Exámenes y respuestas del concurso de física de la escuela secundaria de Ningbo 2008
1. Como se muestra en la figura, dos bloques sólidos A y B con masas ma y mb respectivamente se colocan sobre una mesa horizontal lisa. Ahora la fuerza de empuje Fa y la fuerza de tracción Fb actúan sobre ellos al mismo tiempo. Se sabe que FA > FB, entonces la fuerza de A sobre b.
A. Debe ser empuje b, debe ser tensión
C. d.maybezero[]12. (8 puntos) Casa con techo plano, área 40㎡. La primera vez que llueve continuamente durante t=24 horas, las gotas de lluvia caen sobre el techo con una velocidad de v=5,0 m/s en dirección vertical. Supongamos que las gotas de lluvia golpean el techo por un tiempo muy corto, no rebotan y se alejan inmediatamente. La segunda vez hacía varios grados bajo cero y llovió durante 24 horas. Cuando toda la lluvia helada cae sobre el techo, se convierte en hielo y permanece en el techo. El espesor de la capa de hielo se mide como d = 25 mm. Se sabe que la cantidad de lluvia de las dos precipitaciones es igual y que la densidad del hielo es 9×102kg/m3. /m3. A partir de los datos anteriores, se puede estimar que la presión del hielo formado por la segunda lluvia helada sobre el techo es n.
13. (10 minutos) En el electrodo YY/deflexión del osciloscopio, aplique voltaje u 1 = u 0 sin 2ωt, donde ν=50Hz. Al mismo tiempo, agregue el voltaje de onda de diente de sierra u2 como se muestra en la Figura 1 al electrodo XX/deflexión del osciloscopio e intente dibujar el patrón que se muestra en la pantalla de la Figura 2.
Si por alguna razón, la línea del gráfico se mueve lentamente hacia la derecha, la razón es
3 preguntas de cálculo. La respuesta debe incluir el texto necesario, ecuaciones y pasos de cálculo importantes. Solo puedes escribir preguntas que impliquen cálculos numéricos pero no puedes calificar los resultados finales. Los valores y unidades deben estar escritos claramente en la respuesta.
14. (14 minutos) Un amperímetro con resistencia interna Rg = 10.0ω, si se conecta en serie con una resistencia constante R0 = 44990Ω, puede convertirse en un voltímetro con un rango de U0 = 50V. Ahora este amperímetro se convierte en un voltímetro de dos rangos, Uo2=10V. respectivamente. Cuando se utiliza el bloque de 10 V de este voltímetro para medir el voltaje a través de la fuente de alimentación, el voltímetro muestra 4,80 V. ¿Cuál es la fuerza electromotriz de esta fuente de alimentación?
15. (12 puntos) Para entrenar a los astronautas para que trabajen y vivan en ingravidez, es necesario crear un entorno de ingravidez. Cerca de la superficie de la Tierra, se puede lograr una ingravidez total durante un breve período de tiempo en la cabina del avión, cuando el avión simula algún movimiento bajo la influencia de la gravedad. Ahora se requiere que un avión entre en una prueba de ingravidez a una velocidad de V1 = 500 m/s.
(1) ¿Qué tipo de movimiento necesita simular el avión para seleccionar arbitrariamente la duración del tiempo de ingravidez dentro de un cierto rango? Intente discutir cuantitativamente los factores que afectan la duración del tiempo de pérdida de peso.
(2) Cuando un avión simula este tipo de movimiento, ¿cuál es el rango de tiempo opcional para la ingravidez?
16. (12 minutos) Supongamos que la luna gira alrededor de la tierra y la tierra gira alrededor del sol, y que sus órbitas están todas en el mismo plano. Se sabe que la aceleración de la gravedad en la superficie terrestre es g = 9,80 m/s2, el radio de la Tierra es R0 = 6,37 × 106 m y la masa de la Luna es m = 7,3 × 65436. M2/kg2, la distancia entre el centro de la luna es aproximadamente r0m=3,84×108m.
(1) ¿Cuántos días tarda el centro de la luna en orbitar el centro de la tierra?
(2) ¿Cuántos días tardan los observadores en la Tierra en ver la luna llena dos veces seguidas?
(3) Si ignora el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra y supone que se lanza un cohete desde la superficie de la Tierra hacia la Luna, intente estimar la velocidad del cohete cuando está a ¿Alcanza menos la superficie de la luna (el resultado requiere dos dígitos)?
