湖南省大学生物理竞赛试卷
湖南省第二届大学生物理竞赛试题及答案
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 。
长沙市物理竞赛考试试题
长沙市物理竞赛考试试题一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪个选项是描述物体运动状态的物理量？A. 质量B. 速度C. 力D. 功2. 根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力和质量的关系是：A. 加速度与作用力成正比，与质量成反比B. 加速度与作用力成反比，与质量成正比C. 加速度与作用力无关，与质量无关D. 加速度与作用力和质量无关3. 电磁波在真空中的传播速度是：A. 299792458 m/sB. 3×10^8 m/sC. 3×10^5 km/hD. 3×10^8 km/h4. 根据能量守恒定律，以下哪个说法是正确的？A. 能量可以被创造或消灭B. 能量在转化和转移过程中总量保持不变C. 能量只能从高能级向低能级转化D. 能量转化和转移过程中总量会减少5. 以下哪个选项是描述物体转动的物理量？A. 角速度B. 线速度C. 加速度D. 动量6. 光的折射定律是：A. 入射角等于折射角B. 入射光线、法线和折射光线在同一平面内C. 入射光线与折射光线不在同一直线上D. 入射角和折射角的正弦比等于两种介质的折射率7. 根据热力学第一定律，以下哪个说法是正确的？A. 热量不能转化为其他形式的能量B. 热量可以自发地从低温物体传向高温物体C. 系统与外界交换的热量等于系统内能的变化D. 系统对外做功时，系统内能一定增加8. 以下哪个选项是描述物体振动的周期性运动？A. 简谐运动B. 匀速直线运动C. 匀速圆周运动D. 变速直线运动9. 原子核的组成是：A. 质子和中子B. 电子和质子C. 电子和中子D. 质子、中子和电子10. 根据相对论，以下哪个说法是正确的？A. 光速在所有惯性参考系中都是相同的B. 物体的质量会随着速度的增加而减少C. 时间在高速运动的物体中会变慢D. 所有选项都是正确的二、填空题（每空1分，共10分）11. 根据欧姆定律，电阻两端的电压与通过电阻的电流之间的关系是：\[ U = \] 电流 \[ \times \] 电阻。
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（）。
2010年湖南大学大学物理竞赛卷
诚信应考,考试作弊将带来严重后果！湖南大学考试试卷考试中心填写：2 6. 磁换能器常用来检测微小的振动．如图，在振动杆的一端固接一个N 匝的矩形线圈，线圈的一部分在匀强磁场B中，设杆的微小振动规律为x =A cos ω t ,线圈随杆振动时，线圈中的感应电动势为_______________________．7. 一平行板空气电容器的两极板都是半径为R 的圆形导体片，在充电时，板间电场强度的变化率为d E /d t ．若略去边缘效应，则两板间的位移电流为________________________．8. 分别敲击某待测音叉和标准音叉，使它们同时发音，听到时强时弱的拍音．若测得在20 s 内拍的次数为180次，标准音叉的频率为300 Hz ，则待测音叉的频率为______________．9. 一平面简谐波沿x 轴负方向传播．已知 x = -1 m 处质点的振动方程为 )c o s (φω+=t A y ，若波速为u ，则此波的表达式为________________________________________________．10. 如图所示的杨氏双缝干涉装置，若用单色自然光照射狭缝S ，在屏幕上能看到干涉条纹．若在双缝S 1和S 2的一侧分别加一同质同厚的偏振片P 1、P 2，则当P 1与P 2的偏振化方向相互______________时，在屏幕上仍能看到很清晰的干涉条纹．二、计算题（每题10分共80分）1. 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m 1 =10 kg 的物体，如图所示．t = 0时,系统从静止开始运动, 这时l 1 = l 2 =20 cm< l 3．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m 1速度和加速度的大小．2. 一质量为M 、长为l 的均匀细棒，悬在通过其上端O 且与棒垂直的水平光滑固定轴上,开始时自由下垂，如图所示．现有一质量为m 的小泥团以与水平方向夹角为α 的速度0v击在棒长为3/4处,并粘在其上．求：(1) 细棒被击中后的瞬时角速度；(2) 细棒摆到最高点时，细棒与竖直方向间的夹角θ．杆×××P 2P 1S 1S 2Sm(33. 如图所示，用绝热材料包围的圆筒内盛有一定量的刚性双原子分子的理想气体，并用可活动的、绝热的轻活塞将其封住．图中K 为用来加热气体的电热丝，MN 是固定在圆筒上的环，用来限制活塞向上运动．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是圆筒体积等分刻度线，每等分刻度为 3101-⨯ m 3．开始时活塞在位置Ⅰ，系统与大气同温、同压、同为标准状态．现将小砝码逐个加到活塞上，缓慢地压缩气体，当活塞到达位置Ⅲ时停止加砝码；然后接通电源缓慢加热使活塞至Ⅱ；断开电源，再逐步移去所有砝码使气体继续膨胀至Ⅰ，当上升的活塞被环M 、N 挡住后拿去周围绝热材料，系统逐步恢复到原来状态，完成一个循环．(1) 在p －V 图上画出相应的循环曲线；(2) 求出各分过程的始末状态温度； (3) 求该循环过程吸收的热量和放出的热量．