年浙江省大学生物理创新竞赛题目及答案
2022大学生物理竞赛试卷B卷
2022年浙江省大学生物理竞赛理论竞赛卷（B 卷）考试形式：闭卷，允许带 无存储功能的计算器 入场 考试时间： 2023 年 03 月 04 日 上午8:30~11:30题序 选择 填空 计1 计2 计3计4 计5总 分得分评卷人气体摩尔常量8.31J/(mol K)R =⋅ 玻尔兹曼常量231.3810J/K k -=⨯ 基本电荷191.610C e -=⨯电子质量319.110kg e m -=⨯ 电子伏特191eV 1.610J -=⨯真空中光速8310m/s c =⨯真空介电常数122208.8510C /(N m )ε-=⨯⋅ 真空磁导率70410H /m μπ-=⨯一、选择题：（单选题，每题5分，共50分）1．对不同的惯性参考系，下列物理量中与参考系无关的是（ ）．A ．动能B ．功C ．力D ．声音频率2．一个质量为M 的物体从距离地面高度为H 处落下，该物体落到松软的地面后继续下陷，由于受到阻力的作用，下陷H/2的距离后静止．不考虑空气阻力，则在下陷过程中，地面对物体施加的平均作用力是（ ）．A ．2Mg/3B ．Mg C．2Mg D ．3Mg3．如图所示，飞船绕着某一行星沿椭圆轨道运动，已知飞船与行星间的最小距离为R ，飞船与行星间的最大距离为2R．在距离最远处，飞船的速度为0v ．宇航员点燃推进器，把飞船推进到一个半径为2R 的圆轨道作匀速圆周运动，则此时飞船的速度变为（ ）．A．02/3vB ．05vC ．05/3vD ．02v4． 一个圆锥摆的摆线长度为l ，摆线与竖直方向的夹角恒为θ，如图所示．则摆锤转动的周期T 为（ ）．ABC ．2D ．2 姓名 准考证号__________所在高校__________专业______________ _____________密_________________封_____________线_____________ 密封线内不要答题5．有一哨子，其空气柱两端是打开的，基频为每秒5000次，若空气中的声速为340 m/s ，则下列数值中，最接近于哨子最短长度的值为（ ）．A ．1.7 cmB ．3.4 cmC ．6.8 cmD ．10.2 cm6．有N 个点电荷，电量均为q ，以两种方式分布在相同半径的圆周上：一种是无规则地分布，另一种是均匀分布．比较这两种情况下在过圆心O 并垂直于圆平面的z 轴上任一点P （如图所示）的电场强度与电势，则有（ ）． A ．电场强度相等，电势相等 B ．电场强度不等，电势不等 C ．电场强度分量E z 相等，电势相等D ．电场强度分量E z 相等，电势不等7．若电量Q 均匀地分布在半径为R 的球体内，若设球体内、外介电常量相同，则球内的静电能与球外的静电能之比为（ ）．A ．1/5B ．1/2C ．3/4D ．28．如图所示，正方形的四个角上固定有四个电荷量均为q 的点电荷．此正方形以角速度ω绕AC 轴旋转时，在中心O 点产生的磁感应强度大小为B 1；此正方形以同样的角速度ω绕过O 点且垂直于正方形平面的轴旋转时，在O 点产生的磁感应强度的大小为B 2，则B 1与B 2间的关系为（ ）． A ．B 1 = B 2B ．B 1 = 2B 2C ．B 1 = B 2/2D ．B 1 = B 2/49．让一块磁铁顺着一根很长的铅直钢管落下，若不计空气阻力，则磁铁的运动为（ ）． A ．始终是加速运动 B ．简谐振动C ．先是加速运动，后是减速运动D ．先是加速运动，后是匀速运动10．氢原子中，带正电的原子核与带负电的电子之间的吸引力为F = -ke 2/r 2．假设原子核是固定不动的．原来在半径为R 1的圆周上绕核运动的电子，突然跳入较小半径为R 2的圆形轨道上运动．这过程中原子的总能量减少了（ ）．A ．)11(2212R R ke + B ．)11(221222R R ke -C ．)11(2122R R ke -D ．)(12212R R R R ke -ACqq二、填空题：（10题，每题5分，共50分）1．当火车静止时，乘客发现雨滴下落方向偏向车头，偏角为30︒，当火车以35 m/s 的速率沿水平直路行驶时，发现雨滴下落方向偏向车尾，偏角为45︒，假设雨滴相对于地的速度保持不变, 则雨滴相对于地的速度大小为________________．2．一竖直向上发射之火箭，原来静止时的初质量为m 0，经时间t 燃料耗尽时的末质量为m ，喷气相对火箭的速率恒定为u ，不计空气阻力，重力加速度g 恒定．则燃料耗尽时火箭速率为__________．3．一质量为m 的质点沿着一条曲线运动，其位置矢量在空间直角座标系中的表达式为j t b i t a rωωsin cos +=，其中a 、b 、ω皆为常量，则此质点对原点的角动量大小L=________________；此质点所受对原点的力矩大小M =________________．4．一质点在保守力场中的势能为c rkE +=P ，其中r 为质点与坐标原点间的距离，k 、c 均为大于零的常量，作用在质点上的力的大小F =______________，其方向为_____________．5．已知一静止质量为m 0的粒子，其固有寿命为实验室测量到寿命的1/n ，则实验室观测的此粒子动能是________________．6．一环形薄片由细绳悬吊着，环的内、外半径分别为R/2和R ，并有电量Q 均匀分布在环面上；细绳长为3R ，并有电量Q 均匀分布在绳上．若圆环中心在细绳的延长线上，则圆环中心O 处的电场强度大小为________________．7．如图所示，有一半径为R ，带电量为Q 的导体球，在距球心O 点d 1处放置一已知点电荷q 1，在距球心d 2处再放置一点电荷q 2．若以无穷远处为零电势，欲使导体球表面的电势为零，则点电荷q 2的电量为________________．8．将条形磁铁插入与冲击电流计串联的金属环中，有q = 2.0⨯10-5 C 的电荷通过电流计．若连接电流计的电路总电阻R = 25 Ω，则穿过环的磁通量的变化∆Φ = ________________．19．如图所示，导体棒MN 和PQ 分别通过平行的导轨左、右两个线圈组成闭合回路，而且MN 和PQ 可以在水平光滑导轨上自由滑动，导轨之间的匀强磁场方向如图所示，当MN 向左加速运动时，PQ 导体棒的运动方向为________________．10．如图所示为电磁流量计的示意图．直径为d 的非磁性材料制成的圆形导管内，有导电液体流动，磁感应强度为B 的磁场垂直于导体液体流动方向而穿过一段圆形管道．若测得管壁内a 、b 两点的电势差为U ，则管中导电液的流量Q 为________________．三、计算题：（5题，共 100分）1．（本题20分）如图所示，均匀细杆质量为m 、长为l ，上端连接一个质量为m 的小球，可绕通过下端并与杆垂直的水平轴转动．设杆最初静止于竖直位置，受微小干扰而往下转动．求转到水平位置时：（1）杆的角速度；（2）杆的角加速度；（3）轴对杆的作用力．a bm2．（本题20分）如图所示，质量为M、半径为R的均匀圆盘中心C系于一水平的轻弹簧上，圆盘可在水平面上作无滑滚动，弹簧的劲度系数为k．现将圆盘中心C从平衡位置向右平移x0后，由静止释放，可以证明圆盘的质心将作简谐振动．（1）求圆盘质心的振动周期；（2）如果以平衡位置为坐标原点，向右为x轴正方向建立坐标，并以释放这一时刻作为计时起点，试写出圆盘质心的振动方程．3．（本题20分）如图所示，某静电机由一个半径为R、与环境绝缘的开口（朝上）金属球壳形的容器和一个带电液滴产生器G组成．质量为m、带电量为q的球形液滴从G缓慢地自由掉下（所谓缓慢，是指在G和容器口之间总是只有一滴液滴）．液滴开始下落时相对于地面的高度为h．设液滴很小，容器足够大，容器在达到最高电势之前进入容器的液体尚未充满容器．忽略G的电荷对正在下落的液滴的影响．重力加速度的大小为g．若设无穷远处为零电势，容器的初始电量为0，求容器可达到的最高电势U max．4．（本题20分）如图所示，板间距为2d 的大平行板电容器水平放置，电容器的右半部分充满相对介电常量为εr 的固态电介质，左半部分空间的正中位置有一带电小球P ，电容器充电后P 恰好处于平衡状态．拆去充电电源，将固态电介质快速抽出，略去静电平衡经历的时间，不计带电小球对电容器极板电荷分布的影响，求小球P 从电介质抽出到与电容器的一个极板相碰前所经历的时间t ．5．（本题20分）如图所示，一个长圆柱形螺线管包括了另一个同轴的螺线管，它的半径R是外面螺线管半径的一半，两螺线管单位长度具有相同的圈数，且初始都没有电流．在同一瞬间，电流开始在两个螺线管中线性地增大，任意时刻，通过里边螺线管的电流为外边螺线管中电流的两倍且方向相同．由于增大的电流，一个处于两个螺线管之间初始静止的带电粒子开始沿一条同心圆轨道运动（见图中虚线所示），求该圆轨道的半径r ．2。
