全国中学生物理竞赛试题本卷共九题满分160分计算题的解答应写出必要的文字说明方程式和重要的演算步骤只写出最后结果的不能得分有数字计算的题答案中必须明确写出数值和单位填空题把答案填在题中的横线上只要给出结果不需写出求解的过程一15分蛇形摆是一个用于演示单摆周期与摆长关系的实验仪器见图若干个摆球位于同一高度并等间距地排成一条直线它们的悬挂点在不同的高度上摆长依次减小设重力加速度g980ms21试设计一个包含十个单摆的蛇形摆即求出每个摆的摆长要求满足a每个摆的摆长不小于0450m不大于100mb初始时将所有摆球由平衡点沿x轴正方向移动相同的一个小位移xoxo40s后所有的摆能够同时回到初始状态2在上述情形中从所有的摆球开始摆动起到它们的速率首次全部为零所经过的时间为二20分距离我们为L处有一恒星其质量为M观测发现其位置呈周期性摆动周期为T摆动范围的最大张角为假设该星体的周期性摆动是由于有一颗围绕它作圆周运动的行星引起的试给出这颗行星的质量m所满足的方程若L10光年T10年3毫角秒MMsMs为太阳质量则此行星的质量和它运动的轨道半径r各为多少分别用太阳质量Ms和国际单位AU平均日地距离作为单位