一、选择题(共5题,每题6分,共30分)
题目1
有一个质量是m的小球,它以速度v朝着水平方向被抛出去,并且不考虑空气阻力的情况,小球处于飞行的过程里,在某一个时刻它的速度方向跟水平方向呈现出θ的角度。要求出在这个时刻小球的速度大小以及加速度大小。
A.v,g
B.v√2,g
C.v/√2,g
D.v,√2g
题目2
存在一个物体,其质量是m,在粗糙的水平面上进行运动,动摩擦因数为μ,此物体受到水平方向的拉力F作用,那么要求出该物体的确切加速度。
A.F/m
B.(F-μmg)/m
C.F/(m+μmg)
D.F/(m-μmg)
题目3
一个半径为R的均匀球体,质量为M,求球体表面的引力加速度。
A.GM/R²
B.GM/(2R²)
C.GM/(R²/2)
D.GM/4πR³ρR²
题目4
有一个质量是m的物体,它从高度为h的地方自由往下落,不考虑空气阻力,那么落地的时候速度大小是多少呢?
A.√(2gh)
B.gh
C.√(gh)
D.2gh
题目5
一个具有电容C的平行板电容器,其两板之间存在电压U,那么来求该电容器所储存的能量。
A.CU²
B.½CU²
C.2CU²
D.½CU
二、填空题(共5题,每题6分广东高中物理竞赛,共30分)
题目6
有一个物体,它处于做匀速直线运动的状态,其速度是5m/s,运动所经历的时间为10s,那么它的位移大小是有着具体数值的。
题目7
一个物体,它做的是匀加速直线运动,其初速度是2m/s,加速度为3m/s²,在运动了2秒之后,它的速度大小便是/s。
题目8
首先,有一个导体,其电阻是4Ω,接着,这个导体两端的电压为12V,当这种情况出现时,通过该导体的电流大小为。
题目9
有一个质量是2kg的物体,处于光滑水平面上,受到了5N的水平拉力,它的加速度大小是/s²。
题目10
真空中,存在着一种波长是600nm的单色光,其传播速度为/s ,要知道真空中的光速c是3×10⁸m/s。
三、计算题(共4题,共90分)
题目11(20分)
请看图示,有这么一个情况,质量是m等于2千克的滑块,它套在了光滑的水平细杆之上,而这根杆是沿着x轴固定的。这个滑块的左侧连接着劲度系数k为100牛每米的水平弹簧,弹簧的另一端固定在了原点O处;其右侧连接着长度l是1米的不可伸长的轻绳,轻绳的末端悬挂着质量M为1千克的小球。在初始的时候,滑块静止于x等于0.5米的位置,此时弹簧处于原长,并且轻绳是竖直下垂的。之后给滑块沿着x轴正方向一个初速度v₀等于3米每秒,同时忽略空气阻力,重力加速度g取10米每二次方秒。
(1)求滑块运动至x=0处时的速度大小;
假设存在这样一种情况,当滑块运动到处于负零点三米的位置时呢,正好轻绳出现了断裂的状况,那么在这个轻绳断裂的瞬间,去求小球相对于地面而言的速度大小是多少。
在绳断裂之后,小球开始进行斜抛运动,要去求小球落地点和滑块开始位置之间在水平方向上的距离。
题目12(25分)
有一个金属圆柱形容器,其半径R等于0.1m,容器内存在沿轴向的匀强磁场,该磁场B(t)等于B₀加上kt,这里B₀为0.5T, k为0.2T/s ,并且容器壁电阻能够忽略不计。在这个容器内,距轴线r为0.05m的地方,有一根长度L为0.1m的金属杆ab ,杆的两端与容器壁接触状况良好,金属杆ab的电阻R_ab是0.2Ω。在容器外,串联了一个电阻R₀为0.8Ω以及电容C为10μF的电容器,电路中其余部分的电阻不计算在内。
(1)求t=5s时杆ab中的感应电流大小及方向;
(2)求电容器充电稳定后两极板的电荷量;
(3)要是在容器之内添加沿着径向的匀称电介质,而该电介质的相对介电常数为ε_r等于2,求出这时杆ab所承受的安培力大小是多少,其方向又是怎样的呢。
题目13(25分)
1mol单原子理想气体经历如图所示的循环过程:
当处于A状态时,发生向B状态的转变,历经等温膨胀过程,其体积从V_A等于2乘以10的负3次方立方米的数值,变化为V_B等于4乘以10的负3次方立方米的数值广东高中物理竞赛起步网校,而温度方面,T_A与T_B均为300K。
B→C:等压压缩,体积变为V_C=V_A;
C→A:等容升温,回到初始状态。
已知,普适气体常量R,其值为8.31J/(mol·K) ,阿伏伽德罗常数N_A,其值为6.02×10²³mol⁻¹。
(1)求循环过程中气体吸收的总热量;
(2)求循环效率;
又或者,在B到C这个进程当中,气体向外释放出来的热量,被质量是0.1千克、初始温度为27摄氏度的水所吸收,那么请问,水最终的温度是多少呢(水的比热容c等于4.2乘以10的三次方焦耳每千克摄氏度,忽略热损失)?
题目14(20分)
处于静止状态的铀核²³⁸U,发生了α衰变,生成了钍核²³⁴Th,其释放出来的核能,全部都转化成了α粒子以及钍核的动能。已知²³⁸U的质量是m_U = 238.0290u,钍核²³⁴Th的质量为m_Th = 234.0239u,α粒子的质量是m_α = 4.0026u,并且1u = 931.5MeV/c²。
(1)写出衰变方程;
(2)求α粒子的动能;
若α粒子以垂直的状态进入到磁感应强度B等于0.1T的匀强磁场之中,求它做圆周运动的半径,电子电荷量e为1.6×10⁻¹⁹C,1MeV等于1.6×10⁻¹³J。
四、综合题(共1题,共60分)
题目15(60分)
先有一个薄凸透镜,其焦距是f等于10cm,接着,在该透镜的主轴上,有一个点光源是S,它处于透镜左侧15cm的位置。之后,在透镜右侧20cm的这个地方,垂直于主轴放置了一个光屏,该光屏的中心开凿了直径d为2cm的圆孔。
(1)求点光源S通过透镜所成实像的位置及大小;
对于(2),要是在透镜跟光屏之间放入一块透明薄片,其厚度h是3cm,折射率n为1.5,薄片中心处于主轴上,那么求此时像点的偏移量。
3. 要是采用波长λ等于600纳米的单色光去照射光源S,那么求圆孔衍射的中央亮斑半径,而圆孔衍射的半角宽度公式是θ等于1.22λ除以D,这里面D是圆孔直径。
倘若把光源S替换成波长λ等于500nm的单色光,并且光屏沿着主轴朝着右侧移动5cm,去求新的中央亮斑半径跟原半径的比值。
求出计算的结果,将其留存两位有效的数字,正弦值θ约等于θ,这里的θ是以弧度作为单位的。