2009年第26届全国中学生物理竞赛复赛试题
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2009年第26届全国中学生物理竞赛复赛
一、填空(问答)题(每题5分,共25分)
1.有人设想了一种静电场:电场的方向都垂直于纸面并指向纸里,电场强度的大小自左向右逐渐增大,如图所示。这种分布的静电场是否可能存在?试述理由。
2.海尔-波普彗星轨道是长轴非常大的椭圆,近日点到太阳中心的距离为0.914天文单位(1天文单位等于地日间的平均距离),则其近日点速率的上限与地球公转(轨道可视为圆周)速率之比约为(保留2位有效数字) 。
3.用测电笔接触市电相线,即使赤脚站在地上也不会触电,原因是
;另一方面,即使穿绝缘性能良好的电工鞋操作,测电笔仍会发亮,原因是
。
4.在图示的复杂网络中,所有电源的电动势均为E0,所有电阻器的电阻值均为R0,所有电容器的电容均为C0,则图示电容器A极板上的电荷量为 。
5.如图,给静止在水平粗糙地面上的木块一初速度,使之开始运动。一学生利用角动量定理来考察此木块以后的运动过程:“把参考点设于如图所示的地面上一点O,此时摩擦力f的力矩为0,从而地面木块的角动量将守恒,这样木块将不减速而作匀速运动。”请指出上述推理的错误,并给出正确的解释:
。
二、(20分)图示正方形轻质刚性水平桌面由四条完全相同的轻质细桌腿1、2、3、4支撑于桌角A、B、C、D处,桌腿竖直立在水平粗糙刚性地面上。已知桌腿受力后将产生弹性微小形变。现于桌面中心点O至角A的连线OA上某点P施加一竖直向下的力F,令 ,求桌面对桌腿1的压力F1。
三、(15分)
1.一质量为m的小球与一劲度系数为k的弹簧相连组成一体系,置于光滑水平桌面上,弹簧的另一端与固定墙面相连,小球做一维自由振动。试问在一沿此弹簧长度方向以速度u作匀速运动的参考系里观察,此体系的机械能是否守恒,并说明理由。
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