第3届泛珠三角物理竞赛试题(综合)答案

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2018年泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛试题及答案 test 2_solution

2018年泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛试题及答案 test 2_solution

A3
1 points 1分
Fig. 1: The vertical displacements of a thin layer of gas particles caused by the propagation of a pressure wave. Note the change in the thickness of the layer. 图 1:由压力波传播引起薄层气体粒子的垂直位移。 请注意层厚度的变化。
ER F EH R
3 points 3分
Let ������ be the cross-section area of a column of the atmosphere. ������ ������ ������������������ ������(������) ������(������)
becomes a factor of ������ NO of the original density. Derive the expression of ������. 大气的标度高度������是密度为起始密度������ NO 倍的高度。求������的表达式。 The solution of the differential equation is ������(������) = ������(0) exp − Hence
;< 89 : ;< 89 :
1分
������ .
������ = 1 Þ ������ =
89 : ;<
.
When a pressure wave propagates vertically in the atmosphere, the particles will experience small vertical displacements. Let ������(������, ������) denote the vertical displacement of the gas particles at time ������ whose undisturbed position is ������ . 当压力波在大气中垂直传播时,粒子将经历细小的垂直位移。设������(������, ������)为气体粒子在 時間������時的垂直位移,������ 为其不受干扰时的位置。 As shown in the Fig. 1, there is a change in thickness of the thin layer. Express the change in thickness in terms containing the gradient ������������/������������ . (Remark: For ������ being a function of both ������ and ������, ������������/������������ is called the partial derivative of ������ with respect to ������ with ������ taken to be constant.) 如图 1 所示,薄层的厚度有变化。试以梯度������������/������������ 表示厚度变化。 (备注:������作为������ 和������二者的函数,������������/������������ 被称为������相对于������ 的偏导数,其中 ������在求导过程中视为常数。) x x + dx x x x + dx + u(x + dx, t) x + u(x, t)

2016年泛珠三角物理竞赛综合试卷一答

2016年泛珠三角物理竞赛综合试卷一答

Pan Pearl River Delta Physics Olympiad 20162016 年泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛Sponsored by Institute for Advanced Study, HKUST香港科技大学高等研究院赞助Simplified Chinese Part-1 (Total 5 Problems) 简体版卷-1(共5题)(9:00 am – 12:00 pm, 18 February, 2016)1. Electrostatic Force (4 marks) 静电力(4分)Consider a 2017-side regular polygon. There are 2016 point charges, each with charge q and located at a vertex of the polygon. Another point charge Q is located at the center of the polygon. The distance from the center of the regular polygon to its vertices is a. Find the force experienced by Q.考虑一2017-边正多边形。

其中2016个角上各有一点电荷q。

另有一个点电荷Q位于多边形的中心。

中心到每一个角的距离为a。

求Q所受的力。

Consider the polygon with a charge q at each vertex. In other words, there are 2017 charges. The system has a discrete rotational symmetry and hence the force acting on Q must be zero. Now our system is equivalent to the above system but with a charge –q added to one vertex. Hence theforce isF=Qq4πε0a2âwhere â is a unit vector pointing from the center to the empty vertex.2.Capacitors (13 marks)电容器(13分)(a-c) Consider two clusters of electric charges. Cluster A consists of N charges q1, q2, …, q N, located at positions r⃑1,r⃑2,…,r⃑N respectively. Cluster B consists of M charges q1′,q2′,…,q M′, located at positions r⃑1′,r⃑2′,…,r⃑M′ respectively.(a-c) 考虑两组电荷。

2006年泛珠三角物理竞赛综合试答案

2006年泛珠三角物理竞赛综合试答案
i
Fc = mω 2 r ⇒ ∆Wc = mω 2 r∆r
where m = 2πrhr∆r ()
⇒ (2πrhr∆r )ω 2 r∆r = rgh(2πr∆r∆h)
dh ∆h ω 2 ⇒ ≈ = r dr ∆r g
where C is a constant. ( ) 2g Step-2 Determine C (2 points) Consider the Volume during rotation,
1 TL (t ) = nRTR (0)(1 − e −κt ) + TL (0)(nL + nR e −κt ) nR + nL
(
)
(1 point)
and VL ( R ) =
nL ( R )TL ( R ) (t ) (nLTL (t ) + nRTR (t ))
V.
(1 point)
Q5 (12 points) (a) The E-fields in medium-1 and -2 are E1 = E I + E R , E 2 = ET (1 point) ωB = k × E , with k = ky 0 k (1 point) B1 = ( E0 − E r ) z 0 e i ( k1 y −ωt )
(1 point).
(c) Use (a) and find the phase of r with the given n1 and n2. r = Phase shift = 45° (1 point). Q6 (13 points) Part-A PV=nRT so the pressure goes to zero. (2 points)

2023年泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛试题解答

2023年泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛试题解答

2023年泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛试题解答2023年泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛是一项备受瞩目的学术竞赛活动,吸引了来自各地的优秀学生参与。

本文将为大家提供对该竞赛试题的详细解答,帮助参赛学生更好地理解和掌握物理知识。

试题一:一辆质量为m的火车以初速度v0水平匀速行驶,经过一段路程之后,以相同的初速度v0垂直向上爬升到一定高度h,再以同样的初速度自由下落回到原来的轨道。

假设忽略空气阻力和能量损耗,求火车所行驶的路程和时间。

解答:首先,我们可以根据爬升高度h计算火车的势能变化。

在上升过程中,火车所受的重力做正功,而势能增加的大小为mgh。

由于火车以相同的初速度下落,所以下落过程中的势能变化为-mgh。

因此,火车在整个过程中势能的变化为0。

根据机械能守恒定律,火车的动能在整个过程中保持不变。

在水平行驶的过程中,火车的动能为(1/2)mv0^2;在垂直上升和下降的过程中,火车的动能也分别为(1/2)mv0^2。

由此可知,火车在水平行驶的过程中动能没有变化,所以没有受到任何外力的做功。

因此,火车所行驶的路程和时间只与水平行驶的过程相关,而与爬升和下降的过程无关。

所以,火车所行驶的路程为火车在水平行驶的过程中所经过的路程,即为v0乘以时间t,记为S。

火车的行驶时间t可以通过已知的路程和初速度计算得出,即t = S/v0。

综上所述,火车所行驶的路程和时间分别为S和t,其中S为火车在水平行驶的过程中所经过的路程,t为火车行驶的时间,且S = v0 * t。

试题二:一根长为L的均质杆,两端分别有一个质量为m的小球,杆的质量可以忽略不计。

当小球在竖直方向以角速度ω0作匀速圆周运动时,杆的中点O所受到的支持力的大小是多少?解答:根据动力学的知识,小球在竖直方向以角速度ω0作匀速圆周运动时,它所受的向心力Fc由向心加速度ac产生。

