全国高中应用物理知识竞赛

关于公布第五届全国高中应用物理知识竞赛
获奖名单的通知
杭州教研（2010）第94号各区、县（市）教研室，
杭州市区各高中：
第五届全国高中应用物理知识竞赛杭州赛区的竞赛工作已圆满结束。

现将竞赛结果公布如下：
附件（1）：第五届全国高中应用物理知识竞赛获奖名单
附件（2）：第五届全国高中应用物理知识竞赛（高一组）获奖名单
杭州市普通教育研究室
杭州市物理学会
2010年5月6日
附件1：
第五届全国高中应用物理知识竞赛获奖名单
一等奖
二等奖
三等奖
附件2
第五届全国高中应用物理知识竞赛（高一组）获奖名单
一等奖
二等奖
三等奖。

全国应用物理竞赛试题一、选择题（每小题2分，共20分）：以下各小题给出的四个选项中只有一个是正确的，把正确选项前面的字母填在题后的括号内。

1．2009年的诺贝尔物理学奖由三人分享，其中在光纤通信技术方所做的原创性工作而被称为“光纤之父”的美籍华人是（）A．钱永健 B．朱棣文 C．高锟 D．丁肇中2．晴朗无风的早晨，当飞机从空中飞过，在蔚蓝的天空中会留下一条长长的“尾巴”，如图1所示，这种现象俗称为“飞机拉烟”。

产生这一现象的原因之一是飞机在飞行过程中排出的暖湿气体遇冷所致。

在这一过程中，暖湿气体发生的物态变化是（）A．熔化 B．液化 C．蒸发 D．升华3.2010年1月2日起，我国北方大部分地区遭大范围降雪天气袭击。

大雪严重影响了民航、铁路和高速工路等交通，如图2所示。

在遇到这种天气时，为了尽快清除积雪，常用的办法是撒“融雪盐”，这是因为（）A.“融雪盐”与少量水发生化学反应，产生的热量使周围的冰雪熔化B.“融雪盐”产生“保暖层”，使冰雪吸收足够的“地热”而熔化C.使雪形成“含融雪盐的雪”，“含融雪盐的雪”熔点低于当地温度，使雪熔化D.“融雪盐”有利于冰雪对阳光的吸收，从而加快冰雪的熔化4.小明发现户外地面以上的冬季供热管道每隔一段距离总呈现型，如图3所示。

其主要原因是（）A.为了避开行人和建筑物B.为了美观C.为了避免管道因热胀冷缩导致的损坏D.为了方便工人师傅安装和检修5.体操、投掷、攀岩等体育活动都不能缺少的“镁粉”，它的学名是碳酸镁。

体操运动员在杠前都要在手上涂擦“镁粉”，其目的是A.仅仅是为了利用“镁粉”吸汗的作用，增加手和器械表面的摩擦而防止打滑B.仅仅是为了利用手握着器械并急剧转动时“镁粉”能起到衬垫作用，相当于在中间添加了一层“小球”做“滚动摩擦”C.仅仅是为了利用“镁粉”填平手掌的褶皱和纹路，使手掌与器械的接触面积增大，将握力变得更加实在和均匀D.上述各种功能都有6.小新同学家中的墙壁上竖直悬挂着一指针式电子钟，当其因电池电能不足而停止时。

