湖南大学生物理竞赛试题及答案

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湖南省第二届大学生物理竞赛试题及答案

（b）先计算在飞船参考系中，信号反射回飞船时地球与它的距离。不难知道，在信号从地球返回飞船的20秒内，地球又远离飞船的距离，所以在飞船参考系中，当飞船收到信号时，两者的距离为
于是，从地球参考系看，两者的距离为
6、解法一：
暗环满足条件为
则暗环及分别满足，
则，，
解法二：
，，
取，，则，将解法一的代入此式，得
因小环沿圆环运动过程中，小球和地球系统只有保守内力——重力做功，所以机械能守恒，则有
由（1）（2）消去得
当，则悬挂圆环细线张力为零，圆环开始上升，即
令，上式为
当，（3）式才有实数根
故，得
所以小球与圆环的质量比至少为时，圆环才有可能上升
将代入（3）式得，得
即，
圆环开始上升的角度
2、解：设小环脱离杆时的角速度为，系统M与m所受外力对A点力矩为零，系统对A点角动量守恒，有
10、（5分）电子在阱宽为0.1nm的一维无限深势阱中运动，用不确定关系估算其最小能量为___________________J。
11、（8分）图示是用惠斯通电桥测量某电压表内阻的线路图，已知大约，量程5V，图中、、都是，0.1级的电阻箱，电池电压6V，若想使测量结果保持4位有效数字，则对、阻值的要求是__________________________，对阻值的要求是________________________________。
4、B；理想气体等温膨胀。
5、减小；负
6、248.5Hz；343
简要说明：
拍频为1.5Hz时有两种可能：，。音叉粘上橡皮泥后质量增加，频率应减少，同时考虑到此时拍频增加，由此可推断出应是的情况，所以。

湖南省大学生物理竞赛试卷及答案

湖南省⼤学⽣物理竞赛试卷及答案湖南省第4届⼤学⽣物理竞赛试卷2011年5⽉14⽇时间：150分钟满分120分⼀、选择题 (每题3分，共18分)1.设某种⽓体的分⼦速率分布函数为，则速率在～内的分⼦的平均速率为（）。

(A) ； (B) ；(C) ； (D) 。

2. 如图所⽰带负电的粒⼦束垂直地射⼊两磁铁之间的⽔平磁场，则( )。

(A) 粒⼦向极移动；(B) 粒⼦向极移动；(C) 粒⼦向下偏转；(D) 粒⼦向上偏转。

3.如图所⽰，⼀个带电量为的点电荷位于⽴⽅体的⾓上，则通过侧⾯的电场强度通量等于（）。

A、； B 、；C、； D 、。

4. 如图所⽰, ⼀光学平板玻璃 A 与待测元件 B 之间形成空⽓劈尖，⽤波长的单⾊光垂直照射，看到的反射光的⼲涉条纹如图所⽰，有些条纹弯曲部分的顶点恰好于其右边条纹的直线部分的切线相切，则⼯件的上表⾯缺陷是 ( ) 。

（A）不平处为凸起纹，最⼤⾼度为；（B）不平处为凸起纹，最⼤⾼度为；（C）不平处为凹槽，最⼤⾼度为；Aq cbda（D）不平处为凹槽，最⼤⾼度为。

5. 在图⽰三种透明材料构成的⽜顿环装置中，⽤单⾊光垂直照射，在反射光中看到⼲涉条纹，则在接触点P处形成的圆斑为( ) 。

(A) 全明； (B) 全暗；(C) 右半部明，左半部暗； (D) 右半部暗，左半部明。

6. 已知粒⼦在⼀维矩形⽆限深势阱中运动，其波函数为：那么粒⼦在处出现的⼏率密度为（）。

(A) ； (B) ； (C) ； (D) 。

⼆、填空题(每题3分，共21分)1. ⼀匀质细杆长为，质量为，杆两端⽤线吊起，保持⽔平，现有⼀条线突然断开，则断开瞬间另⼀条线的张⼒为。

2. 图⽰两条曲线分别表⽰氦、氧两种⽓体在相同温度时分⼦按速率的分布，其中曲线 1 表⽰ _ _⽓分⼦的速率分布曲线，曲线 2 表⽰ __ _ ⽓分⼦的速率分布曲线。

3. ⼀氧⽓瓶的容积为，充⼊氧⽓的压强为，⽤了⼀段时间后压强降为，则瓶中剩下的氧⽓的内能与未⽤前氧⽓的内能之⽐为。

物理竞赛讲解试题及答案

物理竞赛讲解试题及答案
一、选择题
1. 光年是用于测量宇宙距离的单位，它表示的是光在一年内通过的距离。

光年是：
A. 时间单位
B. 长度单位
C. 速度单位
D. 质量单位
答案：B
2. 根据牛顿第三定律，作用力和反作用力：
A. 总是相等的
B. 总是相反的
C. 总是同时发生的
D. 总是作用在同一个物体上
答案：A
3. 以下哪种物质不是导体？
A. 铝
B. 铜
C. 橡胶
D. 银
答案：C
二、填空题
4. 根据能量守恒定律，能量既不能被创造，也不能被______。

答案：消灭
5. 物体在自由下落过程中，其加速度的大小为______ m/s²。

答案：9.8
三、计算题
6. 一辆汽车以10 m/s的速度行驶，紧急刹车后，汽车以4 m/s²的加速度减速。

求汽车完全停止所需的时间。

答案：2.5秒
7. 一个质量为2 kg的物体从静止开始下落，受到的空气阻力是其质量的0.2倍。

求物体下落2秒后的速度。

答案：19.6 m/s
四、简答题
8. 简述电磁感应现象及其应用。

答案：电磁感应现象是指当导体在磁场中运动时，会在导体两端产生电动势的现象。

其应用包括发电机、变压器等。

9. 描述牛顿第一定律，并举例说明其在日常生活中的应用。

答案：牛顿第一定律，也称为惯性定律，指出物体会保持静止状态
或匀速直线运动状态，除非受到外力的作用。

例如，当汽车突然加速时，乘客会向后倾斜，这是因为乘客的身体试图保持原来的静止状态。

湖南科技学院第8届大学生物理竞赛试卷(答案)