向心力Fc与向心加速度ac的关系为Fc = mac,其中m为小球的质量,ac为向心加速度。

2023泛珠三角物理竞赛力学基础试

2023泛珠三角物理竞赛力学基础试

主题:2023泛珠三角物理竞赛力学基础试一、比赛背景1.1 2023泛珠三角物理竞赛的意义泛珠三角地区一直以来是我国经济最活跃、科技最发达的地区之一,举办物理竞赛旨在通过竞赛活动激发青少年学生对物理学科的兴趣,提高学生的物理学科综合素质,培养学生的创新能力和实践能力,促进学科交流与发展。

二、比赛内容2.1 竞赛试题类型力学基础试题是2023泛珠三角物理竞赛的主要题目之一。

比赛试题设置涵盖了力学的基本概念、原理和问题解答。

2.2 竞赛试题范围(1) 力学基础概念(2) 牛顿运动定律(3) 等速直线运动(4) 运动方程(5) 力的合成分解(6) 物体平衡条件(7) 动量定理(8) 质点系的力学问题(9) 弹性碰撞(10) 万有引力(11) 静力学、动力学基本问题等三、参赛要求3.1 参赛对象本次比赛针对泛珠三角地区的中学生,参赛者需为在校学生,并具备一定的物理学基础知识和解题能力。

3.2 报名方式参赛学校可通过线上报名及线下确认报名资格的方式报名,具体报名流程将在冠方全球信息站上公布。

3.3 参赛规则(1) 比赛时间:具体比赛时间将在规定报名截止日期后公布;(2) 参赛方式:笔试形式,试卷采用闭卷考试;(3) 参赛人数:每所学校每类别不限参赛人数;(4) 参赛资格:确保报名学校和学生信息真实准确,如有不实信息,组委会将取消其参赛资格。

四、比赛奖项4.1 奖项设立本次比赛将评选设立一、二、三等奖,以及优秀奖和参与奖等奖项。

4.2 奖项评选标准(1) 参赛成绩:参赛者在比赛中的得分情况及成绩排名;(2) 解题能力:参赛者对试题的解答方法和思路的清晰程度及逻辑性;(3) 作弊情况:参赛者是否存在违规作弊行为。

五、比赛宗旨5.1 提高学科素质通过比赛活动,提高参赛学生的物理学科综合素质,增强其应对问题的能力和行动能力。

5.2 促进交流与联谊通过比赛活动,促进泛珠三角地区学校之间的学术交流和友谊,增进师生之间的交流合作。

泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛综合试试题

泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛综合试试题

Pan Pearl River Delta Physics Olympiad 20142014 年泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛Sponsored by Institute for Advanced Study, HKUST香港科技大学高等研究院赞助Part-1 (Total 6 Problems) 卷-1(共6 题)(9:00 am – 12:00 pm, 6 February, 2014)1. Sunset Twice a Day (6 points) 一天两观日落 (6分)Presently the tallest tower in the world is Burj Khalifa in Dubai. Its height is 828 m. An Internet news article reported that one can watch sunset twice in one day with this tower.杜拜的哈利法塔是现时世界上最高的建筑,高度为828米。

互联网上有新闻文章报导,可以利用这塔在一天内两次观看到日落。

(a) What is the time range of sunset between the bottom and the top of the tower? Give youranswer in minutes. Parameters: Earth’s radius = 6400 km. Distance between Sun and Earth =1.5 ⨯ 1011 m. (3 points)试求塔底和塔顶之间日落时间的范围。

答案请以分钟为单位。

参数:地球半径 = 6400公里。

太阳和地球之间的距离 = 1.5 ⨯ 1011米。

(3分)(b) Burj Khalifa also has the world’s third fastest elevator (lift) with a speed of v = 10 m/s.Immediately before the elevator starts moving upwards at the speed v from the bottom of the tower, a tourist in the elevator views the sunset. When he reaches the observatory at the height of 452 m, he found that the Sun has risen. Calculate the inclination angle of the Sun above the horizon. Give your answer in degrees. (3 points)哈里发塔还拥有世界第三快的电梯,速度可达v = 10 m/s 。

第3届国际物理奥林匹克竞赛试题与解答汇总

第3届国际物理奥林匹克竞赛试题与解答汇总

第3届国际物理奥林匹克竞赛试题与解答(1969年于捷克斯洛伐克的布尔诺)【题1】右图的力学系统由三辆车组成,质量分别为mA=0.3kg,mB=0.2kg,mC=1.5kg。

(a)沿水平方向作用于C车的力F很大。

使A、B两车相对C车保持静止。

求力F及绳子的张力。

(b)C车静止,求A、B两车的加速度及绳子的张力。

(忽略阻力和摩擦力,忽略滑轮和车轮的转动惯量)解:(a)A、B两车相对C车保持静止,A车在竖直方向没有加速度,因此它对绳的拉力为mAg。

这个力使B车得到加速度aB=mAg。

又三车系统以相同的加速度运动,则: mBF=(mA+mB+mC)mAg mB2由给定的数值得:aB=aC=aA=1.5g=14.7m/s绳中的张力为:T=mAg=2.94N水平推力为:F=29.4N(b)如果C车静止,则力mAg使质量mA+mB加速,加速度为:aAB=mAg=0.6g=5.88N mA+mB/绳中的张力为:T=mAg-mA×0.6g=1.176N【题2】在质量为m1的铜量热器中装有质量为m2的水,共同的温度为t12;一块质量为m3、温度为t3的冰投入量热器中(如右图所示)。

