40届物理决赛试题

40届物理决赛试题
1. 题目：一个质量为2kg的物体，在水平地面上受到一个大小为10N的水平推力作用，物体在5秒内移动了10米。

求推力对物体所做的功以及推力的功率。

答案：功W = Fs = 10N x 10m = 100J；功率P = W/t = 100J/5s = 20W。

2. 题目：一个物体从高度为20米的地方自由落下，求物体落地时的速度和落地所需时间。

（g取10m/s²）
答案：速度v = √(2gh) = √(2 x 10m/s²x 20m) = 20m/s；时间t = v/g = 20m/s / 10m/s²= 2s。

3. 题目：一个电路中有一个电阻R和一个电源E，电阻R的阻值为10欧姆，电源E的电动势为12V，内阻为2欧姆。

求电路中的电流和电阻R两端的电压。

答案：电流I = E/(R+r) = 12V / (10Ω+ 2Ω) = 1A；电压U = IR = 1A x 10Ω= 10V。

4. 题目：一个质量为m的物体在水平面上做匀速圆周运动，半径为r，角速度为ω。

求物体受到的向心力和向心加速度。

答案：向心力F = mω²r；向心加速度a = ω²r。

5. 题目：一束光线从空气射入水中，入射角为30°，求折射角和折射率。

答案：折射角sinθ₂= sinθ₁/n，其中θ₁是入射角，n是水的折射率（约等于1.33），计算可得折射角θ₂；折射率n = sinθ₁/sinθ₂。

6. 题目：两个相距为d的点电荷，电量分别为q₁和q₂，求它们
之间的库仑力。

答案：库仑力F = k|q₁q₂|/d²，其中k是库仑常数。

7. 题目：一个单摆的摆长为L，摆球的质量为m，求单摆的周期T。

答案：周期T = 2π√(L/g)，其中g是重力加速度。

8. 题目：一个质量为m的物体在斜面上以初速度v₀下滑，斜面的倾角为θ，动摩擦因数为μ。

求物体的加速度和下滑距离。

答案：加速度a = g(sinθ-μcosθ)；下滑距离s = v₀²/(2a)。

9. 题目：一个质量为m的物体在水平面上受到一个恒定的摩擦力f的作用，物体的初速度为v₀。

求物体停下来所需的时间和移动的距离。

答案：时间t = v₀/a，其中a是加速度，a = f/m；距离s = v₀²/(2a)。

10. 题目：一个质量为m的物体在弹簧的作用下做简谐振动，振幅为A，周期为T。

求物体的最大速度和最大加速度。

答案：最大速度vₘₐₓ= Aω，其中ω是角频率，ω= 2π/T；最大加速度aₘₐₓ= Aω²。