2016年湖南省大学生物理竞赛试卷

1、 两者连接后，与未用导线连接相比，系统静电场能量将减小。8由于磁场对运动电荷有作用力F=qvxB，因此我们可以利用磁场对带电粒子的作用来增大粒子的动能。根据麦克斯韦电磁场理论，真空中电磁波的电场强度与磁感应强度E大小之比等于光在真空中的速率c,即3二c。真空中电磁波的能量B口B2图1-7密度w=恳E2+，因此电磁波的能量中，电场能量所占的比例o2卩0大于磁场能量。2n兀x10-一维无限深势阱中运动的粒子其归一化定态波函数为屮（x）r-sin，其能量n2兀2方2为E，因此当取n=0时，粒子的最小可能能量（零点能）Eo0.TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark32 o

2、 Current Document n2ma20二、填空题（20分，每小题4分）2.0mol的单原子理想气体经历了一可逆过程，该过程的温度与熵的关系如图2-1所示，则在该过程中（a）气体吸收的热量为；（b）气体所做的功为。如图2-2所示，边长为a的正方形线圈载有电流I，处在水平方向的均匀外磁场B中，线圈可以绕通过中心的竖直光滑轴OO,转动，转动惯量为J。则线圈在平衡位置附近作微小摆动的周期为。3-2图2-2图73如图2-3所示，二胡的“千斤”（弦的上方固定点）和“码子”（弦的下方固定点）之间的距离是L=0.3m。其上一根弦的质量线密度为卩=3.8x104kg/m，拉紧它的张力F=9.4N。则此

3、弦所发出的声音的基频及三次谐频分别为；。测量星球表面温度的方法之一是将星球看成绝对黑体，利用维恩位移定律，通过测量其单色辐出度的峰值波长尢m来决定温度T。天狼星是天空最亮的星，如测得其尢m=0.29pm,则其表面温度为；由斯特藩-玻尔兹曼定律，天狼星单位面积的辐射功率TOC o 1-5 h z为。根据量子力学理论，氢原子中电子的角动量在外磁场方向上的投影为L二mh，当角量子zl数1=2时，Lz的可能取值为；电子的自旋角动量在外磁场方向上的可能取值为。三、选择题(30分，每小题3分)电子的静能为0.51MeV,将其从静止通过1.02x106V的加速电场后，它的动量为(A)0.64MeV/c；(B

4、)1.04MeV/c；(C)144MeV/c；(D)1.84MeV/c一质点做简谐振动，已知振动周期为T，则其振动动能变化的周期为(A)T4；(B)T/2；(C)T；(D)2T.一简谐波沿x轴负向传播，设振幅为A，角频率为3,波数为k(=2皿)，则该简谐波的波函数为(A)y=Asinkxcos3t；(B)y=Acoskxsin3t；(C)y=Asin(kx-3t)；(D)y=Asin(kx+3t).一卡诺制冷机工作在T=-10oC和T=21oC之间，则每消耗1.00kJ的功可以从冷库中21吸取的热量为(A)648kJ；(B)748kJ；(C)8.48kJ；(D)948kJ.在一个均匀带负电的球

5、面外，放置一电偶极子，其电偶极矩p的方向如图3-5所示。当电偶极子被释放后，该电偶极子将沿逆时针方向旋转直到p沿径向指向球面而停止；沿逆时针方向旋转至P沿径向指向球面，同时沿球面径向向着球面移动；沿逆时针方向旋转至p沿径向指向球面，同时沿球面径向远离球面移动；沿顺时针方向旋转至p沿径向朝外，同时沿球面径向向着球面移动。如图3-6所示，在点电荷q(0)的电场中，若取P点处为电势零点，则M点的电势为(A)(B)(C)(D)孟(A)(B)(C)(D)孟-7M*1aaMhIIIIII图3-6氢原子可以看成电子在平面内绕核做半径为R的匀速圆周运动的带电系统。已知电子电量为e,质量为m,速率为v，则圆心处

6、的磁感应强度的大小为euevuevuevuevTOC o 1-5 h z(A)0；(B)0；(C)0；(D)0.4兀R24兀2R28兀R28兀2R2已知加在某电容器极板上的电压变化率为2.0X103v/s，在电容器内产生的位移电流为5.0 x10-3A，则该电容器的电容为(A)2.5|1F；(B)2.0|iF；(C)1.0pF；(D)0.4卩F.用频率为v的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大初动能为Ek；若改用频率为2v的单色光照射此金属时，则逸出光电子的最大初动能为(A)2E；(B)2hvE；(C)hvE；(D)hv+E.kkkk1924年法国青年物理学家德布罗意在光的波粒二象性的启发下

7、，提出了实物粒子也具有波动性，其波长为九=h/p,称为德布罗意波。首先证实电子波动性的实验是(A)光电效应；(B)康普顿散射；(C)施特恩-格拉赫实验；(D)戴维孙-革末实验。四、计算题(40分，每小题10分)如图4-1所示，一质量为、长为L的匀质细杆，一端与光滑铰链相连，可以在竖直平面内自由转动，转动惯量为mj2/3。现将细杆拉至水平面后释放，当它返回竖直位置时，其下端与放在水平面上质量为m2的物体(可视为质点)相碰。已知物体与地面之间的摩擦系数为U，物体碰后独自向前滑行的距离为s,求：(1)碰撞过程中细杆所受的冲量矩；(2)碰后细杆的角速度。7图4-1波长400nm的平行光垂直照射到透射光栅上，测得第三级亮纹的衍射角为30,且第二级亮纹不出现。求：（1）光栅常数d；（2）光栅中各透射光缝的宽度a；（3）屏幕上可呈现的全部亮纹。如图4-3所示，一绝缘棒弯成半径为R的半圆形，其上半段均匀带正电，下半段均匀带负电，电荷线密度分别为尢和-九求(1)半圆圆心处的电场强度;(2)半圆圆心处的电势。图4-34.如图4-4所示，无限长直导线通有交变电流i（t）二10sinwt，它旁边有一矩形线圈ABCD,长为1,宽为（b-a）,线圈和导线在同一平面内。求：（1）穿过线圈回路的磁通量；（2）回路ABCD中的感应电动势并讨论其方向随时间变化的规律；（3）该无限长直