年浙江省大学生物理竞赛卷
２０11年浙江省大学生物理竞赛理论竞赛卷考试形式:闭卷，允许带 无存储功能的计算器 入场考试时间： 2011 年 12 月 10 日 上午8:３０~11:30气体摩尔常量 K mol J 31.8⋅⋅=R ﻩ玻尔兹曼常量 K J 1038.1⋅⨯=k真空介电常数 ε０=8．8５⨯10－12C 2/(N ⋅m 2) 真空中光速 c =3⨯10８ｍ/s普朗克常数ｈ=6.６3⨯10-３4J ⋅s ﻩ基本电荷e =１．6⨯10-19C真空介电常数ε ０=８．8５⨯1０-１２C 2/(N ⋅m 2) 电子质量ｍe =９.1⨯ 1０-3１kg真空磁导率μ0=4π⨯10－７H/m 真空中光速c ＝3⨯１０８m/s 里德伯常数-17m 10097.1⨯=R ﻩ电子伏特 1eV=１.6⨯ 10-1９J氢原子质量 m ＝1.67⨯ 10－2７ｋg 维恩位移定律常数b =2.89８×1０-3m K斯忒恩-波尔兹曼常数σ=5．67×１0－8W ／m 2Ｋ4这三项是公式编的,字号偏大。
字号改小后:-11-K mol J 31.8⋅⋅=R ，-123K J 1038.1⋅⨯=-k ,-17m 10097.1⨯=R一、选择题：(单选题,每题3分,共３0分)1.质量为m 的质点在外力作用下,其运动方程为 j t B i t A rωωsin cos +=,式中A 、B 、ω 都是正的常量.由此可知外力在t =0到t ＝π/(２ω)这段时间内所作的功为( ）Ａ.)(21222B A m +ω B ．)(222B A m +ω C ．)(21222B A m -ω D ．)(21222A B m -ω2.一座塔高2４m,一质量为７５kg 的人从塔底走到塔顶. 已知地球的质量为６⨯１02４ｋｇ,从日心参考系观察,地球移动的距离为？（ ）(不考虑地球的转动）A.12mB.24m C ．4.0⨯-2４m D.3.0⨯-2２m3．边长为l 的正方形薄板，其质量为ｍ.通过薄板中心并与板面垂直的轴的转动惯量为( ) Ａ.231ml Ｂ.261ml C.2121ml D.2241ml4．μ子的平均寿命为２．２⨯10-6ｓ.由于宇宙射线与大气的作用，在105ｍ的高空产生了相对地面速度为0.998c （c 为光速）的μ子,则这些μ子的（ ） A ．寿命将大于平均寿命十倍以上,能够到达地面 B.寿命将大于平均寿命十倍以上,但仍不能到达地面 C.寿命虽不大于平均寿命十倍以上，但能够到达地面 D ．寿命将不大于平均寿命十倍以上，不能到达地面５.乐器二胡上能振动部分的弦长为０.3m ，质量线密度为=ρ4⨯1０-4k ｇ／m ，调音时调节弦的张力F ，使弦所发出的声音为C 大调,其基频为26２Ｈｚ. 已知波速ρFu =，则弦中的张力为( )Ａ.１.0Ｎ B.4.2N C ．7.0N Ｄ．9．9N6．一固定的超声波探测器在海水中发出频率为３0０００H ｚ的超声波，被迎面驶来的潜艇反射回来，测得反射波频率与原来的波频率之差(拍频)为241Hz ．已知超声波在海水中的波速为1５０0m/s ，则潜艇的速率为( ） m ／s Ａ．1 B.２ C ．6 D.10７．如图所示，两个相同的平板电容器１和２并联,极板平面水平放置．充电后与电源断开,此时在电容器１中一带电微粒Ｐ恰好静止悬浮着。
浙江省第二届大学生物理实验技能与创新竞赛成绩
浙江省第二届大学生物理实验技能与创新竞赛成绩一、团体奖：专业组：一等奖温州大学二等奖浙江师范大学、台州学院三等奖绍兴文理学院、湖州师范学院、杭州电子科技大学、宁波大学非专业组：一等奖中国计量学院现代科技学院二等奖杭州电子科技大学、杭州电子科技大学信息工程学院、浙江师范大学三等奖湖州师范学院、温州大学瓯江学院、温州大学、浙江林学院、浙江大学城市学院、浙江工商大学组织奖：浙江科技学院、浙江理工大学、嘉兴学院、杭州师范大学、浙江海洋学院、浙江教育学院、丽水学院、浙江林学院天目学院、浙江万里学院、中国计量学院二、个人奖：专业组：一等奖力学实验陈希、李鸿温州大学热学实验袁钢、林芳绍兴文理学院电磁学实验杨志、支玲玲温州大学光学实验胡海军、胡小珍台州学院二等奖力学实验方邦超、陈钟台州学院黄妃、方华绍兴文理学院热学实验付晨光、俞益波杭州电子科技大学周洁宇、郑益煊温州大学电磁学实验吴怡、陈阿海浙江师范大学茅央波、冯霞湖州师范学院光学实验吴欢欢、周媛媛浙江师范大学黄春春、杨纯昆温州大学三等奖力学实验罗仕祥、罗鹤宁波大学卢忠、朱伟浙江科技学院赵鸽、余晓波浙江师范大学徐周杰、朱虹湖州师范学院热学实验孙琳琳、李红兰中国计量学院汤跃峰、朱银燕浙江师范大学赵黎明、刘博智宁波大学李明聪、潘小龙浙江科技学院陈漾、金丹萍台州学院刘永兴、刘通发宁波大学吴贤兵、尤颖异浙江海洋学院光学实验胡佩佩、陆兵湖州师范学院陈莎力、王丹琼杭州师范大学潘教兴、夏伊凡丽水学院李根、周燕中国计量学院非专业组：一等奖力学实验马毛毛、严圣林杭州电子科技大学热学实验张红运、沈文龙杭州电子科技大学电磁学实验唐圣洁、吴春浙江大学城市学院光学实验陈鹏、金亦余温州大学瓯江学院二等奖力学实验倪钟华、许裕红中国计量学院现代科技学院吴金沂、唐起源浙江工商大学蘧孝泼、戴宁温州大学池长井、苏贤燕杭州电子科技大学信息工程学院热学实验唐健、杨旻中国计量学院现代科技学院林欢锋、何帆杭州电子科技大学信息工程学院徐娜、丁冬生浙江大学城市学院王颖、虞伟刚温州大学瓯江学院电磁学实验张雁峰、蔡亚萍中国计量学院现代科技学院冯涛、虞华芳湖州师范学院颜林、沈成浙江林学院路思远、鲍啦啦浙江师范大学光学实验唐佳滔、陈芳芳杭州电子科技大学信息工程学院金飘飘、李敏湖州师范学院冯晓杰、陈莹莹浙江师范大学赖淦昌、陈旭强中国计量学院三等奖力学实验张业放、颜传武浙江林学院金建新、浦伊玲中国计量学院现代科技学院蔡巧青、冯一铭浙江大学城市学院杨乐斌、张位春中国计量学院赵燕娜、王晓军杭州师范大学黄孝肖、李悌师浙江海洋学院盛天骥、朱冠华温州大学瓯江学院廖龙龙、钟霞宁波大学热学实验徐明辉、刘浩中国计量学院现代科技学院郑宁、王飞浙江师范大学张德、董高超浙江科技学院潘灵慧、夏勤清嘉兴学院蔡单奇、商宏文浙江理工大学林正怀、宋慧丽绍兴文理学院夏阳、李虹静温州大学胡恩召、郑莲莲湖州师范学院董挺、倪慧芳浙江教育学院盛权、马学刚浙江工商大学吴赟、王隆俊台州学院李庆贤、王君良浙江理工大学王超慧、姚庆宋浙江万里学院李莹、项晓明嘉兴学院张陶、管薇温州大学光学实验王娅茜、陈甲章浙江工商大学胡一鸣、蔡清清浙江林学院天目学院陈程、严骏绍兴文理学院章显斌、方大鹏温州大学周丽、冯波浙江海洋学院杨甜雨、傅开樽浙江林学院汤露兵、洪理梦中国计量学院现代科技学院冯跃、张鑫华浙江万里学院2008年11月29日。