4. 如图所示，一球形电容器，内球壳半径为R 1，外球壳半径为R 2 (R 2＜2R 1)，其间充有相对介电常数分别为εr 1和εr 2的两层各向同性均匀电介质(εr 2＝εr 1/ 2)，其界面半径为R ．若两种电介质的击穿电场强度相同，问：(1) 当电压升高时，哪层介质先击穿？ (2) 该电容器能承受多高的电压？5. 如图，一个矩形的金属线框，边长分别为a 和b (b足够长)．金属线框的质量为m 、自感系数为L ，电阻忽略．线框的长边与x 轴平行，它以初速度v 0沿着x 轴的方向从磁场外进入磁感强度为0B的均匀磁场中，0B的方向垂直矩形框平面（如图）．求矩形线框在磁场内的速度与时间的关系式)(t v v =和沿x 轴方向移动的距离与时间的关系式x = x (t )．6. 振幅为A ，频率为ν ，波长为λ 的一简谐波沿弦线传播，在自由端A 点反射（如图），假设反射后的波不衰减．已知：OA = 7λ /8，OB = λ /2，在t = 0 时，x = 0 处媒质质元的合振动经平衡位置向负方向运动．求B 点处入射波和反射波的合成振动方程．ⅡⅢ xa 0Bv 0O湖南大学课程考试试卷湖南大学教务处考试中心7. 以波长为λ = 500 nm (1 nm = 10-9 m)的单色平行光斜入射在光栅常数为d = 2.10 μm、缝宽为a = 0.700 μm的光栅上，入射角为i = 30.0°，求能看到哪几级光谱线．8. 在惯性系中，有两个静止质量都是m0的粒子A和B，它们以相同的速率v相向运动，碰撞后合成为一个粒子，求这个粒子的静止质量M0．4。
湖南省第四届大学生力学竞赛选拔赛试题答案
解：榔头做的功及摩擦力做的负功转化为钢钉的应变能。
榔头做的功
摩擦力作的负功
钢钉的应变能
由能量守恒 ，得
此即 应该满足的条件。
五、（20分）图示矩形截面拉杆受偏心拉力F作用，用电测法测得该杆表面 、 两点的轴向线应变分别为 和 。试证明偏心距的应力为
处的应力为
湖南省第四届大学生力学竞赛选拔赛试题答案
一、（20分）图中给出梁的剪力图和弯矩图，试根据这两图形作出梁的载荷图。
二、(20分)图示齿轮传动轴，用钢制成。在齿轮I上，作用有径向力 、切向力 ；在齿轮 上，作用有切向力 、径向力 。若许用应力 ，试根据第四强度理论确定轴径。
四、解：
(1)计算内力并作图
(2)寻找危险截面。
处的应力为
由于 、 两点均处于单向拉伸状态，从而有
或
为消除 两式中的其他量，则由
而
或
从而有
故左端支承处为危险截面。根据第四强度理论
三、(20分)图示结构， 和 是两端铰支的细长杆，抗弯刚度均为 。钢缆绳 两端分别连接 、 两铰点处，在 点悬挂一重为 的物块。求
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
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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）
湖南省第四届大学生力学竞赛综合试题
(1) µ1 应满足的条件为 (2) µ2 应满足的条件为 若µ1 = µ2 = 0，从图 3 位形静止释放， (3) 圆柱体 A 与 B、C 刚好分离时的速度大小为
；（4 分） ；（4 分）
；（3 分）
(4) 圆柱体 A 落地时的速度大小为
。（3 分）
A
B
C
图3
图4
四、如图 4 所示，在两根带有滑槽杆的平面曲柄机构中，曲柄 OA 绕过 O 点匀速转动，并
与水平面成 60°角，B 端受一与杆轴线成β 角度力 F 作用。则 AB 杆平衡时
(1) β 角的取值范围为
；（5 分）
(2) F 可取得的最小值为
。（5 分）
Fβ B
O
A
βB
学校：
姓名：
A
60°
a
P
P
图1
图2
二、如图 2 所示，均质杆折成直角，两边长均为 2l，将它放在长为 AB = a = 0.4l 的桌子边
4
(1) 圆锥的角速度矢量大小为
；（5 分）
(2) 最高点 B 的速度大小为
；（5 分）
(3) 保持圆锥这种运动所必须的外力主矢量大小为
。（5 分）
B θ
C
图5
图6
六、如图 6 所示，均质圆盘 C 重为 P，半径为 R，放在粗糙水平面上，均质杆 CB 重为 Q，
长为 2l，用光滑销钉连接于原盘中心 C，在初瞬时，杆 CB 位于铅垂位置，系统静止。使
。（5 分）
七、如图 7 所示，圆柱可绕竖直轴 AB 转动，其表面上有一条光滑的螺旋槽，质量为 m 的
小球可以看作质点，它沿着槽运动，假设圆柱质量与小球相等，半径为 R，螺旋槽的升角
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=______。
长沙理工大学物理竞赛试题
长沙理工大物理竞赛试题学1、下列数据与生活中的事实最接近的是（） [单选题] *A.一瓶普通矿泉水的质量为100gB.正常骑自行车的速度约为1m/sC.哈尔滨市冬天的最低气温约为－10℃D.课桌的高度约为80cm(正确答案)能符合实际地估测物理量是学好物理的一项技能，下列估测中最接近实际的是（）[单选题] *A.居民楼房每层的高度约为1.5mB.一枚鸡蛋的质量约为5gC.人的正常体温约为37℃(正确答案)D.中学生正常步行的速度约为5m/s3、晓彤通过测量记录了一些个人信息，其中不合理的是（） [单选题] *A.步行的速度是1.2m/sB.身高是170cmC.正常体温是38.5℃(正确答案)D.心率是75次/min4、有关天平的使用，下列说法正确的是（） [单选题] *A.把已调节好的天平移到另一位置使用，不需要重新调节B.