试求出在各种可m3c3t3能情形下的最终温度。

计算中t3取负值。

铜的比热c1=000.1kcal/kg·C,水的比热c2=1kcal/kg·C,冰的比热c3=00.5kcal/kg·C,冰的熔解热L=80kcal/kg。

解:可能存在三种不同的终态:(a)只有冰;(b)冰水共存;(c)只有水。

(a)冰温度升高,但没有熔化,达到某一(负)温度ta;放出的热量和吸收的热量相等:c3 m3(ta-t3)=(c1 m1+c2 m2)(t12-ta)+m2L 得出最终的温度为ta=(m1c1+m2c2)t12+m3c3t3+m2L (1) m1c1+m2c3+m3c30情况(a)的条件是ta<0(注:指0C),如果上式的分子为负值,我们得到下列条件:(c1 m1+c2 m2)t12<―c3 m3t3―m2L (2)(c)现在让我们讨论冰块全部熔化的情况。

物理竞赛-第三届泛珠三角物理奥林匹克竞赛

物理竞赛-第三届泛珠三角物理奥林匹克竞赛

electromagnetic wave. (1 point)
(iv)
An electromagnetic wave
r E
=
E0 (xr0eik1z
+
yr0eik2z )e−iωt
is propagating
along the z-axis displacement is
irn D
a=nεa0nEiso0t(rεopx xirc0emike1dzi+umε.
mbyeDdriu=mε
0tεheEr
relatiron betrween the electric , so D and E are always pointing
in
the
same direction. Find the torque per volume on the medium exerted by the
in the slab.
一个厚度为 d,介电常数为ε 的大平板以速度 v 沿 X-方向运动。它的表面与 Y-轴垂 直。Z-方向加有磁场 B。求平板两表面上的束缚电荷密度,以及平板中的电场。
Q.5 (10 points) 题 5(10 分)
The space between two concentric conductor spherical shells of radii R1 and R3 is filled with two types of media. The dielectric constant and the conductivity of medium-1 and medium-2 are ε1, σ1 and ε2, σ2, respectively. The voltage difference between the two shells is V0.

2024届广东省佛山市顺德区高三下学期三轮仿真题全真演练物理试题

2024届广东省佛山市顺德区高三下学期三轮仿真题全真演练物理试题

2024届广东省佛山市顺德区高三下学期三轮仿真题全真演练物理试题一、单选题 (共7题)第(1)题2023年4月12日我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置——东方超环(EAST)创造了新的世界纪录,成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒,对探索未来的聚变堆前沿物理问题,提升核聚变能源经济性、可行性,加快实现聚变发电具有重要意义,下列说法正确的是( )A.目前人类只能通过裂变利用核能B.核反应只有裂变与聚变两种,α衰变也属于裂变C.地球上核聚变燃料氘储量丰富,氚则需要制取D.聚变反应中带正电的与结合过程需通过高温克服核子间的强相互作用第(2)题将一小球竖直上抛,抛出时小球的速度大小为,过一段时间小球回到抛出点,此时小球的速率为。

小球运动过程中仅受重力和空气阻力,空气阻力大小与速率成正比。

则可以求出哪个物理量( )A.小球动能的减少量B.小球从抛出点到最高点的运动时间C.小球从抛出点到最高点的路程D.小球从抛出点回到抛出点的运动时间第(3)题四根在同一平面(纸面)内的长直绝缘导线中间围成“口”字形,四条导线中的电流大小相等,方向如图所示。

是“口”字形的中心,和关于点对称,下列说法正确的是( )A.导线2和导线4相互排斥B.点的磁感应强度方向垂直纸面向里C.和点磁感应强度相同D.减小导线1的电流,点的磁感应强度增大第(4)题以下说法正确的是( )A.光的偏振现象说明光是一种纵波B.不透光圆片后面的阴影中心出现一个亮斑属于光的干涉现象C.照相机镜头贴增透膜呈淡紫色属于光的衍射现象D.用点光源照射小圆孔,后面屏上会出现明暗相间的圆环,这是圆孔衍射现象第(5)题如图所示,铅球运动员采用滑步推的方式推出铅球,滑步推铅球能比原地推铅球增加几米的成绩。

两种方式出手时铅球的位置和速度方向都相同,忽略空气阻力,则( )A.采用滑步推铅球方式运动员对铅球做功更多B.两种方式推出的铅球在空中运动的过程中重力冲量相同C.两种方式推出的铅球在空中运动到最高点时的速度都相同D.若想要铅球抛得更远,抛出时的速度与水平方向夹角越小越好第(6)题一小球在竖直平面内做匀速圆周运动。

2017年泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛试题及答案 test 2_solution

2017年泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛试题及答案 test 2_solution

A2
2 points 2分
The de Broglie wavelength of the particle is
������dB =
ℎ ������������
(1 point)
The characteristic de Broglie wavelength is estimated by replacing the velocity by the characteristic velocity vmp as
Recent development of trapping and cooling ultracold atoms (e.g. Sodium, Rubidium and Lithium atoms) paved the way for the observation of Bose-Einstein condensation of atomic gases in ultracold temperature (Nobel prize in physics 2001), which had been theoretically predicted by Bose and Einstein in 1924. Several different cooling techniques have been employed to achieve ultracold temperature around 10-100 nK (note 1 nK = 10−9 K). For example, the hot Rubidium atoms prepared at 400 K are cooled down to ~1mK through the Laser cooling techniques (Nobel prize in physics in 1997). Such cold atoms prepared by laser cooling technique are typically loaded into the external trap (produced by either magnetic or optical fields) for further cooling as shown below.

