年天津市大学生物理竞赛试题
大学生物理竞赛试题
大学生物理竞赛试题一、选择题1. 以下关于牛顿第二定律的表述，哪一项是正确的？A. 力是物体运动状态改变的原因。
B. 力的大小等于物体质量与加速度的乘积。
C. 力的作用效果与物体的初始速度有关。
D. 力的作用效果与物体的密度有关。
2. 光在真空中的传播速度是多少？A. 2.99792×10^8 m/sB. 3.00×10^8 m/sC. 2.5×10^8 m/sD. 3.14×10^8 m/s3. 一个质量为0.5kg的物体，受到一个1N的恒定力作用，经过5秒后，它的速度将变为：A. 1 m/sB. 2 m/sC. 3 m/sD. 4 m/s4. 电磁波的波长与频率的关系是：A. 波长与频率成正比。
B. 波长与频率成反比。
C. 波长与频率无关。
D. 波长与频率的关系不确定。
5. 一个电路中，电阻R1为10Ω，电阻R2为20Ω，当它们串联后接到电压为30V的电源上，电路中的电流强度是多少？A. 1AB. 1.5AC. 2AD. 3A二、填空题1. 根据能量守恒定律，一个物体的动能和势能的总和在没有外力作用下保持__________。
2. 理想气体状态方程为 \(pV = \) ________，在标准大气压下，氧气的摩尔体积为__________ m³/mol。
3. 电磁感应定律表明，穿过电路的磁通量变化率与感应电动势成正比，其数学表达式为 ________。
4. 光的折射定律，即斯涅尔定律，表述为光从一种介质进入另一种介质时，入射角与折射角的正弦值之比等于两种介质的折射率之比，数学表达式为 \( \sin(\theta_1) / \sin(\theta_2) = n_2 / \)________。
三、计算题1. 一个质量为2kg的物体，受到一个与时间成正比的力F(t) = 3t N的作用，求在时间t=4s时物体的速度和位移。
2. 一个电路由一个电阻R = 30Ω和电容器C = 200μF组成，电源电压为50V。
物理知识竞赛试题及答案
物理知识竞赛试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是多少？A. 299,792,458 m/sB. 300,000,000 m/sC. 299,792,000 m/sD. 299,792,458 km/s2. 以下哪个不是牛顿三大定律？A. 惯性定律B. 作用与反作用定律C. 能量守恒定律D. 力与加速度定律3. 根据欧姆定律，电流I与电压V和电阻R的关系是什么？A. I = V + RB. I = V - RC. I = V / RD. I = V * R4. 一个物体从静止开始自由落体，忽略空气阻力，其下落的加速度是多少？A. 9.8 m/s²B. 10 m/s²C. 11 m/s²D. 12 m/s²5. 什么是电磁波？A. 由电场和磁场交替变化产生的波B. 只有电场变化产生的波C. 只有磁场变化产生的波D. 由声波和光波混合产生的波二、填空题（每题2分，共20分）6. 根据能量守恒定律，能量既不能________，也不能________。
7. 波的频率是指单位时间内波的________。
8. 电流的单位是________。
9. 物体的惯性只与物体的________有关。
10. 电磁波的传播不需要________。
三、简答题（每题5分，共30分）11. 简述牛顿第二定律的内容。
12. 什么是相对论？请简述其基本观点。
13. 什么是量子力学？它与经典物理学有何不同？14. 简述电磁感应现象及其应用。
四、计算题（每题10分，共30分）15. 一个质量为2 kg的物体从10米高的平台上自由落体，忽略空气阻力，求物体落地时的速度。
16. 一个电阻为100欧姆的电路，通过它的电流为0.5安培，求该电路两端的电压。
17. 一个弹簧在受到10牛顿的拉力时伸长2厘米，求该弹簧的劲度系数。
答案一、选择题1. B2. C3. C4. A5. A二、填空题6. 创造；消灭7. 波峰或波谷通过的个数8. 安培（A）9. 质量10. 介质三、简答题11. 牛顿第二定律指出，物体的加速度与作用在其上的净外力成正比，与物体的质量成反比，数学表达式为 \( F = ma \)。
天津市大学物理竞赛试题答案及评分标准
20XX 年“拓普杯”天津市大学生物理竞赛参考答案及评分标准一、请写出国际单位制中七个基本物理量单位的名称和量纲。