第七届全国高中应用物理知识竞赛北京赛区决赛试卷（北京171中学杯）注意事项：1．请在密封线内填写所在区县、学校、姓名和考号.2．本试卷共有9个题，总分为150分. 3．答卷时间：2012年4月22日上午9：30~11：30题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 总分分数复核 1.（10分）常见望远镜可分为伽利略望远镜、开普勒望远镜和牛顿式望远镜. 原始的开普勒望远镜由两个凸透镜（分别作为目镜和物镜）构成.这种结构所成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统才能使看到的像符合观看习惯. 现在常见的前宽后窄的典型双筒望远镜多数属于开普勒望远镜，采用了双直角棱镜正像系统（图1-1）.这种系统的优点是在正像的同时将光轴两次折叠，从而也减小了望远镜的长度和重量.（1）请画一个简图说明经过物镜后射到第一个全反射棱镜上的平行光如何传播.（2）正像系统中的两个全反射棱镜应采用图1-2中的哪种放置方法？简述理由. 2.（12分）目前比较流行的燃气灶熄灭保护方式是热电偶式.当燃气灶的火焰因某种原因被熄灭时，气阀自动关闭，从而保证安全.（1）为什么点火时在旋转旋钮的同时需要按住它几秒钟才能松手？（2）请简述燃气灶热电偶式熄灭保护装置的工作原理，并画出简化的原理图（电路图）.3.（12分）如图3-1所示是某型号的多用表的刻度面板，刻度面板上从上向下的第三条刻度线是AC10V 刻线（细节见图3-2）.该刻度线的左边起始部分可明显看出是不均匀的.图3-3是其交流电压挡的简化原理图.（1）请简要说明AC10V 刻线不均匀的原因.得 分 评卷人得 分 评卷人 得 分 评卷人 物镜 目镜 图1-1图1-2（2）图3-3中二极管D 1、D 2的作用分别是什么？4.（12分）《科学技术社会辞典》物理卷“飞行鸟害”条目中写道：“飞鸟与飞机高速撞击而给飞机带来损害和事故，称为飞行鸟害.飞鸟的质量很小，但在飞机高速运动时它相对飞机的速度极大.经测试可知，一只质量450g 的鸟，在撞击时速80千米的飞机时，可产生1500牛的冲击力，如果撞在时速960千米的飞行器上，可产生21.5万牛的冲击力. 质量7.2千克的大鸟若撞在这个飞行器上，则可产生127万牛的冲击力，这个力足以使发动机遭到彻底破坏.”请通过以上文字给出的信息，估算上述7.2千克大鸟的身体长度.5.（12分）图5-1是一种简易的电烙铁调温装置的示意图. 这种装置可有效地防止电烙铁因长时间通电过热而造成烙铁头“烧死”现象. 图中R 为20W 的内热式电烙铁，虚线框是附有调温装置的电烙铁支架. 当电烙铁搁置在支架D 上时，由于电烙铁的重力，支架下方的绝缘柄N 推动开关K ，使开关处于断开状态；当电烙铁离开支架D 时，开关K 下方的弹簧L 推动开关使其闭合.图中P 为半导体二极管. 描述二极管特性的有正向起始工作电压（一般不超过0.7V ），额定正向工作电流，反向漏电电流(μA 级，甚至更小)，最高反向工作电压等.问：（1）当电烙铁搁置在支架D 上时，电烙铁实际功率约为多大？（2）选择图中二极管时，对其最高反向工作电压有什么要求？ 得 分 评卷人 得 分 评卷人图3-2图3-1图5-1图3-36.（18分）现代先进加速度传感器是以集成电路工艺和微机械加工工艺为基础，在硅片上制造出来的微机电系统，已被广泛应用于航空航天、汽车工业、自动化和机器人等领域.某型号的三轴加速度传感器体积非常小，呈薄片状.当其固定于运动物体上时，可测量物体三个方向上的加速度值.传感器的三个敏感轴沿薄片长方体的三条棱，当其“TOP ”面向上静止水平放置时，其输出读数为：Ax=0,Ay=0,Az=1(单位为g ，g 是当地重力加速度) .以其它方位静止放置时的输出读数见图6-1所示. 当其“TOP ”面向上沿其Ax 敏感轴正方向以加速度a （以g 为单位）运动时，其读数为：Ax=a,Ay=0,Az=1；当其自由下落时，三个读数均为零.将该传感器“TOP ”面向上水平安装于车上（即与车身底面平行），其Ax 敏感轴正方向指向车头方向.当车沿某一斜坡向下运动时，传感器的三个读数分别为Ax=-0.400,Ay=0,Az=0.866.试求此时车沿斜面向下的加速度及斜面的坡度（斜面的倾角）..7.（20分）光盘是一种常见的信息载体，其结构可分为五层，即基板、记录层、反射层、保护层、印刷层.光盘的信息记录在密集分布于其上的光道上.光道上布满了一个个长短不一的“凹坑”（如图7-1）.由于反射层的作用，光盘（局部地看）相当于一种一维反射光栅.利用这个光栅，可以作某些测量.现在给出下列器材：红色激光笔一支，CD 光盘一张，白色光屏一个，钢卷尺1把.测量装置如图7-2所示，将光盘D 和白屏P 平行竖立，让激光器L 位于两者之间，光束接近垂直于盘面射到盘上，则屏上会出现衍射条纹.中央最亮的光点为0级（k =0）条纹，两侧对称分布的是1级（k =1）、2级（k =2）、……等衍射条纹，各级条纹的衍射角θ不同.已知衍射公式 λθk d =sin ，式中d 为光栅常数，即光盘上相邻光道间的距离.若激光的波长λ已知，便可通过上述实验测定d 值.图6-1（1）如果要测定d ，实验中需要测定哪些物理量？在图中画出示意图表示这些物理量.（2）用测出的物理量写出刻纹之间的距离d 的表达式.8.（24分）小华同学为了探究弹性球与其他物体碰撞的情况，他先从网上获取如下信息：通常用恢复系数e 表示两物体一维碰撞机械能损失的情况.它等于碰撞后两球的分离速度1t 2t v v -，与碰撞前两球的接近速度2010v v -之比，即： 恢复系数由碰撞两物体的材料性质决定.小华的探究实验如下：让质量为10.75g ，直径为26mm 的塑料弹性球从80cm 高处自由下落，碰到地面的瓷砖后弹起；再下落，再弹起；再下落，再弹起；……，当塑料弹性球与瓷砖碰撞10次后，还能弹起8cm . 如果不计空气阻力，并假定弹性球始终在同一竖直线上运动.（1）请根据以上实验数据求弹性球与瓷砖碰撞的恢复系数e .（2）请用e 表示出弹性球每次碰撞过程中机械能的损失与碰撞前的机械能之比. 9. （30分）地球同步通信卫星是相对于地面静止的人造卫星.它定点在赤道上空某一确定的高度，与地球自转周期相同.它的轨道是正圆形，称为“静止轨道”.在卫星上的不同位置分别安置有小型燃气发动机，可根据需要在某一时刻短时间点燃发动机向某个方向喷出气体，以调整卫星的姿态及轨道.发动机运行的时间相对于卫星的周期来说是很小的，所以这种调整可看作是瞬间完成的.在一堂物理课上老师提出了一个问题：如何把一个原来位于东经90º处静止轨道上的地球同步通信卫星转移到90º±Δx （Δx ≤5º）处，要求开动发动机的次数最少.某同学查阅相关资料后给出了一个方案，先让卫星进入椭圆形的“漂移轨道”，再让其回到静止轨道.图9-1是他给出的方案的示意图，其中正圆形的实线表示静止轨道，椭圆形的虚线为“漂移轨道”.请回答：（1）按他的方案，该卫星将漂向东方还是西方？（2）按他的方案，该卫星完成这次转移需要至少点燃发动机几次？这几次各是向哪个方向喷出气体？各次点火的时机如何掌握？（3）若已知地球质量为M =5.98×1024kg ，卫星总质量（包括内部的仪器设备及储备的得 分 评卷人得 分 评卷人图7-2 图7-1 卫星 地球 静止轨道漂移轨道图9-1 20101t 2t v v v v e --=燃料）为m =200kg ，万有引力恒量为G = 6.67×10-11 m 3 kg -1s -2，要求卫星只在漂移轨道上转一圈，且转移量Δx 恰好等于5º.点燃发动机过程中消耗的燃料相比卫星总质量很小，可以忽略.①漂移轨道的远地点比静止轨道高出的数量Δh 等于多少？②卫星从静止轨道转移到漂移轨道需要增加的机械能ΔE 等于多少？（两个质量分别为m 1和m 2的均匀的球体，以相距无穷远为势能零点，则它们的距离为r 时的引力势能rm Gm E p 21-=） 第七届全国高中应用物理知识竞赛（北京赛区）决赛试题答案与评分参考1.（10分）（1）如图所示。

