第十三届全国中学生物理竞赛复赛试题全卷共六题,总分为 140 分
一、(20)如图复 13 - 1 所示,有一匀质细导线弯成的半径为 a 的圆线圈和一内接等边三角形的电阻丝组成的电路(电路中各段的电阻值见图)
在圆线圈平面内有垂直纸面对里的均匀磁场,磁感应强度随时间t 均匀减小,其变化率的大小为一已知常量k
已知 2=3
试求图中 A、B 两点的电势差-
二、(20 分)长度为 4 毫米的物体 AB 由图复 13 - 2 所示的光学系统成像
光学系统由一个直角棱镜、一个会聚透镜和一个发散透镜组成,各有关参数和几何尺寸均标示于图上
求(1)像的位置;(2)像的大小,并作图说明是实像还是虚像,是正立还是倒立的
三、(25 分)如图复 13 - 3 所示,四个质量均为 m 的质点,用同样长度且不可伸长的轻绳联结成菱形 ABCD
静止放在水平光滑的桌面上
若忽然给质点 A 一个历时极短沿 CA 方向的冲击,当冲击结束的时刻,质点 A 的速度为 V,其它质点也获得一定速度,∠BAD = 2α(α<π/4 )
求此质点系统受冲击后所具有的总动量和总能量
四、(25 分)在一个半径为 R 的导体球外,有一个半径为 r 的细圆环,圆环的圆心与导体球心的连线长为 a (a>R),且与环面垂直,如图复 13 - 4 所示
已知环上均匀带电,总电量为 q ,试问:1、当导体球接地时,球上感应电荷总电量是多少
2、当导体球不接地而所带总电量为零时,它的电势如何
3、当导体球的电势为时,球上总电荷又是多少
4、情况 3 与情况 1 相比,圆环受导体球的作用力改变量的大小和方向如何
5、情况 2 与情况 1 相比,圆环受导体球的作用力改变量的大小和方向如何
〔注〕已知:装置不变时,不同的静电平衡带电状态可以叠加,叠加后仍为静电平衡状态
五、有一个用伸缩性微小且不漏气的布料制作的气球(布的质量可忽略不计