复赛届中学生物理竞赛和答案 .pdf

第 3 2 届 全 国 中 学 生 物 理 竞 赛 复 赛 理 论 考 试 试 题 2015 年 9 月 19 日 说明：所有解答必须写在答题纸上,写在试题纸上无效; 一、15 分在太阳内部存在两个主要的核聚变反应过程：碳循 环和质子-质子循环；其中碳循环是贝蒂在 1938 年提出的, p e+  碳循环反应过程如图所示 ;图中 、 和 分别表示质子、 e 正电子和电子型中微子；粗箭头表示循环反应进行的先后次 p 12 C 13 N 序 ;当从循环图顶端开始,质子 与 核发生反应生成 核,反应按粗箭头所示的次序进行,直到完成一个循环后,重 e+ p 新开始下一个循环 ;已知 、 和 He 核的质量分别为 2 2  MeV/c、 u 和 u1u≈ MeV/c,电子型中微子 的质量可以忽 e 略; 1 写出图中X 和 Y 代表的核素； 2 写出一个碳循环所有的核反应方程式； 3 计算完成一个碳循环过程释放的核能; 二、15 分如图,在光滑水平桌面上有一长为的轻杆,轻杆两端各固 L 定一质量均为 的小球 和 ;开始时细杆静止有一质量为； 的小 M A B m 球 C 以垂直于杆的速度 运动,与 球碰撞;将小球和细杆视为一个 v A 0 系统; 1 求碰后系统的动能用已知条件和球 C 碰后的速度表出； 2 若碰后系统动能恰好达到极小值,求此时球 C 的速度和系统的动 能; 三、20 分如图,一质量分布均匀、半径为 的刚性薄圆环落到粗糙的水平地面前的瞬间, r π 3π 圆环质心速度v 与竖直方向成  角,并同时以角速度  的正方向如图中箭头   0 2 2 0 0 所示绕通过其质心 、且垂直环面的轴转动 ;已知圆环仅在其所在的竖直平面内运动,在 O 弹起前刚好与地面无相对滑动,圆环与地面碰撞的恢复系数为 ,重力加速度大小为g ;忽 k 略空气阻力; 1 求圆环与地面碰后圆环质心的速度和圆环转动的角速度； 2 求使圆环在与地面碰后能竖直弹起的条件和在此条件下圆 环能上升的最大高度； 3 若让 角可变,求圆环第二次落地点到首次落地点之间的水  平距离 随 变化的函数关系式、 的最大值以及 取最大值时 s  s s r 、v 和 应满足的条件; 0 0 四、25 分如图,飞机在距水平地面 xz 平面等高的航线 KA 沿 x 正方向上,以大小为v v远小 于真空中的光速 的速度匀速飞行；机载雷达天线持续 c x 向航线正右侧地面上的被测固定目标 P 点其 坐标为x P 发射扇形无线电波