湖南科技学院第8届大学生物理竞赛答案一、填空题（每空2分，共计30分）1．（︒-30sin g ，︒30cos 2g υ） 2．（J 12）3.（204a qπε，由O 指向D ） 4.（E R 2π，0）5．（平行于x 轴，沿z 轴的反方向）6．（2222-T mA π）7.（氧气，氢气，1T ）8. （h A 0，mv v h )(201-）二、计算题（共计70分） 1、（12分）解：棒与小球绕轴的转动惯量为3/431222Ml Ml Ml J =+=取棒、球和子弹为系统，在子弹穿过小球时，系统所受外力对轴的合力矩为零，对轴的角动量守恒．设子弹刚穿出小球后，棒的角速度为ω0则有021ωJ l m l m +⋅=v v 由此可解得 ω0＝3m v / 8Ml ①要使棒能转动完整的一周，必须球能摆至最高点，且这时棒的角速度ω ≥0．从最低点到最高点的过程中，棒、球与地球系统的机械能守恒．取球在最低点时重力势能为零，则220212322/21ωωJ l Mg l Mg Mgl J ++⋅=+ ② 由①、②式并利用ω ≥0的条件，可解得子弹的最小入射速率为gl m M24min =v 2、（12分）(1) a r R <<场强：3013π4,π4rr Q E r Qr D ε ==介质内)(b r a <<场强：3023π4,π4rr Q E r r Q D r εε ==; 介质外)(b r >场强：3033π4,π4r r Q E r Qr D ε == 金属球的电势r d r d r d 321 ⋅+⋅+⋅=⎰⎰⎰∞b b a a R E E E U r d 4r d 4r d 433030 ⋅+⋅+⋅=⎰⎰⎰∞b b a r a R r r Q r r Q r r Q πεεπεπε )11(π4)11(π400ba Q a R Q r r -++-=εεεε 3、（12分）解: 计算抛物线与CD 组成的面积内的磁通量⎰⎰=-==aym y B x x y B S B 0232322d )(2d 2ααΦ ∴ v y B t y y B t m 21212d d d d ααε-=-=Φ-= ∵ ay v 22=∴ 212y a v =则 ααεaBy y a y Bi 8222121-=-= i ε实际方向沿ODC ．4、解：(1)等体过程由热力学第一定律得E Q ∆=吸热 )(2)(1212V T T R i T T C E Q -=-=∆=υυ25.623)300350(31.823=-⨯⨯=∆=E Q J对外作功 0=A(2)等压过程)(22)(1212P T T R i T T C Q -+=-=υυ吸热 75.1038)300350(31.825=-⨯⨯=Q J )(12V T T C E -=∆υ内能增加 25.623)300350(31.823=-⨯⨯=∆E J对外作功 5.4155.62375.1038=-=∆-=E Q A J 5、解: 由反射干涉相长公式有λλk ne =+22 ),2,1(⋅⋅⋅=k得 122021612380033.14124-=-⨯⨯=-=k k k ne λ 2=k , 67392=λo A (红色)3=k , 40433=λ o A (紫色)所以肥皂膜正面呈现紫红色．由透射干涉相长公式 λk ne =2),2,1(⋅⋅⋅=k所以 k k ne 101082==λ 当2=k 时， λ =5054o A (绿色)故背面呈现绿色．6、（10分）解：22*)23cos 1(ax a πψψψ== a a a a a a a a 21)21(14cos 1)4(cos 145cos 12653cos 122222===+===πππππ。

湖南省第十四届大学生力学竞赛试题

湖南省第十四届大学生力学竞赛试题1. 滑动摩擦是指物体接触面作相对滑动或具有相对趋势时的摩擦，可分为 ___ 和___ 两种情况。

[填空题] *空1答案：静滑动摩擦空2答案：动滑动摩擦2. 力是物体间相互作用的机械作用，力的作用效果取决于力的三要素，即力的___、___ 、___ 。

[填空题] *空1答案：大小空2答案：方向空3答案：作用力3. 轴力的符号习惯上规定：拉伸为 ___ ，压缩为 ___ [填空题] *空1答案：正空2答案：负4. 力偶矩是一个代数量，绝对值等于力的大小与力偶臂的乘积，正负号表示力偶的转向，逆时针转向为 ___ ，反之顺时针为负。

[填空题] *空1答案：正5. 当杆件受到矢量方向垂直于轴线的外力或外力偶作用时，其轴线将由直线变为曲线。

以轴线变弯为主要特征的变形形式，称为 ___ 。

[填空题] *空1答案：弯曲6. 在小变形条件下，当梁内应力不超过材料的比例极限时，挠曲线近似微分方程，是一个线性微分方程，因此可以用___ 来求解梁的变形 [填空题] *空1答案：叠加法7. 物体在力的作用下，内部任意两点之间的距离都保持不变，即不发生位移，这样的物体称为刚体。

（） [判断题] *对(正确答案)错8. 约束力来自于约束，它的作用取决于主动力的情况，和约束的状态。

（） [判断题] *对错(正确答案)9. 静力学主要研究三个问题：力系的简化、物体的受力分析，力系的平衡条件及其应用。

（） [判断题] *对(正确答案)10. 加减平衡力系原理，只适用于刚体，而不能用于变形。

（） [判断题] *对(正确答案)错11. 工程中有些杆件在两端作用有两个大小相等、方向相反、且作用面垂直于杆件轴线的力偶，使杆件的任意两个横截面都发生绕杆件轴线作相对转动的变形，这种变形成为扭转变形。

