高中物理奧賽模擬試題一

1、智浪教育—普惠英才文庫圖2OvmrωlL圖3ABCRh高中物理奧賽模擬試題一1.(10分)1961年有人從高度H=22.5m的大樓上向地面發(fā)射頻率為υ0的光子，并在地面上測(cè)量接收到的頻率為υ，測(cè)得υ與υ0不同，與理論預(yù)計(jì)一致，試從理論上求出的值。00????2.(15分)底邊為a，高度為b的勻質(zhì)長(zhǎng)方體物塊置于斜面上，斜面和物塊之間的靜摩擦因數(shù)為μ，斜面的傾角為θ，當(dāng)θ較小時(shí)，物塊靜止于斜面上(圖1)，如果逐漸增大θ，當(dāng)θ達(dá)到某個(gè)臨界值θ

2、0時(shí)，物塊將開始滑動(dòng)或翻倒。試分別求出發(fā)生滑動(dòng)和翻倒時(shí)的θ，并說明在什么條件下出現(xiàn)的是滑動(dòng)情況，在什么條件下出現(xiàn)的是翻倒情況。3.(15分)一個(gè)燈泡的電阻R0=2Ω，正常工作電壓U0=4.5V，由電動(dòng)勢(shì)U=6V、內(nèi)阻可忽略的電池供電。利用一滑線變阻器將燈泡與電池相連，使系統(tǒng)的效率不低于η=0.6。試計(jì)算滑線變阻器的阻值及它應(yīng)承受的最大電流。求出效率最大的條件并計(jì)算最大效率。4.(20分)如圖2，用手握著一繩端在水平桌面上做半徑為r的勻速

3、圓周運(yùn)動(dòng)，圓心為O，角速度為ω。繩長(zhǎng)為l，方向與圓相切，質(zhì)量可以忽略。繩的另一端系著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，恰好也沿著一個(gè)以O(shè)點(diǎn)為圓心的大圓在桌面上運(yùn)動(dòng)，小球和桌面之間有摩擦，試求：⑴手對(duì)細(xì)繩做功的功率P；⑵小球與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。5.(20分)如圖3所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的光滑平臺(tái)固定在地面上，平臺(tái)中間放有小物體A和B，兩者彼此接觸。A的上表面是半徑為R的半圓形軌道，軌道頂端距臺(tái)面的高度為h處，有一個(gè)小物體C，A、B、C的質(zhì)量均為m。在系統(tǒng)靜

4、止時(shí)釋放C，已知在運(yùn)動(dòng)過程中，A、C始終接觸，試求：⑴物體A和B剛分離時(shí)，B的速度；⑵物體A和B分離后，C所能達(dá)到的距臺(tái)面的最大高度；⑶試判斷A從平臺(tái)的哪邊落地，并估算A從與B分離到落地所經(jīng)歷的時(shí)間。圖1abθ智浪教育—普惠英才文庫ER1答圖2R2R0高中物理奧賽模擬試題一答案1.解：光子的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為光子的能量而使其頻率變大，有mgH=h(υ－υ0)而根據(jù)愛因斯坦的光子說和質(zhì)能方程，對(duì)光子有hυ0=mc2解以上兩式得：1528200

5、105.2)103(5.2210????????cgH???2.解：剛開始發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，mgsinθ0=μmgcosθ0tanθ0=μ，即θ0=arctanμ剛開始發(fā)生翻倒時(shí)，如答圖1所示，有θ1=φ，tanφ=，φ=arctanbaba即θ1≥arctan時(shí)，發(fā)生翻倒。ba綜上所述，可知：當(dāng)μ＞時(shí)，θ增大至arctan開始翻倒；baba當(dāng)μ＜時(shí)，θ增大至arctanμ開始滑動(dòng)。ba3.解：如答圖2所示，流過燈泡的電流為I0=U0R0=2

6、.25A，其功率為P0=U0I0=U02R0=10.125W。用R1和R2表示變阻器兩個(gè)部分的電阻值。系統(tǒng)的總電流為I1，消耗的總功率為P1=UI1，效率為………………………①102010IURUPP???因U0、U和R0的數(shù)值已給定，所以不難看出，效率與電流I1成反比。若效率為0.6，則有………………②AURUI81.20201???變阻器的上面部分應(yīng)承受這一電流。利用歐姆定律，有………………③????53.0102IUUR變阻器下面