浙大物理试题题库及答案
浙大物理试题题库及答案
一、选择题
1. 光在真空中的传播速度是（）。
A. 3×10^8 m/s
B. 3×10^5 m/s
C. 3×10^6 m/s
D. 3×10^7 m/s
答案：A
2. 牛顿第二定律的表达式是（）。
A. F = ma
B. F = mv
C. F = m/a
D. F = a/m
答案：A
二、填空题
1. 根据热力学第一定律，能量守恒可以表示为：能量不能被创造，也不能被____。
答案：消灭
2. 电磁波的波速在真空中是恒定的，其值为____。
答案：3×10^8 m/s
三、计算题
1. 一个质量为2kg的物体，从静止开始以2m/s^2的加速度加速运动，求物体在5秒后的速度。
答案：v = u + at = 0 + 2×5 = 10 m/s
2. 一个电容器的电容为4μF，当它被充电到10V时，储存的电荷量是多少？
答案：Q = CV = 4×10^-6 F × 10V = 40×10^-6 C
四、简答题
1. 简述牛顿的万有引力定律。
答案：牛顿的万有引力定律指出，任何两个物体之间都存在引力，其
大小与两物体的质量的乘积成正比，与两物体之间的距离的平方成反比。
2. 什么是电磁感应定律？
答案：电磁感应定律，也称为法拉第电磁感应定律，描述了当磁场变
化时，会在导体中产生电动势的现象。
浙江省大学生物理科技创新竞赛参赛队的项目推荐表
浙江省第七届大学生物理科技创新竞赛参赛队的项目推荐表一、简表
注：推荐专家须具有高级专业技术职务。
二、项目研究报告
项目研究报告的具体内容自定，但必须含有物理背景、工作原理、技术分析和应用前景等内容。
研究报告的字数不限，但必须言简意赅，突出重点，说明充分。
项目研究报告格式要求见附件3的“浙江省大学生物理科技创新竞赛项目研究报告格式要求说明”和附件4的“研究报告格式示例”。
三、项目所研制出的作品照片
要求附上项目所研制出的整个作品的实物照片1-3张，作品演示的照片1-3张。
每张照片必须附有简单的文字说明或介绍。
浙江物理竞赛试题及答案
浙江物理竞赛试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 光在真空中的传播速度是（）。
A. 2.998×10^8 m/sB. 3.000×10^8 m/sC. 3.002×10^8 m/sD. 3.008×10^8 m/s2. 根据牛顿第三定律，作用力和反作用力的大小（）。
A. 相等B. 不相等C. 相等但方向相反D. 不相等且方向相反3. 一个物体在水平面上受到一个恒定的力作用，若该力的大小为10N，方向向右，则该物体所受的摩擦力大小为（）。
A. 10NB. 5NC. 0ND. 无法确定4. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度为2m/s²，那么在第3秒末的速度是（）。
A. 2m/sB. 4m/sC. 6m/sD. 8m/s5. 一个质量为2kg的物体在水平面上以4m/s的速度做匀速直线运动，若要使其停止，需要施加的力为（）。
A. 2NB. 4NC. 8ND. 16N6. 一个物体从高度为h的平台上自由下落，不考虑空气阻力，其下落时间t与高度h的关系为（）。
A. t = √(2h/g)B. t = √(h/g)C. t = 2h/gD. t = h/g7. 一个电容器的电容为C，当其两端电压为V时，储存的电荷量为（）。
A. C*VB. V/CC. C/VD. V^2/C8. 一个电路中，电阻R1和R2串联，总电阻为R，那么R1和R2的关系是（）。
A. R = R1 + R2B. R = R1 - R2C. R = R1 * R2D. R = R1 / R29. 一个理想变压器的原线圈和副线圈的匝数比为1:2，则原线圈和副线圈的电压比为（）。
A. 1:2B. 2:1C. 1:1D. 2:210. 根据热力学第一定律，一个封闭系统的内能变化等于（）。
A. 系统对外做的功B. 系统吸收的热量C. 系统对外做的功和系统吸收的热量之和D. 系统对外做的功和系统放出的热量之差二、填空题（每题2分，共20分）1. 光年是天文学中用来表示距离的单位，1光年等于______公里。
浙江省物理创新竞赛=-------A电磁场方程组、电磁场能量及其它7题
一、选择题（共6分） 1、（本题3分）（5159）如图，平板电容器(忽略边缘效应)充电时，沿环路L 1的磁场强度H 的环流与沿环路L 2的磁场强度H的环流两者，必有：(A) >'⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H.(B) ='⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H.(C)<'⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H .(D) 0d 1='⎰⋅L l H. ［ ］2、（本题3分）（5158）电位移矢量的时间变化率t D d /d的单位是（A ）库仑／米2 （B ）库仑／秒（C ）安培／米2 （D ）安培•米2 ［ ］ 二、填空题（共14分） 3、（本题4分）（2180）写出麦克斯韦方程组的积分形式： _____________________________，_____________________________， _____________________________，_____________________________． 4、（本题3分）（2198）坡印廷矢量S的物理意义是： __________________________________； 其定义式为 _____________________ ． 5、（本题3分）（2339）反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为⎰⎰⋅=VSV S D d d ρ， ① ⎰⎰⋅⋅∂∂-=SL S t B l E d d ， ②0d =⎰⋅SS B ， ③⎰⋅⎰⋅∂∂+=SL S t DJ l Hd )(d ． ④试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程式的．将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处．(1) 变化的磁场一定伴随有电场；__________________ (2) 磁感线是无头无尾的；________________________ (3) 电荷总伴随有电场．__________________________ 6、（本题4分）（5160）在没有自由电荷与传导电流的变化电磁场中, 沿闭合环路l (设环路包围的面积为S )=⎰⋅ll Hd __________________________________________．=⎰⋅ll Ed __________________________________________．三、回答问题（共5分） 7、（本题5分）（2341）简述方程⎰⎰⋅∑⎰⋅∂∂+=SL S D t I l Hd d 中各项的意义，并简述这个方程揭示了什么规律．答案一、选择题（共6分） 1、（本题3分）（5159） C2、（本题3分）（5158） C二、填空题（共14分） 3、（本题4分）（2180）⎰⎰⋅=VSV S D d d ρ1分⎰⎰⋅⋅∂∂-=SL S t B l Ed d 1分0d =⎰⋅SS B1分⎰⋅⎰⋅∂∂+=SL S t DJ l Hd )(d 1分4、（本题3分）（2198）电磁波能流密度矢量 2分 H E S⨯= 1分5、（本题3分）（2339）② 1分 ③ 1分 ① 1分6、（本题4分）（5160）⎰⎰⋅∂∂SS D td 或 t D /d d Φ 2分 ⎰⎰⋅∂∂-SS B t d 或 t m /d d Φ- 2分 三、回答问题（共5分） 7、（本题5分）（2341）答：此式说明，磁场强度H沿闭合环路L 的环流，由回路L 所包围的传导电流、运流电流和位移电流的代数和决定．这是全电流定律的数学表示， 3分它的物理意义是：不仅传导电流、运流电流可激发磁场，位移电流(即变化的电场)也同样可在其周围空间激发磁场．2分。