（） [判断题] *对(正确答案)错12. 单项选择力的可传性原理只适用于（）。

A、铅垂体B、圆锥体C、刚体D、正方体 [单选题] *ABC(正确答案)D13. 单项选择作用于物体上同一点的两个力，可以合成一个（）。

大学生物理竞赛12参加省竞赛集训考试1

v v0
aA
M R O
击时间极短．问：
(1) 以车轮、子弹为研究系统，撞击前后系统的动量是否守恒？为什么？动
能是否守恒？为什么？角动量是否守恒？为什么？
(2) 子弹和轮开始一起运动时，轮的角速度是多少？
20. (本题 5分)(2812)
如图电路中，开关 K 闭合及断开过程中自感电动势能不能比电池的电动势大？试分别说明之.
d/2
地插入两板中间，则导体薄板 C 的电势 UC＝
B
______________．
第 2页
10. (本题 5分)(5660)
如图，P1、P2 为偏振化方向间夹角为a 的两个偏振片．光强为 I0 的平行自然光垂直入射到 P1 表面上，则通过 P2 的光强 I＝__________．若在 P1、P2 之间插入第三个偏振片 P3，则通过 P2 的光强发生了变化．实验
环所在的竖直平面内作简谐振动，则其周期为
(A) 2p l + R ． g
(B)
2R2 + l 2 2p
．
g(R + l)
(C) 2p l ．
(D) 2p R 2 + (R + l)2 ．
［
g
g(R + l)
O l R
］
第 1页
5. (本题 3分)(1003)
下列几个说法中哪一个是正确的？
(A) 电场中某点场强的方向，就是将点电荷放在该点所受电场力的方向.
17. (本题 8分)(4767)
当氢原子从某初始状态跃迁到激发能(从基态到激发态所需的能量)为 DE = 10.19 eV 的状态时，发射出光子的波长是l=4860 Å，试求该初始状态的能量和主量子数．(普朗克常量 h =6.63×10-34 J·s，1 eV =1.60×10-19 J)

湖南省第四届大学生物理竞赛试卷答案

2
(V2 V1 ) R CV C p (V2 V1 )
，
即 2 1
(2 分)
湖南省第 4 届大学生物理竞赛试卷评分标准（第 6 页
共 6 页）
d 2 x g x0 dt 2 L
(6)
f 1 mg
(7)
(7)代入(1)，整理后可得
因此，木板作简谐振动其振动周期为
(3 分)
T 2
L g

(2 分)
5. 实验表明，在靠近地面处有相当强的电场，电场强度 E 垂直于地面向下，大小约为100 N / C ；在离地面1.5km 高的地方， E 也是垂直于地面向下的，大小约为 25 N / C 。 (1) 试计算从地面到此高度大气中电荷的平均体密度； (2) 假设地球表面处的电场强度完全是由均匀分布在地表面的电荷产生，求地面上的电荷面密度。
V1
V2
V
考虑到 ( p B1 p A1 ) k (V2 V1 ) ，循环过程 A1 B1C1 A1 对外做功为
W1
1 1 1 ( p B1 pC1 )(V2 V1 ) ( p B1 p A1 )(V2 V1 ) k (V2 V1 ) 2 2 2 2
(2 分)
N1 N 2 mg 0 N 2 ( L x) N1 ( L x) 0 f1 N1 f 2 N 2
由(2)、(3)可得：
(2) (3) (4) (5) (5 分)
N 1 mg
因此
Lx Lx ， N 2 mg 2L 2L Lx Lx ， f 2 mg 2L 2L

