第26屆全國高中物理競賽復賽試題及分析 第26屆全國中學生物理競賽復賽試卷 1.填空（問答）題（每題5分，共251題）想象一個靜電場：電場的方向垂直于圖中，電場強度從左到右逐漸增大，這種分布的靜電場有可能存在嗎？海爾-波普彗星的直徑很長，對于一個大橢圓來說，近日點到太陽中心的距離是0.914個天文單位（1個天文單位等于地球到太陽的平均距離），那么這個比值其近日點速率與地球公轉速率（軌道可視為一個圓）的上限約為（保留3）。如果用試電筆接觸市電相線，不會觸電。即使你赤腳站在地上。 另一方面，即使穿著絕緣性能良好的電工鞋，測電筆仍然會發光。 原因是4。如圖所示的復雜網絡中，所有電源的電動勢為E，所有電容器的電容量為C。那么圖中電容器A極板上的電荷為5。如如圖所示，將一塊木頭固定在水平粗糙的地面上。 速度使其開始移動。 一位學生利用角動量定理考察了木塊后續的運動過程：“將參考點設置在如圖所示的地面上的O點，此時摩擦力f的力矩為0，所以木塊在地面上的角動量將守恒，因此木塊將以勻速運動而不會減慢”請指出上述推理中的錯誤并給出正確的解釋： 在 時，桌腿站立。垂直地放置在水平粗糙的剛性地面上。 已經。 眾所周知，桌腿受力后會產生輕微的彈性變形。
現在在桌面的中心點 O15OP，求桌面對桌腿 1 的壓力。 FOA高中物理第26屆全國競賽半決賽題與分析3.（151.質量為m的小球與剛度系數為k的彈簧相連。將系統放置在光滑的水平桌上。彈簧的另一端連接到固定壁上。觀察該系統在沿彈簧長度方向勻速運動的情況下是否守恒，并解釋原因。不考慮太陽和其他恒星的影響，地月系統可以看作是一個孤立系統。如果將地球和月球視為質量均勻的球體物理資源網，則它們的質量分別為Mm物理競賽試題，??中心距。月球與地球中心的距離為R，萬有引力常數為G。以地心為參考系，學生A利用牛頓第二定律和萬有引力定律求出月球相對加速度到地球中心參考系為（ 使用以地球中心速度作為參考系的參考系和以月球中心速度作為參考系的月心參考系計算正確的結果。 4.（20分）火箭通過高速噴射氣體產生推力。 燃燒室內不斷產生高溫高壓氣體，并通過狹窄的噴射口通過管道排入氣壓為p的環境中。 假設該氣體可以視為理想氣體，其摩爾質量為μ，每摩爾氣體的內能為u=c。 是常數，T是氣體的絕對溫度）。 在快速流動過程中，對于管道內任意位置兩個非常接近的截面之間的氣體，可以認為與周圍環境沒有發生熱交換，但其內部達到平衡狀態，具有均勻的壓力p、溫度T和密度ρ，它們的值隨流動不斷變化，并滿足絕熱方程pV15高中物理第二十六屆全國競賽半決賽題與分析5. (20)一個直立的圓柱形容器，盛有水銀，勻速旋轉繞圓柱體軸線（水銀不溢出，皿底不外露），穩定液面呈旋轉拋物面。
若取坐標原點為拋物線最低點，縱坐標z與圓柱容器的軸線重合，橫坐標為旋轉角速度，g為重力加速度（大面積的這種類型的旋轉水銀液面已用于當代反射式天文望遠鏡）。 觀察者的眼睛位于拋物線最低點正上方某處，保持位置不變，然后將容器停下來。 液面靜止后，發現與穩定旋轉相比，眼睛看到的圖像的大小和方向都不同。 沒有變化。 求從人眼位置到穩定旋轉水銀表面最低點的距離。 6. (20 初始時刻完全重合。前者相對于后者沿z軸正方向作高速v運動。作為光源的自由粒子在S'系統中靜止并輻射(各向同性）光子以恒定功率 P 向各個方向發射。在 S 系統中觀察到，輻射偏向光源的前方（所謂的前燈效應）。在 S' 系統中觀察到，輻射的前半部分。會集中在以x軸為光源前方的圓錐體中，求圓錐體的半頂角α，可知相對論速度變換關系是在S中測得的“x”分量。 15 高中物理第26屆全國競賽半決賽題與分析7.（201.假設光子能量為E的單色光垂直入射到理想鏡面（無吸收）。 ），質量為 M，并以速度 V 沿光入射方向移動。利用光子與鏡子碰撞的角度來確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、如果上題中單色光的強度為Φ，試求反射光的強度Φ′（可以近似認為光子撞擊鏡子后，鏡子的速度仍為V。 ）。