浙江省大学生物理竞赛
浙江省大学生物理竞赛气体摩尔常量 -1-1K mol J 31.8⋅⋅=R 玻尔兹曼常量 -123K J 1038.1⋅⨯=-k真空介电常数 ε0=8.85⨯10-12C 2/(N ⋅m 2) 真空中光速 c =3⨯108m/s 普朗克常数h =6.63⨯10-34J ⋅s基本电荷e =1.6⨯10-19C 真空介电常数ε 0=8.85⨯10-12C 2/(N ⋅m 2) 电子质量m e =9.1⨯ 10-31kg 真空磁导率μ0=4π⨯10-7H/m 真空中光速c =3⨯108m/s 里德伯常数-17m 10097.1⨯=R 电子伏特 1eV=1.6⨯ 10-19J氢原子质量 m =1.67⨯ 10-27kg维恩位移定律常数b =2.898×10-3m K斯忒恩-波尔兹曼常数σ=5.67×10-8W/m 2K 4一、选择题：（单选题，每题3分，共30分）1．质量为m 的质点在外力作用下，其运动方程为 j t B i t A rωωsin cos +=，式中A 、B 、ω 都是正的常量．由此可知外力在t =0到t =π/(2ω)这段时间内所作的功为（ ）A ．)(21222B A m +ω B ．)(222B A m +ω C ．)(21222B A m -ω D ．)(21222A B m -ω2．一座塔高24m ，一质量为75kg 的人从塔底走到塔顶. 已知地球的质量为6⨯1024kg ，从日心参考系观察，地球移动的距离为？（ ）（不考虑地球的转动） A ．12m B ．24m C ．4.0⨯-24m D ．3.0⨯-22m3．边长为l 的正方形薄板，其质量为m ．通过薄板中心并与板面垂直的轴的转动惯量为（ ） A ．231ml B ．261ml C ．2121ml D ．2241ml4．μ子的平均寿命为2.2⨯10-6s ．由于宇宙射线与大气的作用，在105m 的高空产生了相对地面速度为0.998c （c 为光速）的μ子，则这些μ子的（ ） A ．寿命将大于平均寿命十倍以上，能够到达地面 B ．寿命将大于平均寿命十倍以上，但仍不能到达地面 C ．寿命虽不大于平均寿命十倍以上，但能够到达地面 D ．寿命将不大于平均寿命十倍以上，不能到达地面5．乐器二胡上能振动部分的弦长为0.3m ，质量线密度为=ρ4⨯10-4kg/m ，调音时调节弦的张力F ，使弦所发出的声音为C 大调，其基频为262Hz. 已知波速ρFu =，则弦中的张力为（ ）A ．1.0NB ．4.2NC ．7.0ND ．9.9N6．一固定的超声波探测器在海水中发出频率为30000Hz 的超声波，被迎面驶来的潜艇反射回来，测得反射波频率与原来的波频率之差（拍频）为241Hz ．已知超声波在海水中的波速为1500m/s ，则潜艇的速率为( ) m/sA ．1B ．2C ．6D ．107．如图所示，两个相同的平板电容器1和2并联，极板平面水平放置．充电后与电源断开，此时在电容器1中一带电微粒P 恰好静止悬浮着。
大学生物理竞赛试题及解答
其中 ^i 代表 x 轴正方向上的单位矢量. 你能否举出理由说明此结果并不正确. 31 ( 6 分) 用牛顿环测定透镜曲率半径实 验中, 为什么有时圆环条纹的中心并非暗斑, 甚至出现亮班 ( 理论上应是暗斑) ? 用什么数 据处理方法能消除它对曲率半径测量的影 响? 四、 在下面两题中任选一题作答. ( 10 分)
(D ) 此问题中谈 a 点、 b 点的电势无意
义 .
71 ( 3 分) 如图示, S 、 S 1、 S 2 为狭缝, P 1、 为线偏振片 (P 及 P ′ 可以撤去) , 其 P 2、 P、 P′
率, ∃ v 为一固定的速率间隔, 则速率在 v ± ∃ v 范围内的分子的百分率随着温度的增加 将 , 速率在 v p 到 v 之间的分子 的百分率随着温度的增加将 . 31 ( 2 分) 从单一热源吸取热量并将其完 全用来对外作功, 是不违反热力学第二定律 的, 例如 过程就是这种情况 . 41 ( 5 分) 如图示, 截面积为 A 、 单位长度 上匝数为 n 的螺绕环上套一边长为 l 的方形 线 圈, 今 在 方 形 线 圈 中 通 以 交 流 电 流 I = I 0 sin Ξt, 螺绕环两端为开端, 则其间电动势的 大小为
中 P 1 和 P 2 的偏振化方向互相垂直, P 和 P ′ 的偏振化方向互相平行, 且与 P 1、 P 2 的偏振 化方向皆成 45° 角. 在下列四种情况下, 屏上 有无干涉条纹. ( 四种情况全部填对才能得 分).
① 撤 掉 P 、P ′ , 保 留 P 1、P 2 , 屏 上 干涉条纹; ② 撤掉 P ′ 保留 P 、 P 1、 P 2 , 屏上 干涉条纹; ③ 撤 掉 P , 保 留 P 1、P 2、P ′ , 屏上 干涉条纹; ④ P 1、P 2、P 、P ′ 同 时 存 在, 屏 上 干涉条纹; ( 81 2 分) 卢瑟福 Α粒子散射实验证实了 , 斯 特 恩—盖 拉 赫 实 验 证 实 了
2022年浙江省宁波市物理竞赛试题
2022 年宁波市物理竞赛试题时间：120 分钟满分：100 分2022 年12 月一、选择题（本题共10 小题，每小题3 分，共30 分。
每小题列出的四个选项中只有一个是符合要求的，不选、多选、错选均不得分）1.引力波是爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”，下列关于引力波说法正确的是A.引力波不携带能量和信息，所以在实际应用中有待进一步研究B.引力波本质上是一种电磁波C.引力波也有频率，所以可以像声波一样被生物听到D.引力波很难被探测到，因为强引力波源离地球都太远了2.方块电阻又称膜电阻，是用于间接表征薄膜膜层、玻璃镀膜膜层等样品上的真空镀膜的热红外性能的测量值，该数值大小可直接换算为热红外辐射率。
方块电阻的大小与样品尺寸无关，其单位为Ω/sq，sq 表示单位面积。
则下列所给单位和方块电阻相同，且是用国际单位制中的基本单位表示的是3.目前许多国产都有指纹解锁功能，用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示。
指纹的凸起部分叫做“嵴”，凹下部分叫做“峪”。
传感器上有大量面积相同的小极板。
当手指贴在传感器上时，这些小极板与正对的皮肤表面形成大量的小电容器，这样在“嵴”和“峪”处形成的电容器的电容大小不同，此时传感器给所有的电容器充电后达到同一电压值，然后电容器放电，电容小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到“嵴”和“峪”的位置，从而形成指纹图像数据。
下列说法正确的是A．充电后在“嵴”处的电容器放电所需的时间短B．沾水潮湿的手指头对指纹识别没有影响C．若在屏上增贴了一层厚度均匀的玻璃膜，则指纹识别解锁功能无法使用D．若手指上油脂较多，则会导致电容器放电时间延长4.如图所示为一个利用皮带进行传动的机器，由于两皮带运行平稳且转速较高。
