湖南省岳阳县一中2015年高中物理奥林匹克竞赛预赛模拟测试卷5

-1-湖南省岳阳县一中2015年物理奥林匹克竞赛预赛模拟测试卷5姓名____________学号___________1．在北半球某地有一只充满了水的圆形澡盆子。现在拔去盆中央的塞子，让水流出来，则盆中的水将______流出。（填“顺时针”、“逆时针”、“随机旋转”或“不旋转”）2．在一小车上安装一个半径为R的竖直半圆弧，圆弧前放一小球，如图所示。试问：小车至少以多大的加速度前进时，小球可沿圆弧上升到最高点？3．一匀质细导线圆环总电阻为R，半径为a，圆环内充满方向垂直于环面的匀强磁场，磁场以速率K均匀地随时间增强，环上的A，D、C三点位置对称。电流计G连接A，C两点，如图所示。若电流计内阻为RG，求通过电流计的电流大小。4．一带电+q的圆环，质量为m，套在水平杆上，长杆粗糙不光滑，空间有磁场B，方向如图所示。若开始时圆环以v0的速度向右滑动，求当小圆环达到平衡时，克服摩擦力做功的大小。GADCBv-2-5．1964年，世界上制成了第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示：利用海浪上下起伏的力量，空气能被吸进来，压缩后再推入工作室，推动涡轮机带动发电机发电：当海水下降时，阀门K1关闭，K2打开。设每次吸入压强为l.0105Pa、温度为7℃的空气0.233m3（空气可视为理想气体），当海水上升时，K2关闭，海水推动活塞绝热压缩空气，空气压强达到32105Pa时，阀门K1才打开，K1打开后，活塞继续推动空气，直到气体全部推入工作室为止，同时工作室的空气推动涡轮机工作。设打开Kl后，活塞附近的压强近似保持不变，活塞的质量及活塞与筒壁间的摩擦忽略不计，问海水每次上升K1K2活塞海水发电机涡轮空气工作室-3-时所作功是多少？［已知空气从压强为P1、体积为V1状态绝热地改变到压强为P2、体积为V2的状态过程中，近似遵循关系式P1/P2=(V2/V1)5/3，1摩尔理想气体温度升高1K时，内能改变为3R/2，R=8.31J/(molK)]6．为了测量玻璃的折射率n，采用如图所示的装置：棱镜放在会聚透镜的前面，AB面垂直于透镜的光轴，在透镜的焦平面上放一个屏。当散射光照在AC面上时，在屏上可以观察到两个区域：照亮区和非照亮区。连接两区分界处(D点）与透镜光心O点的线段OD与透镜光轴OO'成角30，试求棱镜的折射率n。(棱镜的顶角a=30)30OLDOAB-4-参考答案1、逆时针2、应用惯性力的有关知识可以很快得出：mg=matan30，则a=g/tan30=3g3、将圆环视为一等效电压源，则其电动势为零，内阻为r=23R13R23R+13R=29R。电流计回路上有感应电动势，E=13a2K,则I=Er+RG=3a2K2R+9RG4、分三种情况讨论(1)v0mgqB时，起初环受洛仑兹力大于重力，并受摩擦力，速度减小，直至v1=mg/qB时，合力为零，稳定。故E=|Ek|=12m(v02-v12)=12m[v02-(mgqB)2](2)v0=mgqB时，此时恰为平衡状态，故不再变化，W=0-5-(3)v0mgqB时，此时洛仑兹力小于重力，受f、速度减小，最终静止。v2=0，W=|Ek|=12m(v02-v22)=12mv025、绝热压缩阶段，海水推动气体做绝热压缩的功为W1=n(32R)(T2-T1)=3(P2V2-P1V1)2=1)(23521211PPVp=3.495104JK1打开后，等压压缩阶段，海浪推动活塞做的功为W2=PV=P2V2=P2V15321)(PP=4.66104J海水每上升一次做功为W=W1+W2=8.155×104J6、从三棱镜上任意一点射入的散射光，在三棱镜中都有一部分会发生全反射而不能射出，而另一部分能够射出。sinC=1/n边缘光线成为明暗分界线，对其进行分析nsin(C-)=sin得：n=(3-1)2+1=1.24