江西大学生物理创新竞赛试题及答案解析

./XX省大学生物理创新竞赛试题〔初赛一、填空题〔每个空格2分,共40分1、一对作用力与反作用力的冲量之和,一对作用力与反作用力的力矩之和,一对作用力与反作用力做功之和。〔填"一定为0"或"可不为0"2、一对滑动摩擦力做功之和,一对静摩擦力做功之和。这里的"一对力"指作用力与反作用力。<填"一定为0"、"可正可负"、"一定为正"或"一定为负">3、对于刚体,有下列几种说法：<1>一个刚体所受各力的效果可以用一个合力来代替；<2>绕水平定轴上下摆动的刚体,其重力势能和动能都可以把质量集中在质心处来计算；<3>对刚体计算外力做功时,要把力做的功和力矩做的功都算进来；<4>分析刚体的运动时,基本没必要一定取为质心。其中正确的说法是哪些？答：。4、关于质点的运动,有以下说法：〔1;〔2,两边取大小,得；〔3一质点离原点的距离越来越大。设其位矢是,速度是,加速度是,则。其中错误的说法有哪些？答:。5、一平面简谐波在弹性媒质中传播,在某一瞬时,媒质中某质元正处于平衡位置,此时它的能量情况是：动能,势能。〔填"最大"或"为0"6、一个不带电的空腔导体球壳,内半径为R。在腔内离球心d处〔d<R固定一个点电荷q。用导线把球壳接地后,再把导线撤去。取无限远处为电势零点,则球心处的电势为。7、在真空中半径分别为R和2R的两个同心球面,其上分别均匀地带有电荷+q和-3q.今将一电荷为+Q的带电粒子从内球面处由静止释放,则该粒子到达外球面时的动能为。8、两块面积均为S的大金属平板A和B彼此平行放置,板间距离为d〔d远小于板的线度,设A板带有电荷q1,B板带有电荷q2,则AB两板间的电势差UAB为。Q3Q29、电量为Q1的导体A,移近中性导体B,则B上出现Q2,Q3Q2BQ1⊕A+++·P的电荷分布,如图所示。B表面附近一点P的场强<BQ1⊕A+++·PP点附近表面的电荷密度>,则产生该场强的电荷Q1、Q2和Q3中的哪些？答：。10、如图所示,一均匀带电q的小球体,其球心位于立方体·的A点上,则通过侧面的电场强度通量等于。·11、室温下的双原子分子理想气体在等压膨胀时,系统对外做功与系统吸热之比为。12、在p-V图中,理想气体卡诺循环的两条绝热线下的面积大小关系是。〔填"一定不相等"、"一定相等"或"可能相等,也可能不等"13、已知理想气体分子的速率分布函数为,那么速率在内所有分子的平均速率为。14、用半波带法讨论单缝衍射条纹时,与中央明纹旁第二个明纹中心相对应的半波带数目是个。S2S2P15、两相干波源S1和S2相距/4<为波长>,S2S2PS1的相位比S2超前π/2,,则在P点两波引起的振动的相位差是。16、在迈克尔逊干涉仪的一支光路中,加入一片折射率为的透明介质薄膜后,测出两束光的光程差的改变量为一个波长,则薄膜的厚度是。BOA二、<15分>如图所示,质量为,长为的均质杆可绕固定的光滑的水平轴在竖直面内转动,点到B端的距离为/4。端用手支住,使杆BOA成水平。突然释放A端,求出瞬时：<1>杆的质心加速度;<2>杆在点所受的力。〔3当杆转到竖直位置时,杆的质心的速度是多少？三、<15分>一列简谐横波频率为2Hz,原点处的质元在t=0时刻位于y=0.02m处,且以大小为πm/s的速度远离平衡位置。〔1求其振幅、初相位和运动学方程。<2>设波沿x轴正向传播,波长为0.2m,求此波的波方程。-QQQ-Q-QQQ-QADBC电荷Q或-Q相间分布,如图所示。试求:〔1系统的相互作用ADBC势能W。<2>若用外力将A、B处的电荷一起缓慢地移到无穷远处,但始终保持其间距不变,其余电荷位置保持不变,试求外力作功量A。五、<15分>长为L的金属棒OA绕通过O点的z轴旋转,棒与z轴的夹角保持为,旋转速度为,系统置于沿z轴方向、磁感应强度为B的匀强磁场中,求OA两端之间的电位差。六、<15分>导体中自由电子的运动可看作类似于气体分子的运动。设导体中共有N个自由电子,其中电子的最大速率为,简称费米速率。已知电子的速率分布函数为〔1用定出常量A;<2>求电子的最概然速率,平均速率及方均根速率。七、<15分>三块理想线偏振器垂直于中心轴排列。其中第一块和第三块偏振器的透振方向正交,中间的线偏振器绕中心轴以角速度旋转。一束强度为的自然光沿中心轴入射,写出出射光光强的表达式。八、<10分>静止长为1200m的火车,相对车站以匀速直线运动。已知车站站台长900m,站上观察者看到车尾通过站台进口时,车头正好通过站台出口。车的速率是多少？车上乘客看火车通过站台出口的时间是多长？九、<10分>利用玻尔模型,导出He+〔即氦原子剥去一个电子后得到的离子的能量表达式。XX省大学生物理创新竞赛试题参考答案〔初赛一、填空：〔每个空格2分,共40分1、一定为0一定为0可不为02、一定为负一定为03、〔44、〔1〔2〔35、最大最大12、一定相等14、515、π二、〔15分三、〔15分,故四、〔15分五、〔15分解：从俯视图看,经时间t棒转过θ角,六、〔15分解：〔1由归一化条件：七、〔15分入射光通过第一块线偏振器后,变为强度为I0/2的线偏振光。第二块线偏振器与第一块线偏振器的透光轴之间