第二届全国高中应用物理知识竞赛黄石市学生成绩通报全国一等奖高一年级：周毅聪（黄石二中）杨道希（阳新一中）梅小寻（黄石二中）柯希（黄石二中）张翔宇（黄石二中）石晓辉（大冶一中）肖龙兴（阳新一中）曹中欢（大冶实验高中）石汉（大冶一中）高二年级：黄剑辉（大冶一中）李剑波（黄石二中）吴季波（大冶一中）刘曦文（黄石二中）张吉安（黄石二中）马哲松（黄石二中）李昂（黄石二中）曹翼（大冶一中）周斌（黄石二中）陆瑾慧（黄石二中）余志乾（黄石二中）全国二等奖高一年级：唐奔宵（黄石二中）刘琦（阳新一中）柯贤杨（阳新一中）刘根（大冶一中）刘俊（阳新一中）向宇智（黄石二中）贺海润（大冶实验高中）唐超（大冶实验高中）曹宇天（黄石二中）刘亚堃（黄石二中）左名龙（大冶一中）高二年级：王思远（黄石二中）袁鹏飞（黄石二中）张盼（黄石二中）王博（黄石二中）江舟亚（黄石二中）何映超（黄石二中）石斌（大冶一中）程吉祥（大冶一中）皮敏捷（黄石二中）杨光（大冶一中）张鸿（大冶一中）全国三等奖高一年级：石镇（黄石二中）肖龙翔（阳新一中）刘堂浩（大冶实验高中）段辛斌（黄石二中）孔德波（阳新一中）王熠杰（黄石二中）黄明友（黄石七中）黄朝进（大冶一中）吴名（大冶一中）王沁槐（黄石二十中）胡鸿彬（阳新一中）童思远（黄石二中）姜文澍（大冶实验高中）吴哲强（阳新一中）赵贝（黄石实验高中）方雪莹（黄石实验高中）高二年级：王维（大冶一中）马健（黄石二中）黄平哲（黄石二中）柯珂（黄石二中）吴琼（大冶一中）张先飞（大冶一中）王平（黄石二中）张舟（黄石二中）李志明（有色一中）王力（黄石二中）石晖然（黄石实验高中）马善为（黄石二中）张虹泉（黄石二中）柯孟（阳新二中）张习（黄石二中）省一等奖高一年级：柯贤良（大冶实验高中）陈偏（大冶六中）李佳栋（黄石二中）陈敬信（阳新兴国高中）周扬（大冶一中）郑灵浪（阳新一中）陆伟康（黄石五中）熊小松（大冶六中）田勇（阳新兴国高中）张锐（阳新一中）卫亲王（黄石七中）刘会涛（阳新一中）郭帮杨（阳新实验高中）李睿（有色一中）周尹灿（阳新兴国高中）龚健（黄石三中）高二年级：尹森（阳新高中）张蒙（黄石实验高中）成家族（阳新二中）朱师聪（黄石实验高中）贡维贤（黄石七中）项斌（黄石二中）方硕（黄石二中）殷显达（大冶实验高中）丁爽（黄石二中）黄涛（有色一中）刘文夫（黄石二中）陈琪（大冶一中）赵晓露（黄石实验高中）潘文斌（黄石二中）谈运章（阳新高中）省二等奖高一年级姜文杰（阳新实验高中）邓炜（有色一中）陶赢（黄石三中）凡启丰（阳新一中）艾渊（黄石实验高中）石浩（阳新实验高中）赵辅强（黄石三中）姜丹（黄石六中）金喆（黄石实验高中）刘华良（阳新二中）曹立中（黄石四中）韩云滔（黄石二中）甘成势（黄石二中）陶冶（黄石二中）焦成柱（大冶一中）吴兴斌（大冶一中）成廷茂（阳新一中）柯佳宠（阳新一中）王希洋（黄石实验高中）杨慷（黄石实验高中）景曙亮（黄石三中）张永清（黄石三中）祁欣（有色一中）陈世准（黄石二十中）满俊（黄石七中）冯光政（大冶实验高中）明庭良（阳新实验高中）李朝衡（阳新二中）袁秀峰（大冶六中）高二年级：吕绍华（黄石二十中）张琪（黄石三中）万学南（阳新二中）向汉（有色一中）费小兵（黄石六中）周英汉（大冶六中）王娟（黄石三中）姜文进（大冶实验高中）卫鹏（大冶实验高中）向炳宇（黄石七中）余祖发（黄石五中）罗恒（黄石实验高中）邓利文（有色一中）戴希希（黄石三中）田进（黄石四中）袁永胜（黄石六中）陈复安（黄石四中）黄少枫（黄石二中）柯建辉（黄石二中）袁剑（黄石二中）石伟华（大冶一中）刘飞（大冶一中）廖汉卿（黄石实验高中）张勋（黄石实验高中）汤林（黄石三中）张琪（黄石三中）邹志勇（有色一中）袁永胜（黄石六中）熊润泉（黄石七中）刘加银（大冶实验高中）石庆（阳新二中）省三等奖高一年级：黄石二中：邹嫣左云峰乐观纪辉谈斐琪刘文俊李秦盛达魁陆杨张惠平肖力朱亮刘想黄石六中：邹年强黄石二十中：李慧芳黄石五中：方进黄石实验高中：黄琼琼杨帆柯友滨邵晓蔡文琪黄石三中：柯晶陈宝黄儒胜叶柄男徐丹平陈正雄李鸣瑜黄石七中：徐正林杨晓冬有色一中：陈鑫张茜瞿靖柯路郭信鸽黄石四中：袁汶涛纪检大冶一中：刘国栋李晓曦刘进亮胡珍陈文军王柱石柯小娟陈文斌王飞郭冬冬大冶实验高中：柯飞袁方亮邹飞秦柱胡凯余有才陈彬朱冬张燕娣朱建凡徐文龙彭书稳大冶六中：张俊豪胡奇宇阳新一中：刘高洋田小妹朱纯平程时森刘元通李娓方盼杨正纯冯锐李杰吴兴斌阳新二中：周国栋王晓红阳新兴国高中：赵前国朱纯谋刘会然阳新实验高中：伍晓萌陈浩杨茂明平满高二年级黄石二中：向立新徐博君李澳涵刘禹岑孙志强贡崇文陆瑾慧叶笛程诚孔亚彬陈绪栋赵阳李源薛嵩万玉琪张祖琛张骏童晓胡昊王刚范渊龙骏张舟全文燕王然黄石实验高中：占文强沈曦欧阳倩余辉傅深颢胡亮邹晶皓周柯黄石三中：钟含旺梅俊杰张文辰汤少泽刘冲黄石七中：吕友张丹杨振宇王威黄石六中：黄长青黄石二十中：李振彭志伟黄石五中：赵俊陈凯有色一中：郭琴陈琦占征王欢黄石四中：李福送詹文舟冯浪大冶一中：田兴华陈定坤左伟张炳银黄河朱亮胡栋吕义庆张松大冶实验高中：曹少博黄婷黄冬林葛斯函黄斌袁旭大冶六中：焦宇轩阳新二中：邹治忠阳新高中：曹邦袁知栋陈世勇黄石市教育研究中心2007年5月25日。

全国应用物理知识竞赛” 题试拔选分）10*3（一、选择题：．晴朗无风的早晨，当飞机从空中飞过，在蔚蓝的天空中会留下1）（。

产生这所示，这种现象俗称为“飞机拉烟”1，如图一条长长的“尾巴”在这一一现象的原因之一是飞机在飞行过程中排出的暖湿气体遇冷所致。

过程中，暖湿气体发生的物态变化是：．升华D ．蒸发C ．液化B ．熔化A 月，我国北方大部地区遭遇大范围降雪天气袭击。

大雪严重影响了民1年2010．2）（所示。

在遇到这种天气时，为了尽快2航、铁路和高速公路等交通，如图，这是因为：清除积雪，常用的办法是撒“融雪盐” “融雪盐”与少量水发生化学反应，产生的热量使周围的冰雪熔化．A ，使冰雪吸收足够的“地热”而熔化“融雪盐”产生“保暖层”．B“含融雪盐的雪”熔点低于当地温度，使，．使雪形成“含融雪盐的雪”C 雪熔化．D “融雪盐”有利于冰雪对阳光的吸收，从而加快冰雪的熔化（一种镜头焦距大小可根据需要发生改变的光学照小明在用可变焦的光学照相机．3）（又给小兰拍了一张全身照。

