Rogando por las preliminares de la Olimpiada de Física de Fujian
Este documento contiene nueve preguntas, con una puntuación máxima de 140.
1. (15) Completa los espacios en blanco
1.a. El tamaño del átomo es del orden de m.
B. del núcleo es del orden de m.
C. La masa de un átomo de helio es de aproximadamente kilogramos.
D. La energía de los fotones visibles es del orden de j.
eEn condiciones estándar, el número de moléculas en 1cm3 de gas es aproximadamente.
(Constante de Planck H = 6,63× 10-34J s Constante de Avogadro Na = 6,02× 1023 mol?-1)
2. es el 80% de la energía luminosa incidente. Intente decidir si las siguientes afirmaciones son correctas y explique brevemente los motivos.
A. El número de fotones reflejados es 80 veces el número de fotones incidentes;
La energía de cada fotón reflejado es 80 veces la energía de los fotones incidentes.
2. (15 minutos) Dos pequeños bloques de masa m1 y m2 están conectados con una cuerda liviana. La cuerda pasa a través de una polea liviana en la parte superior de una pendiente suave con un ángulo de inclinación A = 30. Ignore la relación entre la polea y el eje giratorio. La fricción entre ellos fija el plano inclinado sobre una mesa horizontal, como se muestra en la figura. Por primera vez, levita m1 y coloca m2 en la pendiente. t se utiliza para representar el tiempo necesario para que m2 se mueva desde la parte inferior de la pendiente hasta la parte superior de la pendiente. Intercambie las posiciones de m1 y m2 por segunda vez, haciendo que m2 esté suspendido y m1 colocado en la pendiente. Encuentre el tiempo necesario para que m1 se mueva desde la parte inferior del plano inclinado hasta la parte superior del plano inclinado. Encuentre la razón entre m1 y m2.
(15 minutos) En la figura se muestra el dispositivo experimental para medir la relación carga-masa del electrón (la relación entre carga Q y masa M q /m). En el tubo de vidrio al vacío, los electrones emitidos por el cátodo K son acelerados por el alto voltaje entre el ánodo A y el cátodo K, formando un flujo de electrones muy fino. El flujo de electrones entra entre las dos placas C y D a una velocidad paralela. a las placas del área del capacitor plano. Si no hay voltaje entre las dos placas C y D, si se agrega un voltaje u entre las dos placas, los electrones que salen del área de la placa llegarán al punto P en la pantalla si se agrega un voltaje u entre las placas y es perpendicular; a la superficie del papel, la inducción magnética. Con un campo magnético uniforme de intensidad B, el punto de luz producido por los electrones que golpean la pantalla volverá al punto O. Ahora se sabe que la longitud del tablero es l = 5,00 cm, la distancia entre C y D es d = 1,50 cm, la distancia desde el punto medio del área del tablero al punto medio de la pantalla es L = 12,50 cm, u =
(15) Para que un satélite artificial de comunicaciones terrestres (satélite geoestacionario) cubra el área entre 75,0 E y 135,0 E en el ecuador, ¿en qué rango de longitud debe ubicarse el satélite en el cielo? El radio de la tierra R0 = 6,37 × 106 metros.. La aceleración de la gravedad en la superficie terrestre g = 9,80 metros/segundo 2..
Verbo (abreviatura de verbo) (15 puntos) As Como se muestra en la figura, dos rieles guía metálicos delgados, largos y rectos paralelos KL y PQ están fijados en el mismo plano horizontal. La distancia entre ellos es L, por lo que la resistencia Ab y cd son dos varillas metálicas delgadas con masa m. Perpendicular al riel guía y en contacto con el riel guía Bueno, puede deslizarse a lo largo del riel sin fricción. La resistencia de ambas varillas es r. Una cuerda liviana está atada al punto medio de la varilla cd. El otro extremo de la cuerda cuelga un objeto de masa m alrededor de la grúa aérea liviana. No se considera la fricción entre la polea y el eje giratorio. . La cuerda ligera entre la polea y la varilla cd está en estado horizontal y recto, paralela al riel guía. Tanto el riel guía como la delgada varilla metálica se encuentran en un campo magnético uniforme. La dirección del campo magnético es perpendicular al plano del riel guía y la magnitud de la inducción magnética es b. Ahora las dos varillas y la suspensión comienzan a moverse desde el reposo. Cuando las velocidades de las barras ab y cd alcanzan v1 y v2 respectivamente, ¿cuáles son las aceleraciones de las dos barras?
