江西地区大学生物理创新竞赛试题及其答案解析.doc

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1、-/江西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

2、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（dR）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

3、.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,Q3BQ1A+P的电荷分布，如图所示。B表面附近一点P的场强(为P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

4、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。S2 S2 P 15、两相干波源S1和S2相距/4(为波长)，S1的相位比S2超前/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 。B O A 二、(15分)如图所示，质

5、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 m/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四、(15分)在边长为a的正方形顶点A、B、C、D上，点A DB C电荷Q或-Q相间分布，如图所示。试求:（1）系统的相互作用势能W。(2)若用外力将A

6、、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

7、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。江西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、（4）4、（1）（2）（3）5、最大 最大12、一定相等14、515、 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的夹角，按照马吕斯定律，光通过第二块线偏振器后的透射强度为，其线偏振方向与第三块线偏振器的透光轴间的夹角为。再次应用马吕斯定律，透过第三块线偏振器的光强为八、（10分）九、（10分）设电子的轨道半径为r，角动量大小为p，电子速率为，则