17. (12 minutos) Como se muestra en la figura, 1 y 2 son dos bloques pequeños (pueden considerarse partículas) colocados en el suelo horizontal. El coeficiente de fricción por deslizamiento es el mismo que el del suelo. La distancia entre los dos bloques es d = 170,00 metros y sus masas son m 1 = 2,00 kg y M2 = 3,00 kg respectivamente. Ahora déjelos avanzar con velocidades iniciales de v1=10m/s y v2=2m/s respectivamente. Después de t = 20,0 s, los dos objetos chocan entre sí y el tiempo de colisión es muy corto. Después de la colisión, se mantienen unidos.
18. (11 minutos) La báscula consta de una base, una plataforma de carga Q, un sistema de palanca y un código de silicio, y se muestra como su sección equivalente en un plano vertical. q es una placa de hierro colocada horizontalmente, que es presionada sobre los filos de la cuchilla en E y B por las placas de hierro verticales H y K en ambos lados. El sistema de palancas consta de barras horizontales DEF, ABCP, barras verticales CF y MP y una viga transversal. Los otros dos filos de cuchilla ubicados en A y D se presionan en la base de la escala respectivamente (Q, K, H, E, B, A, D todos tienen una cierta longitud en la dirección perpendicular a la superficie del papel, y su cruz -las secciones son como se muestra en la figura) mostrada). c, F, M, N, O y P son todos ejes giratorios, entre los cuales O está suspendido por el soporte OL en la parte superior y está conectado fijamente a la base de la escala, por lo que el eje giratorio O no puede moverse. Lo que se ha conseguido es que cuando no hay ningún objeto a pesar en la plataforma de carga, el código de viaje S está en la escala cero izquierda, y el peso en el gancho de peso es cero, el travesaño MON está en estado horizontal, y las barras transversales DEF y ABCP también son horizontales, mientras que las barras verticales CF y MP son verticales.
Cuando el objeto medido con peso W se coloca en la plataforma de carga Q, W1 representa el aumento en la presión del borde de la cuchilla en B, y W2 representa el aumento en la presión del borde de la cuchilla en e. ajuste del sistema de palanca, el material de la viga MON Pérdida de equilibrio, desviación de la posición horizontal. Añadiendo peso apropiadamente o moviendo la posición de la yarda móvil S, la viga MON puede restablecer el equilibrio. Regrese a la posición horizontal. El peso (masa) del objeto a pesar se puede determinar mediante el valor del peso y la posición del código en movimiento. Para garantizar que el objeto pesado pueda mostrar el mismo resultado en diferentes lugares del escenario, ¿qué tipo de relación debe satisfacerse entre AB, DE, AC y DF en el diseño?
19. (11 minutos) Como se muestra en la figura, una varilla de vidrio uniforme, cilíndrica y delgada tiene una superficie extrema como un plano (perpendicular al eje) y la otra superficie extrema como una esfera con el centro de la esfera situada en el eje superior. Actualmente, se emite un haz de luz muy fino en dirección paralela y muy cercana al eje. Cuando la luz se emite hacia la varilla desde el extremo plano, la luz se emite desde el otro extremo. Cuando la luz entra en la varilla desde la superficie del extremo esférico, la distancia desde el punto de intersección del rayo de luz y el eje interior de la varilla hasta la superficie esférica es b, que es lo más cercano posible al índice de refracción n del vidrio.
20. (13 minutos) Los fotones no sólo tienen energía, sino también impulso. La energía de un fotón con frecuencia ν es hν y el momento es hν/c, donde H es la constante de Planck y C es la velocidad de la luz. Cuando los fotones golpean la superficie de un objeto, crean presión, llamada presión ligera. Suponiendo que existe polvo cósmico, se puede considerar como una pequeña bola con un radio R = 10,0 cm y su material es el mismo que el de la Tierra. Su distancia al sol es igual a la distancia de la tierra al sol. Intente calcular la relación entre la fuerza de la radiación solar sobre el polvo y la atracción gravitacional del sol sobre el polvo. Supongamos que la radiación solar es completamente absorbida por el polvo cuando incide sobre él. Se sabe que el movimiento de la Tierra alrededor del Sol puede considerarse como un movimiento circular. La energía de la radiación solar que incide en una unidad de área en la órbita terrestre y perpendicular a la dirección de los rayos del Sol por unidad de tiempo es S =. 1,37×103W. M-2, la distancia de la Tierra al centro del Sol R0c = 1,5×1011m, ¿la aceleración gravitacional cerca de la superficie terrestre g=10m? S-2, el radio de la Tierra R 0 = 6,4×106rn, la constante gravitacional g = 6,67×10-11n? m2? Kilogramo-2
21. (16 minutos) Supongamos que hay tres campos conocidos mutuamente perpendiculares en el espacio: un campo eléctrico uniforme con una intensidad de campo eléctrico E, un campo magnético uniforme con una intensidad de inducción magnética B y a aceleración gravitacional En el campo gravitacional de g, una partícula cargada positivamente con masa M y carga Q se mueve en este espacio. Como todos sabemos, la velocidad de una partícula es constante durante el movimiento.
