《2015年第32屆全國物理競賽半決賽問題解答》由會員分享，可在線閱讀。 更多《2015年第32屆全國物理競賽半決賽試題答案（14頁珍藏版）》詳情請前往教育資源下載共享平臺共享圖書館-在線檢索。yFE物理好資源網(原物理ok網)

1.1 第32屆全國中學生物理競賽半決賽理論試題答案 2015年9月19日 1.（15分） （1）圖中X和Y代表的核素分別為 15 O和 13 C (2) A 循環中所有核反應方程的順序為 12 13 p CN 13 13 e NC e 13 14 p CN 14 15 p NO 15 15 e ON e 15 12 4 p NC He (3) 核反應整個循環相當于 4 e 4p He 2e 2 完成一個碳循環釋放的核能為 4 e 2 pe H (4 2 ) (4 1.0078 4.0026) 931.494 2 0.511 MeV 25.619 MeV E m M myFE物理好資源網(原物理ok網)

2.c 評分參考：問題（1）為4分，X、Y正確，各2分； 第（2）題6分，每個公式1分； 第(3)題為5分，公式2分，公式3分。 2、（15分） （1）（解1）以碰撞前B球的位置O為原點全國物理競賽32，建立坐標系（如圖所示）。 碰撞前后系統的動量及其繞細桿中心的角動量守恒，其中 0 A Bx xxmm MV MV vv A By 0 yym MV MV v 0 AB 2 2 2 2 xxx LLLL mm MVMV vv其中xv和yv分別表示碰撞后球C沿x方向和y方向的速度分量。 由于集光棒的長度為L，根據圖中建立的坐標系，有2 2 2 ABAB ( ) ( ) ( ) (yFE物理好資源網(原物理ok網)

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3.) L 由上式對時間求導，可得 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 0 V t V tytyt V t V t 處有 ABAB ( 0)碰撞后瞬間 ( 0), ( 0) ( 0) L 由公式可知，碰撞后瞬間 ( 0) ( 0) yyyy VV t V t V 則公式變為 AABB AABB VV t V t V 由式可得 A由 2 yym VVM v 由公式可得 xy OABC 2 A 0 ( ) xxm VM vv B 0 x VyFE物理好資源網(原物理ok網)

4、利用公式，碰撞后系統的動能為 2 2 2 2 2 2 A Ay Bx By 2 2 2 2 A Ay 2 2 2 2 0 1 1 1 ( ) ( ) ( ) 2 2 2 1 1 ( ) ( 2 ) 2 2 1 1 2 ( ) 2 2 4 E m m MVV m M mmm MM (解2) 以碰撞前球B的位置O為原點，建立坐標系(如圖所示）。 假設碰撞后，小球C的運動速度為v，細桿中心的運動速度為CV，細桿繞中心旋轉的角速度為。 碰撞前后系統的動量及其繞細棒中心的角動量守恒，有 0 C 2yFE物理好資源網(原物理ok網)

5. xxmm MV vv C 0 2 yym MV v 0 2 2 2 2 2 x LLLL mm M vv 式中，xv和yv表示碰撞后球C沿x和y方向的速度分量。 由公式可得 c 0 2 xxm VM vv C 2 yym VM v 0 xm ML vv 碰撞后系統的動能為 2 2 2 2 2 CC 1 1 1 ( ) (2 )( ) 2 2 2 2 2 xyxy LE m MVVM vv 利用方程，系統的動能可表示為 2 2 2 2 0 1 1 2 ( ) 2 2 4 xxym M m E mm MM vvvvyFE物理好資源網(原物理ok網)

6. (2) 解(1)的公式或解(2)的公式為 2 2 2 2 0 0 1 ( ) 2 1 2 4 2 xy M mmm M mm E m MM m MM mvvv + v?？梢钥闯觯?0, 0 xym M mvvv 條件下，碰撞后系統的動能達到最小值 2 2 0 1 2 m EM mv。 是球僅與球A發生完全非彈性碰撞后系統的動能。 評分參考：公式中問題（1）為10分，（解1）各為1分； （解二）是每個公式1分，公式2分，每個公式1分，公式2分，公式1分； 題（2）5分，每個公式2分，每個公式1分。 3 3.（20分） （1）假設環的質量為m全國物理競賽32，碰撞時受到的地面水平沖量為tyFE物理好資源網(原物理ok網)

7. 我； 碰撞后圓環質心的速度為v，v與垂直向上方向（如圖順時針方向計算）的夾角為，圓環的角速度為。 水平向右和順時針方向分別定義為水平動量和角速度的正方向。 在水平方向，動量定理有 0 sin sin tmm I vv 繞質心的動量矩定理有 0 ( ) ( ) t rm r rm r rI 根據題意，不存在相對滑動在戒指彈起之前，先將其放在戒指和地面之間。 因此，此時環上與地面接觸點的水平速度為零，即sin 0r v。由題可知，0 0 cos cos 0 kvv。 聯立表達式為 2 2 2 2 0 0 0 1 4 cos ( sin ) 2 krvvv 0 0 1 tan (tanyFE物理好資源網(原物理ok網)

8. ) 2 cos rkv 0 0 1 ( sin ) 2 rrv (2) 如果環落地后能垂直彈起，則其速度與垂直方向的夾角為0。將上式代入式中，得得到，使得圓環與地面碰撞后垂直彈起的條件為0 0 sin rv。 在這種情況下英語作文，剛與地面碰撞后有 0, 0 cosk vv，即環被垂直向上拋出。 環上升的最大高度為 2 2 2 2 2 2 22 0 0 0 cos ( ) 2 2 2 vv (3) 由于忽略空氣阻力，環再次彈起后，角速度保持不變，則質心初始作速度為 v 的斜運動。環的第二個著陸點與第一個著陸點之間的水平距離 s 的函數關系表達式為 2 0 0 0 ( sin ) ksrgg vv 取最大值時，的值滿足 0 0 0 ( cos2 sin ) 0 kds rdgvv 由方程可得 2 2 2 0 0 0 0 8 sin 4 rrvv 代入方程可得 4 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 1 ( 8 3 ) 8 2 ( 8 ) 16 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 2yFE物理好資源網(原物理ok網)

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