第31届国际物理奥林匹克竞赛试题理论试题

作者&投稿:闽邢 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
第31届国际物理奥林匹克竞赛试题理论试题~

有点小错误:
超过自然长度为X,根据胡可定律有
mg=kx,x=mg/k
y=L+mg/k
2、从跳下来到绳子生长到自然长度时,速度最大,弹性势能和重力势能转化为动能:
mv^22=kl^2/2+mgl
得V=根号下2gl+kl^2/m
3、设任意时刻压缩X的速度为ΔV.根据位移的定义有X=Δv/Δt
从顶端下落到自然长度时,运动的时间为t1,速度为第二题中的那个速度。根据
动量定理有:
(F+mg)t1=mv
F=kx=kv/t1
有(kv/t1+mg)t1=mv
得kv+mgt1=mv
得t1=(kv+mv)/mg,代入第二题的V,得t1=(根号下2gl+kl^2/m)(k+1)/mg
从自然长度运动到底端的时间与t2,弹力方向向上,然后相同的道理。
(kx-mg)t2=mv
得t2=(根号下2gl+kl^2/m)(k-1)/mg

前十几届的不要去做了,说白了就是太简单了,没意思。从1990年做起走。
实在要要,看看这个网站http://www.sinoshu.com/1827163/#ClickButton,好像很贵,其实你可以在百度一届一届地搜,也不急嘛,做几届你就不想做了,为什么,太简单了。。
这儿有1-8届的http://www.zjsxzx.com/tresearch/resource/servlet/portalbar/ShowResAttribute?communityId=00013&resId=20070712154313260#
这儿还有1-49届的,要付费http://beat.cebiz.cn/Product_info-607097.zh


终于找到了。。。快来看。http://wl.zxxk.com/Soft/901115.html这是1-10届的。http://wl.zxxk.com/Soft/901117.html 11-20
http://www.zxxk.com/Soft/901119.html 21-30
http://wl.zxxk.com/Soft/901123.html 31-39
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不是看你搞竞赛,我懒得来回答你这个问题。

第31届国际物理奥林匹克竞赛试题理论试题

英国   莱斯特   2000年7月10日  时间5小时

题1

    A 某蹦迪运动员系在一根长弹性绳子的一端,绳的另一端固定在一座高桥上,他自静止高桥向下面的河流下落,末与水面相触,他的质量为m,绳子的自然长度为L,绳子的力常数(使绳子伸长lm所需的力)为k,重力场强度为g。求出下面各量的表达式。

    (a)运动员在第一次达到瞬时静止前所落下的距离y。

    (b)他在下落过程中所达到的最大速率v。

    (c)他在第一次达到瞬时静止前的下落过程所经历的时间t。

    设运动员可以视为系于绳子一端的质点,与m相比绳子的质量可忽略不计,当绳子在伸长时服从胡克定律,在整个下落过程中空气的阻力可忽略不计。

    B 一热机工作于两个相同材料的物体之间,两物体的温度分别为TA和TB(TA>TB),每个物体的质量均为m,比热恒定,均为s。设两个物体的压强保持不变,且不发生相变。

    (a)假定热机能从系统获得理论上允许的最大机械能,求出两物体A和B最终达到的温度T?的表达式,给出解题全部过程。

    (b)由此得出允许获得的最大功的表达式。

    (c)假定热机工作于两箱水之间,每箱水的体积为2.50m3,一箱水的温度为350K,另一箱水的温度为300K。计算可获得的最大机械能。

    已知水的比热容=  4.19×103kg-1K-1,水的密度=1.00 x 103kgm.-3

    C  假定地球形成时同位素238U和235U已经存在,但不存在它们的衰变产物。238U和235U的衰变被用来确定地球的年龄T。

    (a)同位素238U以4.50×109年为半衰期衰变,衰变过程中其余放射性衰变产物的半衰期比这都短得多,作为一级近似,可忽略这些衰变产物的存在,衰变过程终止于铅的同位素206Ph。用238U的半衰期、现在238U的数目238N表示出由放射衰变产生的206Pb原子的数目206n。(运算中以109年为单位为宜)

