第25屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽復(fù)賽試卷含答案

1、2008年第25屆全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽復(fù)賽試卷本卷共八題，滿(mǎn)分160分一、（15分）1、（5分）蟹狀星云脈沖星的輻射脈沖周期是0.033s。假設(shè)它是由均勻分布的物質(zhì)構(gòu)成的球體，脈沖周期是它的旋轉(zhuǎn)周期，萬(wàn)有引力是唯一能阻止它離心分解的力，已知萬(wàn)有引力常量，由于脈沖星表面的物質(zhì)未分離，故可估算出此脈沖星密度的下限是113126.6710Gmkgs???????。3kgm??2、（5分）在國(guó)際單位制中，庫(kù)侖定律寫(xiě)成，式中靜電力常量122qqFk

2、r?，電荷量q1和q2的單位都是庫(kù)侖，距離r的單位是米，作用力F的單位9228.9810kNmC?????是牛頓。若把庫(kù)侖定律寫(xiě)成更簡(jiǎn)潔的形式，式中距離r的單位是米，作用力F的單位是122qqFr?牛頓。若把庫(kù)侖定律寫(xiě)成更簡(jiǎn)潔的形式，式中距離r的單位是米，作用力F的單位是牛122qqFr?頓，由此式可這義一種電荷量q的新單位。當(dāng)用米、千克、秒表示此新單位時(shí)，電荷新單位=；新單位與庫(kù)侖的關(guān)系為1新單位=C。3、（5分）電子感應(yīng)加速器（be

3、tatron）的基本原理如下：一個(gè)圓環(huán)真空室處于分布在圓柱形體積內(nèi)的磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向沿圓柱的軸線(xiàn)，圓柱的軸線(xiàn)過(guò)圓環(huán)的圓心并與環(huán)面垂直。圓中兩個(gè)同心的實(shí)線(xiàn)圓代表圓環(huán)的邊界，與實(shí)線(xiàn)圓同心的虛線(xiàn)圓為電子在加速過(guò)程中運(yùn)行的軌道。已知磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t的變化規(guī)律為，0cos(2)BBtT??其中T為磁場(chǎng)變化的周期。B0為大于0的常量。當(dāng)B為正時(shí)，磁場(chǎng)的方向垂直于紙面指向紙外。若持續(xù)地將初速度為v0的電子沿虛線(xiàn)圓的切線(xiàn)方向注入到環(huán)內(nèi)（如圖）

4、，則電子在該磁場(chǎng)變化的一個(gè)周期內(nèi)可能被加速的時(shí)間是從t=到t=。二、（21分）嫦娥1號(hào)奔月衛(wèi)星與長(zhǎng)征3號(hào)火箭分離后，進(jìn)入繞地運(yùn)行的橢圓軌道，近地點(diǎn)離地面高，遠(yuǎn)地點(diǎn)離地面高，周期約為16小時(shí)，稱(chēng)為16小時(shí)22.0510nHkm??45.093010fHkm??軌道（如圖中曲線(xiàn)1所示）。隨后，為了使衛(wèi)星離地越來(lái)越遠(yuǎn)，星載發(fā)動(dòng)機(jī)先在遠(yuǎn)地點(diǎn)點(diǎn)火，使衛(wèi)四、（20分）圖示為低溫工程中常用的一種氣體、蒸氣壓聯(lián)合溫度計(jì)的原理示意圖，M為指針壓力表，以V

5、M表示其中可以容納氣體的容積；B為測(cè)溫飽，處在待測(cè)溫度的環(huán)境中，以VB表示其體積；E為貯氣容器，以VE表示其體積；F為閥門(mén)。M、E、B由體積可忽略的毛細(xì)血管連接。在M、E、B均處在室溫T0=300K時(shí)充以壓強(qiáng)的氫氣。假設(shè)氫的飽和蒸氣仍遵從理505.210pPa??想氣體狀態(tài)方程。現(xiàn)考察以下各問(wèn)題：1、關(guān)閉閥門(mén)F，使E與溫度計(jì)的其他部分隔斷，于是M、B構(gòu)成一簡(jiǎn)易的氣體溫度計(jì)，用它可測(cè)量25K以上的溫度，這時(shí)B中的氫氣始終處在氣態(tài)，M處在室