第26届全国高中物理竞赛复赛试题及分析 第26届全国中学生物理竞赛复赛试卷 1.填空（问答）题（每题5分，共251题）想象一个静电场：电场的方向垂直于图中，电场强度从左到右逐渐增大，这种分布的静电场有可能存在吗？海尔-波普彗星的直径很长，对于一个大椭圆来说，近日点到太阳中心的距离是0.914个天文单位（1个天文单位等于地球到太阳的平均距离），那么这个比值其近日点速率与地球公转速率（轨道可视为一个圆）的上限约为（保留3）。如果用试电笔接触市电相线，不会触电。即使你赤脚站在地上。 另一方面，即使穿着绝缘性能良好的电工鞋，测电笔仍然会发光。 原因是4。如图所示的复杂网络中，所有电源的电动势为E，所有电容器的电容量为C。那么图中电容器A极板上的电荷为5。如如图所示，将一块木头固定在水平粗糙的地面上。 速度使其开始移动。 一位学生利用角动量定理考察了木块后续的运动过程：“将参考点设置在如图所示的地面上的O点，此时摩擦力f的力矩为0，所以木块在地面上的角动量将守恒，因此木块将以匀速运动而不会减慢”请指出上述推理中的错误并给出正确的解释： 在 时，桌腿站立。垂直地放置在水平粗糙的刚性地面上。 已经。 众所周知，桌腿受力后会产生轻微的弹性变形。
现在在桌面的中心点 O15OP，求桌面对桌腿 1 的压力。 FOA高中物理第26届全国竞赛半决赛题与分析3.（151.质量为m的小球与刚度系数为k的弹簧相连。将系统放置在光滑的水平桌上。弹簧的另一端连接到固定壁上。观察该系统在沿弹簧长度方向匀速运动的情况下是否守恒，并解释原因。不考虑太阳和其他恒星的影响，地月系统可以看作是一个孤立系统。如果将地球和月球视为质量均匀的球体物理资源网，则它们的质量分别为Mm物理竞赛试题，中心距。月球与地球中心的距离为R，万有引力常数为G。以地心为参考系，学生A利用牛顿第二定律和万有引力定律求出月球相对加速度到地球中心参考系为（ 使用以地球中心速度作为参考系的参考系和以月球中心速度作为参考系的月心参考系计算正确的结果。 4.（20分）火箭通过高速喷射气体产生推力。 燃烧室内不断产生高温高压气体，并通过狭窄的喷射口通过管道排入气压为p的环境中。 假设该气体可以视为理想气体，其摩尔质量为μ，每摩尔气体的内能为u=c。 是常数，T是气体的绝对温度）。 在快速流动过程中，对于管道内任意位置两个非常接近的截面之间的气体，可以认为与周围环境没有发生热交换，但其内部达到平衡状态，具有均匀的压力p、温度T和密度ρ，它们的值随流动不断变化，并满足绝热方程pV15高中物理第二十六届全国竞赛半决赛题与分析5. (20)一个直立的圆柱形容器，盛有水银，匀速旋转绕圆柱体轴线（水银不溢出，皿底不外露），稳定液面呈旋转抛物面。
若取坐标原点为抛物线最低点，纵坐标z与圆柱容器的轴线重合，横坐标为旋转角速度，g为重力加速度（大面积的这种类型的旋转水银液面已用于当代反射式天文望远镜）。 观察者的眼睛位于抛物线最低点正上方某处，保持位置不变，然后将容器停下来。 液面静止后，发现与稳定旋转相比，眼睛看到的图像的大小和方向都不同。 没有变化。 求从人眼位置到稳定旋转水银表面最低点的距离。 6. (20 初始时刻完全重合。前者相对于后者沿z轴正方向作高速v运动。作为光源的自由粒子在S'系统中静止并辐射(各向同性）光子以恒定功率 P 向各个方向发射。在 S 系统中观察到，辐射偏向光源的前方（所谓的前灯效应）。在 S' 系统中观察到，辐射的前半部分。会集中在以x轴为光源前方的圆锥体中，求圆锥体的半顶角α，可知相对论速度变换关系是在S中测得的“x”分量。 15 高中物理第26届全国竞赛半决赛题与分析7.（201.假设光子能量为E的单色光垂直入射到理想镜面（无吸收）。 ），质量为 M，并以速度 V 沿光入射方向移动。利用光子与镜子碰撞的角度来确定反射光的光子能量。 E′。 可以采用以下近似值： 其中c 是光速。 2、如果上题中单色光的强度为Φ，试求反射光的强度Φ′（可以近似认为光子撞击镜子后，镜子的速度仍为V。 ）。