若甲、乙两机器在某时刻的工作状态如图所示，则下列说法正确的是A B C DA.图甲中，可以判断皮带轮沿顺时针转动，且皮带中A 点所受摩擦力方向向左B.图乙中，可以判断皮带轮沿逆时针转动，且轮上的D 点所受的摩擦力方向向右C.图甲中，若皮带轮顺时针转动，则右轮为主动轮，左轮为被动轮D．图乙中，若皮带轮逆时针转动，则左轮为主动轮，右轮为被动轮5.元宵节是我国的传统节日，自古以来有挂灯笼的习俗。
2019大学生物理竞赛试题
2019年浙江省大学生物理竞赛理论竞赛卷考试形式：闭卷，允许带 无存储功能的计算器 入场 考试时间： 2019 年 12 月 28 日 上午8:30~11:30题序 选择 填空 计1～2计3～4计5～6总 分 附加题分 得分评卷人气体摩尔常量8.31J/(mol K)R =⋅ 玻尔兹曼常量231.3810J/K k -=⨯ 基本电荷191.610C e -=⨯电子质量319.110kg e m -=⨯ 电子伏特191eV 1.610J -=⨯真空中光速8310m/s c =⨯真空介电常数122208.8510C /(N m )ε-=⨯⋅ 真空磁导率70410H /m μπ-=⨯一、选择题：（单选题，每题4分，共40分）1．对质点组有以下几种说法，哪个是不正确的（ ）． A ．质点组的总动能改变与保守力做功无关 B ．质点组的总动量改变与非保守力无关 C ．质点组的总角动量改变与内力大小无关 D ．质点组的势能改变与外力无关2．一只质量为m 的小猴，原来抓住一根用绳吊在天花板上的质量为M 的直杆，悬线突然断开，小猴则沿杆子竖直向上爬以保持它离地面的高度不变，此时直杆下落的加速度为（ ）．A ．gB ．g MmC ．g M m M +D ．g mM m M -+3．一根长为l 、质量为m 的均匀细杆，可绕距其一端为/4l 的水平轴O 在竖直平面内转动．当杆自由悬挂时，给它一个起始角速度ω，如果杆恰能持续绕一个方向转动而不摆动，则ω 需满足的条件为（ ）． A ． l g4>ω B ． lg >ω C ．l g 734>ω D ．l g 12>ω姓名 准考证号__________所在高校__________专业______________ _____________密_________________封_____________线_____________ 密封线内不要答题l/44．如图所示，匀质的圆盘、空心球壳和实心球，具有相同的质量和相同的半径，都可以绕中心对称固定轴转动．同时施加相同的力使这三个物体都从静止开始转动，力的方向都是沿着物体外边缘的切向、并与固定轴垂直．经过相同的时间后，物体的动能由大到小的排序为（ ）．A ．圆盘、空心球壳、实心球B ．实心球、空心球壳、圆盘C ．实心球、圆盘、空心球壳D ．空心球壳、圆盘、实心球5．两个音调不同的声音叠加结果可在示波器光屏上显示出来．A 图表示一对音调不同的声音叠加结果，B 图另一对音调不同的声音叠加结果．由这两个显示图形可知， A 图中所表示的一对声音有（ ）． A ．比较接近的频率 B ．相差较远的频率 C ．与B 中频率完全一样D ．无法判断哪一对音调会有更接近的频率6．两个同心薄金属球壳，半径分别为R 1和R 2 (R 2 > R 1 )，若分别带上电荷q 1和q 2，则两者的电势分别为U 1和U 2 (选无穷远处为电势零点)．现用导线将两球壳相连接，则它们的电势为（ ）．A ．U 1B ． U 2C ．U 1 + U 2D ．)(2121U U +7． 在磁感应强度为B的均匀磁场中作一半径为r 的半球面S ，S 的边缘线所在平面的法线方向单位矢量n 与B的夹角为α ，则通过半球面S 的磁通量(取弯面向外为正)为（ ）．A ． πr 2B . B ． 2πr 2B C ． -πr 2B sin α D ． -πr 2B cos α8．如图所示，有一带正电荷的大块导体，欲测其附近P 点处的场强，将一电荷量为q 0 (q 0 >0 )的点电荷放在P 点，测得它所受的电场力为F ．若电荷量q 0不是足够小，则（ ）． A ． F / q 0比P 点处场强的数值大 B ． F / q 0比P 点处场强的数值小 C ． F / q 0与P 点处场强的数值相等D ． F / q 0与P 点处场强的数值哪个大无法确定q 0PB9． 无限长直导线在P 处弯成半径为R 的圆，当通以电流I 时，则在圆心O 点处的磁感应强度大小等于 （ ）．A ． R I π20μB ．R I 40μC ．11(40π+R Iμ D ． 11(20π-R I μ10．一空气平行板电容器充电后与电源断开，然后在两极板间充满某种各向同性、均匀电介质，则电场强度的大小E 、电容C 、电压U 、电场能量W 四个量各自与充入介质前相比较，增大(↑)或减小(↓)的情形为（ ）．A ．E ↑，C ↑，U ↑，W ↑B ．E ↓，C ↑，U ↓，W ↓ C ．E ↓，C ↑，U ↑，W ↓D ．E ↑，C ↓，U ↓，W ↑二、填空题：（10题，每题4分，共40分）1．如图所示，一质点在Oxy 坐标平面内作逆时针圆周运动，有一力i ky F=作用在质点上，k 为常量．在该质点从坐标原点运动到（R ，R ）位置过程中，力F对质点所做的功为 ．2．质量为100 kg 的货物，平放在卡车底板上．卡车以4 m/s 2的加速度启动．货物与卡车底板无相对滑动．则在初始4秒内摩擦力对该货物做的功W ＝___________________．3．一平面余弦波沿Ox 轴正方向传播，波动表达式为⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=φλπx T t A y 2cos ，则x = -λ 处质点的振动方程为________________________________________；若以 x = λ 处为新的坐标轴原点，且此坐标轴指向与波的传播方向相反，则对此新的坐标轴，该波的波动表达式为______________________________________________．4．有一相对于空气以30 m/s 的速率向右运动的声源，发出固有频率为1000 Hz 的声波，在其运动方向的正前方有一反射面，相对于空气以60 m/s 的速率向左运动．设声波在空气中的传播速度为330 m/s ，则移动反射面接收到的声波频率为 ，从该反射面反射回来的声波波长是 ．5．一电子以v = 0.99c 的速率运动．则电子的总能量为 ，而电子的经典力学动能与相对论动能之比为 ．（电子静止质量为319.110kg e m -=⨯）.6．如图所示，AC 为一根长为2l 的带电细棒，左半部均匀带有负电荷，右半部均匀带有正电荷．电荷线密度分别为λ-和λ+，O 点在棒的延长线上，距A 端的距离为l ，P 点在棒的垂直平分线上，到棒的垂直距离也为l ．以棒的中点B 为电势的零点，则O 点电势U O＝____________；P 点电势U P ＝__________．7．如图所示，一个带电量为-q 的点电荷，位于一原来不带电的金属球外，与球心的距离为d ．则在金属球内，与球心相距为l 的P 点处，由感应电荷产生的场强的大小为________________，方向为________________．8．一通有电流为I 的长导线，弯成如图所示的形状，放在磁感应强度为B 的均匀磁场中，B 的方向垂直纸平面向里．则此导线受到的安培力大小为 ；方向为 ．9．如图所示，金属圆板在均匀磁场中以角速度ω 绕中心轴旋转，均匀磁场的方向平行于转轴．这时，板中心至边缘上任意一点的总感应电动势大小_____________________，方向__________________．10．如图所示，一平行板电容器与电压为V 的电源相联，若将电容器的一极板以等速u 拉开，则当极板间的距离为x 时，电容器内的位移电流密度大小为 ，方向为 ．