判断天平横梁是否平衡时，一定要等到指针完全静止下来C.从砝码盒中提取砝码时，需要用镊子夹取(正确答案)D.天平在测量过程中，可以调节平衡螺母使横梁重新平衡5、寓言"刻舟求剑"中的主人公找不到掉入江中的剑，是因为他选择的参照物是（） [单选题] *A.岸边的山B.水中的剑C.乘坐的船(正确答案)D.江中的水6、某旅游船在湖面上航行，小明坐在该旅游船的座位上.如果说他是静止的，那么选择的参照物是（） [单选题] *A.该旅游船(正确答案)B.湖岸边的树C.湖中的水D.远处的山峰7.关于声现象，下列说法中正确的是（） [单选题] *A.声音在真空中传播速度最快B.物体只要在振动，我们就一定能听到它发出的声音C.中考期间学校周围路段禁止鸣笛，这是在传播过程中减弱噪声D.声波可以用来清洗钟表等精细机械，这是利用声波可以传递能量的特点(正确答案)8.如图所示，用悬挂着的乒乓球接触正在发声的音叉，乒乓球会多次被弹开.这个实验可以用来探究（） [单选题] *A.声音能否在真空中传播B.音调是否与频率有关C.声音产生的原因(正确答案)D.声音是靠电磁波来传播的9.下列有关实际生活中的声现象的说法正确的是（） [单选题] *A.在城市街道两旁植树种草，这是在声源处减弱噪声B.敲锣时用力越大，发出声音的音调越高C.声音在真空中的传播速度是340m/sD.医生用"B超"检查胎儿的发育情况，利用了声能传递信息(正确答案)10、关于如图所示的"真空铃"实验，下列说法正确的是（） [单选题] *A.抽出的空气越多，听到的声音越响B.击铃锤敲击的频率越快，听到声音的响度越大C.实验表明空气越稀薄越不易传声(正确答案)D.实验说明真空可以传声11、下列有关声现象的说法错误的是（） [单选题] *A.人们能辨别不同乐器发出的声音，是因为它们的音调不同(正确答案)B.喇叭发出的较强声音能使它前面的烛焰"跳舞"，是由于声音具有能量C.声音在空气和水中传播速度不同D.城市道路旁安装隔声板是为了在传播路径上减弱噪声12、小聪对有关声现象的下列说法中错误的是（） [单选题] *A.地震幸存者在废墟中敲打铁管向外传递信息是利用了铁管传声性能好的特性B.小提琴演奏者通过变换手指按压弦的不同位置来改变琴弦发声的响度(正确答案)C.蝙蝠靠超声波来探测飞行中的障碍和发现昆虫D.学校楼道内设立"轻声漫步"标志的目的是在声源处减弱噪声13、哈尔滨市政府为全面推进文明城市建设，采取了一系列措施，对下列措施的解释不正确的是（） [单选题] *A.加大城市绿化面积——利用水的比热容大的特性缓解热岛效应B.城区禁鸣——在人耳处减弱噪声(正确答案)C.开展"司机系安全带"活动——可以减少交通事故由于惯性造成的伤害D.倡导"无车日"——可以减少机动车尾气排放，降低空气污染14、下列关于声现象的说法正确的是（） [单选题] *A.剧院四壁做成凹凸不平或用蜂窝状的材料，是为了增强声音的响度B.医生用"B超"给病人做检查，说明声音可以传递能量C.百米赛跑时，终点计时员以看到发令枪冒烟开始计时，而不是以听到枪声开始计时，是因为在空气中，声速远小于光速，声音传播的时间不可忽略(正确答案)D.学校路段"禁鸣喇叭"，是在传播过程中阻断噪声15、关于声音，下列说法正确的是（） [单选题] *A.声源的振动频率越高，发出声音的响度会越大B.人们利用超声波的反射制成的声呐可以测量海底深度(正确答案)C.主要交通道路上设置的噪声强度显示仪可以消除噪声D.声音在真空中传播的速度是3×108m/s16.我们每时每刻都在与声打交道，以下有关声的叙述，不正确的是（） [单选题] *A.人类用语言表达信息、情感并进行交流，说明声音能够传递信息B.暖气管能把敲击声传遍楼内各处，说明声音在固体中能够很好地传播C.利用声呐可探测海水深度，是利用超声波在水中传播速度比光波或电磁波的速度大(正确答案)D.用手弹拨橡皮筋吉他，弹拨粗橡皮筋时音调会比较低17.下列有关声的说法中正确的是（） [单选题] *A.只要物体振动，我们就能听到声音B.考场周围禁鸣喇叭是在人耳处减弱噪声C."听诊器"能使人的心脏振动幅度增大，音调升高D.用超声波能击碎人体内的结石，说明声波具有能量(正确答案)18.小宇利用如图所示的装置探究"平面镜成像时像与物的关系"，下列说法正确的是（） [单选题] *A.用玻璃板代替平面镜，目的是使蜡烛a的像更清晰B.使用大小、形状完全相同的蜡烛a、b，主要目的是确定像与物的大小关系(正确答案)C.将光屏放到像的位置，光屏能够承接到像D.将蜡烛a远离玻璃板，它所成的像变小19、如图所示，小明同学在做"探究凸透镜成像规律"实验时，烛焰在光屏上成了一个清晰的像，下列说法正确的是（） [单选题] *A.投影仪就是利用这一成像原理制成的B.实验中蜡烛越烧越短，光屏上蜡烛的像向上移动(正确答案)C.为了能够从不同方向观察到光屏上的像，光屏应选用较光滑的玻璃板D.要使光屏上烛焰的像变小，只需将蜡烛靠近凸透镜20、关于光现象中像的叙述，下列说法正确的是（） [单选题] *A.小孔成像利用了光在同种均匀介质中沿直线传播的原理(正确答案)B.物体距离平面镜越近，平面镜所成的像越大C.凸透镜成的实像一定是放大的D.小孔成像、平面镜成像、凸透镜成像不可能都是等大的21、我们经常提到的像：①小孔成像、②平面镜成像、③放大镜成像，④电影银幕上的像.其中（） [单选题] *A.属于实像的是①②③B.属于虚像的是②③④C.由于光的反射而成的像是①②D.由于光的折射而成的像是③④(正确答案)22.关于光现象，下列说法正确的是（） [单选题] *A.凸透镜只对平行光线有会聚作用B.岸边景物在湖水中形成倒影，是由光的反射形成的(正确答案)C.远视眼佩戴凹透镜D.投影仪是利用凸透镜成放大、正立的实像的原理制成的23、中国高铁、移动支付、共享单车、鲲龙4G600水陆两栖飞机……当今中国，科技进步使生活更精彩.