光的强度定义为垂直于光传播方向的单位时间内穿过单位面积的光子的能量。 8.（20分）惰性气体分子是单原子分子。 对于自由原子，它们的电子电荷分布是球对称的。 负电荷中心与原子核重合。 然而，如果两个原子彼此靠近，它们可以由于静电相互作用（正负电荷中心不重叠）而极化，产生相互作用力，称为范德华相互作用。 下面我们用一个简化的模型来研究这个问题。 当负电荷中心与原子核不重合时，如果x表示负电荷中心相对于正电荷（原子核）的位移，当x为正时，负电荷中心在正电荷的右侧。 当x为负时，负电荷中心位于正电荷的右侧。 左侧，如图1所示。此时，原子核的正电荷对电荷外的负电荷施加的力f相当于刚度系数为k的弹簧的弹力，即，f = -kx。 力的方向指向原子核，原子核外的负电荷的质量全部集中。 在带负电的中心，该原子可以通过弹簧振荡器来建模。 现在有两个相同的惰性气体原子。 它们的原子核是固定的，距离为R。原子核的正电荷的电荷量为，质量为m。 由于原子之间的静电相互作用，带负电的中心相对于各自原子核的位移为 | 如图所示，它们比 R 小得多。 此时，每个原子的负电荷不仅受到自身原子核正电荷的影响，还受到另一个原子正负电荷的影响。 众所周知，孤立谐振器的能量E=mv2/2+kx2/2就是质量为m的振子的速度，x是振子的固有角频率。
尝试计算上述两个具有范德华相互作用的惰性气体原子在绝对零时组成的体系的能量，以及相距足够远（可以认为是孤立的、没有范德华相互作用的两个惰性气体原子）的能量瓦尔斯相互作用）。 气体原子的能量差，并根据结果确定范德华相互作用是吸引还是排斥。 当 | 时，可以使用近似公式 (1+x)1/21+x/2-x2/8, (1+x)-11-x+x2 第26届全国中学生物理竞赛复赛试卷参考答案及评分标准分析 1、填空（问答）题。 每题满分5分，共25分。 根据每道题的答案和评分标准进行评分。 答案和评分标准是：这种分布式静电场不可能存在。 因为静电场是一个保守场，电荷沿任意闭合路径的电场力所做的功都等于0，但在这种电场中，电荷可以沿某条闭合路径移动一周而不用做功。电场力所做的功不为0。(52.答案及评分标准：1.5。(53.答案及评分标准：测量笔的内阻很大，通过人体的电流( （或施加在人体上的电压）在安全范围内；（24.答案及评分标准：2E5.答案及评分标准：学生没有考虑木块垂直方向的支撑力；而木块的角度只是根据动量守恒推导出来的，所以此时合力的作用线实际上是不正确的。支撑力的力位于重力作用线的右侧。 支撑力与重力的合力矩不为0，木块的角动量不守恒，与木块的减速运动不存在矛盾。 (5 参考解：假设桌面对四个腿分别施加的力都是压力，由于轻而硬的桌面处于平衡状态，因此可以推导出检查桌面的对角线BD。时刻，由力矩平衡条件下，可得力F的作用点在O，F的作用点在A。在A的作用下，腿1的变形为 15 高中物理第26届全国竞赛半决赛-最终问题和解析变形是 意味着桌子上的四个角在同一平面上，因此满足以下方程： ）方程仍然成立。 根据以上讨论，可以得到式（8）表示的结果为4分，得到式（9）表示的结。 参考答案： 1、不会。对于外界来说，是墙壁对弹簧施加了一个力。 在运动参考系中，这个力的作用点有位移，因此它必须对系统做功，从而改变系统的机械能。 2、因为地球受到月球引力的影响，月球受到地球引力的影响，它们都相对于惯性参考系加速，所以它们不是惯性参考系。 牛顿第二定律相对于非惯性参考系不成立。 如果你想在非惯性参考系中应用牛顿第二定律，你必须这样做。 引入相应的惯性力； 而且这两个学生都没有引入惯性力，所以他们得到的结果在原理上是错误的。 15 第26届全国高中物理竞赛半决赛题目与分析 加速度的方向相对指向月球。 在地心参考系中，月球受到惯性力的作用，其大小方向指向地球，与作用在月球上的引力方向相同。 如果月球相对于地心参考系的加速度为 ，则加速度的方向指向地球。 加速度的方向指向地球。 相对于月心参考系，地球受到惯性力的作用物理竞赛试题，惯性力的方向指向月球，与地球受到的引力方向相同。 如果地球相对于月心坐标系的加速度指向月球。 等式。 和等式。 表明地球相对于月球中心的加速度相等（方向相反），这与运动相对论是一致的。 评分标准：第15题：10分。 指出不正确之处，并说明原因，占2 15 高中物理第26期 全国竞赛半决赛的试题及分析是在火箭燃烧室的出口和喷气口处进行的。 当气流达到稳定状态时，内部所有物理量的分布只取决于位置，与时间无关。 可以看出，虽然气体时不时地更换。 质量和能量保持不变。首先，根据绝热近似计算喷射口处的气体温度。