⨯⨯ ⨯⨯⨯ ⨯ ⨯⨯三、计算题：（5题，共 80分）1．（本题15分）在垂直于匀强磁场B的平面内，有一质量为m、带正电量为q的粒子，以初速率v0开始运动，运动过程中所受阻力为f=-k v，其中k是正常量．试求：（1）t（>0）时刻粒子的速率和经过的路程；（2）当粒子的运动方向相对初始运动方向恰好转过π时的速率．2．（本题15分）用细导线构成半径为R的圆环，水平地固定在空间，环上均匀地带有正电荷Q．在轴线上高度为h（h<<R）的地方，自由地放置一小油滴，其质量为m，带电量为-q．如果忽略重力和空气阻力，试求油滴的运动方程．3．（本题20分）如图所示，质量为m 、半径为R 的均匀实心弹性球在水平面上作纯滚动，球心速度为v 0，与粗糙的墙面发生碰撞后，以相同的球心速度反弹，设球与墙面及地面的摩擦系数均为μ，碰撞过程中球与水平面之间的摩擦可以忽略．则（1）碰撞后，经过一段时间球开始作纯滚动，求此时的球心速度；（2）若球与墙面的碰撞时间为∆t ，为使碰撞时球不会跳离地面，则摩擦系数应满足什么条件？（设碰撞过程中的相互作用力均可视为恒力）．x yz4．（本题15分）如图所示，C +和C -是沿z 轴放置的两根互相绝缘的长直非磁性导体，其中的电流分别沿z 轴的正方向和负方向流动，电流强度均为I ．图中画阴影的部分是两导体的正截面，它们分别是xy 平面中的部分圆，两圆的直径均为D ，两圆心的间距为D /2，已知两导体正截面的阴影面积均为2(/12/8)D π+，每一根导线的电流均匀地分布在自身的正截面内．试求两根导线之间空白区域内的磁场强度分布．5．（本题15分）如图所示，电阻不计的金属丝制成边长为2l 的正方形线框abcd ，处在垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场中．某质量为m 、长度为 2l 、电阻为R 的导体棒MN 可在ac 边与bd 边上无摩擦滑动，且接触良好．建立原点位于bd 中点、平行bd 向右为x 轴的坐标系．t = 0时，棒MN 在外力F 作用下从ab 位置由静止开始运动，其运动方程为x = -l cos ω t ，且棒MN 始终与ab 平行．已知m = 0.1 kg ，l = 0.5 m ，R = 0.1 Ω，B = 0.1T ，ω = 2 rad/s ．（1）求运动到x = 0位置时电阻消耗的电功率；（2）求作用在棒MN 上的安培力F A 等于外力F 的时刻t ．ab四、附加题：（2题，共 40分）1．（本题20分）设一均匀细棒OA ，长为l ，质量为m ，棒可绕O 点处的固定轴在竖直面内无摩擦地转动．初始时A 端与O 点水平，然后由静止释放A ，棒开始转动． （1）求棒的转动过程中，棒对转轴的最大作用力．（2）若转轴能承受的最大作用力为N = kmg （k < 2），则棒转动到某位置时，转轴会突然断裂，求转轴断裂时棒的位置．2．（本题20分）一个核外有两个电子的原子，其核电荷数为Ze ，假设两个电子位于半径为r 的玻尔轨道上，运动过程中这两个电子始终位于原子核对称的两侧．试： （1）计算每个电子受到的合力； （2）计算每个电子轨道运动的速率；（3）利用玻尔角动量量子化规则，计算每个电子基态的玻尔半径； （4）计算原子的总能量；（5）取Z =2，将此作为氦原子的模型，分别计算第一个电子的电离能，以及第二个电子的电离能．O。
第八届全国大学生物理实验竞赛(创新)命题类题目
附件1:第八届全国大学生物理实验竞赛（创新）命题类题目一、可选题目题目1：透明液体浓度测量目的：1)设计制作一种表征并测量透明液体浓度的装置；2)测量透明液体浓度。
要求：1)设计实验方案(含原理）；2)制作一个实验装置；3）给出实验结果讨论测量精度和不确定度。
题目2：声音定位目的：1)探究基于声音探测的定位原理；2)制作一个利用声音探测定位的实际应用装置或实验研究装置。
要求：1)设计实验方案(含原理）；2)制作一个实验装置，实现声源物体的准确定位；3）给出实验结果，信号及噪声处理，讨论测量精度和不确定度。
题目3：冰的导热系数目的：1）搭建实验装置，测量冰的导热系数；2）研究温度、杂质对冰的导热系数的影响。
要求：1）设计实验方案（含原理）；2）制作一个实验装置；3）给出实验结果，分析温度、杂质对结果的影响；4）讨论测量精度和不确定度。
题目4：量子化能级测量实验仪目的：搭建量子化能级测量的实验装置，并对特定物质的量子化能级进行测量。
要求：1)设计实验方案（含原理）；2)制作一个量子化能级测量的实验装置；3）测量特定物质的量子化能级；4）给出实验结果并讨论测量精度和不确定度。
二、考核方式（规范）1、文档含研究报告、PPT和介绍视频等，主要包括以下内容：1）描述对题意的理解，目标定位；2)实验原理和设计方案（理论和实验模型）；3)装置的设计（含系统误差分析）；4）装置的实现；5)实验数据测量与分析；6)性能指标（包括测量范围、精确度、响应时间等)；7)创新点；8）结论与展望；9）参考文献。
2、实物装置1)规格：尺寸、重量；2)成本；3)使用条件及配套要求。
第八届全国大学生物理实验竞赛（创新）工作委员会2022年1月23日附件2：第八届全国大学生物理实验竞赛（创新）自选类题目1.实验仪器制作、改进要求:参赛队伍可以根据自己的兴趣，设计制作一套新仪器/实验，或者改进一套旧仪器，制作或改进应突出对物理实验教学效果或者仪器性能的提升作用，例如，可以使物理图像/规律更直观、拓宽可研究/应用的范围等。
全国大学生物理竞赛历年考试习题(含答案)
全国大学生物理竞赛历年考试习题(含答案)一、选择题1. 下列哪个物理量是标量？A. 速度B. 加速度C. 力D. 质量答案：D解析：质量是标量，因为它只有大小，没有方向。
而速度、加速度和力都是矢量，它们既有大小，又有方向。
2. 下列哪个物理现象可以用牛顿第一定律解释？A. 摩擦力B. 重力C. 弹力D. 惯性答案：D解析：牛顿第一定律也被称为惯性定律，它指出一个物体如果不受外力作用，它将保持静止状态或匀速直线运动状态。
惯性是物体保持其运动状态的性质。
3. 下列哪个物理量是功的单位？A. 焦耳B. 牛顿C. 瓦特D. 库仑答案：A解析：焦耳是功和能量的单位，1焦耳等于1牛顿的力作用在物体上，使物体在力的方向上移动1米的距离所做的功。
4. 下列哪个物理现象可以用安培环路定理解释？A. 电流B. 电阻C. 磁场D. 电压答案：C解析：安培环路定理是电磁学中的一个重要定理，它描述了磁场与电流之间的关系。
该定理指出，通过一个闭合路径的磁场线积分等于该路径所包围的电流总和。
5. 下列哪个物理现象可以用波尔兹曼分布律解释？A. 热力学B. 统计力学C. 量子力学D. 相对论答案：B解析：波尔兹曼分布律是统计力学中的一个重要定律，它描述了在热力学平衡状态下，不同能量状态的粒子数目的分布。
该定律是统计力学的基础之一。
6. 下列哪个物理现象可以用薛定谔方程解释？A. 光的干涉B. 量子隧穿C. 原子光谱D. 相对论效应答案：B解析：薛定谔方程是量子力学中的一个基本方程，它描述了微观粒子在量子态下的行为。
量子隧穿是量子力学中的一个重要现象，它可以用薛定谔方程来解释。
7. 下列哪个物理现象可以用广义相对论解释？A. 光的折射B. 引力透镜C. 狭义相对论效应D. 光的干涉答案：B解析：广义相对论是爱因斯坦提出的一种引力理论，它描述了引力的本质和作用。
引力透镜是广义相对论的一个重要预言，它可以用广义相对论来解释。
8. 下列哪个物理现象可以用电磁感应定律解释？A. 法拉第电磁感应定律B. 安培环路定理C. 楞次定律D. 电磁感应答案：A解析：法拉第电磁感应定律是电磁学中的一个基本定律，它描述了磁场变化产生的感应电动势。
2022年浙江省宁波市物理竞赛试题答案
