Preguntas del examen simulado del Concurso Nacional de Física de Escuelas Secundarias 2009

¿Parte teórica?

(Tiempo de examen: 180 minutos; puntuación total: 140)?

1. (25 puntos por esta pregunta) Tres pequeñas bolas A, B y C con masas m están sobre una superficie horizontal lisa. A y B, B y C están conectados con alambres delgados de longitud L respectivamente. El ángulo entre las líneas de extensión de AB y BC es α=π/3. Establezca el sistema xOy en el plano, donde el punto O coincide con la bola B. Las direcciones de los ejes x e y son como se muestran en la figura. Hoy hay una pequeña bola D con la misma masa que M, que se mueve hacia la bola B con una velocidad v0 a lo largo de la dirección negativa del eje Y. Al final del choque, ambas cuerdas se rompieron. Después de eso, ¿cuánto tiempo tardarán los centros de masa de la bola D y la bola ABC en estar a la distancia mínima? ?

2. (20 puntos por esta pregunta) Para detectar el sol a corta distancia y devolver el detector a las proximidades de la Tierra, se puede lanzar una nave espacial que transporte el detector y se requiere su órbita. Para estar en el mismo plano que la órbita de la Tierra alrededor del Sol, la distancia desde el punto del perihelio de la órbita al Sol es 1% AU (AU es la unidad astronómica de distancia, que indica la distancia promedio entre el Sol y el Sol. la tierra, 1au = 1,495). E12m), y tiene el mismo período orbital que la órbita de la Tierra alrededor del Sol (para cálculos simples, dejemos que la Tierra orbite alrededor del Sol en una órbita circular). ¿Qué velocidad de lanzamiento se debe utilizar para lanzar una nave espacial desde la superficie terrestre (la velocidad de lanzamiento se refiere a la velocidad cuando se apaga el motor del cohete y la nave espacial deja de acelerar) para que la nave espacial aún pueda entrar en una órbita elíptica calificada alrededor del sol? después de superar la gravedad de la Tierra (es decir, superar ¿Se puede todavía considerar que una nave espacial que está sujeta a la gravedad de la Tierra está en órbita terrestre)? ?

Se sabe que el radio de la Tierra R=6,37*10E6m, la aceleración de la gravedad del suelo g=9,80m/s2 y no se considera la resistencia del aire. ?

3. (10 puntos por esta pregunta)?

Como se muestra en la figura, en un cilindro cerrado con una altura H y un cilindro aislado con un área de sección transversal interna S, un pistón A con una masa M divide el cilindro en partes superior e inferior. El pistón puede El cilindro se desliza hacia arriba y hacia abajo contra la pared del cilindro sin fricción. Resortes ligeros con coeficientes de rigidez k1 y k2 están conectados en serie entre la parte superior del cilindro y A, respectivamente. La parte superior de A es un vacío y la parte inferior está llena con una cierta masa de gas ideal. Se sabe que el sistema está en equilibrio y que la altura de A (la distancia desde su superficie inferior al suelo del cilindro) es igual a la compresión total de los dos resortes, los cuales son h1 = H/4. Se aplica una corriente al cable del horno eléctrico R para calentar el gas, lo que hace que A se eleve desde la altura de h1. Cuando el sistema alcanza el equilibrio después de dejar de calentarse, la altura del pistón es h2=3H/4. Encuentre el calor δ q absorbido por el gas durante este proceso. ?

Se sabe que cuando el volumen permanece sin cambios, el calor absorbido por cada mol de aumento de temperatura del gas es 1K, que es 3R/2. r es una constante universal de los gases. Durante todo el proceso se supone que el resorte siempre obedece la ley de Hooke. ?

4. (25 puntos por esta pregunta)?

Para reducir las pérdidas de transmisión de la línea, la transmisión de CA de alto voltaje se utiliza generalmente para la transmisión de electricidad a larga distancia. Se construye una serie de torres de puesta a tierra en la línea de transmisión y se conectan varios aisladores en una cadena (llamada cadena de aisladores, como se muestra en la Figura 1). Su extremo superior A está colgado del brazo transversal de la torre de hierro y la línea de transmisión de alto voltaje está suspendida en su extremo inferior b. El diagrama del aislador se muestra en la Figura 2. Un medio aislante cerámico semiesférico resistente a alto voltaje está firmemente sujeto fuera de la bola conductora con radio R1. Fuera del medio hay una carcasa esférica conductora con un radio interior R2. Cuando se sabe que el voltaje entre la bola conductora y la cubierta esférica del conductor es U, la intensidad del campo en el medio a una distancia r del centro de la bola es e = r 1r2u/[(r 1-R2)R2], y la dirección de la intensidad del campo es a lo largo de la dirección radial. ?

1. Se sabe que el diámetro interior R2 de la carcasa esférica del conductor aislante es de 4,6 cm y la resistencia a la rotura del dieléctrico cerámico es Ek=135 kV/cm. Cuando la intensidad del campo en cualquier punto del dieléctrico es E >; Ek, el dieléctrico se descompone y pierde sus propiedades de aislamiento. ¿Qué valor debe tomar el radio de la bola conductora R1 para maximizar el voltaje que el aislador puede soportar (es decir, el voltaje aplicado entre la bola conductora y la carcasa de la bola conductora del aislador)? ¿Cuál es el valor máximo de voltaje de CA correspondiente en este momento? ?