保持相机和小兰的位置不变，给小兰拍了一张半身照之后，相机）关于这个过程对相机的调节，下列说法中正确的是：．焦距变小，像距也变小B ．焦距变大，像距也变大A D ．焦距变大，像距变小C ．焦距变小，像距变大为判断一段导线中是否有直流电流通过，手边若有下列几组器材，其中最为方便．4）（可用的是：A ．铁棒及细棉线B ．小灯泡及导线．带电的小纸球及细棉线C ．被磁化的缝衣针及细棉线 D ．按我国交通管理部门最近规定，坐在小汽车前排的司机和乘客都应在胸5）（前系上安全带，这主要是为了减轻在下列哪种情况出现时可能对人造成的伤害。

B ．车速太快。

A ．突然起动。

D ．紧急刹车。

C ．车速太慢。

年以美国为首的北约军队用飞机野蛮地对南联盟发电厂进行轰炸时，使用了6.1999）（造成电这种炸弹爆炸后释放出大量的纤维状的石墨覆盖在发电厂的设备上，一种石墨炸弹，厂停电。

）全国⾼中应⽤物理知识竞赛试题及答第⼆届(《求学杯》)全国⾼中应⽤物理知识竞赛试题注意事项：1. 请在密封线内填写所在地区、学校、姓名和考号。

2. ⽤蓝⾊或⿊⾊钢笔、圆珠笔书写。

3. 答卷过程中可以使⽤普通型计算器。

4. 本试卷共有三个⼤题，总分为150分。

⼀、本题包括10⼩题，每⼩题5 分，共50分。

在每⼩题给出的四个选项中，有的⼩题只有⼀个选项正确，有的⼩题有多个选项正确。

请把符合题⽬要求的选项的序号填⼊题后的( ) 内。

全选对的得5分，选不全的得3 分，有选错或不选的得0 分。

1. 验纱机发出的“光”能使钞票⼗的荧光物质发光：家⽤电器的遥控器发出的“光”，能⽤来控制电视机。

空调器等家⽤电器。

对于它们发出的“光”，下列说法中正确的是( )A.验钞机发出的“光”是红外线B.遥控器发出的“光”是红外线C.遥控器发出的“光”是原⼦的内层电⼦受到激发后产⽣的D.遥控器发出的“光”是原⼦的外层电⼦受到激发后产⽣的2. 在灭⽕抢险的过程中，消防队员有时要借助消防车上的梯⼦爬到⾼处进⾏救⼈或灭⽕作业，如图1 所⽰。

已知消防车梯⼦的下端⽤摩擦很⼩的铰链固定在车上，上端靠在摩擦很⼩的竖直玻璃幕墙上。

消防车静⽌不动，在消防队员沿梯⼦匀速向上爬的过程中，下列说法中正确的是( )A. 铰链对梯的作⽤⼒逐渐减⼩B. 墙对梯的弹⼒不变C. 地⾯对车的摩擦⼒逐渐增⼤D. 地⾯对车的弹⼒不变3. ⼩明有⼀台⼩型收录机(俗称“随⾝听”) 是⽤两节5 号⼲电池供电的，有⼀天需要更换电池了，他⼀时没有合适的电池，就从家中⼀台⼯作正常的⽯英钟中取出了两节5 号电池给这个随⾝听供电。

⽤它收听电台⼴播，声⾳基本正常，但⽤它听录⾳带上的⾳乐时却发现录⾳磁带虽然转动，但声⾳不正常。

出现这种现象的原因可能是( ）A. 开关接触不良B.收录机的扬声器质量有问题C. 电池已⽤旧，电动势变得很⼩D.电池已⽤旧，内阻变得很⼤4. 对于不同的柴油机，燃烧同样的燃料，输出的机械能越多，表明柴油机越节能。

第八届全国高中应用物理竞赛（北京赛区）决赛试题答案与评分参考1.（12分）(1)第一种是利用惯性；（3分）第二种是利用摩擦和力矩；通常拧开瓶盖的方法中拧瓶的手需要两方面使力，一是切向的力产生力矩，二是为了使手与瓶盖之间不滑动，需要紧握产生对其的压力从而能有足够的摩擦力。

图答1的方法中拉绳的力F 1产生绳对瓶盖的压力，容易产生足够大的摩擦力；F 2产生开瓶需要的力矩。

一般F 2比手直接拧瓶盖时的摩擦力矩大。

（3分）（只要指出了利用了绳的摩擦及推力产生力矩即给满分，没有图不扣分）第三种是利用物质的热胀冷缩性质，不同物质的热胀冷缩效应的差别。

（3分）（2）用力向左边推。

（3分）2.（12分）（图3分，临界角3分，其他文字说明6分，根据解释的正确和完整及表达酌情给分。

）通过玻璃砖侧面BC ，不能看到底面AB 压在课本上的字。

压在课本下的字发出的光，要能到达眼睛，才能被人看到。

图答2表示，压在课本下的字发出的一条光线ab,入射底面AB,在b 点发生反射与折射，入射角、反射角都为 i,折射角为 α1 ，折射光线bc 入射侧面BC,入射角为α2 。

对于折射率为1.485的玻璃，由玻璃射入空气的临界角A 为：【图有修改】 011sin arcsin 42.331.485 1.485A A =→==对于b 的入射点，由折射定律，有：1sin 1.485sin i α= （1）AB 面的折射线bc ，入射BC 面，其入射角为α2 。

由几何关系可知：α1+α2=90° （2）由（1）式可知，对于由课本发出的所有光线，都有i<90°,α1<42.33°由（2）式可知，α1<42.33° ，α2>47.67°α2大于临界角42.33°,光线bc 在界面BC 发生全反射。

图答1 图 图答2对于由压在课本下的字发出的所有光线，能通过玻璃而到达侧面的，都会在界面BC 发生全反射,没有光线透过能界面bc,所以，在界面BC 外的眼睛，无法接受界面AB 下由课本发出的任何光线。