2L
X 向：摩擦力 f1 、 f 2
湖南省第 4 届大学生物理竞赛试卷评分标准（第 2 页共 6 页）

大学物理竞赛选拔试卷及答案

A BDl 0v大学物理竞赛选拔试卷1. （本题6分）一长度为l的轻质细杆，两端各固结一个小球A、B（见图），它们平放在光滑水平面上。

另有一小球D，以垂直于杆身的初速度v0与杆端的Α球作弹性碰撞．设三球质量同为m，求：碰后（球Α和Β）以及D球的运动情况．2. （本题6分）质量m =10 kg、长l =40 cm的链条，放在光滑的水平桌面上，其一端系一细绳，通过滑轮悬挂着质量为m1 =10 kg的物体，如图所示．t = 0时,系统从静止开始运动, 这时l1 = l2 =20 cm< l3．设绳不伸长，轮、绳的质量和轮轴及桌沿的摩擦不计，求当链条刚刚全部滑到桌面上时，物体m1速度和加速度的大小．3.（本题6分）长为l的匀质细杆，可绕过杆的一端O点的水平光滑固定轴转动，开始时静止于竖直位置．紧挨O点悬一单摆，轻质摆线的长度也是l，摆球质量为m．若单摆从水平位置由静止开始自由摆下，且摆球与细杆作完全弹性碰撞，碰撞后摆球正好静止．求：(1) 细杆的质量．(2) 细杆摆起的最大角度?．4. （本题6分）质量和材料都相同的两个固态物体，其热容量为C．开始时两物体的温度分别为T1和T2（T1 > T2）．今有一热机以这两个物体为高温和低温热源，经若干次循环后，两个物体达到相同的温度，求热机能输出的最大功A max．5. （本题6分）如图所示，为某种一定量的理想气体进行的一个循环过程，它是由一个卡诺正循环12341 和一个卡诺逆循环15641 组成．已知等温线温度比T1/ T2= 4，卡诺正逆循环曲线所包围面积大小之比为S1 / S2 = 2．求循环的效率?．6. （本题6分）将热机与热泵组合在一起的暖气设备称为动力暖气设备，其中带动热泵的动力由热机燃烧燃料对外界做功来提供.热泵从天然蓄水池或从地下水取出热量，向温度较高的暖气系统的水供热.同时，暖气系统的水又作为热机的冷却水.若燃烧1kg燃料，锅炉能获得的热量为H，锅炉、地下水、暖气系统的水的温度分别为210℃，15℃，60℃.设热机及热泵均是可逆卡诺机.试问每燃烧1kg燃料，暖气系统所获得热量的理想数值（不考虑各种实际损失）是多少？7. （本题5分）如图所示，原点O是波源，振动方向垂直于纸面，波长是?．AB为波的反射平面，反射时无相位突变?．O点位于A点的正上方，hAO=．Ox轴平行于AB．求Ox轴上干涉加强点的坐标（限于x≥0）．8. （本题6分）一弦线的左端系于音叉的一臂的A点上，右端固定在B点，并用T = 7.20 N的水平拉力将弦线拉直，音叉在垂直于弦线长度的方向上作每秒50次的简谐振动（如图）．这样，在弦线上产生了入射波和反射波，并形成了驻波．弦的线密度?= 2.0 g/m，弦线上的质点离开其平衡位置的最大位移为4 cm．在t = 0时，O点处的质点经过其平衡位置向下运动，O、B之间的距离为L = 2.1 m．试求：(1) 入射波和反射波的表达式；(2) 驻波的表达式．9. （本题6分）用每毫米300条刻痕的衍射光栅来检验仅含有属于红和蓝的两种单色成分的光谱．已知红谱线波长?R在0.63─0.76?m范围内，蓝谱线波长?B在0.43─0.49 ?m范围内．当光垂直入射到光栅时，发现在衍射角为24.46°处，红蓝两谱线同时出现．(1) 在什么角度下红蓝两谱线还会同时出现？(2) 在什么角度下只有红谱线出现？10. （本题6分）如图所示，用波长为?= 632.8 nm (1 nm = 10-9 m)的单色点光源S照射厚度为e = 1.00×10-5 m、折射率为n2 = 1.50、半径为R = 10.0 cm的圆形薄膜F，点光源S与薄膜F的垂直距离为d = 10.0 cm，薄膜放在空气（折射率n1 = 1.00）中，观察透射光的等倾干涉条纹．问最多能看到几个亮纹？（注：亮斑和亮环都是亮纹）．11. （本题6分）507⨯双筒望远镜的放大倍数为7，物镜直径为50mm.据瑞利判据，这种望远镜的角分辨率多大？设入射光波长为nm 550.眼睛瞳孔的最大直径为7.0mm .求出眼睛对上述入射光的分辨率.用得数除以7，和望远镜的角分辨率对比，然后判断用这种望远镜观察时实际起分辨作用的是眼睛还是望远镜.12. （本题6分）一种利用电容器控制绝缘油液面的装置示意如图. 平行板电容器的极板插入油中，极板与电源以及测量用电子仪器相连，当液面高度变化时，电容器的电容值发生改变，使电容器产生充放电，从而控制电路工作. 已知极板的高度为a ，油的相对电容率为εr ，试求此电容器等效相对电容率与液面高度h 的关系.13. （本题6分）在平面螺旋线中，流过一强度为I 的电流，求在螺旋线中点的磁感强度的大小．螺旋线被限制在半径为R 1和R 2的两圆之间，共n 圈．[提示：螺旋线的极坐标方程为b a r +=θ，其中a ，b 为待定系数]14. （本题6分）一边长为a 的正方形线圈，在t = 0 时正好从如图所示的均匀磁场的区域上方由静止开始下落，设磁场的磁感强度为B(如图)，线圈的自感为L ，质量为m ，电阻可忽略．求线圈的上边进入磁场前，线圈的速度与时间的关系．15. （本题6分）如图所示，有一圆形平行板空气电容器，板间距为b ，极板间放一与板绝缘的矩形线圈．线圈高为h ，长为l ，线圈平面与极板垂直，一边与极板中心轴重合，另一边沿极板半径放置．若电容器极板电压为U 12 = U m cos ? t ，求线圈电压U 的大小． 16. （本题6分）在实验室中测得电子的速度是0.8c ，c 为真空中的光速．假设一观察者相对实验室以0.6c 的速率运动，其方向与电子运动方向相同，试求该观察者测出的电子的动能和动量是多少？（电子的静止质量m e ＝9.11×10?31kg ）17. （本题6分）已知垂直射到地球表面每单位面积的日光功率（称太阳常数）等于1.37×103 W/m 2． (1) 求太阳辐射的总功率． (2) 把太阳看作黑体，试计算太阳表面的温度．（地球与太阳的平均距离为1.5×108 km ，太阳的半径为6.76×105 km ，? = 5.67×10-8 W/(m 2·K 4)） 18. （本题6分））已知氢原子的核外电子在1s 态时其定态波函数为 a r a /3100e π1-=ψ，式中 220e m h a e π=ε ．试求沿径向找到电子的概率为最大时的位置坐标值．( ?0 = 8.85×10-12 C 2·N -1·m -2 ，h = 6.626×10-34 J ·s ， m e = 9.11×10-31 kg ， e = 1.6 ×10-19 C )参考答案1. （本题6分）解：设碰后刚体质心的速度为v C ，刚体绕通过质心的轴的转动的角速度为?，球D 碰后的速度为v ?，设它们的方向如图所示．因水平无外力，系统动量守恒：C m m m v v v )2(0+'= 得：(1)20C v v v ='- 1分弹性碰撞，没有能量损耗，系统动能不变；222220])2(2[21)2(212121ωl m m m m C ++'=v v v ，得 (2)22222220l C ω+='-v v v 2分系统对任一定点的角动量守恒,选择与A 球位置重合的定点计算．A 和D 碰撞前后角动量均为零，B 球只有碰后有角动量，有])2([0C B l ml ml v v -==ω，得(3)2lC ω=v 2分(1)、(2)、(3)各式联立解出 lC 00;2;0vv v v ==='ω。