泛珠三角物理竞赛试题

泛珠三角物理竞赛试题

泛珠三角物理竞赛试题一、选择题(每题3分,共30分)1. 一个物体从静止开始自由下落,其下落的加速度为g(重力加速度)。

如果物体在第1秒内下落的距离为h,则第2秒内下落的距离为: - A. h- B. 2h- C. 3h- D. 4h2. 两个物体A和B,它们的质量分别为m1和m2,且m1 > m2。

如果它们以相同的初速度v0在同一水平面上滑行,不考虑摩擦力,那么它们滑行的距离关系为:- A. A物体滑行的距离更远- B. B物体滑行的距离更远- C. 两者滑行的距离相同- D. 无法确定3. 一个理想气体在等压过程中,其体积和温度的关系是:- A. 体积与温度成正比- B. 体积与温度成反比- C. 体积与温度无关- D. 体积与温度的对数成正比4. 一个电路中,电源电压为U,电阻为R,电流为I。

根据欧姆定律,电流I与电阻R的关系是:- A. I = U/R- B. I = R/U- C. I = U * R- D. I = √(U/R)5. 一个物体在水平面上受到一个恒定的力F,力的方向与水平面成θ角。

如果物体开始时静止,那么它在力的作用下做匀加速直线运动的加速度a为:- A. F * cosθ / m- B. F * sinθ / m- C. F / m- D. F / (m * cosθ)6. 一个单摆的周期T与摆长L和重力加速度g的关系是:- A. T = 2π * √(L/g)- B. T = 2π * √(g/L)- C. T = π * √(L/g)- D. T = π * √(g/L)7. 一个点电荷q在电场中受到的电场力为F,那么这个电场的场强E 为:- A. E = F/q- B. E = qF- C. E = F * q- D. E = F - q8. 一个物体在斜面上下滑,斜面的倾角为θ,摩擦系数为μ。

如果斜面足够长,物体最终会达到一个恒定的速度v,这个速度v与斜面倾角θ的关系是:- A. v ∝ sinθ- B. v ∝ cosθ- C. v ∝ tanθ- D. v ∝ 1/sinθ9. 一个物体在水平面上受到一个恒定的力F,力的方向与水平面平行。

2022年泛珠杯物理竞赛试卷

2022年泛珠杯物理竞赛试卷

2022年泛珠杯物理竞赛试卷一、选择题(每小题3分,满分24分)1、下列现象中,由于光的反射形成的是()A.月光下的人影B.池塘的水底看起来比实际的浅C.拱桥在平静湖水中的倒影D.玻璃三棱镜分解了的太阳光2、下列物态变化中属于放热现象的是哪一组()①初春,冰封的湖面解冻②盛夏,旷野里雾的形成③深秋,路边的小草上结了一层霜④严冬,冰冻的衣服逐渐变干、A.①②B.②③C.③④D.①④3、下列说法中,正确的是()A.验电器的工作原理是同种电荷相互排斥B.宇航员在月球上无法用电磁波来通信C.只有镜面反射遵循光的反射定律D.只有凸透镜能成等大的像4、下列说法错误的是()A.并联电路的干路电流等于各支路电流之和B.使用精密仪器和改进实验方法可以避免误差C.用安培定则可判断通电螺线管的极性D.1kWh=3。

6×106J5、潜水员逐渐从水里浮出水面的过程中,他受到的浮力()A.逐渐增大B.逐渐减小C.始终不变D.先增大后不变6、能说明将电能转化为机械能的是()A.钻木取火B.水蒸气将塞子冲出C.通电导体在磁场中受力D.焦耳定律实验7、相向而行的甲、乙两物体的s﹣t图像,下列说法正确的是()A.相遇时两物体通过的路程均为100mB.0﹣30s内甲、乙均做匀速直线运动C.甲的运动速度为10m/sD.甲、乙是同时出发的8、小雅同学在做电学实验时,不小心将电压表和电流表的位置互换了,如果此时将开关闭合,则()A.两表都可能被烧坏B.两表都不会被烧坏C.电流表不会被烧坏D.电压表不会被烧坏,电流表可能被烧坏二、填空题(每小题2分,满分20分)9、人的眼睛像一架照相机,物体经晶状体成像与视网膜上,对于近视眼患者而言,远处物体成的像位于视网膜(),可佩戴()透镜矫正。

10、滑冰运动员在训练中通过弯道时的情景,这一过程中她们的运动状态()(选填“改变”或“不变”);运动员穿的速滑冰鞋的冰刀表面要光滑、平整是为了()。

泛珠三角物理奥林匹克竞赛

泛珠三角物理奥林匹克竞赛

第一届泛珠三角物理奥林匹克竞赛(2005年1月29日上午)题1(5分) 光滑平面上有两条长度均为2 l 、而质量为m 的均匀蠕虫A 和B 。

它们的起始位置如图所示,蠕虫A 的质心位于x -y 坐标(0, 0)。

蠕虫B 开始慢慢从A 身上爬过,爬时两虫的身体轴线始终保持夹角。

试用参量l , θ 表示:当蠕虫B 爬过A 后,两蠕虫各个质心位置的坐标。

题2(13分)一体积为 0.001m 3 的空气泡和一质量和体积与空气泡相同的钢瓶从水下2.0 km 深处放出。

不考虑磨擦。

气泡温度不变。

空气在水面的密度为1.21 kg/m 3,大气压为1.0 x 105N/m 2。

(提示: ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=+⎰a b x dx ba βαβαββαln 1 )(a) 求气泡到水面时体积。

