2014年五一高中物理競(jìng)賽提高班后端習(xí)題1

2014 年 五一 高中 物理競(jìng)賽提高班 后端習(xí)題 （第 一 次） 試卷說明 本測(cè)試與 2014 年 全國中學(xué)生物理競(jìng)賽復(fù)賽 難度相當(dāng)，并與實(shí)際授課難度接近。希望學(xué)員經(jīng)由本試卷了解 物理競(jìng)賽復(fù)賽 題型及難度，對(duì) 14 年 9 月 全國中學(xué)生物理競(jìng)賽預(yù)賽 舉辦之前的學(xué)習(xí)進(jìn)度給出合理安排。 本習(xí)題用于學(xué)生對(duì)水平進(jìn)行自我評(píng)估， 測(cè)試答案將于 2014 年 5 月 15 日中午 12:00，在清北學(xué)堂官方網(wǎng)站進(jìn)行發(fā)布。 如有學(xué)員希望單獨(dú)得到金牌助教們的閱卷及分析，請(qǐng)通過郵箱與我們?nèi)〉寐?lián)系。方式 1：將自測(cè)結(jié)果（推薦直接在原試卷上給出答案）以照片或掃描件的形式發(fā)送。方式 2：將自測(cè)答案單獨(dú)以 excel 或 word 形式發(fā)送。我們會(huì)在收到答案的兩周內(nèi)進(jìn)行評(píng)閱并進(jìn)行個(gè)性化分析。 第二套后端習(xí)題將于 2014 年 5 月 15 日 12:00 發(fā)布。 （ 2014 年 五一 集中培訓(xùn)課程使用） QBXT/JY/RXCS2014/5-1-6 2014-5-10 發(fā)布 清北學(xué)堂教學(xué)研究部 清北學(xué)堂學(xué)科郵箱 自主招生郵箱 數(shù)學(xué)競(jìng)賽郵箱 物理競(jìng)賽郵箱 化學(xué)競(jìng)賽郵箱 生物競(jìng)賽郵箱 理科精英郵箱 清北學(xué)堂官方博客 /tsba 清北學(xué)堂微信訂閱號(hào) 學(xué)習(xí)資料最新資訊 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程課程 后端習(xí)題 北京清北學(xué)堂教育科技有限公司 第 2 頁 2014年五一高中 物理競(jìng)賽提高班后端習(xí)題 答案 1（復(fù)賽難度） 一、 （ 15 分）在水平地面某一固定點(diǎn) O 用槍射擊，射出的子彈在水平面上落點(diǎn)所能夠覆蓋的最大面積是 A 。若在 O 點(diǎn)正上方高度為 h 的 O點(diǎn)用同一支槍射擊，射出的子彈在水平面上落點(diǎn)所能夠覆蓋的最大面積是多少？不計(jì)空氣阻力，不計(jì)槍支的長度，每次射出的子彈初速度大小相同。 二、 （ 20 分）如圖所示，外海和港口有一個(gè)直線的防波堤相隔，平面波從外海傳來，這個(gè)平面波的振幅和波長一定，薄面平行于防波堤。在防波堤上有一開口，供船只進(jìn)入，其寬度為 h ，并且可以在與波長差不多的范圍內(nèi)變動(dòng)。設(shè)外海平面波的波速不變，不考慮防波堤和岸邊的反射。 1. 進(jìn)入港口的波在離開口很遠(yuǎn)的地方可以看作一個(gè)以開口中心為頂點(diǎn)的球面波，試說明原因。 2. 當(dāng) hr 時(shí)，在距離開口中心為 r 處的 C 點(diǎn)，波的振幅 a 與開口寬度 h 有什么關(guān)系？ 3. 實(shí)際上，港口內(nèi)的球面波有一個(gè)頂角 ，若已知沿波面長度為 L 的波的能量在振幅一定的情況下，與振幅的平方以及 L 成正比，試確定球面波的頂角 與開口寬度 h的關(guān)系。 4. 試確定 C 點(diǎn)的振幅 a 與 C 點(diǎn)到開口的距離 r 的關(guān)系。 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程課程 后端習(xí)題 北京清北學(xué)堂教育科技有限公司 第 3 頁 三、 （ 25 分） 質(zhì)量為 M 的宇航站與質(zhì)量為 m 的飛船對(duì)接在一起沿半徑為 nR 的圓形軌道繞地球運(yùn)動(dòng)，其中 1.25n ， R 為地球半徑。