2022年宁波市物理竞赛参考答案一、选择题（本题共10小题，每小题3分，共30分.每小题列出的四个选项中只有一个是符合要求的，不选、多选、错选均不得分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D BDBBCDBDA二、不定项选择题（本题分A 、B 两组，每组共5小题，每题4分，共20分。
每小题列出的四个备选项中至少有一个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全选的得2分，不选或有错选的得0分） A 组题 11 12 13 14 15 BD BCCACBCB 组题 11 12 13 14 15 ADACCCDAD三、填空题（本题共2小题，共15分）16．221122m mMv Mv P s t v -=- (3分); 2201122m m Mv Mv f v t s -=- (3分)17．(1)ABCGIJ (3分，少选得1分，错选不得分) (2) （3分，分压1分，外接1分，G 表改装1分） (3)BD （3分，少选得1分，错选不得分）四、计算题（本题共3小题，共35分，其中18题分A 、B 两组不同试题） A 组题 18．（1）高斯定律不再成立 ……1分考查点电荷电场，取以点电荷q 为球心，r 为半径的球面为高斯面，有：该闭合曲面的电通量不再仅与曲面内电荷量相关。
……2分 叙述合理即可给分（2）仍可引进电势的概念 ……1分电场力仍为保守有心力，电场力做功与路径无关 ……2分（3）存在电场 ……1分考察球内任意一点P ，以P 为顶点作两个对顶小锥面，面元面积分别为d S 1和d S 2，由几何关系，d S 正比于r 2，即d E 正比于1/r ，矢量和不为零。
……2分 （4）不再分布在表面上 ……1分球内场强不为0，即电荷将向球内移动，直至球内场强处处为零。
……2分B 组题： 18.解：（1）2~4s 内，物块与木板间摩擦力F f =f =μmg =0.2N ……2分 0.04μ= ……1分（2）4~5s 内，木板在摩擦力的作用下减速a =μmg M=0.2m/s 2 ……2分M =1kg ……1分（3）0~2s 内，木板处于平衡状态，F =F f =f =0.12t (N ) ……2分 2~4s 内，木板做匀加速直线运动，f F F F mg ma μ-=-= ……2分F =0.4N ……2分19.解：（1）电场力对电子做功转化为电子动能2012eU mv = ……1分解得v =……1分（2）电子经过一个周期正好飞到荧光屏Lt T v === ……1分220011223322288eU eU T y t t m L m L ⎛⎫=-⨯-⨯ ⎪⎝⎭⋅⋅4Tt =时，y =0 ……1分（3）设从时刻t 进入偏转极板的粒子轨迹恰好与上极板相切201132322168eU T y t L m L ⎛⎫=-⨯= ⎪⎝⎭⋅ ……1分解得8Tt == ……1分220012113122332221648688eU eU T L y y y t t L L m L m L ⎛⎫=-=-⨯-⨯=-= ⎪⎝⎭⋅⋅ ……1分荧光板上有粒子的最高点为y ，最低点为下极板，31761648L L y L ∆=+= ……1分 （4）设t 1时刻进入偏转极板的粒子轨迹恰好与上极板相切，18Tt =设t 2时刻进入偏转极板的粒子恰好轨迹恰好与下极板相切220011322332221688eU eU T y t t L m L m L ⎛⎫=-⨯-⨯=-⎪⎝⎭⋅⋅22564Tt =……2分 2517648322T TT η-== ……2分20.解：（1）设滑块静止时弹簧压缩量为x 0，则有kx 0=mg设物体下落与滑块相碰前的速度大小为0v ，由动能定理得2012mgL mv =设碰后二者粘在一起的共同速度为012v v ==……1分做出ax 图线，由于S ▲=210v -04kLa m=2248kL k L a x m m g=- ……2分由牛顿第二定律得()022k x x F mg ma ++-= ……1分联立解得224kL k LF mg kx x mg=+-- ……2分（2）当滑块向上运动时，若规定向上为滑块和物体所受合力的正方向，则合力()02(1)λλ=+--=-+合F k x x mg mg kx mg……1分当x =x 1时，F 合为正，即1(1)0F kx mg λ=-+>合，代入得1λ< ……1分作出-合F x 图像如图当0F =合时，滑块位置坐标为2(1)λ+=mgx k……1分 设位置坐标为3x 时，滑块速度减为零，根据M 点和N 点关于合力为零的位置对称，故有2232-=-mgx x x k即得32λ=mgx k……1分 滑块速度减为零时不再下降的条件是()302λ-+≤mg k x x mg 解得13λ≥ ……1分综上，。
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2009年浙江省大学生物理创新竞赛真空介电常数)./(1085.822120m N C -⨯=ε，真空中光速s m c /1038⨯=电子伏特J eV 19106.11-⨯= 基本电荷C e 19106.1-⨯=电子质量kg m e 31101.9-⨯= 真空磁导率m H /10470-⨯=πμ万有引力常数2211/.1067.6kg m N G -⨯= 地球质量kg Me 241098.5⨯=一 选择题（单选 每题3分 共30分）1. 一质点沿螺旋线自外向内运动，如图所示。
已知其走过的弧长与时间t 的一次方成正比，则该质点加速度的大小（ ）A 越来越大B 越来越小C 为大于零的常数D 始终为零2.在由两个质点组成的系统中，若质点之间只有万有引力作用，且此系统所受的外力的矢量和为零。
则此系统（）A 动量和机械能守恒，但角动量是否守恒不能确定B 动量守恒，但角动量和机械能是否守恒不能确定C 动量和角动量守恒，但机械能是否守恒不能确定D 机械能和角动量守恒。
但动量是否守恒不能确定。
3．如图所示，当弹簧振子运动到平衡位置时，恰好有一质量为m 0的泥块从正上方落到质量为m 的振子上，并与振子粘在一起运动，则下述结论正确的是（ ）A 振幅变小、周期变小B 振幅变小、周期不变C 振幅变小、周期变大D 振幅不变、周期变小E 振幅不变、周期变大4. 一端固定在天花板上的长细线下，悬吊一装满水的瓶子（瓶的重量不可忽略），瓶底有一小孔，在摆动过程中，瓶内的水不断向外漏，如忽略空气阻力，则从开始漏水到水漏完为止的整个过程中，此摆的摆频率（ ）A 越来越大B 越来越小C 先变大后变小D 先变小后变大E 保持不变 5. 一平面简谐波在t 时刻的波形 曲线如图所示。
若此时a 点处介质质元的振动动能在增大，则（ b ）A ． a 点处质元的弹性势能在减小B ． 波沿x 轴负方向传播C ． b 点处质元的振动动能在减小D 各点的波的能量密度都不随时间变化 6. 在静电场中，如果通过闭合曲面（高斯面）S 的电通量为零，则下面说法中正确的是（ ）A 高斯面上的电场一定处处为零B 高斯面内一定没有电荷C 高斯面内的净电荷一定为零D 高斯面上一定没有电场线穿出 7. 平行板电容器两极板间相互作用力F 与两极板间电压U 的关系是（ ）A UF α B U F 1αC 21UF α D 2U F α 8. 一平行板电容器充电后仍与电源连接，若用绝缘手柄将电容器两极板距离拉大，则极板上电量Q 、电场强度大小E 和电场能量W 将发生如下变化（ ） A ．Q 增大、E 增大、W 增大 B .Q 减小、E 减小、W 减小 C ．Q 减小、E 减小、W 增大 D .Q 增大、E 增大、W 减小9. 磁场由沿空心长直圆筒形导体的均匀分布的电流产生，圆筒半径为R,x 轴垂直于圆筒轴线，原点在中心轴线上。