答：长度（m ）2分 质量（kg ）2分 时间（s ）2分 电流（A ）1分 热力学温度（K ）1分 发光强度（cd ）1分 物质的量（mol ）1分二、一列静止长度为600米的超快速火车通过一个封闭式的火车站，据站长讲车站全长为450米，火车通过时正好装进车站，即站长观察到火车后端刚好在进口处的同时其前端刚好在出口处。
求: （1）火车的速率是多少？ (2) 对火车上的乘务员来说，他观测到的车站长度是多少？解：（1）2021V L L C=- 4分220714L V C L =-=2分（2）221V L L C'=- 2分337.5m = 2分三、航天英雄乘坐的神州六号舱容积为9.0立方米，在标准状态下，求：（1）舱内空气的质量是多少？（2）舱内氮气的分压是多少？（3）在正常照度下，人眼瞳孔直径为 3.0mm ，在可见光中眼最敏感的波长λ=550nm 。
若晴好白天飞船位于长城正上方350公里处，设长城宽度5.0米，航天英雄能直接看清长城吗？（按质量百分比计，氮气76﹪，氧气23﹪，氩气1﹪，其它气体可略，它们的分子量分别为28， 32， 40）解：标准状态，气化P 0=1atm,气温为0 0c ，空气平均mol 质量3109.28-⨯=μ千克/摩尔。
1. 内质量： 330V 910M 28.91011.6V 22.4μ-⨯=∙=⨯⨯=（千克） 3分2. 由气体状态方程可得：RT MV μ=0P 2分RT M V P 222NN N μ=1分0.78442828.90.76MM P P 222N N 0N =⨯=∙=∴μμ()atm 0.78440.7844P P 0N 2==∴ 1分 3. 依瑞利判据知人眼的最小分辨角为51.222.210radDϕλδ-==⨯ 2分可分辨最小间距：77102.23500005y =⨯⨯=∙=-ϕδδL (米) 1分 看不到长城！四、将质量相同、温度分别为T 1、T 2 的两杯水在等压下绝热地混合，试问：（1）此系统达到最后状态，计算此过程的熵变。
天津市大学生物理竞赛(B类)培训习题-力学部分
质量，其质量的增长率正比于它的瞬时质量和瞬
时速度的乘积： dm kmv
dt
式中为常量。试证明雨滴的速率实际上最后成为
常量，并给出终极速率的表达式。忽略空气的阻
力。
解：由变质量的运动方程：
(m dm)(v dv) mv mgdt
dm dv v m mg dt dt dm km v dt dv 2 km v m m g dt dv g kv2 dt
• (4)列方程，求解。
16
• 第三类是功能关系式的应用具体的解题步骤为：
• (1)选择所研究的质点系。 • (2)确定所研究的过程以及过程的始末状态。
• (3) 根据过程中外力的功和非保守内力的功代数和所服从的 条件确定所用的功能关系式。
• (4)列方程，求解。
• 第四类是角动量分量守恒定律的应用具体的求解方法是： (1) 、（2）同上。
6、刚体的转动惯量 7、刚体的角动量
J mk rk2
J r 2 dm
10
L r p r mv Lz J
8、力矩的功 9、功率
dW Md
W Md
1
2
dW d p M M dt dt
11
二、基本规律 basic law
8
9、质心（质量中心）：在研究质点系统问题中，与质点系统
质量分布有关的一个代表点，它的位置在平均意义上代表着 质量分布中心。 xC mi xi / M mr M r
dri mi m v drC dt i i vC 质心的速度： dt M M dvi m i mi ai dvC dt 质心的加速度： aC dt M M
物理竞赛决赛试题及答案
物理竞赛决赛试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 以下哪个选项是正确的？A. 光在真空中的速度是3×10^8 m/sB. 光在真空中的速度是3×10^5 m/sC. 光在真空中的速度是3×10^6 m/sD. 光在真空中的速度是3×10^7 m/s答案：A2. 一个物体在水平面上滑动，如果摩擦力是10N，物体的质量是5kg，那么物体的加速度是多少？A. 2 m/s^2B. 0.5 m/s^2C. 1 m/s^2D. 4 m/s^2答案：A3. 根据牛顿第三定律，以下哪个说法是正确的？A. 作用力和反作用力总是大小相等，方向相反B. 作用力和反作用力总是大小相等，方向相同C. 作用力和反作用力总是大小不等，方向相反D. 作用力和反作用力总是大小不等，方向相同答案：A4. 一个电子的电荷量是多少？A. 1.6×10^-19 CB. 1.6×10^-18 CC. 1.6×10^-20 CD. 1.6×10^-21 C答案：A二、填空题（每题5分，共20分）5. 根据库仑定律，两个点电荷之间的力与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成______。