(1) Intente explicar mediante demostración qué tipo de movimiento realiza esta partícula (no necesariamente encontrando la ecuación de trayectoria del movimiento)
(2) Si el campo eléctrico y el campo magnético en un determinado instante desaparecen repentinamente. Se sabe que la energía cinética mínima de una partícula durante el movimiento es la mitad de su energía cinética inicial (es decir, la energía cinética cuando el campo eléctrico y el campo magnético simplemente desaparecen). componentes de velocidad de la partícula en las tres direcciones del campo en el momento en que el campo eléctrico y el campo magnético simplemente desaparecen.
2. Irradiar átomos de hidrógeno con luz en estado fundamental puede ionizarlos. La siguiente afirmación es correcta.
R. Siempre que la intensidad de la luz sea lo suficientemente fuerte, los átomos de hidrógeno se pueden ionizar.
B. Siempre que la frecuencia de la luz sea lo suficientemente alta, los átomos de hidrógeno se pueden ionizar.
C.Mientras la energía del fotón sea lo suficientemente grande, los átomos de hidrógeno pueden ionizarse.
D. Siempre que el tiempo de iluminación sea lo suficientemente largo, los átomos de hidrógeno se pueden ionizar.
3. Como se muestra en la figura, un riel guía liso en forma de U con resistencia R se coloca en un campo magnético externo uniforme, y el plano del riel guía es perpendicular a la dirección del campo magnético. Una varilla de metal ab con resistencia insignificante pero masa constante se extiende a ambos lados del riel guía y puede trasladarse a lo largo del riel guía. Ahora se ejerce una fuerza constante F hacia la derecha sobre la varilla a desde el reposo. Si se ignora la autoinductancia de la varilla y del riel guía en forma de U, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es correcta durante el movimiento de la varilla?
A. La fuerza ejercida por el campo magnético externo sobre la varilla ab portadora de corriente realiza trabajo sobre la varilla ab, pero la energía del campo magnético externo es constante.
B. El trabajo de la fuerza externa F es siempre igual al trabajo consumido por la resistencia r.
c La potencia del campo magnético externo que actúa sobre la varilla portadora de corriente ab es igual a la potencia consumida en la resistencia r.
D. La disipación de potencia en la resistencia r tiene un valor máximo.
4 Como se muestra en la figura, dos tubos de vidrio A y B fijos con respecto al recipiente se insertan en el. piso del ascensor en un contenedor de agua. El extremo superior del tubo está cerrado y el extremo inferior está abierto. Cada tubo está sellado con agua para contener una cierta cantidad de gas. En equilibrio, el nivel del agua en la tubería A es menor que el nivel del agua fuera de la tubería, y el nivel del agua en la tubería B es mayor que el nivel del agua fuera de la tubería. Ahora el ascensor comienza a acelerar desde el reposo. Se sabe que durante este proceso, el gas del tubo permanece sellado dentro del tubo.
En a. la energía interna del gas aumentará, y en b, la energía interna disminuirá.
B. La energía interna del gas en A disminuye y la energía interna del gas en B aumenta.
C. La energía interna de los gases en A y B aumentará.
D. La energía interna de los gases en A y B disminuirá.
5. La imagen muestra un "tubo doble en forma de U" doblado a partir de un tubo de vidrio delgado con espesor uniforme. A, B, C y D son cuatro secciones verticales. están abiertos en la atmósfera. El mercurio en el tubo sella una sección de la columna de aire en B y C. La posición de la superficie del mercurio en el tubo es como se muestra en la figura. Ahora la temperatura del gas en la columna disminuye lentamente si el nivel de mercurio en C aumenta.
El contenido de mercurio en a.b también aumentó en Δh.
Los niveles de Hg en B.B. también aumentaron, pero en menor medida que los de ΔH.
c.La reducción de la presión del gas en la columna de gas es igual a la presión generada por la columna de mercurio con una altura de ΔH.
d. La disminución de la presión del gas en la columna de gas es igual a la presión producida por una columna de mercurio de 2 Δ h de altura.
