芜湖一中高中物理竞赛复赛模拟卷（一）
姓名分数
1．（20分）设想宇宙中有1个由质量分别为m1、m2……mN的星体1、2……N构成的孤立星团，各星体空间位置间距离均为a，系统总质量为M，由于万有引力的作用，N个星体将同时由静止开始运动。试问经过多长时间各星体将会相遇？
2．（25分）（1）在两端开口的竖直放置的U型管中注入水银，水银柱的全长为h。若把管的右端封闭，被封闭的空气柱长L，然后使水银柱作微小的振荡，设空气为理想气体，且认为水银振荡时右管内封闭气体经历的是准静态绝热过程，大气压强相当于h0水银柱产生的压强，空气的绝热指数为。试求水银振动的周期T2。已知对于理想气体的绝热过程有PV常数。（2）在大气压下用电流加热1个绝热金属片，使其以恒定的功率P获取电热，发现在一定的温度范围内金属绝对温度T随时间t的增长关系为TtT01att0的热容量CP随温度T变化的关系。
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。其中T0、a、t0均为常量。求该金属片
f3．（20分）如图所示，当船舶抛锚时，要把缆绳在系锚桩上绕好几圈（N圈），这样做时，锚桩抓住缆绳必须的力，经船作用于缆绳的力小得多，以避免在船舶遭到突然冲击时拉断缆绳，这两力比F1F2，与缆绳绕系锚桩的圈数有关，设泊船时将缆绳在系锚桩上绕了5圈，计算比值F1F2，设缆绳与锚桩间的摩擦因数02。
f4．（25分）速调管用于甚高频信号的放大，速调管主要由两个相距为b的腔组成，每个腔有1对平行板，如图所示，初始速度为v0的一束电子通过板上的小孔横穿整个系统。要放大的高频信号以一定的相位差（1个周期对应于2π相位）分别加在两对电极板上，从而在每个腔中产生交变水平电场。当输入腔中的电场方向向右时，进入腔中的电子被减速；反之，电场方向向左时，电子被加速。这样，从输入腔中射出的电子经过一定的距离后将叠加成短电子束。如果输出腔位于该电子束形成处，那么，只要加于其上的电－压相位选择恰当。输出腔中的电场将从电子束中吸收能量。设电压信号为周期T10×109s，电压U05V的方波。电子束的初始速度v020×106ms，电子荷质比em176×1011Ckg。假定间距a很小，电子渡越腔的时间可忽略不计。保留4位有效数字。计算：（1）使电子能叠加成短电子束的距离b。（2）由相移器提供的所需的输出腔也输入腔之间的相位差。
f5．（25分）如图所示，为一个英国作家提出的一个登天缆绳的设想：用一根足够长的缆绳，竖在赤道上空，这根绳不会飞离地球，因此可r