    (b)类似地,235U在通过一系列较短半衰期产物后,以0.710×109年为半衰期衰变,终止于稳定的同位素207Pb。写出207n与235N和235U半衰期的关系式。

    (c)一种铅和铀的混合矿石,用质谱仪对它进行分析,测得这种矿石中铅同位素204Pb,206Pb和207Pb的相对浓度比为1.00:29.6:22.6。由于同位系204 Pb不是放射性的,可以用作分析时的参考。分析一种纯铝矿石,给出这三种同位素的相对浓度之比为1.00:17.9:15.5。已知比值238N:235N为137:1,试导出包含T的关系式。

    (d)假定地球的年龄T比这两种钢的半衰期都大得多,由此求出T的近似值。

    (e)显然上述近似值并不明显大于同位素中较长的半衰期,但用这个近似值可以获得精确度更高的T值。由此在精度 2%以内估算地球的年龄T。

    D真空中电荷Q均匀分布在半径为R的球体内。

    (a)对r≤R和r>R两种情况导出距球心r处的电场强度。

    (b)导出与这一电荷分布相联系的总电能表示式。

E  用细铜线构成的园环在地磁场中绕其竖直直径转动,铜坏处的地磁场的磁感应强度为44.5μT,其方向与水平方向向下成60°角。已知铜的密度为8.90×103kgm-3,电阻率为1.70×10-8Ωm,计算其角速度从初始值降到其一半所需的时间。写出演算步骤,此时间比转动一次的时间长得多。没空气和轴承处的摩擦忽略不计,并忽略自感效应(尽管这些效应本不应忽略)。

题2

(a)一阴极射线管由一个电子枪和一个荧屏组成,放在磁感应强度为B的均匀恒定磁场中,如图1所示,磁场方向平行于电子枪的电子束的轴,电子束从由子枪的阳极沿轴射出,但有与轴至多成5°的发散角,如图2所示。通常电子束将在荧光屏上呈现一个弥散的斑点,但对一定大小的磁场则可得到聚焦得很好的光点。考虑某个电子,离开电子枪时以角度β(0<β< 5°)偏离轮运动,并考虑其垂直于轴和平行于轴的两个分量,用下列参量导出电子的荷质比e/m的表达式:

 

使电子束聚焦成一点的最小磁感应强度;电子枪加速电位差V(注意V<2kV),从阳极到荧屏的距离D。

    (b)考虑另一种测量电子荷质比的方法。图3(a)、(b)为其实验装置的侧视图和俯视图,图中还画出磁场B的方向。在这一均匀磁场中放人二块相隔很小距离t的铜园盘,园盘的半径为ρ。两盘间保持电势差V,两园盘平行、同轴,而且它们的轴垂直于磁场。一照相底片同轴复盖在半径为ρ+s的园柱体的内侧面,换句话说,底片离园盘边缘的径向距离为s,整个装置放在真空中,注意t远小于s和ρ。

    一点状β粒子源放置于两园盘的园心之间,沿各个方向均匀发射?粒子,粒子的速率分布在一定的范围内,同一底片在下列不同的实验条件下曝光:

    情况1  B=0,V=0,

    情况2  B=B。,V=V。,

    情况3  B=-B。,V=-V。;

这里V0和B0为正的常数。注意当V>0时上面一块园盘带正电(当V<0时上盘带负电)。当B>0,磁场方向规定为如图3所示的方向(当B<0时磁场沿相反的方向)。解这个小题时,两园盘的间隔可以忽略不计。

 

在图3(b)中,底片的两个区域分别用A和B标出。底片曝光并冲洗后,两个区域中的某个区域的底片展开后显示的β粒子曝光线条如图4所示。这部分底片是取自于什么区域(A还是B)?通过指出作用在电子上的力的方向论证你的答案。

 