物理竞赛大学试题及答案

物理竞赛大学试题及答案一、选择题（每题4分，共20分）1. 下列关于光的波粒二象性的描述中，正确的是：A. 光在传播过程中，有时表现为波动性，有时表现为粒子性。

B. 光的波动性与粒子性是相互排斥的。

C. 光的波粒二象性是指光既具有波动性又具有粒子性。

D. 光的粒子性只有在与物质相互作用时才会表现出来。

答案：C2. 根据牛顿第二定律，下列说法正确的是：A. 物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。

B. 物体的加速度与作用力成反比，与物体的质量成正比。

C. 物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成正比。

D. 物体的加速度与作用力无关，与物体的质量无关。

答案：A3. 在理想气体状态方程中，下列哪个变量是温度的函数？A. 压强B. 体积C. 分子数D. 摩尔质量答案：A4. 根据电磁感应定律，下列说法正确的是：A. 感应电动势与导体运动速度成正比。

B. 感应电动势与导体运动速度成反比。

C. 感应电动势与导体运动速度无关。

D. 感应电动势与导体运动速度的关系取决于磁场的强度。

答案：C5. 根据能量守恒定律，下列说法正确的是：A. 能量可以在不同形式之间相互转换，但总量不变。

B. 能量可以在不同形式之间相互转换，总量可以增加。

C. 能量可以在不同形式之间相互转换，总量可以减少。

D. 能量不可以在不同形式之间相互转换。

答案：A二、填空题（每题4分，共20分）1. 根据库仑定律，两点电荷之间的力与它们的电荷量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成______。

答案：反比2. 一个物体在水平面上以恒定加速度运动，若其初速度为零，加速度为2m/s²，则在第3秒内通过的位移为______。

答案：9m3. 理想气体的内能只与温度有关，对于一定质量的理想气体，其内能与温度的关系为U=______。

答案：nRT4. 根据麦克斯韦方程组，电场的旋度与______成正比。

答案：变化的磁场5. 在量子力学中，波函数的平方代表粒子在空间某点出现的概率密度，波函数的归一化条件是∫ψ²dτ=______。

物理竞赛试题及答案

物理竞赛试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是：A. 299,792,458 m/sB. 3.00 x 10^8 m/sC. 3.00 x 10^5 km/sD. 3.00 x 10^8 km/s答案：B2. 牛顿第三定律指出：A. 作用力和反作用力总是相等的B. 作用力和反作用力方向相反C. 作用力和反作用力大小相等，方向相反D. 作用力和反作用力大小相等，方向相同答案：C3. 以下哪种物质具有超导性质？A. 铜B. 铝C. 汞D. 铅答案：C4. 根据热力学第一定律，以下哪种说法是正确的？A. 能量守恒B. 能量可以被创造或消灭C. 能量可以转化为质量D. 能量可以在不同形式间转换，但总量不变答案：D二、填空题（每题5分，共20分）1. 国际单位制中，力的单位是______。

