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第18届全国中学生物理竞赛预复赛试题及答案


2001 年第十八届全国中学生物理竞赛预、复赛试题及答案 目 录 第十八届全国中学生物理竞赛预赛试题 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 第十八届全国中学生物理竞赛预赛试题参考解答、评分标准 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 4 第十八届全国中学生物理竞赛复赛试题 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 12 第十八届全国中学生物理竞赛复赛试题参考解答 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 15 1 第十八届全国中学生物理竞赛预赛试题 2001-09-09 题 号 得 分 一 二 三 四 五 六 七 总 计 全卷共七题,总分为 140 分 一、(15 分)如图预 18-l 所示,杆 OA 长为 R ,可绕过 O 点的水平 轴在竖直平面内转动,其端点 A 系着一跨过定滑轮 B 、C 的不可伸长 的轻绳,绳的另一端系一物块 M ,滑轮的半径可忽略, B 在 O 的正 上方,OB 之间的距离为 H 。某一时刻,当绳的 BA 段与 OB 之间的夹 角为 ? 时,杆的角速度为 ? ,求此时物块 M 的速率 vM 。 二、(15 分)两块竖直放置的平行金属大平板 A 、 B ,相距 d ,两极 间的电压为 U 。一带正电的质点从两板间的 M 点开始以竖直向上的初 速度 v0 运动,当它到达电场中某点 N 点时,速度变为水平方向,大小 仍为 v0 ,如图预 18-2 所示.求 M 、 N 两点问的电势差.(忽略带电 质点对金属板上电荷均匀分布的影响) 三、(18 分)一束平行光沿薄平凸透镜的主光轴入射,经透镜折射后,会聚于透镜 f ? 48 cm 处,透镜 的折射率 n ? 1.5 。若将此透镜的凸面镀银,物置于平面前 12 cm 处,求最后所成象的位置。 四、(1 8 分)在用铀 235 作燃料的核反应堆中,铀 235 核吸收一个动能约为 0.025 eV 的热中子(慢中 子)后,可发生裂变反应,放出能量和 2~3 个快中子,而快中子不利于铀 235 的裂变.为了能使裂变反 应继续下去,需要将反应中放出的快中子减速。有一种减速的方法是使用石墨(碳 12)作减速剂.设中子 与碳原子的碰撞是对心弹性碰撞, 问一个动能为 E0 ? 1.75 MeV 的快中子需要与静止的碳原子碰撞多少次, 才能减速成为 0.025 eV 的热中子? 1 五、(25 分)如图预 18-5 所示,一质量为 M 、长为 L 带薄挡板 P 的木板,静止在水平的地面上,设木 板与地面间的静摩擦系数与滑动摩擦系数相等,皆为 ? .质量为 m 的人从木板的一端由静止开始相对于地 面匀加速地向前走向另一端, 到达另一端时便骤然抓住挡板 P 而停在木板上.已知

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