第30屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽復(fù)賽試題及參考答案

1、1第30屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽復(fù)賽考試試題屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽復(fù)賽考試試題一、一、（15分）一半徑為、內(nèi)側(cè)光滑的半球面固定在地面上，開(kāi)口水R平且朝上.一小滑塊在半球面內(nèi)側(cè)最高點(diǎn)處獲得沿球面的水平速度，其大小為().求滑塊在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可能達(dá)到的最大速率.重力0v00?v加速度大小為.g二、二、（20分）一長(zhǎng)為2l的輕質(zhì)剛性細(xì)桿位于水平的光滑桌面上，桿的兩端分別固定一質(zhì)量為m的小物塊D和一質(zhì)量為（為常數(shù)）的小物塊B，桿可繞通過(guò)小物塊B所在

2、端的豎直固定轉(zhuǎn)軸m??無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng).一質(zhì)量為m的小環(huán)C套在細(xì)桿上（C與桿密接），可沿桿滑動(dòng)，環(huán)C與桿之間的摩擦可忽略.一輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為l，勁度系數(shù)為k，兩端分別與小環(huán)C和物塊B相連.一質(zhì)量為m的小滑塊A在桌面上以垂直于桿的速度飛向物塊D，并與之發(fā)生完全彈性正碰，碰撞時(shí)間極短.碰撞時(shí)滑塊C恰好靜止在距軸為（）處.rrl1.若碰前滑塊A的速度為，求碰撞過(guò)程中軸受到的作用力的沖量；0v2.若碰后物塊D、C和桿剛好做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求碰前滑塊A的速度

3、應(yīng)滿足的條件.0v0v3五、（25分）平行板電容器兩極板分別位于的平面2dz??內(nèi)，電容器起初未被充電.整個(gè)裝置處于均勻磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向沿軸負(fù)方向，如圖所示.Bx1.在電容器參考系中只存在磁場(chǎng)；而在以沿y軸正方向的S恒定速度（這里表示為沿x、y、z軸正方向(00)v(00)v的速度分量分別為0、、0，以下類似）相對(duì)于電容器運(yùn)v動(dòng)的參考系中，可能既有電場(chǎng)又有磁場(chǎng).試在非相對(duì)論情形下，從伽利略S?()xyzEEE???()xy

4、zBBB???速度變換，求出在參考系中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的表達(dá)式.已知電荷量和作用在物S?()xyzEEE???()xyzBBB???體上的合力在伽利略變換下不變.2.現(xiàn)在讓介電常數(shù)為的電中性液體（絕緣體）在平行板電容器兩極板之間勻速流動(dòng)，流速大小為?，方向沿軸正方向.在相對(duì)液體靜止的參考系（即相對(duì)于電容器運(yùn)動(dòng)的參考系）中，由于液vyS?體處在第1問(wèn)所述的電場(chǎng)中，其正負(fù)電荷會(huì)因電場(chǎng)力作用而發(fā)生相對(duì)移動(dòng)（即所謂極化()xyzEEE???效應(yīng)），使