第17届全国中学生物理竞赛预赛题解答.doc

第十七届全国中学生物理竞赛预赛题参考解答 一、参考解答 1. 1， 2 2. 神舟，载人飞行 二、参考解答 1．因桌面是光滑的，轻绳是不可伸长的和柔软的，且在断开前绳都是被拉紧的，故在绳断开前，物块在沿桌面运动的过程中，其速度始终与绳垂直，绳的张力对物块不做功，物块速度的大小保持不变。设在绳刚要断开时绳的伸直部分的长度为，若此时物块速度的大小为，则有 （1） 绳对物块的拉力仅改变物块速度的方向，是作用于物块的向心力，故有 （2） 由此得 （3） 代入数据得 （4） 2. 设在绳刚要断开时，物块位于桌面上的点，是绳的伸直部分，物块速度的方向如图预解17-2所示．由题意可知，．因物块离开桌面时的速度仍为，物块离开桌面后便做初速度为的平抛运动，设平抛运动经历的时间为，则有 （5） 物块做平抛运动的水平射程为 （6） 由几何关系，物块落地地点与桌面圆心的水平距离为 （7） 解（5）、（6）、（7）式，得 (8) 代人数据得 三、参考解答 物体通过平行玻璃板及透镜成三次像才能被观察到。设透镜的主轴与玻璃板下表面和上表面的交点分别为和，作为物，通过玻璃板的下表面折射成像于点处，由图预解17-3，根据折射定律，有 式中是空气的折射率，对傍轴光线，、很小，，，则 式中为物距，为像距，有 （1） 将作为物，再通过玻璃板的上表面折射成像于点处，这时物距为．同样根据折射定律可得像距 （2） 将作为物，通过透镜成像，设透镜与上表面的距离为，则物距．根据题意知最后所成像的像距，代入透镜成像公式，有 （3） 由（1）、（2）、（3）式代入数据可求得 （4） 即应置于距玻璃板上表面1.0 cm 处。 四、参考解答 因电容器充电后与电源断开，极板上的电量保持不变，故两板之间的电压应与其电容成反比；而平板电容器的电容又与极板间的距离成反比；故平板电容器的两板之间的电压与距离成正比，即 （1） 式中为比例系数。 极板2受压强作用而向左移动，并使弹簧变形。设达到平衡时，极板2 向左移动的距离为，电容器的电压减少了，则有 （2） 由（1）与（2）式得 （3） 极板2移动后，连接极板2的弹簧偏离其原来位置角，弹簧伸长了，如图预解17-4所示，弹簧的弹力在垂直于极板的方向上的分量与加在极板2上的压力平衡，即有 （4） 因为是小角，由几何关系知 （5） 解（3）、（4）、（5）式得 （6） 五、参考解答 1. 设回路中的总感应电动势为，根据楞次定律可知，电路中的电流沿逆时针方向，按欧姆定律有 （1） 由对称性可知，正方形回路每条边上的感应电动势