泉州市第十八屆“啟程杯”高中物理競(jìng)賽試卷（考試時(shí)間：120分鐘；滿分：120分） 2006.12.17題號(hào)一二三四五六七八總分得分一、填空題（每小題6分,共18分。）FABErR1R21. 根據(jù)估算，在室溫下某一教室中空氣分子之間的平均距離約為_m，一位身材適中的高中生走進(jìn)教室之后，約將排擠出_個(gè)空氣分子。（阿伏伽德羅常數(shù)NA6.021023 mol1，計(jì)算結(jié)果取一位有效數(shù)字）2如圖所示電路中，直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)E=250V，內(nèi)阻r=3，R1=R2=1，電熱器組中裝有50只完全相同的電熱器，每只電熱器的額定電壓為U=200V，額定功率為P=1000W，其它電阻不計(jì)，并且不考慮電熱器電阻隨溫度的變化。則：（1）當(dāng)接通_只電熱器時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出功率最大。（2）當(dāng)接通_只電熱器時(shí)，電熱器組加熱物體最快。3. 如圖所示，將5塊長為L=24cm的完全相同的均勻板疊放在水平桌面上，則板能伸出桌子邊緣的最大長度Lm為_cm。 二、（10分）如圖所示，在廣闊的宇宙空間存在這樣一個(gè)遠(yuǎn)距其他空間的區(qū)域，以MN為界，上部分的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，下部分的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2，B1=2B2=2B0、方向相同，且磁場(chǎng)區(qū)域足夠大。在距離界線為h的P點(diǎn)有一宇航員處于靜止?fàn)顟B(tài)，宇航員以平行于界線的速度拋出一質(zhì)量為m、帶電荷量為 -q的小球，發(fā)現(xiàn)球在界線處的速度方向與界線成60角進(jìn)入下部分磁場(chǎng)，然后當(dāng)宇航員沿與界線平行的直線勻速到達(dá)目標(biāo)Q時(shí)，剛好又接住球而靜止。求：（1）小球在兩個(gè)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑大?。ㄓ胔表示）和小球的速度；B1B2MNPQv060h（2）宇航員的質(zhì)量M（用m表示）。 三、（12分）如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E=10V，電容C1=C2=30F，電阻R1=4，R2=6，電源內(nèi)阻忽略不計(jì)。先閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，再將S斷開。則斷開S后，通過電阻R1的電荷量為多少？R1R2C1C2ES四、（15分）如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E=100V，內(nèi)阻不計(jì)，R1、R2、R4的阻值均為300，R3為可變電阻。C為一水平放置的平行板電容器，虛線到兩極板距離相等且通過豎直放置的熒光屏中心，極板長為L=8cm ，板間距離為d=1cm，右端到熒光屏距離為s=20cm，熒光屏直徑為D=5cm。有一細(xì)電子束沿圖中虛線以E0=9.6102eV的動(dòng)能連續(xù)不斷地向右射入平行板電容器。已知電子電荷量e=1.61019C，要使電子都能打在熒光屏上，變阻器R3的取值范圍多大？熒光屏R1R2R3R4LsEABdD五、（15分）我國自行研制的“神舟”六號(hào)載人飛船載著中國第二代兩名航天員，于2005年10月12日9時(shí)在酒泉發(fā)射場(chǎng)由“長征二號(hào)F”大推力運(yùn)載火箭發(fā)射升空，并按預(yù)定軌道環(huán)繞地球飛行76圈后，于10月17日4時(shí)32分安全返回落在內(nèi)蒙古的主著陸場(chǎng)。（1）設(shè)“神舟”六號(hào)飛船在飛行過程中繞地球沿圓軌道運(yùn)行，已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，飛船繞地球運(yùn)行的周期為T。試計(jì)算飛船離地面的平均高度h。（2）已知將質(zhì)量為m的飛船在距地球中心無限遠(yuǎn)處移到距離地球中心為r處的過程中，萬有引力做功為W=，式中G為萬有引力恒量，M為地球質(zhì)量，那么將質(zhì)量為m的飛船從地面發(fā)射到距離地面高度為h的圓軌道上，火箭至少要對(duì)飛船做多少功？（為簡(jiǎn)化計(jì)算，不考慮地球自轉(zhuǎn)對(duì)發(fā)射的影響）六、（15分）如圖所示，兩根長度均為L的剛性輕桿，一端通過質(zhì)量為m的球形鉸鏈連接，另一端分別與質(zhì)量為m和2m的小球相連。將此裝置的兩桿合攏，鉸鏈在上、豎直地放在水平桌面上，然后輕敲一下，使兩小球向兩邊滑動(dòng)，但兩桿始終保持在豎直平面內(nèi)。忽略一切摩擦，試求：兩桿夾角為90時(shí)，質(zhì)量為2m的小球速度大小v2 。v22mmmLL七、(15分) 如圖所示，一輕繩穿過光滑的定滑輪，兩端各有一小物塊，它們的質(zhì)量分別為m1、m2，已知m2=3m1，開始時(shí)m1放在地面上，m2離地面的高度h=1m，繩兩邊處于拉直狀態(tài)，然后放手。設(shè)物塊與地面相碰時(shí)沒有彈起（地面為水平沙地），繩不可伸長，繩中各處拉力均相同，在突然提拉物塊時(shí)，繩的速度和物塊的速度相同，試述m2所走的全部路程。（取3位有效數(shù)字，m2在沙地中所走路程忽略不計(jì)）m1m2h八、（20分）列車載重時(shí)簡(jiǎn)單地直接啟動(dòng)有困難，司機(jī)常常先倒車再啟動(dòng)前進(jìn)。設(shè)在平直軌道上，機(jī)車啟動(dòng)時(shí)的牽引力為F，機(jī)車后面掛接有49節(jié)車廂，設(shè)機(jī)車和每節(jié)車廂的質(zhì)量均為m，機(jī)車和每節(jié)車廂所受的阻力都為自身重量的k倍，開始時(shí)掛鉤是與連接處靠緊的，倒車后每相鄰兩節(jié)車廂間掛鉤