2. Una cadena de aisladores compuesta por cuatro aisladores cuelga debajo de una torre de hierro (como se muestra en la Figura 1). Entre los dos polos de cada aislador hay un condensador C0. El conductor inferior de cada aislador (es decir, la bola conductora) tiene una capacitancia distribuida C1 para la torre de hierro (es decir, la bola conductora y la torre de hierro son equivalentes a los dos polos del capacitor, y hay una cierta capacitancia entre ellos, llamado capacitancia distribuida). El conductor superior de cada conductor aislante.

3. Si C0 = 70pf = 7×10-11f, C1 = 5pf, C2 = 1pf, intente calcular el voltaje máximo que el sistema puede soportar (consulte el valor efectivo). ?

5. (25 puntos por esta pregunta)?

Como se muestra en la figura, G es un tubo de vidrio delgado colocado verticalmente con su parte inferior O como origen, se establece un sistema de coordenadas rectangular Oxy e Y coincide con el eje del tubo de vidrio. Una carga puntual positiva A con cantidad eléctrica Q se coloca fijamente en el eje X a una distancia D del origen, y una carga puntual positiva A con cantidad eléctrica Q (Q > 1; 0) se encuentra en la trayectoria de la herramienta y puede moverse a lo largo del eje Y sin fricción. La interacción de Coulomb entre las dos cargas no se ve afectada por el tubo de vidrio. ?

1. Cuando la masa m de la partícula cargada P colocada en el tubo cumple con qué condiciones, se puede encontrar que en Y > existe una posición de equilibrio en el área de 0. ?

2. El estado de equilibrio anterior puede ser estable o inestable, dependiendo de la masa m de la partícula. Y (m) representa la coordenada Y de la partícula cargada P con masa m cuando está en posición de equilibrio. Cuando la partícula P está en un estado de equilibrio estable, ¿cuál es el rango de valores de y(m)?

; Cuando la partícula P está en un estado de equilibrio inestable, ¿cuál es el rango de valores de y(m)?

. ?

3. Se sabe que la partícula P con masa m está en un estado de equilibrio estable y la coordenada y de la partícula es y1.

. Ahora déle a P una pequeña perturbación a lo largo del eje Y, intente demostrar que el movimiento futuro es un movimiento armónico simple y encuentre el período de este movimiento armónico simple. ?

4. Se sabe que la coordenada Y de la posición de equilibrio inestable de la partícula P con masa m es y2. Suponga que P se coloca en la coordenada y3 y luego P se libera del estado de reposo. Encuentre todos los y3 posibles para que P pueda llegar al fondo del tubo de vidrio después de la liberación. (Siempre que enumere las relaciones que satisface y3, ¿no es necesario resolverlas)?

6. (20 puntos por esta pregunta)?

Se coloca una esfera transparente en el aire, n0=1, y su centro está ubicado en O en el eje óptico de la figura. Los puntos de intersección entre las esferas izquierda y derecha y el eje óptico. son O1 y O2 El hemisferio derecho de la esfera es un reflector esférico. Constituyen un reflector esférico. Hay un punto luminoso P en el lado izquierdo de O1 en el eje óptico. La distancia de P al vértice esférico O1 es S. La luz emitida por P satisface la condición paraxial. No se consideran reflexiones de otras áreas. ?

1. ¿Dónde está el punto de imagen final del punto P del objeto luminoso después de pasar por este reflector? ?

2. Cuando P se mueve de izquierda a derecha a lo largo del eje óptico a una velocidad de V, ¿a qué velocidad se moverá el punto de la imagen final? La investigación también muestra que cuando el índice de refracción del vidrio es de n hebras, el punto de la imagen también se mueve a una velocidad constante. ?

7. (15 puntos por esta pregunta)?

Se sabe que los átomos de sodio pasan del estado excitado (P3/2) al estado fundamental (S1/2), y la longitud de onda de la línea del espectro de emisión es λ0=588,9965 nm. un gas de átomos de sodio, en el que los átomos de sodio hacen un movimiento térmico irregular (no es necesario considerar los efectos relativistas en el movimiento de los átomos de sodio), irradiado por un rayo láser con una longitud de onda de 588,0080 nm que se propaga en la dirección negativa del El eje Z. θ representa el ángulo entre la dirección del movimiento del átomo de sodio y la dirección positiva del eje Z (como se muestra en la figura). Pregunta 30o

Originalmente quería hacer WORD para ti, pero parece que no funciona. Esta cosa no puede responder directamente a las imágenes. Las imágenes solo se pueden enviar una por una, así que tengo que juntarlas una por una. Estoy cansado ~ No es fácil de usar. Te lo envié ~~ Nadie respondió. Siento pena. Además, puedes ir a la dirección a continuación para echar un vistazo, jaja.