图A-E 中正确表示B-x 的关系图是（ ）A B C D E 10. 在长直导线附近悬挂着一块长方形薄金属片A, 其重量很轻，A 与直导线共面，如图所示。
当长直导线中突然通以大电流I 时，由于电磁感应，薄片A 中将产生涡电流，则金属片A 在开始瞬间将（ ）A 不动B 向左运动C 只做转动D 向右运动二、填空题：（10题，每题4分，共40分） 1. 一物体做如图所示的斜抛运动，测得在轨道A 点处的速度大小为v ，其方向与水平方向夹角成30度，则物体在A 点的 切向加速度a ＝ gvg 332;22-；轨道的曲率半径p= 。
2质量为m 的一艘宇宙飞船关闭发动机返回地球时，可认为该飞船只在地球的引力场中运动。
已知地球质量为M ，万有引力恒量为G ，则当它从地球中心R1处下降到R2处时，飞船增加的动能应等于 2121R R R R GMm- 。
3.一个质量为m 的质点沿一条由→→→+=j t b i t a r ωωsin cos 定义的空间曲线运动，其中b a , 及ω均为常数，则此质点所受的对原点的力矩为 0 ，对原点的角动量大小为 ωm a b 。
4 普通水槽中的水，在向槽底的排水孔流去时，在排水孔的边沿会形成漩涡。
在北半球观察，由于 力影响，这种漩涡的转动方向总是 时针的。
5.18世纪哲学家康德提出星云说，认为太阳系是由气云组成的。
气云原来很大，由自身引力而收缩，最后聚集成一个个行星及太阳本身。
但是万有引力为什么不能把所有的天体吸引到一起，而是形成了一个扁平的盘状？康德认为，除了万有引力之外还有斥力，把向心加速的天体散射到各个方向，这仍然不能解释为什么系统中的天体基本上都朝同一方向旋转形成一个扁平的盘状。
19世纪拉普拉斯修正了康德的星云说，指出旋转盘状结构的成因是 角动量守恒 。
银河系呈扁平的圆盘形结构。
观察表明，还有许多星系也呈圆盘形。
这可能与角动量守恒有关。
银河系最初可能是球形的，由于某种原因（如与其它星系的相互作用）而具有一定的角动量。
正是这个角动量的存在，使球形的银河系不会在引力作用下凝聚（坍缩）成一团，而只能形成具有一定半径的圆盘形结构。
这是因为在凝聚过程中，角动量守恒 （r 2 ω=常量）要求转速随r 的减小而增大ω∝r -2 ，因而使离心力增大（离心力∝v 2 /r = rω 2 ∝r -3 ），它往往比引力增大（引力 ∝r -2 ）得更快，最终引力会和离心力相互平衡，即角动量守恒 限制了星系在垂直于转轴方向的进一步坍缩。
但角动量守恒并不妨碍星系沿转轴方向的坍缩，因为对这种坍缩，角动量守恒 不要求增加转速。
故星系最终坍缩成圆盘状，在沿轴向坍缩过程中减少的引力势能将以辐射的形式释放掉6. 蝙蝠在洞穴中飞来飞去，能非常有效地用超声波脉冲导航。
假如蝙蝠发出的超声波频率为39kHz ，当它以1/4声速的速度朝着表面平直的岩壁飞去时，它能听到的从岩壁反射回来的超声波频率为 。
7. 如图所示，两列波长为λ的相干波在P 点相遇。
波在S1点振动的初相是1ϕ，S1到P 点的距离是1r ；波在S2的初相是2ϕ，S2到P 点的距离是2r ，以k 代表零或正、负整数，则P 点是干涉极大的条件为 。
8．将一宽度为l 的薄铜片卷成一个半径为R 的细圆筒，设R l 〉〉，电流I 均匀分布通过此铜片，如图所示。
若忽略边缘效应，筒内磁感应强度B 的大小B= ,此装置的自感系数L= .9. 有半导体通以电流I ，放在均匀磁场B 中，其上下表面积累电荷如图所示。
试判断半导体的类型：（a ） 型，(b) 型。
(a) (b)10. 桌子上水平放置一个半径为r=10cm 的金属圆环，其电阻R=1Ω.若地球磁场的磁感应强度的竖直分量为T 5105-⨯，则将环面翻转一次，沿环流过任一截面的电量q= 。
三、计算题：（8题，共80分）1.（本题8分）一个人骑自行车向东而行，在骑车速度10m/s 时，觉得有南风，骑车速度增至15m/s ，觉得有东南风，求风的速度。
2.（本题8分）设从10m 高台跳水的运动员质量为50kg ，入水后身体与运动方向垂直的截面面积为S=0.08m 2,假设人在水中所受合力满足221νρS c f =合，ρ为水的密度，c 为受力系数约为0.5，试求跳水池的水深应该多少比较合理（运动员在入水前可视为自由落体，一般跳水运动员当水中向下速度减少到2m/s 会转身，并以脚蹬池底上浮）?3.（本题12分）电风扇的额定功率为P ，风扇转子的总转动惯量为J ，设风扇收到的空气阻力矩与风扇的角速度ω成正比（设比例系数为k ）。
（1）求电风扇通电后t 秒的角速度；（2）求电风扇稳定转动时的转速；（3）若电风扇稳定转动时断开电源，则风扇还能继续转过多少角度？（提示：电风扇功率为风扇转子的动力矩与风扇角速度的乘积）4.（本题10分）一个身高2m 的人从湖边高25m 的平台上做蹦极跳，弹性绳的一端系在他的脚上，另一端固定在平台上，他从静止开始下落。
弹性绳的长度和弹性选择为恰好他的头触及湖面，其速度减小为零。
最终静止时，人的头高于水面8m 。
（1）求没有被拉伸时的绳长。
（2）求在跳下过程中的最大速度和加速度。
（设人的质心位于人的中心）5．（本题10分）如图所示，一平面简谐波]2)(2cos[πλνπ+-=xt A y 沿x 轴正方向传播，BC 是波密介质的反射面（即反射点为波节）。
波由P 点反射，6,43λλ==DP op .试求：（1）入射波在P 点引起的振动方程；（2）反射波的波动方程；（3）D 点处入射波与反射波的合振动方程。
6．（本题12分）一厚度为2d 的无限大平板，电荷关于中心面对称分布，且x k =ρ，k为正常数，如图所示。
求 （1）中心平面处的电场强度E 1；（2）板内距中心平面α处的电场强度为E2；（3）板外任一点的电场强度E3；（4）画出电场强度E 随x 变化的E~x 曲线。
7．（本题10分）如图所示，电阻率为ρ的金属圆环，内外半径分别为R 1和R2，厚度为d ，均匀磁场B 的 方向与圆环平面垂直，将圆环内外半径边缘分别接在图示电动势为ε的电源两极，圆环可绕通过环心O 垂直于环面的轴转动，求圆环所受到的磁力矩。
8．（本题10）电容法测液面高度。
常用的电容式测液面高度的装置如图所示，在被测液体介质（例如油）中放入两个同轴圆筒形极板。
大圆筒内半径为R ，小圆筒外半径为r ，圆筒的高度为H 。
该圆柱形电容器的电容量随筒内液面高度h 的变化而变化，故可以根据电容量及其变化。
试写出电容量C 与液面高度h 的关系式。
四．附加题：（3题，共30分）1.（本题8分）某热电厂的发电功率为640MW,其热效率为38%，假设排出的热量全部释放到一条河水中，为了使环境温度升高不超过3C 0，试求该河流中水的质量流量（即每秒流过多少千克水）至少为多大？（水的比热容c=4200J/kg.K ）2．(本题10分) 一只装有无线电发射和接收装置的飞船，正以0.8c 的速度飞离地球。
当宇航员发射一无线电信号后，信号经过地球发射，60s 后宇航员才收到返回信号。
问： （1）在地球发射信号的时刻，从飞船上测得地球离飞船多远？ （2）当飞船接收到反射信号时，地球上测得飞船距离地球多远？ 3．（本题12分）“嫦娥1号”奔月卫星与“长征3号”火箭分离后，进入绕地运行的椭圆轨道，近地点离地面高度为km H n 10205.2⨯=，远地点离地面高km H f 1040930.5⨯=，周期为16h ，称为16小时轨道（图中曲线1），随后，为了使卫星离地越来越远，星载发动机先在远地点点火，使卫星进入新轨道（图中曲线2）以抬高近地点。
后来又连续三次在抬高以后的近地点点火，使卫星加速和变轨，抬高远地点，相继进入24小时轨道、48小时轨道和地月转移轨道（图中曲线3、4、5）。