(3分)(b)求在深度 h (h < 2.0 km)时气泡和钢瓶净得的能量的表达式。

(7分) (c) 用该表达式求气泡和钢瓶到达水面时的速度。

(3分)题3(12分)一质量为0.5M 的人站在一以角速度ω旋转的厚度质量均匀,质量为0.5M ,半径为R 的圆台上。

圆台与中心转轴间无磨擦。

该人离圆台中心距离为r (< R ) ,并带有10颗质量为0.01M 的石子。

(a) 求整个系统的总角动量。

(4分)为了减速该人准备向外扔石子。

石子扔出时相对于他的速度为v ,方向与径向成夹角ϑ.(b) 求当他扔了一石子后圆台的角速度, 并找出使角速度减少最多的夹角m ax ϑ。

(4分) (c) 求当他以m ax ϑ扔光石子后圆台的角速度。

(答案可用多项式表达) (4分)题4(8分)一均匀长竿长度为L ,质量为M ,在一半径为R (>0.5L )的光滑半球面内处于静止状态。

(a) 求竿在其平衡位置附近作小幅振荡的频率。

(4分) (b) 已知小幅振荡时长竿偏离水平线最大偏角为m ax θ。

长竿在最大偏角和水平时球面对竿端的力的强度的差可写成2max θαMg N =∆。

泛珠综合试试题及答案-Question-10

泛珠综合试试题及答案-Question-10

a
dipole is
B
0 4
3mr r
r5
m
r
3
.
如图所示,地球的磁场可当作为一个磁偶极子的场,偶极子 m 在
地球中心,与地球自转轴同轴,由北指向南。香港在北纬
r HK m
22。离磁偶极子 r
处的磁场为 B
0 4
3mr r
r5
m
r
3
Hale Waihona Puke 。(a) Find the direction of the magnetic field in Hong Kong in
1
Pan Pearl River Delta Physics Olympiad 2010
2010 年泛珠三角及中华名校物理竞赛
Q2 (5 points) 题 2 (5 分)
(a) A spacecraft of mass m moves in a circular orbit at a distance r from the center of Earth (mass ME). What is its kinetic energy? (1 point) 一质量为 m 的飞船,在离地球中心距离为 r 的圆形轨道上运行。地球质量为 ME。求飞船 的动能。(1 分)
left circularly polarized electromagnetic wave. (1 point)
(a)一电磁波的电场为 E E0 x0ei(kzt) 。问电磁波的偏振状态是什么?(1 分)
(b)以与(a)相同的格式给出左旋圆偏振电磁波的电场。(1 分)
(iv) The electric field of an electromagnetic wave in vacuum is E E0x0ei(kzt) . Find

泛珠三角物理竞赛试题

泛珠三角物理竞赛试题

泛珠三角物理竞赛试题试题一:1. 当电流通过一段导线时,导线中的自由电子会受到力的作用,电子的速度发生变化。

试解释这一现象的原因。

答案:当电流通过一段导线时,导线中的自由电子会受到电场力的作用。

导线中存在着电场,导线中的电子带有电荷,电荷受到电场力的作用会发生加速或减速。

因此,在导线中的自由电子受到电场力的作用下,其速度会发生变化。

2. 请解释电阻的概念,并简述电阻与电流、电压之间的关系。

答案:电阻是指导体阻碍电流流动的程度。

电阻的单位是欧姆(Ω)。

电阻与电流、电压之间有以下关系:欧姆定律表明,电阻与电流和电压之间存在一定的关系。

根据欧姆定律,电阻等于电压与电流的比值。

即 R = V / I。

其中,R表示电阻,V表示电压,I表示电流。

3. 请解释电场和磁场的概念,并指出它们之间的相似与不同之处。

答案:电场是由电荷产生的力场,它可以对带电物体施加力的作用。

磁场是由磁荷(磁单极子)或电流产生的力场,它可以对带磁性物体施加力的作用。

电场和磁场之间的相似之处在于它们都是由相互作用的物理量产生的力场。

不同之处在于电场是由电荷产生的,而磁场则是由磁荷或电流产生的。

此外,电荷既可以是正电荷,也可以是负电荷,而磁单极子还没有被观察到。

试题二:1. 当我们使用开关将一个电路连接或切断时,电路中的电子会产生什么样的运动?答案:当我们使用开关将一个电路连接或切断时,电路中的电子会发生运动。

当开关打开时,电子在电源的作用下,由负极向正极移动,形成电流。

当开关关闭时,由于电路被切断,电子的移动停止,电流消失。

2. 请解释电压的概念,并简述电压与电势差之间的关系。

答案:电压是指电能与电荷之间的关系。

电压的单位是伏特(V)。

电压与电势差是相互关联的。

电势差指的是单位正电荷在电场中从一个点到另一个点所具有的电能的变化量。

在电场中,电势差可以用来表示电压的大小。

电压可以看作是电势差的一种测量方式,它表示的是单位电荷所具有的能量。

2015年泛珠三角物理竞赛综合试答案

2015年泛珠三角物理竞赛综合试答案

Et tan 1


M
1.5233 sin[2 (0.2) 2 (0.2) / 1.88] o o At t = 0.2, 2 (0.2) tan 1 1.5233 cos[2 (0.2) 2 (0.2) / 1.88] 1 0.4538 0.454

M E RE S RM T
RM sin(Et Mt ) RM cos(Et Mt ) RE (d) Calculate the angular position of Mars at t = 0.1 y, 0.2 y and 0.3 y. Give your answer in degrees. (3 points) 试计算火星在 t = 0.1 年, 0.2 年和 0.3 年时的角位置。答案请以度数表示。(3 分) 1.5233 sin[2 (0.1) 2 (0.1) / 1.88] o o At t = 0.1, 2 (0.1) tan 1 1.5233 cos[2 (0.1) 2 (0.1) / 1.88] 1 7.963 8.00
Distant constellation 远处的星座 Star T 星T
t=0 t>0
t<0
East 东
o
West 西
20
15
o
10
o
5
o
0o
-5
o
-10
o
-15
o
-20
o
(a) What is the orbital radius RM of Mars? Give your answer in AU (Astronomical Units, 1 AU is the average distance between Sun and Earth.) (1 points) 试求火星的轨道半径 RM。答案请以 AU 为单位。(1 AU 是太阳与地球的平均距离。) (1 分)

泛珠力学基础试试题及答案-PanPhO2011_Mechanics

泛珠力学基础试试题及答案-PanPhO2011_Mechanics

泛珠⼒学基础试试题及答案-PanPhO2011_Mechanics⾹港物理奧林匹克委員會主辦中國教育學會物理教學專業委員會協辦第七屆泛珠三⾓物理奧林匹克暨中華名校邀請賽⼒學基礎試賽題(2011年2⽉10⽇9:00-12:00)**有需要时,如⽆说明,取g =10m/s 2; G =6.67×10?11Nm 2/kg 2. ***** 选择题1⾄16(48分,答案唯⼀)和简答题17⾄20(52分),做在答题纸上.***1. ⼀位观察者站在静⽌的列车第⼀节车厢的前端。