下列说法不正确的是（） [单选题] *A."复兴"号电力高速列车行驶时主要是将电能转化为机械能B.鲲龙AG600水陆两栖飞机在高空所受的大气压强，比水面附近的大气压强小C.使用共享单车时，用手机扫描二维码开锁，二维码位于手机摄像头的一倍焦距以内(正确答案)D.用手机进行移动支付时，是利用电磁波传递信息的24、下列关于光现象的说法中正确的是（） [单选题] *A.光滑镜面的反射叫做漫反射，若眼睛不在反射光束的方向上，镜面看上去是亮的B.把来自光源的光向四面八方反射的是镜面反射C.当光从空气射入透镜时，凹透镜对光有发散作用(正确答案)D.用激光器射出一束光线，当光线从空气射入水中时，折射角一定小于入射角25、关于平面镜成像特点及其实验探究，下列说法不正确的是（） [单选题] *A.物体距平面镜越近所成的像越大(正确答案)B.用玻璃板代替平面镜便于确定像的位置C.蜡烛靠近玻璃板的同时像也靠近玻璃板D.使用光屏可以探究平面镜所成像的虚实26、下列光学知识不正确的是（） [单选题] *A.红灯停、绿灯行，说明光能传播信息，激光打孔说明光能传播能量B.光的反射或光的折射时，光路都是可逆的C.光是一种电磁波，光在真空中的速度最快D.小猫叉不到水中的鱼，原因是光从水中斜射入空气时发生折射，且折射角小于入射角(正确答案)27、许多优美的诗词是对生活和自然现象的生动描述，也与物理知识紧密联系.小礼对下列诗词与对应的物理知识理解错误的是（） [单选题] *A."两岸青山相对出，孤帆一片日边来"———运动和静止是相对的B."水皆缥碧，千丈见底，游鱼细石，直视无碍"——看到游鱼细石是光的直线传播(正确答案)C."花气袭人知骤暖"——分子热运动的剧烈程度与温度有关D."忽如一夜春风来，千树万树梨花开"——满树雪花是由空气中水蒸气凝华而成*28、下列关于"像"的说法不正确的是（） [单选题] *A."小孔成像"——像是倒立、等大的实像(正确答案)B."平面镜成像"——像是正立、等大的虚像C."照相机成像"——像是倒立、缩小的实像D."放大镜成像"———像是正立、放大的虚像29、在探究"平面镜成像特点"时，在玻璃板前放一支点燃的蜡烛A，在玻璃板后放上另一支相同的蜡烛B并与A的像重合(如图)，在此实验中下面观点不正确的是（） [单选题] *A.选用玻璃板来代替平面镜探究，是为了便于确定像的位置，从而便于探究平面镜成像特点B.蜡烛B与蜡烛A的像能完全重合，说明像与物大小相等C.把镜前A远离玻璃板一些，蜡烛B也将远离玻璃板方能再次重合D.观察A的像眼睛要透过玻璃板观察，在像的位置放置一个光屏，观察光屏上有无像，眼睛也要透过玻璃板观察(正确答案)30.关于光现象，下列说法正确的是（） [单选题] *A.光在密度不均匀的糖水中的传播径迹是弯曲的，说明光不总是沿直线传播的(正确答案)B.自行车的尾灯可以在夜间显示自行车所在的位置，说明尾灯是光源C.平面镜只能成像，不能控制光的传播路径D.小雪自制的万花筒是通过单一平面镜成像来形成缤纷图案的31、在探究"凸透镜成像规律"实验中，下列说法错误的是（） [单选题] *A.实验时只需要调整烛焰、凸透镜和光屏三者的中心在同一直线上(正确答案)B.当u＞2f时，成倒立、缩小的实像，利用此规律可制成照相机C.当u＜f时，在光屏上不能找到像D.成实像时，当物距减小，像距增大，像变大32、关于光现象，下列说法正确的是（） [单选题] *A.小孔成像是光在同种均匀介质中沿直线传播形成的(正确答案)B.光只能传播能量，不能传播信息C.漫反射可以不遵循光的反射定律D.光从空气射向水面时，只能发生光的折射现象，不能发生光的反射现象33、下列关于光现象说法中正确的是（） [单选题] *A.雨后彩虹是由于光的反射形成的B.光从空气进入水中，传播方向一定改变C.人能通过平静的湖面看到自己的脸是光的折射现象D.同学们发现路灯排列整齐，可以通过光沿直线传播来判断(正确答案)34、在"研究凸透镜成像规律"的实验中，下列说法正确的是（） [单选题] *A.光具座上器材的排列次序是蜡烛、光屏、凸透镜B.虚像也能成在光屏上C.成实像时，当物距减小，像距增大，像变大(正确答案)D.实验前，要调整烛焰、光屏和凸透镜的高度，使它们的中心在一条直线上即可35、下列有关厨房里的物理知识，说法正确的是（） [单选题] *A.拧开醋瓶盖，醋味扑鼻——分子在永不停息地做无规则运动(正确答案)B.洗澡时卫生间玻璃上的水雾——汽化形成C.用冰块冰镇饮料——凝固吸收热量D.水煮食物不会焦，油炸食物容易焦——油的沸点比水的高36、在"新冠"疫情防控期间，口罩成为防疫"神器"，戴眼镜的人常因口罩佩戴不严实，出现眼镜"起雾"的情况."起雾"是因为发生了（） [单选题] *A.液化现象(正确答案)B.汽化现象C.凝固现象D.凝华现象37、下列关于热现象的说法中，正确的是（） [单选题] *A.当气压减小时，水的沸点会升高B.冰熔化过程中吸热内能不变C.白炽灯泡用久了灯泡内壁会变黑，是因为钨丝发生了汽化和凝华D.夏天从冰柜中取出的矿泉水瓶，表面会先湿后干，其物态变化过程是先液化后汽化(正确答案)38、小明对以下现象中所发生的物态变化及吸、放热的解释正确的是（） [单选题] *A.冬天树枝上的霜是凝华现象，凝华需要吸热B.在皮肤上擦一些酒精会感到凉爽是汽化现象，汽化需要放热C.放在冰箱中的矿泉水结成了冰是凝固现象，凝固需要放热(正确答案)D.夏天，剥去包装纸的冰棒周围看到"白气"是升华现象，升华需要吸热39、下面对哈尔滨美景描述中，属于熔化现象的是（） [单选题] *A.初春，太阳岛上冰雪变成涓涓水流(正确答案)B.盛夏，防洪纪念塔广场花朵上滚动着晶莹的露珠C.