2001年第18屆全國中學生物理競賽預賽試題題 號一二三四五六七總 計得 分全卷共七題，總分為140分一、（15分）如圖預18l所示，桿長為，可繞過點的水平軸在豎直平面內轉動，其端點系著一跨過定滑輪、的不可伸長的輕繩，繩的另一端系一物塊，滑輪的半徑可忽略，在的正上方，之間的距離為。某一時刻，當繩的段與之間的夾角為時，桿的角速度為，求此時物塊的速率。二、（15分）兩塊豎直放置的平行金屬大平板、，相距，兩極間的電壓為。一帶正電的質點從兩板間的點開始以豎直向上的初速度運動，當它到達電場中某點點時，速度變為水平方向，大小仍為，如圖預182所示求、兩點問的電勢差（忽略帶電質點對金屬板上電荷均勻分布的影響）三、（18分）一束平行光沿薄平凸透鏡的主光軸入射，經透鏡折射后，會聚于透鏡 處，透鏡的折射率。若將此透鏡的凸面鍍銀，物置于平面前12處，求最后所成象的位置。第18屆全國中學生物理競賽預賽題 第4頁四、（18分）在用鈾 235作燃料的核反應堆中，鈾 235核吸收一個動能約為0.025的熱中子（慢中子）后，可發生裂變反應，放出能量和23個快中子，而快中子不利于鈾235的裂變為了能使裂變反應繼續下去，需要將反應中放出的快中子減速。有一種減速的方法是使用石墨（碳12）作減速劑設中子與碳原子的碰撞是對心彈性碰撞，問一個動能為的快中子需要與靜止的碳原子碰撞多少次，才能減速成為0.025的熱中子？五、（25分）如圖預185所示，一質量為、長為帶薄擋板的木板，靜止在水平的地面上，設木板與地面間的靜摩擦系數與滑動摩擦系數相等，皆為質量為的人從木板的一端由靜止開始相對于地面勻加速地向前走向另一端，到達另一端時便驟然抓住擋板而停在木板上已知人與木板間的靜摩擦系數足夠大，人在木板上不滑動問：在什么條件下，最后可使木板向前方移動的距離達到最大？其值等于多少？六、（24分）物理小組的同學在寒冷的冬天做了一個這樣的實驗：他們把一個實心的大鋁球加熱到某溫度，然后把它放在結冰的湖面上（冰層足夠厚），鋁球便逐漸陷入冰內當鋁球不再下陷時，測出球的最低點陷入冰中的深度將鋁球加熱到不同的溫度，重復上述實驗8次，最終得到如下數據：實驗順序數12345678熱鋁球的溫度 t /55708592104110120140陷入深度 h /cm9.012.914.816.017.018.017.016.8已知鋁的密度約為水的密度的3倍，設實驗時的環境溫度及湖面冰的溫度均為 0已知此情況下，冰的熔解熱1試采用以上某些數據估算鋁的比熱2對未被你采用的實驗數據，試說明不采用的原因，并作出解釋七、（25分）如圖預187所示，在半徑為的圓柱空間中（圖中圓為其橫截面）充滿磁感應強度大小為的均勻磁場，其方向平行于軸線遠離讀者在圓柱空間中垂直軸線平面內固定放置一絕緣材料制成的邊長為的剛性等邊三角形框架，其中心位于圓柱的軸線上邊上點（）處有一發射帶電粒子的源，發射粒子的方向皆在圖預18-7中截面內且垂直于邊向下發射粒子的電量皆為（0），質量皆為，但速度有各種不同的數值若這些粒子與三角形框架的碰撞均為完全彈性碰撞，并要求每一次碰撞時