答案：牛顿（N）2. 一个物体在水平面上以恒定速度运动，其受到的摩擦力等于______。

答案：牵引力3. 根据欧姆定律，电流I与电压V和电阻R之间的关系是I = ______。

答案：V/R4. 根据理想气体定律，一定质量的理想气体在等压条件下，体积V与温度T之间的关系是V ∝ ______。

答案：T三、计算题（每题10分，共40分）1. 一个质量为5kg的物体从静止开始自由落体，忽略空气阻力，求物体下落10秒后的速度。

答案：根据自由落体运动的公式 v = gt，其中 g = 9.8 m/s²（重力加速度），t = 10s。

v = 9.8 m/s² × 10s = 98 m/s2. 一个电阻为20Ω的电阻器通过一个电流为2A的电流，求电阻器两端的电压。

答案：根据欧姆定律 V = IR，其中 I = 2A，R = 20Ω。

V = 2A × 20Ω = 40V3. 一个质量为2kg的物体在水平面上受到一个10N的力，求物体的加速度。

答案：根据牛顿第二定律 F = ma，其中 F = 10N，m = 2kg。

大学物理竞赛选拔试卷及答案

A BDl 0v大学物理竞赛选拔试卷1.（本题6分）一长度为l的轻质细杆，两端各固结一个小球A、B（见图），它们平放在光滑水平面上。

另有一小球D，以垂直于杆身的初速度v0与杆端的Α球作弹性碰撞．设三球质量同为m，求：碰后（球Α和Β）以及D球的运动情况．2.（本题6分）质量m=10kg、长l=40cm的链条，放在光滑的水平桌面上，其一端系一细绳，通过滑轮悬挂着质量为m1=10kg的物体，如图所示．t=0时,系统从静止开始运动,这时l1=l2=20cm<l3．设绳不伸长，轮、绳的质量和轮轴及桌沿的摩擦不计，求当链条刚刚全部滑到桌面上时，物体m1速度和加速度的大小．3.（本题6分）长为l的匀质细杆，可绕过杆的一端O点的水平光滑固定轴转动，开始时静止于竖直位置．紧挨O点悬一单摆，轻质摆线的长度也是l，摆球质量为m．若单摆从水平位置由静止开始自由摆下，且摆球与细杆作完全弹性碰撞，碰撞后摆球正好静止．求：(1)细杆的质量．(2)细杆摆起的最大角度?．4.（本题6分）质量和材料都相同的两个固态物体，其热容量为C．开始时两物体的温度分别为T1和T2（T1>T2）．今有一热机以这两个物体为高温和低温热源，经若干次循环后，两个物体达到相同的温度，求热机能输出的最大功A max．5.（本题6分）如图所示，为某种一定量的理想气体进行的一个循环过程，它是由一个卡诺正循环12341和一个卡诺逆循环15641组成．已知等温线温度比T1/T2=4，卡诺正逆循环曲线所包围面积大小之比为S1/S2=2．求循环的效率?．6.（本题6分）将热机与热泵组合在一起的暖气设备称为动力暖气设备，其中带动热泵的动力由热机燃烧燃料对外界做功来提供.热泵从天然蓄水池或从地下水取出热量，向温度较高的暖气系统的水供热.同时，暖气系统的水又作为热机的冷却水.若燃烧1kg燃料，锅炉能获得的热量为H，锅炉、地下水、暖气系统的水的温度分别为210℃，15℃，60℃.设热机及热泵均是可逆卡诺机.试问每燃烧1kg燃料，暖气系统所获得热量的理想数值（不考虑各种实际损失）是多少？7.（本题5分）如图所示，原点O是波源，振动方向垂直于纸面，波长是?．AB为波的反射平面，反射时无相位突变?．O点位于A点的正上方，hAO=．Ox轴平行于AB．求Ox轴上干涉加强点的坐标（限于x≥0）．8.（本题6分）一弦线的左端系于音叉的一臂的A点上，右端固定在B点，并用T=7.20N的水平拉力将弦线拉直，音叉在垂直于弦线长度的方向上作每秒50次的简谐振动（如图）．这样，在弦线上产生了入射波和反射波，并形成了驻波．弦的线密度?=2.0g/m，弦线上的质点离开其平衡位置的最大位移为4cm．在t=0时，O点处的质点经过其平衡位置向下运动，O、B之间的距离为L=2.1m．试求：(1)入射波和反射波的表达式；(2)驻波的表达式．9.（本题6分）用每毫米300条刻痕的衍射光栅来检验仅含有属于红和蓝的两种单色成分的光谱．已知红谱线波长?R在0.63─0.76?m范围内，蓝谱线波长?B在0.43─0.49?m范围内．当光垂直入射到光栅时，发现在衍射角为24.46°处，红蓝两谱线同时出现．(1)在什么角度下红蓝两谱线还会同时出现？(2)在什么角度下只有红谱线出现？10.（本题6分）如图所示，用波长为?=632.8nm(1nm=10-9m)的单色点光源S照射厚度为e=1.00×10-5m、折射率为n2=1.50、半径为R=10.0cm的圆形薄膜F，点光源S与薄膜F的垂直距离为d=10.0cm，薄膜放在空气（折射率n1=1.00）中，观察透射光的等倾干涉条纹．问最多能看到几个亮纹？（注：亮斑和亮环都是亮纹）．11.（本题6分）507⨯双筒望远镜的放大倍数为7，物镜直径为50mm.据瑞利判据，这种望远镜的角分辨率多大？设入射光波长为nm550.眼睛瞳孔的最大直径为7.0mm.求出眼睛对上述入射光的分辨率.用得数除以7，和望远镜的角分辨率对比，然后判断用这种望远镜观ha察时实际起分辨作用的是眼睛还是望远镜.12.（本题6分）一种利用电容器控制绝缘油液面的装置示意如图.平行板电容器的极板插入油中，极板与电源以及测量用电子仪器相连，当液面高度变化时，电容器的电容值发生改变，使电容器产生充放电，从而控制电路工作.已知极板的高度为a ，油的相对电容率为εr ，试求此电容器等效相对电容率与液面高度h 的关系.13.（本题6分）在平面螺旋线中，流过一强度为I 的电流，求在螺旋线中点的磁感强度的大小．螺旋线被限制在半径为R 1和R 2的两圆之间，共n 圈．[提示：螺旋线的极坐标方程为b a r +=θ，其中a ，b 为待定系数]14.（本题6分）一边长为a 的正方形线圈，在t =0时正好从如图所示的均匀磁场的区域上方由静止开始下落，设磁场的磁感强度为B(如图)，线圈的自感为L ，质量为m ，电阻可忽略．求线圈的上边进入磁场前，线圈的速度与时间的关系．15.（本题6分）如图所示，有一圆形平行板空气电容器，板间距为b ，极板间放一与板绝缘的矩形线圈．线圈高为h ，长为l ，线圈平面与极板垂直，一边与极板中心轴重合，另一边沿极板半径放置．若电容器极板电压为U 12=U m cos ?t ，求线圈电压U 的大小．16.（本题6分）在实验室中测得电子的速度是0.8c ，c 为真空中的光速．假设一观察者相对实验室以0.6c 的速率运动，其方向与电子运动方向相同，试求该观察者测出的电子的动能和动量是多少？（电子的静止质量m e ＝9.11×10?31kg ）17.（本题6分）已知垂直射到地球表面每单位面积的日光功率（称太阳常数）等于1.37×103W/m 2． (1)求太阳辐射的总功率．(2)把太阳看作黑体，试计算太阳表面的温度．（地球与太阳的平均距离为1.5×108km ，太阳的半径为6.76×105km ，?=5.67×10-8W/(m 2·K 4)） 18.（本题6分））已知氢原子的核外电子在1s 态时其定态波函数为a r a /3100e π1-=ψ，式中220em h a e π=ε．试求沿径向找到电子的概率为最大时的位置坐标值．(?0=8.85×10-12C 2·N -1·m -2，h =6.626×10-34J ·s ，m e =9.11×10-31kg ，e =1.6×10-19C)参考答案1.（本题6分）解：设碰后刚体质心的速度为v C ，刚体绕通过质心的轴的转动的角速度为?，球D 碰后的速度为v ?，设它们的方向如图所示．因水平无外力，系统动量守恒：C m m m v v v )2(0+'=得：(1)20C v v v ='-1分弹性碰撞，没有能量损耗，系统动能不变；222220])2(2[21)2(212121ωl m m m m C ++'=v v v ，得(2)22222220l C ω+='-v v v 2分系统对任一定点的角动量守恒,选择与A 球位置重合的定点计算．A 和D 碰撞前后角动量均为零，B 球只有碰后有角动量，有])2([0C B l ml ml v v -==ω，得(3)2lC ω=v 2分(1)、(2)、(3)各式联立解出lC 00;2;0vv v v ==='ω。