深秋，中央大街的树上挂着洁白的雾凇D.隆冬，松花江水变成剔透的冰40、下列古诗词中涉及的热现象中，属于凝华的是（） [单选题] *A."千里冰封，万里雪飘"中的"冰"B."岚雾今朝重，江山此地深"中的"雾"C."青青园中葵，朝露待日晞"中的"露"D."月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠"中的"霜"(正确答案)41、下列物理知识正确的是（） [单选题] *A.南极空气很湿润是因为南极的冰雪不断发生升华变为水蒸气(正确答案)B.减慢水分蒸发是盆栽花卉管理的关键，剪枝是通过降低温度从而减慢蒸发C.海水太阳能净水器先利用海水液化成水蒸气，水蒸气再汽化成小水滴达到净化目的D.春天屋檐下的冰锥是雪先凝固成水，水再熔化成冰42.目前家庭汽车保有量越来越高，以下跟汽车有关的热现象中说法正确的是（）[单选题] *A.汽车玻璃内表面起"雾"影响行车安全，是车内水蒸气汽化形成的小水滴B.冬天排气管冒出的"白气"，全部是水蒸气凝华成的小冰晶C.汽车水箱中加入适量酒精降低了混合液的凝固点，防止水结冰胀破水箱(正确答案)D.空调制冷时，制冷剂凝华吸热、升华放热，将车内的"热""搬"到车外43、"赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美"的《中国诗词大会》，深受观众的青睐，下列对古诗文中涉及的热现象解释正确的是（） [单选题] *A."腾蛇乘雾，终为土灰"雾的形成是液化现象(正确答案)B."月落乌啼霜满天，江枫渔火对愁眠"霜的形成是凝固现象C."青青园中葵，朝露待日晞"露的形成是汽化现象D."雾凇沆砀，天与云与山与水，上下一白"雾凇的形成是升华现象44、关于自然现象，下列说法正确的是（） [单选题] *A.初冬松花江畔"树挂"的形成是凝固现象，需放出热量B.冬天的室外，小雪口中呼出的"白气"是汽化现象，需吸收热量C.哈尔滨冰雪大世界的冰雕逐渐变小是升华现象，需吸收热量(正确答案)D.初春时节，哈市路面的冰雪逐渐消融是液化现象，需放出热量45、下列现象中，属于发生凝华的物态变化现象的是（） [单选题] *A.哈尔滨冬天出现的雾霾天气B.哈尔滨冬天的大雪飞扬(正确答案)C.哈尔滨冬天人在户外会呼出"白气"D.哈尔滨的春天冰雪消融46、下列说法中正确的是（） [单选题] *A.冬天常见的霜，是空气中水蒸气直接升华而成的小冰粒B.仲夏，从冰箱里面拿出来的冰棍冒"白气"是一种汽化现象C.大风吹起尘土"漫天飞扬"，是扩散现象造成的D.100℃的水蒸气烫伤比100℃的沸水烫伤更严重，是因为水蒸气液化时要放出热量(正确答案)47、下列说法正确的是（） [单选题] *A.质量表示物体中含有物质的多少(正确答案)B.把一块橡皮泥捏成其他形状后，它的质量会有所增加C.密度的国际单位是g/cm3D.航天飞机应该用密度较大的材料制作，以保证不易损坏48、为了测量一个小石块的密度，小丽同学进行了如下操作；①将水平台上的天平游码归零后调节平衡螺母，指针在分度盘中线两侧等幅摆动时，使开始测量小石块的质量；②小石块的质量如图甲所示；③小石块的体积如图乙所示.下列说法正确的是（） [单选题] *A.当指针在分度盘中线两侧等幅摆动时，小丽就开始测量，其操作是不合理的B.小石块的质量为72gC.小石块的密度是3.62g/cm3(正确答案)D.如果测量体积时先读出V2，石块取出后读出V1，则.测出小石块的密度偏大49、在测量酱油的密度实验中有下列操作步骤，没有必要的是（） [单选题] *A.测烧杯和酱油的总质量B.将一部分酱油倒入量筒中并读出示数C.测此时量筒和酱油的总质量(正确答案)D.测倒出酱油后烧杯和剩余酱油的质量50、新国际单位体系将于2019年5月20日世界计量日起生效，用普朗克常数定义质量的单位，以代替工作了100多年的国际千克原器.下列有关质量的说法正确的是（） [单选题] *A.体积为1m3的水的质量为1kgB.物体的质量不会随其空间位置的改变而改变(正确答案)C.千克原器因生锈而质量减小，故不宜作为标准D.实验室可用弹簧测力计来测量物体的质量。
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）。
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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。
第八届湖南省大学生力学竞赛试题及参考标准答案湘潭大学
2012年第八届湖南省大学生力学竞赛试题及参考答案考试方式闭卷.考试时间 120_ 分钟学校专业班级学号姓名题 号 -一--二二三四五总分阅卷 教师得分得 分导槽滑块机构图示瞬时，杆 AB 速度为u ,杆CD 速度为v ，求导槽AE 的角速度（本题20分）解：应用点的合成运动方法确定 CD 杆上C 点与AE 杆上接触点C'之间的速度关系 取CD 杆上C 为动点，动系固结于AE ,静系固结于机架；则V c V c' V r应用平面运动方法确定AE 上 A 、C'点之间速度关系 Vc' V A VcA（b ）将（b ）代入（a ）得角已知，且AC l ,（5分） （10（a ） E DV c V A V CA V r作速度矢量图，并投影到v r 与垂直轴上 且V c v , V A u 有v C cosV A sinV CA即V CAvcos usi n所以V CAvcos usin AEAC l得分质量为ml,可在光滑水平面上滑动。
滑块A 上又 ，试列出该系统的运动微分方程（本题25分）。
解：将弹簧力计入主动力，则系统成为具有完整、理想约束的二自由度系统。
保守 系统。