第五届全国高中应用物理知识竞赛（北京赛区）决赛试题答案与评分参考标准1.（9分）光线在水与空气的界面上一般要同时发生反射和折射。

反射光和折射光的能量之和等于入射光的能量。

反射光与折射光的能量分配与入射角有关，入射角越大，反射光的能量越强而折射光的能量越弱。

（3分）人站在水边观察，近处水下物体的光线射到界面上，入射角较小，反射光弱而折射光强，因此有较多的能量射出水面而进入人眼中。

（2分）而水面下远处物体的光线，能射到人眼处的光线都是入射角很大的光线，它们的大部分能量都反射回水下而只有很少部分射出水面，从而进入人眼睛的光很弱而不被觉察。

（2分）反之对岸物体的光线射到水面处能到达人眼睛的光线，入射角很大，大部分入射光的能量都经水面反射，人能清楚地看到对岸是景物经水面反射而生成的倒像。

（2分）注：答水面下物体的光线发生全反射，因此水面上的人看不到的，不能得分。

2.（9分）（1）由题意可知，这个装置有电流通过，电流从电池正极经导线D 、磁铁（其本身是导体）、钉子、电池负极、电池内部、回到正极形成回路。

（1分）（2）电流在磁体中的部分为由导线和磁铁侧壁接触处指向轴心的径向电流。

而磁铁自身的磁场在其内部大体沿（圆柱体）轴向。

因而径向电流受到垂直于电流方向的安培力。

（3分）（3）这个安培力产生力矩使磁铁（连带铁钉）产生转动。

（3分）（4）当将磁铁的两个端面对调后，磁场方向相反，而电流方向不变，则安培力方向反向，从而磁铁（及钉子）的转动方向也反过来了。

（2分）3.（9分）由题意，火箭在越过塔架的过程中做匀加速直线运动。

加速度大小是 2222 2.0m/s m/s 1010022=⨯==t h a (3分) 设喷气推力大小为F ，则ma mg F =- (3分)解得 )8.90.2(104803+⨯⨯=+=mg ma F N=5.7×106N (3分)4.（12分）（1）调整扫描范围及扫描微调旋纽，使扫描电压u x 的频率f x 变为原来的一半，则屏幕上看到两个周期的正弦电压信号。

关于公布第三届全国高中应用物理知识竞赛
获奖名单的通知
杭州教研（2008）第98号各区、县（市）教研室，
市区各高中：
第三届全国高中应用物理知识竞赛杭州赛区的竞赛工作已圆满结束。

现将杭州市竞赛结果公布如下
附件：1、第三届全国高中应用物理知识竞赛获奖名单
2、第三届全国高中应用物理知识竞赛（高一组）获奖名单
杭州市普通教育研究室
杭州市物理学会
2008年5月5日
附件1：
第三届全国高中应用物理知识竞赛获奖名单
附件2
第三届全国高中应用物理知识竞赛（高一组）获奖名单。

第三届全国高中应用物理知识竞赛北京决赛试题答案与评分标准（同方创新糅）2008. 4. 271、向下拉前面的黑板做功的功率较大.（3分）由于两块黑板的重力相等，人在匀速移动黑板的过程中，所用的力只要等于受到的阻力即可.（2分）系统移动过程中受到的阻力主要为滑轮与滑轮轴间的摩擦力，该摩擦力大小与压力成正比，向下拉时绳张力较大，因而对滑轮对滑轴轴的压力较大，摩擦力较大.因此向下拉前面的黑板做功的功率较大.（4分）2、（1）如果投影器的反射镜用背面镜，镜面的前表面和麻表面备白反射成像，从前表面反射所成的像强度较弱，从示表面反射冋来所成的像要经过两次折射和一次反射，以及介质的吸收，强度虽然减弱但仍大于从前表面反射而成的像，这两个像错开一点而重叠，因此很不清晰.（5分）（2）人在穿衣镜前看自己的像时，光线基木上是垂貞于镜面入射（正入射），从前表面反射而成的像对从麻表面反射所成的像的干扰不尢而且背面镜的价线要便宜得多，清洁擦拭时不会伤到反射膜，因此一般对成像质量要求不高的场合都使用背面镜.（4分）3、（1）“热得快”给水加热的同时，水通过容器还要向外散热.而水与外界的温度弟越大，散热也越快，当单位时间内容器向外散失的热量与“热得快"屮电能转化为内能的数量相等时，达到热平衡，水的温度不再升高.（4分）（2）在水的温度下降很小的时间段内，可以认为向外散热的功率不变，即P=100W o （2分）由于e=67?zAr=4.2xl03x 1.0x1 J=4.2X103J（3 分）n 4 2 x 103所需时间t = ^= m w S=42S.（3分）P 1004、分压电路变阻器选择/?i=10Q, /?2=100Q,电路图如下图左边所示.限流电路变阻器选择/?2=IOOQ,/?4=IOOOQ,电路图如右边所示.两个电路粗细调整方法相同，先调节粗调变阻器，基木调到所要求的电压或电流附近，再调节细调变阻器，调到准确值.可能要粗细配合，反复调整两三次才能精确达到要求的数值.电路图每个4分，共8分.选对变阻器并且说明哪是粗调哪是细调的，每个1分，共4分.说明如何调节3分.AX R2细-4 hq忌粗尺4S5、（1）这时欹器的质量分布不是以屮心纵轴对称，图（a ）,造成倾斜后重心落在靠 近轴43的下方，图（b ）,容器处于稳定平衡；（5分）（2）这时重心恰好在屮心纵轴上，并且在的下方或在轴AB ±，图（c ）或（d ）； （5分）（3） 这时的重心随着水的增加而上升，当重心升高到轴AB±方时，如图（e ）,这时 处于不稳平衡状态，再加上容器质量及容积部分分布不均匀，就会倾倒，造成水的流出•水 流岀后重心逐渐降低，当重心低到AB 轴时，又恢复到（c ）或（d ）直立的稳定状态.（5分）（2）让视线从乙图上方垂育•于乳白色涂层的方向看去，就可以观察到经放大得到的较 宽的水银柱.这是因为圆柱面玻璃柱相当于凸透镜（但不是球面镜而是柱面镜），人通过它 观察能看到水银柱生成横向放大的虚像，并且后面是乳白色涂层的背最，能看得清楚.（3 分）（3）这是因为体温表内靠近玻璃泡部分有一段“狭窄细管”，当体温表离开人体后，水 银温度下降，水银刚一收缩，就从狭窄细管处断开，从而能够保证上面的水银柱不会退冋玻 璃泡屮，便于离开人体后读数.下一次使用前，都要用力“甩儿下"，使狭窄细管以上的水银 柱缩回泡屮（3分）（4） 不会•当水银从人体吸热，温度升高到与人体温度相等时，即达到热平衡状态， 此后，温度表与人体间的热传递就会停止.这个过稈遵守热力学第零定律.（3分）（5） 酒精浸润玻璃而水银不浸润玻璃，当体温计离开人体温度下降时，管内的水银会 从狭窄细管处断开，如果用酒精则不会从狭窄细管处断开.此外水银受热膨胀其•体积随温度 变化的线性比较好，这样刻度可以是均匀的•（4分）7、（1） D, A, E, C（4 分）（2） 25Hz （3 分），7.1V （4 分）,5.0V （4 分）6、（1） 35°C, 42° C C2为较多水和容器的总重心5、C2都在A 下方，为蕊定平衡（2分）C3为装满水时和容器的总重心C3在A 上方，为不平衡，稍有扰Z 重力力矩就使歩虚而欹Co 为容器的重心 倾斜后，C 。