在某一時(shí)刻，飛船從宇航站沿運(yùn)動(dòng)方向發(fā)射出去，并沿某橢圓軌道飛行，新軌道的最遠(yuǎn)點(diǎn)到地心的距離為 8nR ，如果希望飛船繞地球運(yùn)動(dòng)一周后恰好與宇航站再次相遇，則質(zhì)量比 mM應(yīng)為多少？ 四、 （ 20 分）平行板電容器兩極板都是正方形，其面積均為 221.0 10 mS ，板間距離為31.0 10 md ，將電容器與電源相連，電源電動(dòng)勢(shì)為 100V 。再將厚度也 d ，大小與極板相同的電介質(zhì)板（相對(duì)介電常數(shù) 2r ）以勻速 22.3 10 m sv 插入極板間， 不計(jì)電源內(nèi)阻與導(dǎo)線電阻，忽略電介質(zhì)板與極板間的摩擦， 求： 1. 電介質(zhì)板插入過程中，電路中的電流為多少？ 2. 電介質(zhì)板插入過程中，電源輸出的能量為多少？ 3. 電介質(zhì)板插入前后電容器儲(chǔ)存的能量有何變化？比較該能量變化與電源輸出的能量是否相同，并說明原因。 五、 （ 25 分） 如圖是由 24 個(gè)等值電阻連結(jié)而成的電阻網(wǎng)絡(luò)。又有一電源，電動(dòng)勢(shì)為3.00V ，內(nèi)阻 2.00r，電源與一阻值為 28.0R的電阻和二極管 D 串聯(lián)后引出引線作為供電電路，引線點(diǎn)記為 P 和 Q。二極管 D 的伏安特性曲線如圖所示。 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程課程 后端習(xí)題 北京清北學(xué)堂教育科技有限公司 第 4 頁 1. 若將 P、 Q 兩端與電阻網(wǎng)絡(luò) E、 G 兩點(diǎn)相接，測(cè)得二極管兩端的電壓為 0.86V ，求電阻網(wǎng)絡(luò) E、 A 間的電壓 EAU 。 2. 若將 P、 Q 兩端與電阻網(wǎng)絡(luò) B、 D 兩點(diǎn)相接，求二極管 D 的電流 DI 以及電阻網(wǎng)絡(luò) E、G 間的電壓 EGU 。 六、 （ 20 分） 液體 A、 B 互不相容，它們的飽和蒸汽壓 ip 與 熱力學(xué) 溫度 T 的關(guān)系為 )BA(ln0或 ibTapp iii 式中 0p 為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 ， a 、 b 為液體本身性質(zhì)所決定的常量 。 已測(cè)得兩個(gè)溫度點(diǎn)的0ppi 值如下 ： C40 ： 284.00A pp ， 07278.00B pp C90 ： 476.10A pp ， 6918.00B pp 1. 在外部壓強(qiáng)為 0p 時(shí) ， 確定 A、 B 的沸點(diǎn)。 F E H R 1 D C B A G R 2 R 3 R 4 R 6 R 5 R 7 R 9 R 8 R 10 R 11 R 12 R 13 R 14 R 15 R 16 R 17 R 18 R 19 R 20 R 21 R 22 R 23 R 24 1.6 1.0 100 50 10 I 0 /mA 0 U/V 0.2 清北學(xué)堂集中培訓(xùn)課程課程 后端習(xí)題 北京清北學(xué)堂教育科技有限公司 第 5 頁 2. 現(xiàn)將液體 A 和 B 各 100g 注入 容器中，并在 A 表層覆蓋有薄層無揮發(fā)性的液體 C，C 與 A、 B 互不相容， C 的作用是防止 A 自由揮發(fā)， 因而不考慮 C 的狀態(tài)變化。液體內(nèi)因重力而形成的壓強(qiáng)可以忽略， A、 B 的摩爾質(zhì)量比為 8BA MM 。對(duì)容器緩慢持續(xù)加熱 ， 液體溫度 t 隨時(shí)間 的變化如圖所示 。 試確定圖中溫度 1t 、 2t（精確到 1）以及在 1 時(shí)刻液體 A 和液體 B 的質(zhì)量（精確到 0.1g）。假設(shè) A、 B蒸汽均可視為理想氣體，可以使用道爾頓分壓定律。 七、 （ 20 分） 如圖所示，凸透鏡焦距為 m15.0f ，主光軸上有一小光源 S ，另一側(cè)兩個(gè)反射面相向放置的平面鏡，兩平面鏡彼此垂直，且與透鏡主光軸成 45交角。兩平面鏡的交線與透鏡主光軸垂直。