6. (15) Hay una copa, como se muestra en la imagen. El fondo dentro de la copa es una superficie esférica convexa, con su centro en el punto C del vaso debajo del vértice O. El radio de la superficie esférica es R = 1,50 cm y la distancia de O al plano de la copa es 8,0 cm.. En la copa En el centro del fondo de la copa, el punto P está cerca de una imagen y la distancia desde el punto O es de 6,3 cm. Sin embargo, si viertes vino y miras el fondo de la copa desde tu. boca, verás el paisaje en la imagen. Se conocen los índices de refracción del vidrio y del vino.
Intenta explicar este fenómeno mediante el análisis, el cálculo y la argumentación.
7. (15 minutos) Como se muestra en la figura, B es un cuenco semiesférico liso con masa mB y radio R, colocado sobre una mesa horizontal lisa. A es una varilla recta delgada con masa mA, que está restringida en dirección vertical por un manguito liso fijo C. A puede moverse hacia arriba y hacia abajo libremente. La relación de masa entre el recipiente y la varilla es mB = 2 mA. Inicialmente, sostenga la varilla A de manera que su extremo inferior quede justo sobre el hemisferio del recipiente. a y B comienzan a moverse. Suponga que la posición de la varilla A está representada por q, y q es el ángulo entre el centro O de la superficie del recipiente y el punto de contacto entre el extremo inferior de la varilla A y la superficie esférica y la dirección vertical. Encuentre las velocidades de a y B (expresadas en función de q).
8. (17 minutos) En el circuito que se muestra en la figura, la resistencia interna de cada fuente de alimentación es cero, entre los cuales dos puntos B y C tienen una resistencia de 1,0ω y una resistencia de 2,0ω en el conectados correctamente para formar una combinación infinita de circuitos. Encuentre la cantidad de carga en la placa del electrodo conectada al capacitor de 10 μF en la figura.
9. (18 puntos) Como se muestra en la figura, las grúas B y C y la polea móvil D forman un conjunto de poleas. Se ignora la fricción entre cada polea y el eje giratorio y la masa de la polea. Sobre la polea móvil D, se suspende una plataforma de pesas A, y las pesas 2 y 3 están suspendidas en ambos extremos de una línea de luz inextensible que pasa a través del bloque de poleas. Ate un resorte ligero comprimido con un cable ligero (la línea vertical que pasa a través del resorte en la imagen). Hay un peso de 1 en el extremo superior (los dos no están conectados). Se sabe que las masas de los tres pesos y el disco de peso son todas m, el coeficiente de rigidez del resorte es k, la cantidad de compresión es l0 y todo el sistema es estático. Ahora, el cable de luz atado al resorte se quema repentinamente, el resorte se estira y el peso 1 se empuja hacia arriba hasta que el peso 1 se desprende del resorte. Supongamos que el peso es 65438.
Autor: 59.48.43. Responde a este discurso.
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3 respuestas: Preguntas preliminares de la Olimpiada de Física
En △CA P', el teorema del seno es
(9)
Existe (10)
Considerando que es un rayo paraxial, se puede obtener de (9) y (10).