湖南科技学院第8届大学生物理竞赛试卷(试题)

湖南科技学院第8届大学生物理竞赛试卷时间：120分钟满分100分一、填空题（每空2分，共计30分）1．一物体作如图所示的斜抛运动，测得在轨道Ｐ点处速度大小为v ，其方向与水平方向成30°角。

则物体在Ｐ点的切向加速度a τ= ，轨道的曲率半径ρ= 。

2．一质点在二恒力的作用下，位移为△r=3i +8j（m ），在此过程中，动能增量为24J ，已知其中一恒力1F =12i -3j（N ），则另一恒力所作的功为。

3．如图所示，边长分别为a 和b 的矩形，其A 、B 、C 三个顶点上分别放置三个电量均为q 的点电荷，则中心O 点的场强为方向。

4. 在场强为E 的均匀电场中取一半球面，其半径为R ，电场强度的方向与半球面的对称轴平行。

则通过这个半球面的电通量为，若用半径为R 的圆面将半球面封闭，则通过这个封闭的半球面的电通量为。

5．如图所示，正电荷q 在磁场中运动，速度沿x 轴正方向。

若电荷q 不受力，则外磁场B的方向是__________；若电荷q 受到沿y 轴正方向的力，且受到的力为最大值，则外磁场的方向为__________。

6．质量为m 的物体和一轻弹簧组成弹簧振子其固有振动周期为T ，当它作振幅为A 的自由简谐振动时，其振动能量E = 。

7. 同一温度下的氢气和氧气的速率分布曲线如右图所示，其中曲线1为_____________的速率分布曲线，__________的最概然速率较大（填“氢气”或“氧气”）。

若图中曲线表示同一种气体不同温度时的速率分布曲线，温度分别为T 1和T 2且T 1<T 2；则曲线1代表温度为________的分布曲线（填T 1或T 2）。

8. 已知某金属的逸出功为0A ，用频率为1γ光照射使金属产生光电效应，则，（1）该金属的红限频率0γ=____________；（2）光电子的最大速度v =___________。

B二、计算题（第1到第5题，每题12分，第6题10分，共计70分）1、（12）有一质量为M 、长度为l 的均匀细棒，其一端固结一个质量也为M 的小球，可绕通过另一端且垂直于细棒的水平光滑固定轴自由转动．最初棒自然下垂．现有一质量为m 的子弹，在垂直于轴的平面内以水平速度v射穿小球，子弹穿过小球时速率减为v 21，要使棒能绕轴作完整的一周转动，子弹入射时的速率至少必须为多大？2、（12分）半径为R 的金属球带电荷Q ，球外套一个同心球壳的均匀电介质，其内外半径分别为a 和b ，相对介电常数为r ε（如图所示）。

(完整word版)湖南大学生物理竞赛试题及答案,推荐文档

湖南省第3届大学生物理竞赛试卷2、氢原子中处于2P 状态的电子，描述其量子态的四个量子数[]1 111(A) (2,2,1, 2)(B) (2,0,0,2) (C) (2,1, 1, 2) (D) (2,0,1,-)谱线。

在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处(A) 2,3,4,5 ……(B) 2,5,8,11 ……(C) 2,4,6,8 …4、长为2L 、质量为m 的均匀直棒的两端用绳自天花板竖直吊住，若一端突然剪断，剪断绳的瞬间另一端绳中的张力为： [](A) 1mg(B) mg(C) 3 mg(D) 2 mg24 4二、填空题(每题 3分，共18分)4一 ...........................1、电子枪的加速电压 U 5 10 V,则电子的速度(考虑相对论效应) 电子的德布罗意波长。

2、弦上一驻波，其相邻两节点的距离为 ,形成驻波的行波的波速为r3、长为L 的铜棒ab 在垂直于匀强磁场 B 的平面内以角速度作逆时r针转动，B 垂直于转动平面向里，如图所示。

则棒中的动生电动势为 , a 、b 两端何端电势高 (填 a 或 b)。

线)的条数是 5、用白光垂直照射在厚度为 4 10 5cm,折射率为1.5的薄膜表面上，在可见光范围内,(2010年4月24日) 时间150分钟满分120分一、选择题(每题 3分，共12分) 1、真空中波长为的单色光，在折射率为 n 的透明介质中从两点相位差为3 ,则此路径AB 的光程为 A 沿某路径传播到 B,若A, B[](A) 1.5(B) 1.5 / n(C) 1.5n(D) 3(n,l, m i ,m s )可能取的值为3、某元素的特征光谱中含有波长分别为91450nm 和 2 750 nm (1nm 10 m)的光2的谱线的级数将是[](D) 3,6,9,12……65cm ,弦的振动频率为 230Hz ,贝U 波长为4、一均匀带正电的无限长直导线，电荷线密度为,其单位长度上总共发出的电场线( E反射光中因干涉而加强的光波的波长为。