答案：反比6. 一个物体从静止开始下落，忽略空气阻力，其加速度是______m/s^2。
答案：9.87. 一个电路中的电流为2A，电阻为4Ω，根据欧姆定律，该电路两端的电压是______ V。
答案：88. 光的波长为600nm，其频率为______ Hz。
答案：5×10^14三、计算题（每题10分，共40分）9. 一个质量为2kg的物体从高度为10m的平台上自由落下，求物体落地时的速度。
答案：物体落地时的速度v = √(2gh) = √(2×9.8×10) m/s ≈14.1 m/s10. 一个电阻为10Ω的电阻器接在电压为12V的电源上，求通过电阻器的电流。
最新第五届非物理类专业大学生物理竞赛试题及解答(上海、天津)-药学医学精品资料
一、填空题（共60分） 1.（8分）在地面上的同一地点分别以v1和v2的初速度先 后向上抛出两个小球，第二个小球抛出后经过Δ t时间与 第一个小球在空中相遇。改变两球抛出的时间间隔，便 可改变Δt的值。若v1>v2，则Δt的最大值为_________; 若v1>v2，则Δt的最大值为_______
2 1
U 2
5
8.(8分)一宽度为L的长导体板，放在均匀磁场中，磁感 应强度B与板面垂直，导体板的两个侧面上各有一滑动 街头，通过两垂直导体板的导线与一直流伏特的两端a、 B相连接，如图所示，当伏特表以恒定的速度v沿x方向 滑动时，伏特表的读数为_____;若伏特表保持静止，导 体板以恒定速度v沿x轴方向滑动时，伏特表的读书为 ______若伏特表与导体板一起以恒定的速度v沿x方向滑 动时，伏特表的读数为_____，这时，伏特表两端a、b 的电势差为_____.
4.(2分)一波形脉冲在弦上向x正方向传播，t=时刻的波形 如图所示，画出自t=0时刻起，P点的唯一与时间的关系 曲线。
4.（2分）简要说明： 根据波形图平移，依次画出Δ t、2Δ t、3 Δt、4 Δt…波 形图。视P点在t=0， Δt、2 Δt、3 Δt…时刻对应的位移 画出P点的y-t曲线。 或者说，P点下一时刻的运动应是波线前方一点的振动状 态。
2 A1 sin cos Ae
I A2
A0 2 Ae A0 cos 2 A Ae 2
故光强
2 A1 sin 60 cos7.(4分）由摩尔数相同的两种气体，第一种由原子分子 组成，第二种由双原子分子组成，现两种气体从同一初 态出发，经历一准静态等压过程，体积膨胀到原来的两 倍（假定气体的温度在室温附近）。在两种气体经历的 过程中，外界对气体作的功A1与A2之比A1/A2为______ 两种气体内能的变化Δ U1与Δ U2之比为______
2011年天津市大学生物理竞赛真题(含答案)
2011年第二届拓普杯天津市普通高等院校《大学物理》竞赛试题一、如图是长为L 质量为m 的均质细杆处于水平静止状态。
它的一端在光滑的轴上，细杆可绕轴自由转动，另一端用轻绳（不计质量）悬挂于天花板，轻绳垂直于水平面。
问：（1）在剪断轻绳这一瞬间，细杆质心加速度a 、细杆绕其质心转动角加速度β、轴的支撑力N 各是多少？（2）当细杆转动到竖直位置转动角速度ω、质心速度v ？ 解法：（1）设轴的支撑力为N ，则： 平动方程：ma N mg =- （1） 1分转动方程：βI Lmg =2（2） 1分由231mL I=， β2La = 代入（2）得 1分 g a43= 1分代入（1）式得： mg ma mg N41=-=细杆绕轴转动的角加速度：L g L a 232==β 1分 刚体的运动可看作：质心的平动和绕质心的转动的复合运动。
如图所示，故绕质心的转动角加速度 L g 23=='ββ1分(2) 竖直位角速度为ω，由机械守恒2223121212ωω⎪⎭⎫ ⎝⎛==mL I L mgL g 3=ω 3分 质心速度： gL L v c3212==ω 1分细杆转动平动解法2L g dt d 23==ωβ θωωθθωωβd d dt d d d dt d L g =⋅===23 2分 ⎰⎰=ωπωωθ02023d d L g L g 3=ω 1分 质心速度： gL L vc3212==ω 1分 二、如图所示，高为a 、底半径为b 的非绝热正圆锥容器，内装一种化学纯气体。