(11)
Tenerlo de nuevo
(12)
Sustituyendo los tipos anteriores en los datos, podemos obtener
(13)
Se puede observar que cuando no se vierte el vino, la imagen real de la escena en la imagen es de 7,9 cm desde la boca de la copa hasta el punto O. Se sabe que la distancia desde O hasta el plano de la boca de la taza es de 8,0 cm. Cuando se mira el fondo de la taza desde la boca de la taza, la imagen real está demasiado cerca del ojo humano y la escena en la imagen no puede. ser visto.
2. Después de verter el vino, los medios en ambos lados de la superficie esférica convexa en el fondo de la copa son vidrio y vino, y los índices de refracción son n1 y n2 respectivamente, como se muestra en la Figura 2. . Considerando que la luz paraxial está
(14)
sustituyendo los valores de n1 y n2, podemos obtener
(15)
En comparación con la ecuación (6), podemos ver que
(16)
De la ecuación anterior y la Figura 2, podemos ver que la línea de refracción interceptará la extensión OP línea, que es La imagen virtual en el punto p, la imagen se convertirá en una imagen virtual en esta posición. Se puede calcular.
(17)
Volver a poseer
(18)
Coloque las categorías anteriores en los datos.
= 13 cm (19)
Puedes ver que la escena de la imagen se convierte en una imagen virtual en P', que mide 13 cm. Lejos del punto O, es decir a 21 cm de la boca de la copa. Aunque la imagen virtual se acercará a la boca de la copa debido a la refracción del plano del vino, todavía está lo suficientemente lejos de la boca de la copa, por lo que cuando la gente mira el fondo de la copa desde el boca de la taza, pueden ver la imagen virtual de la escena en la pantalla.
Criterios de puntuación:
La puntuación de esta pregunta es 15. Se otorgarán 5 puntos por la fórmula (13) y 2 puntos por "no puedo verlo". Encuentre la fórmula (19), dé 5 puntos y "vea" dé 3 puntos.
7. De acuerdo con las condiciones, si se observa desde el sistema de referencia terrestre, entonces, en cualquier momento, A se mueve en dirección vertical, sea su velocidad vA, y B se mueve en dirección horizontal, sea su velocidad VB.
Si se observa con B como sistema de referencia, entonces la varilla A permanece en dirección vertical y su punto de contacto con el cuenco se mueve dentro de un círculo con un radio de R. La dirección de la velocidad es tangente al círculo. ser VA. El ángulo de la varilla con respecto al suelo. La velocidad es
(1)
(2)
Por lo tanto
(3)
Se conserva la energía
(4)
Pase (3) y (4).
(5)
(6)
Criterios de puntuación:
La puntuación de esta pregunta es (15). (1) y (2) valen 3 puntos cada uno, (4) vale 5 puntos y (5) y (6) valen 2 puntos cada uno.
8. Supongamos que la resistencia equivalente del circuito de combinación infinita en el lado derecho de B y C es, entonces el circuito con corriente en la imagen de la pregunta se puede simplificar al circuito de la Figura 1. El circuito a la derecha de B y C también se puede simplificar al circuito de la Figura 2, donde es la resistencia equivalente del circuito a la derecha de la línea de puntos. Debido a que las estructuras de circuito en el lado derecho de B y C son las mismas y son circuitos de combinación infinita, existe
(1)
Se puede obtener a partir de la resistencia en serie y en paralelo. fórmulas
(2)
Se deriva de la fórmula (1) y la fórmula (2).
Resolver
(3)
La corriente en el bucle que se muestra en la Figura 1 es
(4)
El flujo de agua es en el sentido de las agujas del reloj.
Supongamos que las capacitancias de los tres capacitores en el circuito son C1, C2 y C3 respectivamente. Las cargas en cada placa del capacitor son Q1, Q2 y Q3 respectivamente. La polaridad se muestra en la Figura 3. Debido a la conservación de la carga, la suma algebraica de las cargas en las tres placas debe ser cero en el cuadro de puntos, es decir,
(5)
El potencial entre el punto a y el punto e Diferencia
(6)
Tener de nuevo
(7)
La diferencia de potencial entre dos puntos b y e
(8)
Volver a poseer
(9)
Según las fórmulas (5), (6), (7), (8 ) y (9), sustituyendo los valores de C1, C2 y C3, podemos obtener.