光的強度定義為垂直于光傳播方向的單位時間內穿過單位面積的光子的能量。 8.（20分）惰性氣體分子是單原子分子。 對于自由原子，它們的電子電荷分布是球對稱的。 負電荷中心與原子核重合。 然而，如果兩個原子彼此靠近，它們可以由于靜電相互作用（正負電荷中心不重疊）而極化，產生相互作用力，稱為范德華相互作用。 下面我們用一個簡化的模型來研究這個問題。 當負電荷中心與原子核不重合時，如果x表示負電荷中心相對于正電荷（原子核）的位移，當x為正時，負電荷中心在正電荷的右側。 當x為負時，負電荷中心位于正電荷的右側。 左側，如圖1所示。此時，原子核的正電荷對電荷外的負電荷施加的力f相當于剛度系數為k的彈簧的彈力，即，f = -kx。 力的方向指向原子核，原子核外的負電荷的質量全部集中。 在帶負電的中心，該原子可以通過彈簧振蕩器來建模。 現在有兩個相同的惰性氣體原子。 它們的原子核是固定的，距離為R。原子核的正電荷的電荷量為，質量為m。 由于原子之間的靜電相互作用，帶負電的中心相對于各自原子核的位移為 | 如圖所示，它們比 R 小得多。 此時，每個原子的負電荷不僅受到自身原子核正電荷的影響，還受到另一個原子正負電荷的影響。 眾所周知，孤立諧振器的能量E=mv2/2+kx2/2就是質量為m的振子的速度，x是振子的固有角頻率。
嘗試計算上述兩個具有范德華相互作用的惰性氣體原子在絕對零時組成的體系的能量，以及相距足夠遠（可以認為是孤立的、沒有范德華相互作用的兩個惰性氣體原子）的能量瓦爾斯相互作用）。 氣體原子的能量差，并根據結果確定范德華相互作用是吸引還是排斥。 當 | 時，可以使用近似公式 (1+x)1/21+x/2-x2/8, (1+x)-11-x+x2 第26屆全國中學生物理競賽復賽試卷參考答案及評分標準分析 1、填空（問答）題。 每題滿分5分，共25分。 根據每道題的答案和評分標準進行評分。 答案和評分標準是：這種分布式靜電場不可能存在。 因為靜電場是一個保守場，電荷沿任意閉合路徑的電場力所做的功都等于0，但在這種電場中，電荷可以沿某條閉合路徑移動一周而不用做功。電場力所做的功不為0。(52.答案及評分標準：1.5。(53.答案及評分標準：測量筆的內阻很大，通過人體的電流( （或施加在人體上的電壓）在安全范圍內；（24.答案及評分標準：2E5.答案及評分標準：學生沒有考慮木塊垂直方向的支撐力；而木塊的角度只是根據動量守恒推導出來的，所以此時合力的作用線實際上是不正確的。支撐力的力位于重力作用線的右側。 支撐力與重力的合力矩不為0，木塊的角動量不守恒，與木塊的減速運動不存在矛盾。 (5 參考解：假設桌面對四個腿分別施加的力都是壓力，由于輕而硬的桌面處于平衡狀態，因此可以推導出檢查桌面的對角線BD。時刻，由力矩平衡條件下，可得力F的作用點在O，F的作用點在A。在A的作用下，腿1的變形為 15 高中物理第26屆全國競賽半決賽-最終問題和解析變形是 意味著桌子上的四個角在同一平面上，因此滿足以下方程： ）方程仍然成立。 根據以上討論，可以得到式（8）表示的結果為4分，得到式（9）表示的結。 參考答案： 1、不會。對于外界來說，是墻壁對彈簧施加了一個力。 在運動參考系中，這個力的作用點有位移，因此它必須對系統做功，從而改變系統的機械能。 2、因為地球受到月球引力的影響，月球受到地球引力的影響，它們都相對于慣性參考系加速，所以它們不是慣性參考系。 牛頓第二定律相對于非慣性參考系不成立。 如果你想在非慣性參考系中應用牛頓第二定律，你必須這樣做。 引入相應的慣性力； 而且這兩個學生都沒有引入慣性力，所以他們得到的結果在原理上是錯誤的。 15 第26屆全國高中物理競賽半決賽題目與分析 加速度的方向相對指向月球。 在地心參考系中，月球受到慣性力的作用，其大小方向指向地球，與作用在月球上的引力方向相同。 如果月球相對于地心參考系的加速度為 ，則加速度的方向指向地球。 加速度的方向指向地球。 相對于月心參考系，地球受到慣性力的作用物理競賽試題，慣性力的方向指向月球，與地球受到的引力方向相同。 如果地球相對于月心坐標系的加速度指向月球。 等式。 和等式。 表明地球相對于月球中心的加速度相等（方向相反），這與運動相對論是一致的。 評分標準：第15題：10分。 指出不正確之處，并說明原因，占2 15 高中物理第26期 全國競賽半決賽的試題及分析是在火箭燃燒室的出口和噴氣口處進行的。 當氣流達到穩定狀態時，內部所有物理量的分布只取決于位置，與時間無關。 可以看出，雖然氣體時不時地更換。 質量和能量保持不變。首先，根據絕熱近似計算噴射口處的氣體溫度。