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第24届全国中学生物理竞赛复赛试卷
(本题共七大题,满分160分)
一、(20分)如图所示,一块长为L?1.00m的光滑平板PQ固定在轻质弹簧上端,弹簧的下端与地面固定连接。平板被限制在两条竖直光滑的平行导轨之间(图中未画出竖直导轨),从而只能地竖直方向运动。平板与弹簧构成的振动系统的振动周期T?2.00s。一小球B放在光滑的水平台面上,台面的右侧边缘正好在平板P端的正上方,到P端的距离为h?9.80m。平板静止在其平衡位置。水球B与平板PQ的质量相等。现给小球一水平向右的速度?0,使它从水平台面抛出。已知小球B与平板发生弹性碰撞,碰撞时间极短,且碰撞过程中重力可以忽略不计。要使小球与平板PQ发生一次碰撞而且只发生一次碰撞,
2?0的值应在什么范围内?取g?9.8m/s
二、(25分)图中所示为用三角形刚性细杆AB、BC、CD连成的平面连杆结构图。AB 和CD杆可分别绕过A、D的垂直于纸面的固定轴转动,A、D两点位于同一水平线上。BC杆的两端分别与AB杆和CD杆相连,可绕连接处转动(类似铰链)。当AB杆绕A轴以恒定的角速度?转到图中所示的位置时,AB杆处于竖直位置。BC杆与CD杆都与水平方向成45°角,已知AB杆的长度为l,BC杆和CD杆的长度由图给定。求此时C点加速度ac的大小和方向(用与CD杆之间的夹角表示)
三、(20分)如图所示,一容器左侧装有活门K1,右侧装有活塞B,一厚度可以忽略的隔板M将容器隔成a、b两室,M上装有活门K2。容器、隔板、活塞及活门都是绝热的。隔板和活塞可用销钉固定,拔掉销钉即可在容器内左右平移,移动时不受摩擦作用且不漏气。整个容器置于压强为P0、温度为T0的大气
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