当列车以等加速度开动时,第⼀节车厢经过其旁需5s ,则第⼗节车厢经过其旁的时间⼤约是A. 1.18sB. 1.07sC. 0.98sD. 0.91sE. 0.86sF. 0.81s2. 如图所⽰,两个⽤轻线相连的位于光滑⽔平⾯上的物块,质量分别为m l 和m 2,拉⼒F 1和F 2⽅向相反,与刚度系数为k 的轻线沿同⼀⽔平直线运动,且F 1>F 2。

在两个物块运动过程中轻线的伸长x 为 A.212211m m k m F m F ?+ B.)(212211m m k m F m F ++ C.)(212211m m k m F m F +? D.)(211221m m k m F m F +? E.)(211221m m k m F m F ++ F.211221m m k m F m F ?+ 3. 如图所⽰,⼀质量为M 的三⾓形⽊块放在⽔平桌⾯上,它的顶⾓为900,两底⾓为α和β,两个质量均为m 的⼩⽊块位于両侧斜⾯上。

⼰知所有接触⾯都是光滑的。

现发现两⼩⽊块沿斜⾯下滑,⽽模形⽊块静⽌不动,这时三⾓形⽊块对⽔平桌⾯的压⼒等于A. MgB. 2mgC. Mg +2mgD. Mg +mgE. Mg +mg (βαsin sin +)F. Mg +mg (βαcos cos +) (题4-5) ⼀个倾⾓为α的固定斜⾯上,在斜⾯底部有⼀⼩物块。

(上海第三届物理竞赛)(含答案解析)

(上海第三届物理竞赛)(含答案解析)

(上海第三届物理竞赛)(含答案解析)高考真题高考模拟高中联考期中试卷期末考试月考试卷学业水平同步练习(上海第三届物理竞赛)(含答案解析)1重为G=10 N的物体,放于倾角a=37°的固定斜面上,受到平行于斜面的两个力F1、F2作用而处于静止状态,已知F1=2 N,F2=5 N,如图,现撤去F1,则此时物体所受合外力为A.0 B.1 NC.2 N D.4 N【答案解析】A2物体作匀减速直线运动,3 s末停下,则此3 s的前1 s内、前2 s内、前3 s内的平均速度之比为A.5 : 3 : 1 B.5 : 4 : 3 C.5 : 8 : 9 D.: : 1【答案解析】B3一物体沿长1 m,高0.2 m的斜面加速下滑时加速度大小为1 m / s2,当物体以一定的初速沿斜面向上滑动时,它的加速度大小应为A.1 m / s2 B.2 m / s2 C.3 m / s2 D.4 m / s2【答案解析】C4竖直起飞的火箭当推力为F时,加速度为10 m / s2,当推力增大到2F时,火箭的加速度将达到A.20 m / s2 B.25 m / s2 C.30 m / s2 D.40 m / s2【答案解析】C5一轻弹簧上端固定,下端挂一物体,平衡时伸长了4 cm,再将物体向下拉1 cm,然后放手,则刚释放的瞬间,物体的加速度是A.2.5 m / s2 B.7.5 m / s2 C.10 m / s2 D.12.5 m / s2【答案解析】A6如图所示,物块始终不离开曲面AB向上滑动,经过O点时速度为v,其中过O点法线为MN,切线为PQ,重垂线为RS,则物体在O处所受合外力的方向可能是A.沿PQ方向B.沿MN方向C.沿RS方向D.以上都不对【答案解析】C7以20 m / s大小的速度抛出质量为1 Kg的小球,2s末小球速度大小变为30m / s,若不计空气阻力,小球在这2 s内动量变化的大小为A.10 Kg m / sB.20 Kg m / sC.50 Kg m / s D.无法确定【答案解析】B8一个质量为m的物体,在几个与水平面平行的力作用下静止在水平面上,在t=0时刻,将其中的一个力从F增大到3F,其它力不变,则在t=t 1时刻,该力的功率为A. B. C. D.【答案解析】B9在以4 m / s2的加速度匀加速上升的升降机内,分别用天平和弹簧秤称一个质量为10 Kg的物体,则A.弹簧秤读数为100 N B.弹簧秤读数为140 NC.天平读数为10 Kg D.天平读数为14 Kg【答案解析】BC10下列各图中,木块与动力小车相对静止,一起匀速运动,哪些图中木块所受摩擦力方向画得是正确的【答案解析】BD11重为100 N的球放在倾角a=30°的光滑斜面上,并用竖直挡板挡住,使球静止,若缓慢改变挡板和斜面之间的夹角,使球始终静止,则球对挡板的作用力也随着改变,这样,球对挡板的作用力的大小可能出现下列哪些数值A.30 N B.50 NC.100 N D.120 N【答案解析】BCD12某物块在两个互成锐角的水平恒力F1、F2作用下,从静止开始沿光滑水平地面运动,经过一段时间后突然撤去力F1,则此时物块将作A.直线运动 B.曲线运动C.加速运动 D.减速运动【答案解析】BC13汽车拉拖车在平直公路上匀速行驶,拖车突然脱钩,而汽车的牵引力不变,则在拖车停止滑动前,下面说法正确的是A.它们的总动能增大 B.它们的总动能不变C.它们的总动量增大 D.它们的总动量不变【答案解析】AD14(5分)如图支架,OB为轻杆,OB^AC,AB段密度是BC段的两倍,长为BC段的一半,已知OB=10 cm,AB=20 cm,支架可绕过O点的水平轴自由转动,则平衡时AC杆与水平面的夹角为_______。