(10)
Es decir, la placa del condensador C3 conectada al punto E está cargada negativamente y la cantidad de carga es.
Criterios de puntuación:
La puntuación de esta pregunta es 17. Se otorgan 3 puntos por la fórmula (3), 1 punto por la fórmula (4), 2 puntos por las fórmulas (5), (6), (7), (8), (9) y (10). Señale que La carga es negativa, luego dé 65.
9. Sea Dt el tiempo desde la quema del alambre roto hasta la separación del peso 1 y el resorte. Durante este período, la tensión sobre cada peso y disco de peso se muestra en la Figura 1. En la figura, F representa la fuerza elástica del resorte en cualquier momento en el tiempo Dt, T representa la tensión en la cuerda liviana que pasa a través del bloque de polea en ese momento, mg representa la gravedad y T0 representa la tensión de la cuerda que cuelga del resorte. paleta. Como se ignora la masa de D, hay algunas.
(1)
En cualquier momento Dt, el peso 1 se mueve hacia arriba, el palet se mueve hacia abajo, los pesos 2 y 3 se elevan hacia arriba, pero los pesos 2 y 3 y La velocidad de El palet es el mismo. Cuando se separa el peso 1 del resorte, la velocidad del peso 1 es v1, la velocidad de los pesos 2 y 3 y la bandeja es v2, la cual está determinada por la siguiente fórmula
(2)
( 3)
(4)
(5)
Donde IF, Img, IT y respectivamente representan el impulso f, mg, t y la fuerza en d T tiempo El tamaño de T0. Tenga en cuenta que la fórmula (1) tiene
(6)
según (2), (3), (4), (5) y (6)
(7)
Durante el proceso de alargamiento del resorte, el extremo superior del resorte se mueve hacia arriba con el peso 1 y el extremo inferior se mueve hacia abajo con la paleta. Dl1 representa la distancia de movimiento hacia arriba del extremo superior del resorte dentro de Dt, y Dl2 representa la distancia de movimiento hacia abajo del extremo inferior.
Debido a que la velocidad de la paleta es 1/3 de la velocidad del peso, en cualquier momento durante la extensión del resorte, hay
(8)
de lo contrario
(9)
La energía mecánica se conserva durante el alargamiento del resorte. La disminución de la energía potencial elástica del resorte es igual al aumento de la energía cinética y la energía potencial gravitacional del sistema. es decir,
(10)
A través de (7), (8), (9), (10)
(11)
Después de que el peso 1 se desprende del resorte, el peso se lanza hacia arriba y se eleva hasta la altura máxima. El tiempo es t 1, incluyendo
(12)
Los pesos 2 y 3 y la fuerza sobre la plataforma se muestran en la Figura 2 para mostrar la magnitud de la aceleración, incluyendo
(13)
(14)
( 15)
(16)
Aprobó (14), (15) y (16).
(17)
La aceleración de la paleta es hacia arriba y la velocidad inicial v2 es hacia abajo. Supongamos que después del tiempo t2, la velocidad del palet se vuelve cero y existe
(18)
De las fórmulas (7), (12), (17) y (18).
(19)
En otras palabras, el tiempo desde la separación del peso 1 del resorte hasta la velocidad cero es igual al tiempo desde la separación del palet hasta la velocidad cero. Según la simetría, cuando el peso vuelve a la posición separada, la bandeja también vuelve a la posición separada, es decir, después de t1, el peso y el resorte se encuentran.
(20)
De (11), (12), (20)
(21)
Criterios de puntuación:
La puntuación de esta pregunta es 18. La fórmula (7) da 5 puntos, la fórmula (11) da 5 puntos y las fórmulas (17), (19), (20) y (21) dan 2 puntos.