物理竞赛全国试题及答案

物理竞赛全国试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 光在真空中的传播速度是：A. 3×10^8 m/sB. 3×10^5 m/sC. 3×10^7 m/sD. 3×10^6 m/s答案：A2. 根据牛顿第二定律，力和加速度的关系是：A. F = maB. F = ma^2C. F = m/aD. F = a/m答案：A3. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动，经过时间t，其位移s与时间t的关系是：A. s = 1/2at^2B. s = atC. s = a^2tD. s = 2at^2答案：A4. 两个完全相同的金属球，当它们相互接触后，再分开，它们的电荷量将：A. 相等B. 增加D. 不变答案：A5. 一个物体在水平面上受到一个恒定的力作用，若该力的方向与物体运动方向相反，则物体将：A. 做匀速直线运动B. 做匀加速直线运动C. 做匀减速直线运动D. 静止不动答案：C6. 根据热力学第二定律，下列说法正确的是：A. 热量不能自发地从低温物体传向高温物体B. 热量可以自发地从低温物体传向高温物体C. 热量不能自发地从高温物体传向低温物体D. 热量可以自发地从高温物体传向低温物体答案：A7. 一个理想气体在等温过程中，其压强P与体积V的关系是：A. P ∝ VB. P ∝ 1/VC. P ∝ V^2D. P ∝ 1/V^2答案：B8. 根据电磁感应定律，当一个闭合电路中的磁通量发生变化时，电路中将产生：A. 电流B. 电压C. 电阻答案：B9. 一个物体在竖直方向上受到两个力的作用，一个是重力，另一个是向上的拉力，若拉力大于重力，则物体将：A. 静止B. 向下加速运动C. 向上加速运动D. 匀速直线运动答案：C10. 在光的干涉现象中，两束相干光波相遇时，若它们的相位差为0，则在干涉区域将出现：A. 暗条纹B. 明条纹C. 无干涉现象D. 无法确定答案：B二、填空题（每题4分，共20分）1. 根据能量守恒定律，一个物体的动能和势能之和在没有外力作用的情况下______。

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。

物理竞赛湖南试题及答案

物理竞赛湖南试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是（）。

A. 3×10^8 m/sB. 3×10^5 m/sC. 3×10^6 m/sD. 3×10^7 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. 一个物体从静止开始自由落体运动，其下落高度h与时间t的关系是（）。

A. h = 1/2gt^2B. h = gt^2C. h = 2gtD. h = gt4. 电流通过导体时产生的热量Q与电流I、电阻R和时间t的关系是（）。

A. Q = I^2RtB. Q = IR^2tC. Q = ItRD. Q = RtI^2二、填空题（每题5分，共20分）1. 根据能量守恒定律，能量既不能被创造，也不能被_________。

2. 一个物体的惯性与其_________成正比。

3. 电磁波的传播不需要_________介质。

4. 欧姆定律的数学表达式是V = ________，其中V代表电压，I代表电流，R代表电阻。

三、计算题（每题10分，共40分）1. 一个质量为2kg的物体从10m高的平台上自由落体，忽略空气阻力，求物体落地时的速度。

2. 一个电阻为10Ω的导体通过2A的电流，求导体两端的电压。

3. 一个物体在水平面上以5m/s的速度做匀速直线运动，摩擦力为10N，求物体受到的牵引力。

4. 一个电容器的电容为2μF，两端电压为300V，求电容器储存的电荷量。

四、实验题（每题20分，共20分）1. 描述如何使用弹簧秤测量物体的重力，并说明实验中应注意的事项。

答案：一、选择题1. A2. A3. A4. A二、填空题1. 消失2. 质量3. 任何4. IR三、计算题1. 落地时的速度v = √(2gh) = √(2×9.8×10) m/s ≈ 14.1 m/s2. 导体两端的电压V = IR = 2×10 V = 20 V3. 物体受到的牵引力F = 摩擦力 = 10 N4. 电容器储存的电荷量Q = CV = 2×10^-6 × 300 C = 6×10^-4 C四、实验题1. 使用弹簧秤测量物体的重力时，首先将弹簧秤调零，然后挂上待测物体，读出弹簧秤的示数即为物体的重力。

湖南省第1届大学物理竞赛试卷

湖南省第1届大学物理竞赛试卷一、填空题1．一质点作直线运动，加速度为t A a ωωsin 2=，已知0=t 时，质点的初始状态为00=x ，A v ω-=0，则该质点的运动方程为。

2．用波长为400-760nm 的白光垂直照射衍射光栅，其衍射光谱的第2级和第3级重叠，则第2级光谱被重叠部分的波长范围为。

3．一远洋货轮在北冰洋中夜航，发出波长为589.3nm 的脉冲激光束，并用激光探测仪接收前方障碍物的反射光束。

若货轮航线的正前方有一漂浮的冰山，该冰山在洋面上的最大高度为10m ，最大宽度为50m 。

设探测仪镜头的直径为1.0cm ，当探测仪恰能显示冰山浮出洋面上的大致轮廓时，货轮距冰山的距离为 m 。

4．如图，A 、B 为两相干波源，相距4m ，波长为1m ，一探测仪由A 点出发沿x 轴移动，第一次探测到强度极大值时移动的距离为 m 。

5．将温度为1T 的1mol 2H 和温度为2T 的1mol He 相混合，在混合过程中与外界不发生任何能量交换，若这两种气体均可视为理想气体，则达到平衡后混合气体的温度为。

6．设高温热源的绝对温度是低温热源的n 倍，则在一个卡诺循环中，气体将把从高温热源吸收热量的倍放给低温热源。

7．中空球形静电高压金属电极球面半径为R ，电势为U ，其表面有一面积为S ∆的极小锈孔，则球心处电场强度的大小为。

8．为测定音叉C 的频率，另选取两个频率已知而且和音叉C 频率相近的音叉A 和B ，音叉A 的频率为400Hz ，B 的频率为397 Hz 。

若使A 和C 同时振动，则每秒听到声音加强2次；再使B 和C 同时振动，每秒可听到声音加强1次，由此可知音叉C 的振动频率为Hz 。

9．在实验室中观察一高速运动粒子，测得其速度为0.8c ，飞行3m 后衰变，则该粒子的固有寿命为 s 。

10．在宽度为a 的一维无限深势阱中运动的粒子，当量子数∞→n 时，距势阱左壁4a 宽度内发现粒子的概率为。