2007第三届泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛 力学基础试赛题

2007第三届泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛 力学基础试赛题

香港物理奥林匹克委员会主办,中国教育学会物理教学专业委员会协办第三届泛珠三角及中华名校物理奥林匹克邀请赛 力学基础试赛题(2007年2月26日9:30-12:30)【题1】(6分)一架飞机以与水平面成θ角的初速度v 0上升。

试描述:飞机以什么样的轨迹飞行,能使飞机里的物体处于失重状态。

【题2】(10分)一个质量m =10kg 及半径为R 的均匀圆柱体,在离轴心R /2处打出一半径为R /3的圆柱洞体,两柱体的轴线平行且在同一高度。

现在柱顶施加一个水平力F ,使得柱体平衡在图标位置。

试求:所需水平力F 的大小。

【题3】(14分)质量各为m 1和m 2的两轮,以无重杆AB 连接在一起,并可在互相垂直的斜面上自由滚动。

若左斜面与水平面的夹角为θ,试求:系统平衡时(1) AB 与左斜面所成的角度α; (2) 轮对斜面的压力N 1和N 2;以及 (3)无重杆的张力T 。

【题4】(14分)设地球的质量为M ,人造卫星的质量为m ,地球的半径为R ,人造卫星环绕地球做圆周运动的半径为r 。

设大气层对卫星的阻力忽略不计,地面的重力加速度为g 。

(1) 试证明:从地面上将卫星发射至运行轨道的发射速度 ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=r R Rg v 2;(2) 已知R =6.4⨯106m 和g =10m/s 2,试用题(1)公式求出这个发射速度的最小值和最大值。

【题5】(14分)如图所示,光滑的水平地面上有一质量为M 的滑块,其AB 段是光滑的半径为r 的l/4圆弧,BC 段是粗糙的水平面,长为l 。

一质量为m 的物块,从A 点由静止释放,沿ABC 滑行,最后停在C 点。

试求:物块与滑块在BC 间的滑动摩擦系数。

【题6】(14分)两个质量分别为m 1和m 2的滑块挂在绳的两端,绳跨在光滑双斜面块顶部的光滑定滑轮上。

质量为M 的双斜面块与光滑水平地面的夹角分别为α1和α2。

试求:(1) 当滑块m 1沿左斜面下滑距离为l 时,双斜面块相对于地面的位移; (2) 当滑块m 1沿左斜面下滑时,双斜面块相对于地面的加速度。

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Answers Part IQ1. The plane should follow the parabola 飞机须沿抛物线运动。

2001cos , sin 2x t y v t gt νθθ==- (3 points)Q2 (6 points)I T ω=The center of the rod will not move in the horizontal direction 杆中心在水平方向不动。

22272()12212ml l I m ml =+= (2 points)There are two ways to find the torque.Method-1方法-1The forces acting upon the rod are shown. The torque to the center of the rod is 由如图力的分析,可得3(2) 22l lT mg mg mg θθ=-+=-. (2 points)Method-2方法-2Given a small angle deviation θ from equilibrium, the potential energy is 给定一个角度的小位移θ ,势能为233(1cos )24l lU mg mg θθ=-.3 2U l T mg θθ∂=-=-∂ (2 points)Finally , 最后得273122ml mgl θθω=⇒= (2 points)Q3 (6 points)(a) The bound current density on the disk edge is 盘边的束缚电流密度为K M n M =-⨯=-, (1 point)The bound current is 束缚电流I Jd Md ⇒==-, (1 point) The B-field is 磁场为220033222222()2()2()R IR MdB z h R h R h μμ===-++ (1 point)(b) The bound current density is K M n M =-⨯=-, which is on the side wall of the cylinder. (1 point)柱侧面上的束缚电流密度为K M n M =-⨯=-The problem is then the same as a long solenoid. Take a small Ampere loop we get 00B K M μμ== inside;为求一长线圈的磁场,取一小闭合路径,得介质内00B K M μμ== (1 point) Outside 介质外 B = 0 (1 point)Q4 (5 points)Each unit charge in the slab experiences the Lorentz force 0 vB y -. (1 point) The problem is then the same as a dielectric slab placed between two parallel conductor plates that carry surface charge density 0, and vB σσε±=. In such case, the electric displacement is D σ=. 001()DP D E D vB εεεεε-=-=-=. (2 point)介质内单位电荷受力0 vB y -。

问题变成两电荷面密度为0, and vB σσε±=的导电板间充满介质。

因此D σ=. 001()DP D E D vB εεεεε-=-=-=. Finally, the bound surface charge is 01()b P vB εσεε-==. The upper surface carries positive bound charge, and the lower surface carries negative charge. (1 point)最后得束缚电荷密度01()b P vB εσεε-==,上表面带正电,下表面带负电。

The electric field is 0001()b E y vB y σεεε-==, which is along the y-direction (opposite to the Lorentz force). (1 point) 电场为0001()b E y vB y σεεε-==,与Lorentz 力方向相反。

Q5. (10 points)(a) Because of the spherical symmetry, the E-field and the current density Jare all along the radial direction. In steady condition, the electric current I through any spherical interfaces must be equal. Since the area of the sphere isproportional to r 2, J must be proportional to 1/r 2. So let rrK J ˆ2= , where Kis a constant to be determined, and the expression holds in both media. (1 point)由对称性可知,电场和电流密度J须沿半径方向。

稳态时,流过每个包住球心的球面的电流相等,因此J 与1/r 2成正比。

设在两介质里rrK J ˆ2= ,K 为待定常数。

In medium-1介质-1,121111KE J r σσ==, and the voltage drop from R 1 to R 2 is 1112111()V K R R σ=- (1 point) 介质-1,121111KE J rσσ==,从R 1 到 R 2 的电压为1112111()V K R R σ=- Likewise, in medium-2,2221KE r σ=, and the voltage drop from R 2 to R 3 is 2223111()V K R R σ=-. (1 point) 同样,在介质-2, 2221KE rσ=,从R 2 到 R 3 的电压为2223111()V K R R σ=-The total voltage drop between R 1 and R 3 is 总电压 V = V 1 + V 2.So 得11222311111111()()K V R R R R σσ⎡⎤=-+-⎢⎥⎣⎦The current is 电流为2114()4I R J R K ππ==. (1 point)The electric displacement in media are 1,21,21,2D J εσ=, so the charge on the inner, outer, and boundary shells are 114K επσ,224K επσ-, and 21214K εεπσσ⎛⎫- ⎪⎝⎭, respectively.介质-1里电位移1,21,21,2D J εσ=, 因此在各面上的电荷为114K επσ,224K επσ-,21214K εεπσσ⎛⎫- ⎪⎝⎭。

