2014年全俄物理奥林匹克(理论部分)
九年级
问题9-1
赛车在赛道的直路段上沿同一方向匀加速行驶,平均速度为v。求赛车在路段中点处的速度的最大值vmax与最小值vmin。
极速赛车
问题9-2
在阳台上
实验员格鲁克从17楼的阳台上将质量为m的乒乓球以速度v0竖直向上抛出。小球在飞行的过程中所受到的阻力与速度成正比。在落到地面之前,小球以速度
v2匀速下落。求小球的运动过程中动能变化最快的时刻的速度vmax。
问题9-3
潜水罩形如无底圆柱,放在水下,里面有一部分空气。为了使得罩不会浮起来,用缆绳绑在水底。用一根细绳将重物系在罩上,如图1所示。罩的横截面积S=4m2,里面空气的体积V=8m3,压强p=1.5×105Pa。将罩里的重物拉出水面后①
,空气压强增加了Δp=250Pa,缆绳仍然处于拉伸状态。求细绳和缆绳中张力的变化量。水的密度ρ=103kg/m3,重力加速度g=10m/s2,罩里的空气符合波义耳定律pV=常数,其中p为压强,V为罩里空气的体积。
水下工作
图2
图1
问题9-4
细绳上的冰柱
圆柱形冰柱的竖直轴的位置有细孔,从里面穿过细绳,另一头系有热传导率
①
译者注:指的是用细绳往上拉重物,“细绳中张力的变化量”指的是下面绷紧的那段。
1
非常高的小球。实验的一开始,将小球加热到温度T1,冰柱的温度等于室温T0=0℃。随着冰的融化,冰柱下落,如图2所示,以温度为T0的水滴的形式滴下。球的后面留下圆柱形的通道,横截面积S=2cm2。
⑴如果冰柱停止下落时,被小球融化的通道长度H=10cm,求小球一开始的温度T1;
2H⑵如果冰柱下落时的速度v2?0.1mm/s,求一开始下落的速度v0。
3设热传导的功率与小球和冰之间的温度差成正比,热量全部用来使冰融化。小球的热容量C=59.4J/℃,冰的熔解热λ=330kJ/(kg·℃),冰的密度ρ=900kg/m3。
问题9-5 电路中的计算机
实验员格鲁克用电流源组建了电路,可以输出可变的电压。在电路中设置有微型计算机,可以显示流过它的总电荷量和平均电流(即流过它的总电荷量与经过的总时间之比)。格鲁克将电流源与电阻连接,并开始调整电压。结果,他可以使得经过电阻的平均电流不再取决于时间,如图3所示。(实际考试中,会发给你一张A4纸作为放大了的图3。)
在实验过程中,计算机出了故障,电荷量与时间的关系丢失了。 ⑴还原总电荷量q(t)与时间的关系,并画在图上;
⑵求电阻器的阻值R,如果已知在点A处的功率PA=0.16W; ⑶求实验过程中电阻器的最大功率。
图3
十年级
问题10-1 投石车
玩具投石车一次可以发射两个小球,初速度的数值均为v0,但与水平面夹角
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