取x ,为广义坐标，x 轴 原点位于弹簧自然长度位置，逆时针转向为正。
(15 分)(20 分)二与刚度为k 的弹簧相连的滑块A , 连一单摆，摆长I ,摆锤质量为m2V B(x I cos )2(I sin )2系统动能：12 1 2 1 2 1 z 2 2*1系统势（以弹簧原长为弹性势能零点，滑（3 分）22xl cos ）（6分）A所在平面为重力势能零点）x212 22xl cos2拉格朗日函数:L T U1 2 1 2 2 1 2（12 分）-（m1 m 22）x m212m2 xl cos—kx m2g1 cosL（mim2）x m21 cosLJ kxx xdL血m2）x m21 cosm212sin（16分）dt xL‘ 2, Lm21m2x1 cos ,m2x sin m2g1 sind L dtm212m2x1 cos m2xl sin（20 分）代入d L L 小dt q j q j并化简2(m1 m2)x m2l cos m2l sin kx 0xcos l g sin 0系统的运动微分方程若系统在平衡位置附近作微幅运动，此时0 , cos 1 , sin ，略去二阶以上无穷小量，则(m1 m2) x m21 kx 0x 1 g 0上式为系统在平衡位置(x =0, =0)附近微幅运动的微分方程。
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)(v f ，则速率在1v ～2v 内的分子的平均速率为（ ）。
(A) ⎰21)(v v v d v vf ； (B) ⎰21)(v v v d v f v ；(C) ⎰⎰2121)()(v v v v v d v f vd v vf ； (D) ⎰⎰∞)()(21v d v f vd v f v v 。
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N 极移动； (B) 粒子向S 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 q 的点电荷位于立方体的 A 角上，则通过侧面 abcd 的电场强度通量等于（ ）。
A 、 06εq ；B 、012εq； C 、024εq ； D 、048εq。
4. 如图a 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 nm 500=λ 的单色光垂直照射，看到的反射光的干涉条纹如图b 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nm 500； （B ） 不平处为凸起纹，最大高度为nm 250；Aqcb da（C ） 不平处为凹槽，最大高度为nm 500； （D ） 不平处为凹槽，最大高度为nm 250。
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： axax 23cos1)(πψ⋅=)(a x a ≤≤-那么粒子在6/5a x =处出现的几率密度为（ ）。
2011年湖南大学物理竞赛卷
诚信应考，考试作弊将带来严重后果！6. 检验滚珠大小的干涉装置示意如图(a)．S 为单色光源，波长为λ，L 为会聚透镜，M 为半透半反镜．在平晶T 1、T 2之间放置A 、B 、C 三个滚珠，其中A 为标准件，直径为d 0．在M 上方观察时，观察到等厚条纹如图(b)所示．若轻压C 端，条纹间距变小，则可算出B 珠的直径d 1＝_______；C 珠的直径d 2＝_____________．7. 一会聚透镜，直径为 3 cm ，焦距为20 cm ．照射光波长550 nm ．为了可以分辨，两个远处的点状物体对透镜中心的张角必须不小于_________rad ．这时在透镜焦平面上两个衍射图样的中心间的距离不小于．(1 nm = 10-9 m)8. 当理想气体处于平衡态时，若气体分子速率分布函数为f (v )，则分子速率处于最概然速率v p 至∞范围内的概率△N / N ＝________________．9. 对于某理想气体系统在任一p ─V 图上作两条可逆绝热线（虚线）与图示的一可逆循环过程曲线a ─1─b ─2─a 相切，切点分别为a 和b ．则此循环过程曲线上每一步都吸热的阶段为______________________．10. 真空中有一半径为R 的半圆细环，均匀带电Q ，如图所示．设无穷远处为电势零点，则圆心O 点处的电势U ＝_____________，若将一带电量为q 的点电荷从无穷远处移到圆心O 点，则电场力做功A ＝______________．11. 图示为一均匀极化的电介质球体，已知电极化强度为P，则介质球表面上A 、B 、C 各点的束缚电荷面密度分别为A σ'＝___________，B σ'＝___________，cσ'＝____________． 12. 如图，均匀磁场中放一均匀带正电荷的圆环，其线电荷密度为λ，圆环可绕通过环心O 与环面垂直的转轴旋转．当圆环以角速度ω 转动时，圆环受到的磁力矩为_______________，其方向____________________．图(b)12图(a)V∆λ射角再求可能的缝宽4. 如图所示，一金属圆筒中盛有1 mol 刚性双原子分子的理想气体，用可动活塞封住，圆筒浸在冰水混合物中．迅速推动活塞，使气体从标准状态(活塞位置Ｉ)压缩到体积为原来一半的状态(活塞位置Ⅱ)，然后维持活塞不动，待气体温度下降至0℃，再让活塞缓慢上升到位置Ⅰ，完成一次循环．(1) 试在p －V 图上画出相应的理想循环曲线； (2) 若作100 次循环放出的总热量全部用来熔解冰，则有多少冰被熔化？