间（剖面图如图所示），ab=bc=Lθ=，45°。此时粒子可以沿水平虚线进入MN和2之间的区域。 设忽略粒子的重力和空气阻力，粒子与平板碰撞后，速度不变，方向的改变遵循光的反射定律。 U (1) 求加速电压； Bt (2) 粒子在磁场中运动的总时间； 2PQ MN─ CU 粒子在θθ θθθθcUaQN 间运动的平均速度 六、（15 分）如图 A 所示，是研究电磁感应的装置，其中的电流传感器（相当于理想的电流表）tII- t，能把每一时刻的电流数据实时送入计算机，经计算机处理后以图像显示在屏幕上。
R=r=mM已知电阻为0.60Ω，杆的电阻为0.40Ω，杆的质量与悬挂物体的质量均为0.10kg，杆的长度L=1.0m。实验时，先断开S，去掉细导线，调整轨道，当倾斜角度为M时，杆刚好能沿轨道匀速下滑。然后固定轨道，关闭S泉州市物理竞赛，在导轨区域向下加一个垂直于轨道平面的均匀磁场。现在让杆在物体的牵引下从图示位置松开，计算机屏幕上就会立刻出现图B所示的It图像。假定在运动过程中杆始终垂直于平行轨道，细导线始终平行于轨道，导轨的阻力，细导线与滑轮的摩擦力均忽略，忽略电流BS传感器Rg=2。 取10m/s，结果保留两位显著数字。θm试求：（1）均匀磁场的磁感应强度B的大小；θ与计算机相连Rq（2）0～0.40s内通过的电荷量；M甲RQI/A（3）0～0.40s内产生的焦耳热。R1.000.800.600.400.2000.200.400.600.801.00t/s乙m毫米米七、（15分）两个重物（＞），质量为和，分别悬挂在一条细绳两端。细绳穿过一个半径为的滑轮，两根长度为2的轻轮辐固定在滑轮上，对称分布。 两根辐条的另一端分别固定有一个质量为m的重球，如图所示。
左边的细绳足够长，轴的摩擦力、绳子和滑轮的质量都可以忽略不计，绳子与滑轮之间没有相对滑动，重力加速度为。现让重物从图所示位置放开，做1mπr的匀加速运动，当重物从2的高度落下时，求：1a，mFmF （1）重物运动的加速度 （2）细绳上的拉力 （3）1122N （4）轴对滑轮的作用力为多大？ 八、（20分）如图所示，在光滑水平面左端有一弹射装置，右端刚好与水平传送带平齐且非常接近。传送带以恒定速度υ= 5m/s沿逆时针方向匀速旋转，水平部分长度L=AB=4m。 水平面上放置两个完全相同的小块（均视为点质量）之间有一压缩的轻弹簧，弹力E=ABBμ=势能4J，弹簧与相连接，与相不连接。相与传送带之间的动摩擦系数为0.2。块的质量pm=m=ABBAP=1kg。现在相和由静止状态放开，弹簧弹开，离开弹簧时，不与相相碰撞，不滑到传送带上。取10m/s。求：BNs（1）滑到传送带上后，最右边（从地面看）最远点的距离；mBNtB（2）从滑到传送带上到回到末端的时间，以及在此过程中相与传送带摩擦产生的Q热能；B
