2020年中國科學技術大學創新班考試物理試題本卷共7大題，滿分100分。解答應寫出必要的文字說明，方程式和主要演算步驟。一、一木球的密度為水密度的n倍（n<1)，在游泳池邊高出水面h處將其水平拋出，球落入水中后浮出水面時剛好到達池的另一邊。假定泳池長度為L，試確定拋出時的速度V，忽略水的黏滯阻力和空氣阻力，忽略撞擊水面時的速度突變。解：球平拋球在水中水平解得二、三個相同的，質量均為m的小滑塊(編號分別為1，2，3)排成一行，靜止在光滑水平面上，每個滑塊之間有間距?，F有一質量為M（M>m）的大滑塊以速度u從左方沿3個小滑塊連線的方向射向小滑塊，若大滑塊與小滑塊，小滑塊與小滑塊之間的碰撞都是完全彈性的，試求所有滑塊的最終速度解：M和3碰，是一動一靜，彈性正碰M的速度3的速度3和2碰后，3靜，2以V1向右運動。2和1碰后，2靜，1以V1向右運動。1最后的速度M和3碰后M的速度則2的最后速度3的速度M和3碰后M的最后速度3的最后速度三、利用如圖所示的裝置可以探究機械能守恒定律、在滑塊(質量M)上安裝寬度為L(較小)的遮光板(遮光板質量忽略不計)。把滑塊放在水平放置的氣墊導軌上，通過跨過定滑輪的繩與鉤碼(質量m)相連，連接好光電門與數字毫秒計，兩光電門間距離用S表示，如圖所示，數字毫秒計能夠記錄下滑塊先后通過兩個光電門的時間?t1、?t2。請分析回答下列問題：1、為準確完成測量和實驗，除上面提到的實驗器材之外，至少還需要哪幾種實驗器材？2、數字毫秒計有一個計時方式轉換開關，置于右側時，其計時功能是：光敏管第一次被遮光時開始計時，第二次被遮光時停止計時；置于左側時，其計時功能是：光敏管被遮光時開始計時，受到光照時停止計時，在做本實驗時，應將計時方式轉換開關置于左側還是右側？3、滑塊先后通過兩個光電門時的瞬時速度V1，V2分別是多少？4、在本實驗中，實驗數據滿足一個怎樣的關系式才算是驗證了機械能守恒？游標卡尺、天平、毫米尺。左側。，。四、電阻R、2R、...、100R依次連成一個環，一個電動勢為E的理想電源一端連接到電阻R與100R之間，問，另一端連接到環的哪個位置時，通過電源的電流最小？此時電流多大？71R和72R之間解：設另一端連接在nR和（n+1）R之間總電阻要使總電阻最大，應有即五、如圖所示，一系統由a狀態沿abc到達c狀態，有334焦耳熱量傳入系統而系統對外做功126焦耳。1、若沿adc過程時系統對外做功42.0焦耳，問有多少熱量傳入系統？2、當系統由c狀態沿cea返回a狀態時，外界對系統做功為84.0焦耳，試問系統是吸熱還是放熱？熱量傳遞多少？3、若Ud-Ua=40.0焦耳，試求沿ad過程及dc過程各吸收多少熱量250J、放292J、82J、168J解：abc過程adc過程cea過程ad過程adc過程六、水面上結了一層20cm的冰，人看到在冰面下方60cm處有一條大鰱魚。問魚實際離冰面有多深？水和冰的折射率分別為nw=1.333，ni=1.308解：魚通過水折射成像，像再通過冰折射成像根據折射定律視深h2和實深h1的關系為則有79.6cmh1=79.6cm七、碳14測年是考古中常用的一種測年法。碳14是放射性核，其半衰期是5730年。自然界中的碳14是由宇宙線粒子(含質子，中子等高能粒子)與空氣中的氮14發生核反應生成的（不會生成除宇宙線粒子外的其他粒子），而后進入碳循環。生物體死亡后，會立即停止與生物圈的碳交換，其碳14含量開始減少。通過測量樣品中殘留的碳14含量，就可以知道有機物死亡的時間。1、寫出氮14與宇宙線粒子反應