(已知冰的熔解热=λ 3.35×105 J·kg －1，普适气体常量 R =8.31J·mol －1·K －1)5. 如图所示，一圆柱形电容器，内筒半径为R 1，外筒半径为R 2 (R 2＜2 R 1)，其间充有相对介电常量分别为εr 1和εr 2＝εr 1 / 2的两层各向同性均匀电介质，其界面半径为R ．若两种介质的击穿电场强度相同，问：(1) 当电压升高时，哪层介质先击穿？ (2) 该电容器能承受多高的电压？6. 一长直载流导体，具有半径为R 的圆形横截面，在其内部有一与导体相切的半径为a 的柱形长孔，其轴与导体轴平行，两轴相距 b =R - a ．导体载有均匀分布的电流I ．(1) 证明．空孔内的磁场为均匀的，并求出磁感强度B 的值． (2) 若要获得与载有电流I ，单位长度匝数为n 的长螺线管内部磁场相等的均匀磁场，a 应满足什么条件？注意：题目要答在专门设计的答卷上，答在试卷上无效！！冰水混合物O O ′aR。
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 。
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---○---○------○---○---………评卷密封线……………密封线内不要答题，密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理…………… 评卷密封………线 ……… 第三届湖南省大学物理竞赛试卷4. 根据气体动理论，温度是气体分子平均平动动能的量度。
如果盛有气体的容器相对某参照系做匀速运动，容器内的分子速率及动能相对该参照系也增大了，因此温度也会升高。
[ ]5. 在相同的时间内，一束波长为? 的单色光在真空中和在玻璃中传播的几何路程不相等，但走过的光程相等。
[ ]6．三个等量同号的点电荷分别放在等边三角形的三个顶点上。
为求该带电体系所产生的电场强度，可以以三角形中心为球心作一个球面为高斯面，再利用高斯定理求场强。
[ ] 7. 一球形导体，带电量q ，置于任意形状的空腔导体中，如图1-7所示。
当用导线将两者连接后，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 qv B =⨯r r r ， 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。
（ ）Question One. Fill in the blanks (24 marks total ，4 marks each)1. A particle moves in circular motion with radius 0.5 m and speed describedby 21v t =+ (SI). At any time t , the tangential acceleration of the particle isand its centripetal acceleration is . 2. A particle moves along a parabolic path 22y x =. The force acting on itis 3i 4j F y =+r r r (N). Work done on the particle as it moves from x = ?1 m tox = 2 m is _______; the change in kinetic energy of the particle in this processis___________.3. A 2.0-kg particle moves so that its position (in meters) as a function of time(in seconds) is 2i 4j r t =+r r r . At any time t , the angular momentum of theparticle about the origin is __________; the torque acting on the particle about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 qv B =⨯r r r ， 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。
[ ]9. 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大小之比等于光在真空中的速率c ，即E c B =。
真空中电磁波的能量密度2200122B w E εμ=+，因此电磁波的能量中，电场能量所占的比例大于磁场能量。
[ ]10.一维无限深势阱中运动的粒子，其归一化定态波函数为()n x x aπψ=， 其能量为 22222n n E ma π=h ，因此当取0n = 时，粒子的最小可能能量(零点能)00E =. [ ] 二、填空题（20分，每小题4分）1. 2.0 mol 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 。
2. 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 r 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 。
图2-1 图2-2 图2-33. 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 = 0.3 m 。