第 1 页 共 8 页第六届全国高中应用物理知识竞赛北京赛区决赛试卷（北京171中学杯） 总分150分. 2011年4月24日上午9：30~11：30. 题号题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 总分总分 分数分数 复核复核1.（8分）万花筒是传统的儿童玩具，它的外形如图1-1所示，其A 端开有一个窥视孔，左端B 是一块毛玻璃。

其内部是由三块相同的长方形玻璃构成的正三棱柱，如图1-2所示，在其B 端放一些细小的彩色小物体，当眼睛从A 端的窥视孔向里看去，就会看到五彩缤纷的图案。

图1-3画的是从A 孔方向看去的截面图，为了简化，只画出了一块长方形的小物体，请你在图1-3的基础上画出看到的该图案形状。

的基础上画出看到的该图案形状。

2.（9分）小明爷爷住的是上世纪80年代建的老房子，装修房屋改造家庭电路时，装修队只买来两种颜色的导线，爷爷问：“为什么只买两种颜色，不买三种颜色？”装修负责人答：“零线就是地线，地线就是零线，两种导线就够了，不用三种颜色。

” 听到这样的回答，教物理的爷爷，立即为装修队所有的人做了一个实验：答，教物理的爷爷，立即为装修队所有的人做了一个实验：他用试电笔接触“三孔插座”（如图2-1所示）A 、B 两孔，结果试电笔的氖泡一亮、一灭，爷爷说：“亮的是火线，不亮的是零线”；爷爷还用试电笔接触C 孔，试电笔不亮，说明它是地线。

孔，试电笔不亮，说明它是地线。

接着，爷爷只做了很简单的一件事，又用试电笔接触A 、B 两孔，结果两孔试电笔都亮，爷爷说：“零线变成火线了！”再用试电笔接触C 孔，试电笔仍不亮，说明它仍是地线。

仍不亮，说明它仍是地线。

爷爷说：“如果将零线当地线使用，接在电冰箱的外壳上，当零线变成火线时，就要出大事故！只有地线才能起到真正的保护作用！”根据上述事例，请回答：根据上述事例，请回答：得 分 评卷人评卷人得 分 评卷人评卷人A B B 图1-1 图1-2 图1-3 A B C 图2-1 第 2 页 共 8 页（1）上述中“爷爷只做了很简单的一件事” 。

