高中物理竞赛复赛模拟卷（三）参考答案.doc

高中物理竞赛复赛模拟卷(三)参考答案第一题(18分)如图所示时,设小环与重物的速率分别为v1和v2;加速度大小分别为a1和a2,,可得①而②联立①、②可得(考虑到M=2m) :对小环: ③对重物: ④小环相对重物与绳的结点作圆周运动,以该结点(即重物)为参照物,则有(v为m相对M的速度) ⑤⑥并考虑到M=2m,联立各式得 第二题(20分)。如图所示,可以肯定镜像电荷一定在对称轴上,设其电量为,距球心O的间距为r,则考察对称轴与球面的两交点B、的电势,可得①②而球接触, ③联立①、②、③得 ,必须使轨道上各点的电势相等。然而由两点电荷(A与处的)在空间产生的电场中等势面若是1个球面,则该等势面的电势一定为零。由此可知A与互为镜像电荷。 由1的结论易得: (其中),解出:第三题(18分) 取与金属环上一小段孤长一起做加速运动的坐标系,该坐标系与构成金属晶格的离子相连。在该坐标中,电子受惯性力作用,切向大小为,法向惯性力对本题无实质意义,不考虑。最后由于电子与晶格的作用,当达到某状态时,电子受力平衡而做稳定的运动,从而在其中发现有电流,虽然在导线中并没加电动势。 电子所有切向惯性力可以用1个假想的电场力做类比,设此电场强度为E,则又由电阻定律单位长度的电阻所以这圆环中心处的磁感应强度为:第四题(22分) ,易知P点处的磁感应强度B的方向是垂直于纸面向外的。 : 当时,“V”变为无限长直导线,此时 而按题设所给公式所以 ,可将V形电流等价为2条交叉的无限长直导线加上另一个形电流,与V关于顶点O对称,且流过同样大小而方向相反的电流I。 则 而,垂直纸面向内, ,垂直纸面向外。 所以或 这相当于半张角为(x-a),而电位反向的V形外面的点。 第五题(20分) 如图所示,O为地心,r0为地球半径,地表有1个薄环形层为光的圆折射通道,由惠更斯原理,波前与波线处正交,所以波前形状保持径向不变,故有其中,为地表处大气折射率,n为距地心r处的大气折射率。 又由题设其中