6. L en la imagen es una bobina enrollada en el núcleo de hierro, que puede formar un circuito cerrado con las resistencias R, R0, llave y batería e. La flecha en la bobina indica la dirección positiva. de la corriente en la bobina. Cuando la corriente va en la dirección de la flecha, la corriente es positiva; en caso contrario, es negativa. Los botones K1 y K2 están apagados. Cuando se establece en t=0, la tecla K1 está activada.
A. Figura 1b. Figura 2 C. Figura 3 D. Figura 4
Rellena los espacios en blanco y encierra en un círculo las preguntas. Escriba su respuesta en la línea de la pregunta o coloque la imagen en el lugar designado de la pregunta. Mientras se den los resultados, no es necesario anotar el proceso de obtención de los resultados.
7. (8 puntos) Para estimar el volumen de agua del depósito, se puede tomar una botella de solución acuosa de isótopos radiactivos no tóxicos. La solución en la botella se desintegra 6×107 veces por minuto. Se sabe que este isótopo tiene una vida media de 2 días. Ahora vierta esta botella de solución en el depósito. Después de 8 días, se puede considerar que la solución se ha distribuido uniformemente en el depósito. En este momento, se toma una muestra de agua del depósito de 1,0 m3 y la muestra de agua se descompone 20 veces por minuto.
8. (8 puntos) Tres semáforos L1, L2 y L3 están instalados en secuencia en una carretera recta. La distancia de L2 a L1 es de 80 m y la distancia de L3 a L1 es de 120 m. Cada uno El intervalo de tiempo para que el semáforo se muestre en verde es de 20 segundos y el intervalo de tiempo para que el semáforo se muestre en rojo es de 40 segundos. L1. L2 comienza a mostrarse en verde después de 10 segundos cuando L1 se muestra en rojo. Se estipula que el tiempo para que un vehículo pase tres semáforos no excederá los 150 segundos si un automóvil que avanza a velocidad constante pasa a L1 en el momento en que L1 comienza a hacerlo. muestran luces verdes, el automóvil puede pasar por tres semáforos sin detenerse. La velocidad máxima de un semáforo es m/s. Si una bicicleta que circula a velocidad constante pasa por L1 cuando L1 se muestra en verde durante 10 segundos, la velocidad mínima a la que la bicicleta puede pasar tres semáforos sin detenerse es m/s.
9. N Dos pequeños bloques idénticos están ubicados sobre una mesa horizontal lisa, dispuestos en línea recta, con una cierta distancia entre pequeños bloques adyacentes. De izquierda a derecha, el primer bloque pequeño está marcado como P 1, el segundo bloque pequeño está marcado como P 2 y el tercer bloque pequeño está marcado como P 3.
El último bloque pequeño, que es el bloque pequeño más a la derecha, está marcado como P^n. Ahora intentamos darle a cada bloque pequeño una velocidad de diferentes tamaños en la dirección correcta al mismo tiempo, donde la velocidad máxima se registra como v1 y la velocidad máxima. la velocidad mínima se registra como vn, las velocidades entre la velocidad máxima y la velocidad mínima se registran de mayor a menor como v2, v3,..., vn-1. Si los pedazos pequeños chocan, el orden de velocidad es el siguiente
10 (11 minutos) Hay dos aviones con carga infinitamente uniforme, uno con carga positiva y otro con carga negativa, con la misma carga por unidad. área. Ahora coloque los dos planos cargados ortogonalmente como se muestra en la figura. En la figura, las líneas rectas A1B1 y A2B2 son respectivamente el plano de carga positiva y el plano de carga negativa ortogonales a la superficie del papel.
(1) Según la simetría del campo eléctrico (intensidad de campo y potencial eléctrico) generado por cada plano infinitamente grande con carga uniforme, tomando el punto O como punto cero del potencial eléctrico, respectivamente en todo el imagen que se muestra en la figura de la derecha. Dibuje superficies equipotenciales con potenciales de 0, 1 V, 2 V, 3 V, -1 V, -2 V y -3 V.
(2) Si la intensidad del campo eléctrico generado independientemente por cada plano cargado es E0 = 1,0 V/m, entonces la distancia entre dos superficies equipotenciales adyacentes en (1) se puede obtener d = .
11. (10 minutos) Una serie de ondas de corte armónicas simples se propagan en dos ejes (desplazamiento de vibración a lo largo del eje Y). El diagrama de vibración de un elemento de masa conocida en x=12 cm se muestra en la Figura 1, y el diagrama de vibración en x=18 cm se muestra en la Figura 2.