第七届全国高中应用物理知识竞赛北京赛区决赛试卷（北京171中学杯）注意事项：1．请在密封线内填写所在区县、学校、姓名和考号. 2．本试卷共有9个题，总分为150分.1.（10分）常见望远镜可分为伽利略望远镜、开普勒望远镜和牛顿式望远镜. 原始的开普勒望远镜由两个凸透镜（分别作为目镜和物镜）构成.这种结构所成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统才能使看到的像符合观看习惯. 现在常见的前宽后窄的典型双筒望远镜多数属于开普勒望远镜，采用了双直角棱镜正像系统（图1-1）.这种系统的优点是在正像的同时将光轴两次折叠，从而也减小了望远镜的长度和重量.（1）请画一个简图说明经过物镜后射到第一个全反射棱镜上的平行光如何传播.（2）正像系统中的两个全反射棱镜应采用图1-2中的哪种放置方法？简述理由.2.（12分）目前比较流行的燃气灶熄灭保护方式是热电偶式.当燃气灶的火焰因某种原因被熄灭时，气阀自动关闭，从而保证安全. （1）为什么点火时在旋转旋钮的同时需要按住它几秒钟才能松手？（2）请简述燃气灶热电偶式熄灭保护装置的工作原理，并画出简化的原理图（电路目镜图1-1 图1-2图）.3.（12分）如图3-1所示是某型号的多用表的刻度面板，刻度面板上从上向下的第三条刻度线是AC10V 刻线（细节见图3-2）.该刻度线的左边起始部分可明显看出是不均匀的.图3-3是其交流电压挡的简化原理图.（1）请简要说明AC10V 刻线不均匀的原因.（2）图3-3中二极管D 1、D 2的作用分别是什么？图3-2图3-1图3-34.（12分）《科学技术社会辞典》物理卷“飞行鸟害”条目中写道：“飞鸟与飞机高速撞击而给飞机带来损害和事故，称为飞行鸟害.飞鸟的质量很小，但在飞机高速运动时它相对飞机的速度极大.经测试可知，一只质量450g 的鸟，在撞击时速80千米的飞机时，可产生1500牛的冲击力，如果撞在时速960千米的飞行器上，可产生21.5万牛的冲击力. 质量7.2千克的大鸟若撞在这个飞行器上，则可产生127万牛的冲击力，这个力足以使发动机遭到彻底破坏.”请通过以上文字给出的信息，估算上述7.2千克大鸟的身体长度.5.（12分）图5-1是一种简易的电烙铁调温装置的示意图. 这种装置可有效地防止电烙铁因长时间通电过热而造成烙铁头“烧死”现象. 图中R 为20W 的内热式电烙铁，虚线框是附有调温装置的电烙铁支架. 当电烙铁搁置在支架D 上时，由于电烙铁的重力，支架下方的绝缘柄N 推动开关K ，使开关处于断开状态；当电烙铁离开支架D 时，开关K 下方的弹簧L 推动开关使其闭合.图中P 为半导体二极管. 描述二极管特性的有正向起始工作电压（一般不超过 0.7V ），额定正向工作电流，反向漏电电流(μA级，甚至更小)，最高反向工作电压等.问：（1）当电烙铁搁置在支架D上时，电烙铁实际功率约为多大？（2）选择图中二极管时，对其最高反向工作电压有什么要求？6.（18分）现代先进加速度传感器是以集成电路工艺和微机械加工Array工艺为基础，在硅片上制造出来的微机电系统，已被广泛应用于航空航天、汽车工业、自动化和机器人等领域.某型号的三轴加速度传感器体积非常小，呈薄片状.当其固定于运动物体上时，可测量物体三个方向上的加速度值.传感器的三个敏感轴沿薄片长方体的三条棱，当其“TOP”面向上静止水平放置时，其输出读数为：Ax=0,Ay=0,Az=1(单位为g，g是当地重力加速度) .以其它方位静止放置时的输出读数见图6-1所示. 当其“TOP”面向上沿其Ax敏感轴正方向以加速度a（以g为单位）运动时，其读数为：Ax=a,Ay=0,Az=1；当其自由下落时，三个读数均为零.将该传感器“TOP ”面向上水平安装于车上（即与车身底面平行），其Ax 敏感轴正方向指向车头方向.当车沿某一斜坡向下运动时，传感器的三个读数分别为Ax=-0.400,Ay=0,Az=0.866.试求此时车沿斜面向下的加速度及斜面的坡度（斜面的倾角）. .7.（20分）光盘是一种常见的信息载体，其结构可分为五层，即基板、记录层、反射层、保护层、印刷层.光盘的信息记录在密集分布于其上的光道上.光道上布满了一个个长短不一的“凹坑”（如图7-1）.由于反射层的作用，光盘（局部地看）相当于一种一维反射光栅.利用这个光栅，可以作某些测量.现在给出下列器材：红色激光笔一支，CD 光盘一张，白色光屏一个，钢卷尺1把.测量装置如图7-2所示，将光盘D 和白屏P 平行竖立，让激光器L 位于两者之间，光束接近垂直于盘面射到盘上，则屏上会出现衍射条纹.中央最亮的光点为0级（k =0）条纹，两侧对称分布的是1级（k =1）、2级（k =2）、……等衍射条纹，各级条纹的衍射角θ不同.已知衍射公式 λθk d =sin ，式中d 为光栅常数，即光盘上相邻光道间的距离.若激光的波长λ已知，便可通过上述实验测定d 值.（1）如果要测定d ，实验中需要测定哪些物理量？在图中画出示意图表示这些物理量.（2）用测出的物理量写出刻纹之间的距离d 的表达式.8.（24分）小华同学为了探究弹性球与其他物体碰撞的情况，他先从网上获取如下信息：通常用恢复系数e 表示两物体一维碰撞机械能损失的情况.它等于碰撞后两球的分离速度1t 2t v v-，与碰撞前两球的接近速度2010v v -之比，即： 恢复系数由碰撞两物体的材料性质决定.小华的探究实验如下：让质量为10.75g ，直径为26mm 的塑料弹性球从80cm 高处自由下落，碰到地面的瓷砖后弹起；再下落，再弹起；再下落，再弹起；……，当塑料弹性球与瓷砖碰撞10次后，还能弹起8cm . 如果不计空气阻力，并假定弹性球始终在同一竖直线上运动.图7-2图7-1 20101t2t v v v v e--=（1）请根据以上实验数据求弹性球与瓷砖碰撞的恢复系数e .（2）请用e 表示出弹性球每次碰撞过程中机械能的损失与碰撞前的机械能之比.9. （30分）地球同步通信卫星是相对于地面静止的人造卫星.它定点在赤道上空某一确定的高度，与地球自转周期相同.它的轨道是正圆形，称为“静止轨道”.在卫星上的不同位置分别安置有小型燃气发动机，可根据需要在某一时刻短时间点燃发动机向某个方向喷出气体，以调整卫星的姿态及轨道.发动机运行的时间相对于卫星的周期来说是很小的，所以这种调整可看作是瞬间完成的.在一堂物理课上老师提出了一个问题：如何把一个原来位于东经90º处静止轨道上的地球同步通信卫星转移到90º±Δx （Δx ≤5º）处，要求开动发动机的次数最少.某同学查阅相关资料后给出了一个方案，先让卫星进入椭圆形的“漂移轨道”，再让其回到静止轨道.图9-1是他给出的方案的示意图，其中正圆形的实线表示静止轨道，椭圆形的虚线为“漂移轨道”.请回答：（1）按他的方案，该卫星将漂向东方还是西方？卫星图9-1（2）按他的方案，该卫星完成这次转移需要至少点燃发动机几次？这几次各是向哪个方向喷出气体？各次点火的时机如何掌握？（3）若已知地球质量为M=5.98×1024kg，卫星总质量（包括内部的仪器设备及储备的燃料）为m=200kg，万有引力恒量为G = 6.67×10-11 m3 kg-1s-2，要求卫星只在漂移轨道上转一圈，且转移量Δx恰好等于5º.点燃发动机过程中消耗的燃料相比卫星总质量很小，可以忽略.①漂移轨道的远地点比静止轨道高出的数量Δh等于多少？②卫星从静止轨道转移到漂移轨道需要增加的机械能ΔE等于多少？（两个质量分别为m1和m2的均匀的球体，以相距无穷远为势能零点，则它们的距离为r时的引力势能r mGm Ep 21-=）第七届全国高中应用物理知识竞赛（北京赛区）决赛试题答案与评分参考1.（10分）（1）如图所示。

