全国高中应用物理知识竞赛北京赛区决赛试卷.DOC

第七届全国高中应用物理知识竞赛北京赛区决赛试卷 （北京171中学杯） 注意事项： 1．请在密封线内填写所在区县、学校、姓名和考号. 2．本试卷共有9个题，总分为150分. 3．答卷时间：2012年4月22日上午9：30~11：30 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 总分 分数 复核 1.（10分）常见望远镜可分为伽利略望远镜开普勒望远镜和牛顿式望远镜开普勒望远镜由两个凸透镜构成这种结构成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统常见的前宽后窄的典型双筒望远镜开普勒望远镜采用了双直角棱镜正像系统这种系统的优点是在正像的同时将光轴两次折叠，从而减小了望远镜的和重量（2）正像系统目前比较流行的燃气灶熄灭保护方式是热电偶式燃气灶保证安全燃气灶热电偶式熄灭保护（2）图3-3中二极管D1、D2的作用分别是什么？ 4.（分）飞鸟与飞机高速撞击而给飞机带来损害和事故，称为飞行鸟害飞鸟的质量很小，但在飞机高速运动时它相对飞机的速度极大经测试可知，一只质量450g的鸟，在撞击时速80千米的飞机时，可产生1500牛的冲击力，如果撞在时速960千米的飞行器上，可产生215万牛的冲击力质量72千克的大鸟若撞在这个飞行器上，则可产生127万牛的冲击力，这个力足以使发动机遭到彻底破坏7.2千克（分），式中d为光栅常数，即光盘上相邻光道间的距离.若激光的波长λ已知，便可通过上述实验测定d值. （1）如果要测定d，实验中需要测定哪些物理量？在图中画出示意图表示这些物理量. （2）用测出的物理量写出刻纹之间的距离d的表达式. 8.（24分）小华同学为了探究弹性球与其他物体碰撞的情况，他先从网上获取如下信息：通常用恢复系数e表示两物体一维碰撞机械能损失的情况.它等于碰撞后两球的分离速度，与碰撞前两球的接近速度之比，即： 恢复系数由碰撞两物体的材料性质决定. 小华的探究实验如下：让质量为10.75g，直径为26mm的塑料弹性球从80cm高处自由下落，碰到地面的瓷砖后弹起；再下落，再弹起；再下落，再弹起；……，当塑料弹性球与瓷砖碰撞10次后，还能弹起8cm. 如果不计空气阻力，并假定弹性球始终在同一竖直线上运动. （1）请根据以上实验数据求弹性球与瓷砖碰撞的恢复系数e. （2）请用e表示出弹性球每次碰撞过程中机械能的损失与碰撞前的机械能之比. 9. （30分）地球同步通信卫星是相对于地面静止的人造卫星.它定点在赤道上空某一确定的高度，与地球自转周期相同.它的轨道是正圆形，称为“静止轨道”.在卫星上的不同位置分别安置有小型燃气发动机，可根据需要在某一时刻o处静止轨道上的地球同步通信卫星转移到90o±Δx（Δx≤5o）处，要求开动发动机的次数最少.某同学查阅相关资料后给出了一个方案，先让卫星进入椭圆形的“漂移轨道”，再让其回到静止轨道.图9-1是他给出的方案的示意图，其中正圆形的实线表示静止轨道，椭圆形的虚线为“漂移轨道”.请回答： （1）按他的方案，该卫星将漂向东方还是西方？ （2）按他的方案，该卫星完成这次转移需要至少点燃发动机几次？这几次各是向哪个方向喷出气体？各次点火的时机如何掌握？ （3）若已知地球质量为M=5.98×1024kg，卫星总质量（包括内部的仪器设备及储备的燃料）为m=200kg，万有引力恒量为G = 6.67×10-11 m3 kg-1s-2，要求卫星只在漂移轨道上转一圈，且转移量Δx恰好等于5o.点燃发动机过程中消耗的燃料相比卫星总质量很小，可以忽略. ①漂移轨道的远地点比静止轨道高出的数量Δh等于多少？ ②卫星从静止轨道转移到漂移轨道需要增加的机械能ΔE等于多少？ （两个质量分别为m1和m2的均匀的球体，以相距无穷远为势能零点，则它们的距离为r时的引力势能） 第七届全国高中应用物理知识竞赛（北京赛区）决赛 试题答案与评分参考 2012年4月22日 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 总分 分数 10 12 12 12 12 18 20 24 30 150 望远镜 热电偶 万用表 飞鸟 电烙铁 加速度传感器 光盘 弹性球 卫星 1.（10分） （1）如图所示。 （5分） （2）用（B）种放置方法。其中第一个棱镜把光束左右颠倒，第二个棱镜把光束上下颠倒，看到的像就不会发生倒置的情况了。（5分） 2.（12分） （1）刚点火时，热电偶感应端温度不高，电磁阀线圈中没有足够的电流开启电磁阀，所以需要按住旋钮手动开启阀门。当火焰加热，热电偶感应端到一定温度，热电偶中有足够的热电动势，使