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第21届全国中学生物理竞赛预赛试卷参考答案及评分标准
一、1. a. 10－10
b. 10－15
c. 6.6×10－27
d. 10－19
e. 2.7×1019
2. a正确，b不正确。理由：反射时光频率? 不变，这表明每个光子能量h? 不变。
评分标准：本题15分，第1问10分，每一空2分。第二问5分，其中结论占2分，理由占3分。
二、第一次，小物块受力情况如图所示，设T1为绳中张力，a1为两物块加速度的大小，l为斜面长，则有
（1）
（2）
（3）
第二次，m1与m2交换位置．设绳中张力为T2，两物块加速度的大小为a2，则有
（4）
(5)
(6)
由（1）、（2）式注意到? ＝30?得
（7）
由（4）、（5）式注意到? ＝30?得
（8）
由（3）、（6）式得
（9）
由（7）、（8）、（9）式可解得
（10）
评分标准：
本题15分，（1）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）式各2分，求得（10）式再给3分。
三、设电子刚进入平行板电容器极板间区域时的速度为v0，因为速度方向平行于电容器的极板，通过长度为l的极板区域所需的时间
t1＝l/v0 （1）
当两极板之间加上电压时，设两极板间的场强为E，作用于电子的静电力的大小为qE方向垂直于极板由C指向D，电子的加速度
（2）
而
（3）
因电子在垂直于极板方向的初速度为0，因而在时间t1内垂直于极板方向的位移
（4）
电子离开极板区域时，沿垂直于极板方向的末速度
vy＝at1 （5）
设电子离开极板区域后，电子到达荧光屏上P点所需时间为t2
t2＝（L－l/2）/v0 （6）
在t2时间内，电子作匀速直线运动，在垂直于极板方向的位移
y2＝vyt2 （7）
P点离开O点的距离等于电子在垂直于极板方向的总位移
y＝y1+y2 （8）
由以上各式得电子的荷质比为
（9）
加上磁场B后，荧光屏上的光点重新回到O点，表示在电子通过平行板电容器的过程中电子所受电场力与磁场力相等，即
qE＝qv0B （l0）
注意到（3）式，可得电子射入平行板电容器的速度
（11）
代人（9）式得
（12）
代入有关数据求得
C/kg （13）
评分标准：
本题15分．（l）、（2）、（3）、（4）、（5）、（6）、（7）、（8）式各1分，（10）式3分，（12）、（13）式各2分。
四、如图所示，圆为地球赤道，S为卫星所在处，用R表示卫星运动轨道的半径。由万有引力定律、牛顿运动定律和卫星周期T（亦即地球自转周期）可得
（1）
式中M为地球质量，G为万有引力常量，m为卫星质量
另有
（2）
由图可知
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