第七届全国高中应用物理知识竞赛北京赛区决赛试卷（北京171中学杯）注意事项：1．请在密封线内填写所在区县、学校、姓名和考号. 2．本试卷共有9个题，总分为150分.3．答卷时间：2012年4月22日上午9：30~11：30题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 总分 分数 复核1.（10分）常见望远镜可分为伽利略望远镜、开普勒望远镜和牛顿式望远镜. 原始的开普勒望远镜由两个凸透镜（分别作为目镜和物镜）构成.这种结构所成像是倒立的，所以要在中间增加正像系统才能使看到的像符合观看习惯. 现在常见的前宽后窄的典型双筒望远镜多数属于开普勒望远镜，采用了双直角棱镜正像系统（图1-1）.这种系统的优点是在正像的同时将光轴两次折叠，从而也减小了望远镜的长度和重量.（1）请画一个简图说明经过物镜后射到第一个全反射棱镜上的平行光如何传播. （2）正像系统中的两个全反射棱镜应采用图1-2中的哪种放置方法？简述理由.得 分 评卷人物镜目镜图1-1图1-22.（12分）目前比较流行的燃气灶熄灭保护方式是热电偶式.当燃气灶的火焰因某种原因被熄灭时，气阀自动关闭，从而保证安全.（1）为什么点火时在旋转旋钮的同时需要按住它几秒钟才能松手？（2）请简述燃气灶热电偶式熄灭保护装置的工作原理，并画出简化的原理图（电路图）.3.（12分）如图3-1所示是某型号的多用表的刻度面板，刻度面板上从上向下的第三条刻度线是AC10V 刻线（细节见图3-2）.该刻度线的左边起始部分可明显看出是不均匀的.图3-3是其交流电压挡的简化原理图.（1）请简要说明AC10V 刻线不均匀的原因.（2）图3-3中二极管D 1、D 2的作用分别是什么？4.（12分）《科学技术社会辞典》物理卷“飞行鸟害”条目中写道：“飞鸟与飞机高速撞击而给飞机带来损害和事故，称为飞行鸟害.飞鸟的质量很小，但在飞机高速运动时它相对飞机的速度极大.经测试可知，一只质量450g 的鸟，在撞击时速80千米的飞机时，可产生1500牛的冲击力，如果撞在时速960千米的飞行器上，可产生21.5万牛的冲击力. 质量7.2千克的大鸟若撞在这个飞行器上，则可产生127万牛的冲击力，这个力足以使发动机遭到彻底破坏.”请通过以上文字给出的信息，估算上述7.2千克大鸟的身体长度.5.（12分）图5-1是一种简易的电烙铁调温装置的示意图. 这种装置可有效地防止电烙铁因长时间通电过热而造成烙铁头“烧死”现象. 图中R 为20W 的内热式电烙铁，虚线框是附有调温装置的电烙铁支架. 当电烙铁搁置在支架D 上时，由于电烙铁的重力，支架下方的绝缘柄N 推动开关K ，使开关处于断开状态；当电烙铁离开支架D 时，开关K 下方的弹簧L 推动开关使其闭合.图中P 为半导体二极管. 描述二极管特性的有正向起始工作电压（一般不超过 0.7V ），额定正向工作电流，反向漏电电流(μA 级，甚至更小)，最高反向工作电压等.问：（1）当电烙铁搁置在支架D 上时，电烙铁实际功率约为多大？ （2）选择图中二极管时，对其最高反向工作电压有什么要求？图5-1得 分 评卷人得 分 评卷人6.（18分）现代先进加速度传感器是以集成电路工艺和微机械加工工艺为基础，在硅Array片上制造出来的微机电系统，已被广泛应用于航空航天、汽车工业、自动化和机器人等领域.某型号的三轴加速度传感器体积非常小，呈薄片状.当其固定于运动物体上时，可测量物体三个方向上的加速度值.传感器的三个敏感轴沿薄片长方体的三条棱，当其“TOP”面向上静止水平放置时，其输出读数为：Ax=0,Ay=0,Az=1(单位为g，g是当地重力加速度) .以其它方位静止放置时的输出图6-1读数见图6-1所示. 当其“TOP”面向上沿其Ax敏感轴正方向以加速度a（以g为单位）运动时，其读数为：Ax=a,Ay=0,Az=1；当其自由下落时，三个读数均为零.将该传感器“TOP”面向上水平安装于车上（即与车身底面平行），其Ax敏感轴正方向指向车头方向.当车沿某一斜坡向下运动时，传感器的三个读数分别为Ax=-0.400,Ay=0,Az=0.866.试求此时车沿斜面向下的加速度及斜面的坡度（斜面的倾角）..7.（20分）光盘是一种常见的信息载体，其结构可分为五层，即基板、记录层、反射层、保护层、印刷层.光盘的信息记录在密集分布于其上的光道上.光道上布满了一个个长短不一的“凹坑”（如图7-1）.由于反射层的作用，光盘（局部地看）相当于一种一维反射光栅.利用这个光栅，可以作某些测量.现在给出下列器材：红色激光笔一支，CD 光盘一张，白色光屏一个，钢卷尺1把.测量装置如图7-2所示，将光盘D 和白屏P 平行竖立，让激光器L 位于两者之间，光束接近垂直于盘面射到盘上，则屏上会出现衍射条纹.中央最亮的光点为0级（k =0）条纹，两侧对称分布的是1级（k =1）、2级（k =2）、……等衍射条纹，各级条纹的衍射角θ不同.已知衍射公式 λθk d =sin ，式中d 为光栅常数，即光盘上相邻光道间的距离.若激光的波长λ已知，便可通过上述实验测定d 值.（1）如果要测定d ，实验中需要测定哪些物理量？在图中画出示意图表示这些物理量. （2）用测出的物理量写出刻纹之间的距离d 的表达式.得 分 评卷人图7-2图7-18.（24分）小华同学为了探究弹性球与其他物体碰撞的情况，他先从网上获取如下信息：通常用恢复系数e 表示两物体一维碰撞机械能损失的情况.它等于碰撞后两球的分离速度1t 2t v v -，与碰撞前两球的接近速度2010v v-之比，即： 恢复系数由碰撞两物体的材料性质决定. 小华的探究实验如下：让质量为10.75g ，直径为26mm 的塑料弹性球从80cm 高处自由下落，碰到地面的瓷砖后弹起；再下落，再弹起；再下落，再弹起；……，当塑料弹性球与瓷砖碰撞10次后，还能弹起8cm. 如果不计空气阻力，并假定弹性球始终在同一竖直线上运动.（1）请根据以上实验数据求弹性球与瓷砖碰撞的恢复系数e .（2）请用e 表示出弹性球每次碰撞过程中机械能的损失与碰撞前的机械能之比.20101t 2t v v v v e--=9. （30分）地球同步通信卫星是相对于地面静止的人造卫星.它定点在赤道上空某一确定的高度，与地球自转周期相同.它的轨道是正圆形，称为“静止轨道”.在卫星上的不同位置分别安置有小型燃气发动机，可根据需要在某一时刻短时间点燃发动机向某个方向喷出气体，以调整卫星的姿态及轨道.发动机运行的时间相对于卫星的周期来说是很小的，所以这种调整可看作是瞬间完成的.在一堂物理课上老师提出了一个问题：如何把一个原来位于东经90º处静止轨道上的地球同步通信卫星转移到90º±Δx （Δx ≤5º）处，要求开动发动机的次数最少.某同学查阅相关资料后给出了一个方案，先让卫星进入椭圆形的“漂移轨道”，再让其回到静止轨道.图9-1是他给出的方案的示意图，其中正圆形的实线表示静止轨道，椭圆形的虚线为“漂移轨道”.请回答：（1）按他的方案，该卫星将漂向东方还是西方？（2）按他的方案，该卫星完成这次转移需要至少点燃发动机几次？这几次各是向哪个方向喷出气体？各次点火的时机如何掌握？（3）若已知地球质量为M =5.98×1024kg ，卫星总质量（包括内部的仪器设备及储备的燃料）为m =200kg ，万有引力恒量为G = 6.67×10-11 m 3 kg -1s -2，要求卫星只在漂移轨道上转一圈，且转移量Δx 恰好等于5º.点燃发动机过程中消耗的燃料相比卫星总质量很小，可以忽略.①漂移轨道的远地点比静止轨道高出的数量Δh 等于多少？②卫星从静止轨道转移到漂移轨道需要增加的机械能ΔE 等于多少？（两个质量分别为m 1和m 2的均匀的球体，以相距无穷远为势能零点，则它们的距离为r 时的引力势能rm Gm E p 21-=）卫星图9-1第七届全国高中应用物理知识竞赛（北京赛区）决赛试题答案与评分参考2012年4月22日1.（10分）（1）如图所示。