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文档简介

1、江西龙南中学高二物理奥赛辅导题 1.在固定的半径为R的半球上面放“不倒翁”玩具。如图所示,玩具的下表面是半径为r的球面,玩具重心C位于球半径的中点,要使玩具能够返回到原来的位置,求它可以倾斜的极限角max。已知R/r=4。 2. 在惯性系S中有匀强电场E,其方向如图所示。在电场中与E平行的一条几何直线(图中虚线)上有两个静止小球A和B。两个小球质量均为m,A球带电,带电量为Q(Q>0),B球不带电。开始时两球相距l,在电场力的作用下,开始沿直线运动,并与B球发生弹性正碰撞,从而使B球也参与运动。设在各次碰撞过程中,A,B之间并无电量转移。略去A,B间的万有引力以及地球的引力。试证:A,B

2、球相继两次碰撞之间的时间间隔相同,并求该时间间隔T。3.半径为R的接地导体球,球外离球心距离为d处有一电量为q的点电荷。求导体球表面电荷面密度随极角的分布函数e()。角如图所示。4.导体球A,B和C的半径分别为2cm,2cm和3cm,它们的球心构成边长为50cm的等边三角形,如图所示。开始时A,B和C三球带电量各为1.2×10-8C, 2.4×10-8C和3.0×10-8C.试计算B球电势的近似值,说明所用的近似方法,并估算绝对误差的数量级。 若用直导线将三球互相连接,忽略连接后导线上的电荷分布,试确定此时各球所带电量。设ox轴通过三角形ABC中心o,且垂直于AB

3、C平面,试计算在导线将三球互连后,ox轴上与o点的距离等Co的点的电场强度。5. 一具有绝热壁的刚性圆柱形封闭汽缸内有一装有小阀门L的绝热活塞,在汽缸的左端装有电热器H。起初,活塞紧贴右端内壁,L关闭,整个汽缸内装有一定质量的单原子理想气体。温度为T0(K),活塞与汽缸壁间摩擦可忽略。现设法把活塞缓慢压至汽缸中央,并用销钉F把活塞固定,从而把汽缸分成体积相等的左、右两室,如图所示。在上述气体压缩过程中对气体做功W,气体温度上升到T(K)。 现开启L,经足够长时间再关闭L,然后拔除F,并用H加热气体。加热完毕经过一定时间后,测得左室内气体压强变为加热前的1.5倍,右室的体积变为加热前的0.75倍

4、,试求电热器传给气体的热量。6已知n mol的某理想气体在T<2T0时的定容热容CV1=nR,在T>2T0时的定容热容CV2=CV1,其中、均为大小1的常量,该气体经历的循环过程ABCDA是如图所示的矩形。(1)试求状态D的温度TD,并画出循环过程中系统内能随温度T变化的图线。(2)试计算循环过程的效率。7. 直立的汽缸内装有一定质量的理想气体。每摩尔这种气体的内能是E=3RT/2,其中R为普适气体常量,T为热力学温度。质量M=7.00kg的活塞与一劲度系数k=300N/m的轻弹簧相连,弹簧的下端固定在汽缸的底部,如图所示。活塞与汽缸壁间的摩擦及弹簧的体积均可忽略不计。平衡时,测得

5、汽缸内气体温度为T1=300K,压强p1=1.40×105Pa,气柱长l1=50.0cm。而活塞上方大气压强p0=1.00×105Pa,活塞的截面积S=25.0cm2。现有一质量m=3.0kg的铅柱自活塞正上方H=80.0cm高处自由落下,与活塞发生完全非弹性碰撞,碰撞时间极短可忽略。已知碰后铅柱在运动过程中某一时刻又与活塞分开,此时汽缸内气体的温度T2=290K,铅柱最终上升到活塞初始位置上方h=7.8cm高度。试求铅柱与活塞开始一起向下运动到铅柱离开活塞的整个过程中,外界传给汽缸内气体的热量。(计算中重力加速度g取10.0m/s2,并假设活塞是绝热的,汽缸壁是可导热的,

6、弹簧始终处于弹性限度范围之内)8. 在图所示的电路里,R1, R2, ,R8均为定值电阻,电流表G连同其串联电阻R8接在B和F之间,如果把和定义为= R1/ R6, =( R2+ R3)/( R4+ R5),试证明当R5=0时,无电流通过电流表的必要条件是=。如果进一步定义=R4/(R4+R5), =R5/R7, 试证明在一般情况下,即R50时,如果(+)+1=, 则无电流流过电流表。在没有电流流过电流表的平衡状态下,如果流经R2、R5和R7的电流分别记作i2、i5和i7,试确定比值(用、和表示)i5/i2和i7/i2。9. 如图所示,L1和L2为两个共轴的薄凸透镜,OO为其主光轴。L1的焦距f1=10cm,口径(直径)为d1=4.0cm,L2的焦距f2=5.0cm,口径(直径)为d2=2.0cm。两镜相距a=30cm。AB为一与透镜共轴的直径为d=2.0cm的均匀发光圆盘,它有清晰的边缘,把它放在L1左侧20cm处,它在L2右侧垂直于OO的光屏P上成像。(1)求光屏应放在何处。(

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