(b) Due to symmetry, the electric field is of the form 2ˆK E r r=, so 1311V K R R ⎛⎫=- ⎪⎝⎭, and 3113R R K V R R -=⋅. (2 point)由对称性可知,电场为2ˆK E r r =,因此电压为1311V K R R ⎛⎫=- ⎪⎝⎭,得3113R R K V R R -=⋅。

The current densities in the two hemispheres are 11J E σ= and 22J E σ=. Thetotal current is 22111121122()2()2()I R J R R J R K πππσσ=⋅+⋅=+. (2 point)上下半部的电流密度为11J E σ=,22J E σ=。

总电流为22111121122()2()2()I R J R R J R K πππσσ=⋅+⋅=+.The total free charge is 2101111012()2Q R E R K πεεπεε=⋅= on the upper halfand 2022Q K πεε= on the lower half of the inner shell. On the outer shell the charges are negative of the corresponding ones of the inner shell. (1 point)内球面上半部总自由电荷为2101111012()2Q R E R K πεεπεε=⋅=,下半部总自由电荷为2022Q K πεε=。

外球面的电呵与内球面相反。

Q6. (12 points)a) h h d h dPP P gdh g dhρρ+-=⇒=- (1 point) 775055775Constant (),()P PPV P C where C C ρρρ=⇒=⇒== (1 point)Combine these two equations, 合并两式得2700075)721()(P gh P P g C P dh dP ρ-=⇒-= (2 point)502002(1)7gh P ρρρ=-, and 0002(1)7gh T T P ρ=-. (2 point)b) 2525C o n s t a n t ,C o n s t a nt TTV ρ== (1 point) The density at 40︒C is2255521.183131.18()313293293ρρ=⇒=⨯ (1 point) 40︒C 的空气密度为2255521.183131.18()313293293ρρ=⇒=⨯ The fraction of water vapor at 40︒C at sea level 40︒C 的水蒸汽分压为,155.3590%760η=⨯ (1 point) The fraction of water at 5︒C at high altitude 5︒C 的水蒸汽分压为,272)313278(7605.6=η (1 point)Rain 下雨量= 52127255.356.5313()(90%) 1.18()0.07760293278760()313V kg ηηρ-⨯⨯=⨯-⨯⨯= (1 point)高度:52 1.189.8278313(1)35007 1.0310hh m ⨯⨯⨯=-⇒=⨯⨯ (1 point)Q7. (8 points)i) E p⨯ (1 point)ii) E P⨯ (1 point)iii) 00(1) 0D E P P E P E εεε=+⇒=-⇒⨯= (1 point) iv) 0000[(1)(1)]XX Y Y P D E E X E Y εεεε=-=-+- (1 point) **200111Re()Re()()cos()222X Y T P E D E E kz εεε=⨯=⨯=-∆, (1 point)Where其中k cω∆≡. (1 point)v) 220000011()cos()()sin()22d X Y X Y T E kz dz E kd k εεεεεε=-∆=-∆⎰∆. (1 point) Maximum occurs when 最大值在22kd d kππ∆=⇒=∆. (1 point)Part IIQ1. (6 points)a) ,.......3,2,1,==⇒=n a n k n a k x x ππ (1 point) b) 22,1,2,3,......y x mk b m k m bππ=⇒== (3 points) c)1210W =⇔= 1212101239123910102102m b nm b ππ--⇒<⇒>⨯≈⨯ (2 points)Q2. (22 points)i) 22123m I m l l =+(2 points) 222120()()3m I F t l m l l kl ωθθω=⋅⇔+=-⇒= (2 points)ii) 1211()c o s ()3m lm l x F t l xkl ω+=- (2 points)111212111111111c o s()()c o s ()c o s ()c o s ()3x A t m m A t Ft A t k ωφωωφωωφ=+⇒-++=-+11121210,()3F A mk m φω⇒==-+ (2 points)iii) 121122()c o s ()c o s ()3m m x F t F t xk ωω+=+- (2 points) 1122121222112122cos cos ,()()33x A t A t F F A A mmk m k m ωωωω=+⇒==-+-+ (2 points)iv) c o s nn n x A t ω=∑ 212()3nn n F A mk m ω⇒=-+ (2 points)v) t i ti ti o u t e V CiR C L C L C iR eV iL R Ci iL R eV V ωωωωωωωωωω0220011+--=+++==222220222()()||(1)()outR C L C V V L C R C ωωωω+=-+ (1 point)To make the denominator minimum, we should have 使分母最小22101ωωC L LC =⇒=- (1 point) (vi) For a given L , only the signalwith n ω=in the answer of (iv) can pass through the filter, (1 point) and the output is proportional to A n . (1 point) By varying L one selects different n ω, and the output is proportional to the selected A n . (1 point)From (iv), the maximum A n is the one when 212()3n m k m ω=+. (1 point) So as L is varied, one finds a particular L max at which the signal peaks, and 12max ()3mk m CL =+.(1 point)给定 L ,则只有频率为n ω=, (1 point) 其大小正比于 A n . (1 point) L 的变化等于选择不同的n ω的信号. (1 point) 由(iv)知,212()3n m k m ω=+时A n 最大. (1 point) 因此可得使输出信号最大的电感L max ,并有12max ()3mk m CL =+.Correct sketch is a flat line with a peak at L max 正确的简图是一平线,在L max 有一尖峰 (1 point)Q3. (22 points) i) Only the charge 33r q Ze R= that is inside the sphere r will have a non-zero netforce on the nucleus. (2 points)只有33r q Ze R=这么多的负电荷对原子核的合力不为零。

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