    (c)曝光并冲洗后,底片的展开图如图4所示。利用显微镜测量两条最外面的轨迹的间距。[在某一特定角度下的间距(y)已在图4中标出]。此测量结果由下表结出,角度Φ定义为磁场方向与底片上某点和园盘中心联统间的夹角,如图3(b)所示。

 与磁场夹角/度 Φ 90 60 50 40 30 23

间  隔 y 17.4 12.7 9.7 6.4 3.3 轨迹终端

测量系统参数的数值如下:

    B0=6.91mT    V0=580V    t= 0.80mm     s=41.0mm

另外,真空中光速可取为 3.00×108ms-1,电子的静止质量为9.11×10-31kg。计算出观测到的β粒子的最大动能(以eV为单位)。

    (d)利用上面(c)部分给出的信息,求出电子的电荷与静质量的比值。这应通过在所给的坐标纸上画一合适的图求出。

    写出所画图的横轴和纵轴所代表的量的代数表达式,并写出电子荷质比的量值。

请注意,由于观察的系统误差,你所得到的答案可能与公认的标准值不同。

第31届国际物理奥林匹克竞赛试题

理论试题(续)

英国   莱斯特   2000年7月10日  时间5小时

引力波和引力对光所产生的效应

A部分

这部分涉及探测天文事件所产生的引力波的困难。已知远距离的超新星爆炸可能对地球表面的引力场强度产生大约10-19Nkg-1的扰动。一种引力波探测器的模型(见图5)由两根各1米长的金属棒组成,两律互成直角,每根棒的一头都抛光成光学平面,另一头刚性地固定住。调节其中一根棒的位置,使从光电管所接收到的信号最小(见图5)。

 

用压电器件在棒中产生一个非常短的纵向脉冲,结果棒的自由瑞产生纵向位移Δxt的振动:

Δxt=ae-μtcos(ωt+ )

其中a、μ、ω和 为常数。

    (a)如果50秒的时间间隔内位移的振幅减小20%,求μ的值。

    (b)设两棒都由.铝组成,其密度(ρ)为2700kgm-3,杨氏模量(E)为7.1×1010 Pa。已知纵波的速度v= ,试求ω的最小值。

      (c)一般不可能使得这两根棒具有完全相同的长度,因此光电管信号出现0.005Hz的拍频,问两棒的长度差为多少?

    (d)对于长为l的棒,导出由于引力场强度g的变化Δg所引起的长度变化面l的代数表达式,用l和棒材料的其它常数表示。设探测器对引力场强度变化的响应只发生在一根棒的轴向上。

    (e)某激光器产生波长为656nm的单色光,如果可以测出的最小条纹移动量为激光波长的 10-4,要使这个系统能够测出g的变化量为10-19Nkg-1,棒的最小l值为多少?

    B部分

    这部分考察引力场对光在空间的传播所产生的效应。

    (a)一个从太阳(质量M、半径R)表面发出的光子将被红移。假定光子的质量等价于光子的能量,利用牛顿引力理论证明无穷远处光子的有效(或测量到的)频率以因子(1-GM/Rc2)的倍率减小(即红移)。

    (b)光子频率的减小等价于时间周期的增加。当利用光子作为标准钟时,则等价于时间的膨胀。另外,时间的膨胀总是伴随着同一因子的长度收缩。

    现在我们试图研究这效应对在太阳边上传播的光的影响。首先定义离太阳中心r处的等效折射率nr:nr=c/c’r

    其中c为在远离太阳引力影响(r→∞)到的光的速度,c’r为在距离太阳中心r测到的光速。

当GM/rc2很小时,证明nr可近似表为

nr=1+GM/rc2

    其中为常数,请确定该常数。

    (c)利用上述nr表达式,计算当光通过太阳边缘时偏离直线路径的角度(以弧度为单位)。

    数据

    万有引力常数 G=6.67×10-11Nm2kg-2

太阳质量 M=1.99 x 1030kg

    太阳半径 R=6.95 ×108m

    光速c= 3.00 ×108ms-1

    你可能需要下列积分:



似乎:T=根号ta*tb,w=sm(ta+tb-T)


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临邑县17230687627: 老虎什么地方可以打我31级什么地方可以抓老虎
冉鹏菲讯: 31级抓不了老虎,风虎是48-49级,地虎是58级左右 风虎在昆吾城外就有,地虎要到夹龙纵谷,50级才能进入夹龙纵谷呢,继续练级哟~~~

临邑县17230687627: 国际数学奥林匹克竞赛开始于哪一年吗?
冉鹏菲讯: 1959年,罗马尼亚"数学物理学会"向当时的东欧七国发出邀请,并在1959年7月22日至30日举办第一届"国际数学奥林匹克".

临邑县17230687627: 生物奥赛获哪个级别的奖才有保送资格?...
冉鹏菲讯: 是要全国一等奖的才有可能被保送.当你得到奖项后,一些高校对你进行面视和考察你的各方面的综合成绩,一般想被保送,你的其他理科是不能太差的.但一般保送的几率很大,象去年,我们学校的全国一等奖的3个有2个就保送啊,有一个是不想去,要参加高考 现在已经不能保送啊,我们老师说生物奥赛假的太多啊,被大学退回来的就有很多,因为生物的奥赛有很高的随机性获奖,所以现在已经不能通过生物奥赛保送啊

临邑县17230687627: 自体脂肪一次做完后多久可以再做第二次?
冉鹏菲讯: 从理论上讲,一次自体脂肪隆胸完成存活,这个过程大概需要3~6个月,所以再次手术的时间也可以参考这个.

临邑县17230687627: 国际物理奥赛题
冉鹏菲讯: 什么是加速度?........加速度(Acceleration)是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值.是描述物体速度改变快慢的物理量,通常用a表示,单位是米每二次方秒,加速度是矢量,它的方向与合外力的方向相同,其方向表示速度改变的方向,...

临邑县17230687627: 物理竞赛试题 -
冉鹏菲讯: 先看1,2,4砖块 2的重心肯定要保证在4的上方,支点在4 的边缘上.设露出的边缘部分为 X; ∵ G/2 * X = G *(L/2 - X ) X = L/3 然后把1和2看成一个整体,作用在4的边缘上,4的重心在6的上方.设4的边缘到6的边缘(支点)为Y; ∵( G/2 + G )* Y = G *(L/2 - Y ) Y = L/5 ∴ S = L + 2(X+Y) = 31L/15

临邑县17230687627: 初中物理奥林匹克竞赛题 -
冉鹏菲讯: A 上升吧~~ 由受力分析可知,在倒水之前,球受到的水银的浮力与其重力相等,所以静止在水银面上.而倒水后,球上方接触到水后又多了水带来的浮力,因此合力向上,球会上浮

临邑县17230687627: 国际奥林匹克物理竞赛 -
冉鹏菲讯: 很难,你要先过全省,全国的比赛,然后经过国家队的挑选,培训才有资格.这个东西我看你不用去想太多.因为里面考的东西是研究生招考中的“简单”题目,在大学就能学到.国家搞这个东西纯粹是在世界科研上没有拿得出的成果,为了面...

临邑县17230687627: 物理奥林匹克竞赛 -
冉鹏菲讯: 我03年就参加了物理奥林匹克竞赛,我可以告诉你,无论你抱什么学校,当年的高考成绩可以加10分,而且可以同等分数优先录取的,其他有什么作用我就不清楚拉,建议你问问老师和你那里的招生办!!

临邑县17230687627: 填空题小题1:猜谜:返航之路,打一地理名词 - ----------------.小题2:石油运输最繁忙的海峡是------------
冉鹏菲讯: 1.回归线 2.霍尔木兹海峡 3.东南角 4.哈萨克斯坦5.9月 6.南极大陆 7.亚马孙 8.山海关9.山东省 10.里约热内卢试题分析:小题1:猜谜:返航之路,打一地理名词为回归线.表示太阳直射点在南北回归线之间做往返运动.小题2:波斯湾沿岸石...

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