其上一根弦的质量线密度为? = 3.8?10?4 kg/m ，拉紧它的张力F = 9.4 N 。
则此弦所发出的声音的基频及三次谐频分别为 ； 。
4. 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?m 来决定温度T 。
天狼星是天空最亮的星，如测得其?m =0.29?m, 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为 。
5. 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z l L m =h ，当角量子数2l = 时，L z 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）1. 电子的静能为0.51MeV , 将其从静止通过1.02?106 V 的加速电场后，它的动量为[ ](A) 0.64 MeV /c ； (B) 1.04 MeV /c ；(C) 1.44 MeV /c ； (D) 1.84 MeV /c2. 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) T /4； (B) T /2； (C) T ； (D) 2T .3. 一简谐波沿x 轴负向传播，设振幅为A ，角频率为?，波数为k (=2?/?)，则该简谐波的波函数为 [ ](A)sin cos y A kx t ω=； (B)cos sin y A kx t ω=；(C)sin()y A kx t ω=-； (D)sin()y A kx t ω=+.图1-74. 一卡诺制冷机工作在o 210C T =-和o 121C T =之间, 则每消耗1.00kJ 的功可以从冷库中吸取的热量为 [ ](A)6.48kJ ； (B)7.48kJ ； (C) 8.48kJ ； (D)9.48kJ .5. 在一个均匀带负电的球面外，放置一电偶极子，其电偶极矩p r的方向如图3-5 所示。
当电偶极子被释放后，该电偶极子将 [ ] (A) 沿逆时针方向旋转直到p r 沿径向指向球面而停止；(B) 沿逆时针方向旋转至p r 沿径向指向球面，同时沿球面径向向着球面移动； (C) 沿逆时针方向旋转至p r 沿径向指向球面，同时沿球面径向远离球面移动；(D) 沿顺时针方向旋转至p r 沿径向朝外，同时沿球面径向向着球面移动。
6. 如图3-6 所示，在点电荷(0)q > 的电场中，若取P 点处为电势零点，则M 点的电势为[] (A)04qa πε ； (B) 08qa πε； (C) 04qa πε-； (D) 08qaπε-.图3-67. 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e m , 速率为v , 则圆心处的磁感应强度的大小为 [ ](A) 024evR μπ ； (B) 0224evR μπ； (C) 028ev R μπ； (D) 0228evR μπ.8. 已知加在某电容器极板上的电压变化率为32.010 V /s ⨯，在电容器内产生的位移电流为35.010A -⨯， 则该电容器的电容为 [ ](A) 2.5μF ； (B) 2.0μF ； (C) 1.0μF ； (D) 0.4μF .9. 用频率为? 的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大初动能为E k ；若改用频率为2? 的单色光照射此金属时，则逸出光电子的最大初动能为 [ ](A)2k E ； (B)2k h E ν-； (C)k h E ν-； (D)k h E ν+.10. 1924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，提出了实物粒子也具有波动性，其波长为/,h p λ= 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）1. 如图4-1所示，一质量为m 1 、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m 1L 2/3。
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m 2 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?，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。
图4-12. 波长400 nm 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）屏幕上可呈现图3-5的全部亮纹。
3. 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? 和 ??。
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0()sin i t I t ω=，它旁边有一矩形线圈ABCD ，长为l , 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) 该无限长直导线与矩形线圈的互感系数。
图4-4五、论证题（10分）试用海森堡不确定关系论证：（1）在原子中电子轨道的概念是没有意义的；（2）汤姆孙用阴极射线测电子的荷质比时，电子的轨道概念还是可以有意义的。
（阴极射线中电子束截面的线度为10?4 m, 加速电子的电压为10V ）。