容器置于气压为P 0温度为T 0的大气中。
开始时，锥顶开口与大气相通，内部气体压强为P 0，但温度分布为T = T 0 + x ，此时将开口闭合，最终达到平衡时容器内气压P 是多少？ 解：利用初始条件求容器内气体总分子数N 由理想气体压强公式：0P nkT =（2分） （若写成PV C T=或00PV PV T T =也给2分） 分子数密度：000()()P P n x kT k T x ==+ （2分） x —x+dx 内的分子数为：2200()()P b dN n x y dx x dx k T x a ππ⎛⎫== ⎪+⎝⎭（2分）积分求总分子数：2000()aP b N x dx k T x a π⎛⎫= ⎪+⎝⎭⎰22000200aP b T x T dx ka T x π⎛⎫=-+ ⎪+⎝⎭⎰ 222000020ln2P b T a a aT T ka T π⎛⎫+=-+⎪⎝⎭（2分） 将开口闭合，最终达到平衡时，温度与大气相同为T 0，压强为P ，而分子数密度均匀。
2013天津市大学生物理竞赛答案
2013年天津市大学物理竞赛答案一、解：已知R=3m ，s m v s m a m R t /0,/3,302===，质点做圆周运动（1）由dtdva t = （1分）得)/(33030s m t dt dt a v v t t =+=+=⎰⎰ （1而)/(33)3(2222s m t t R v a n === （1分） 质点做圆周运动，当其总加速度a 恰好与半径成45n t a a =即233t = （2分） 得s t 1= （负值舍去） （1分） 或者 2/1s rad R a =⇒=ββτ （2分） 22/1s r a d R a n =⇒=ωω （1分） n t a a = （2分） s t 1==βω（1分） （2）在1s 内，质点所经过的路程为：221t a tdt a vdt S t ttt ===⎰⎰（1分） m S 5.11321=⨯⨯=（1分） 在1s 内，质点所经过的角位移为：R SR S =⨯=∆ππθ22 （1分） rad 5.035.1==∆θ （1分） 或者222121t Ra t t ==∆βθ （1分） rad 5.013321=⨯⨯=∆θ （1分） a二、解：设球体积为V ，空气压强P 0RT MPV P P H μ==08.12（或nkT P =） （2分）000222M P M P V RTM P H H H μμμ=⇒= 222226.3292928.18.1000000H H H H M M M M M P M P =⇒=⨯⇒=μμ （3分） a M a M M g M M F F H H H 2226)()(=+=+-=球球浮合 （2分） g M gV F 00==ρ浮 （2分）g a 34.0= （1分）三、 解：设电容器内球带电量为Q ，外球带电量为-Q由高斯定理可知204rQ E r επε=（2分）⎰-=⋅=210124)(R R r RR R Q r d E V επε（2分）122104R R R R V Q C r -==επε（1分）代入数据r rrC C επεεπεεπε02001086.03.001.0015.0015.001.05.24==-⨯⨯= （2分）两个电介质串联，总电容为rC C C C C επε02121067.0=+=（1分）20max max 4rQ E r επε=20max max 4r E Q r επε=（2分）V E C Q V rr 5020max max max107.2067.0015.04⨯===επεεπε（2分）四、 解：（1）村庄a费马原理：光从空间的一点到另一点是沿着光程为极值的路径传播的 （2分）如图所示，假想有一束光从a 点出发，经椭圆上某点c 反射到达b 点，则光线的实际路径acb 取的即为极小值。
天津市拓普杯大学物理竞赛力学试题选讲
3g 3g 1 ，a ， N mg 2L 4 4
（2）由机械能守恒和线量角量关系可得
mg
L 1 1 2 2 3g mL 2 2 3 L
3 gL L 2 2
v
例 5（第二届竞赛第 9 题，10 分） ：有一半径为 R、盘面平行于水平面的圆盘，盘面上有两 个从圆心出发直到边缘的光滑小槽， 一个是沿半径方向的直槽， 另一个是以半径 R 为直径的 半圆弧槽。当圆盘绕其垂直于中心轴以匀角速度 转动时，处于圆心的小物体（视为质点） 以初速度为零地沿小槽滑动。求： （1）沿半径方向的直槽达到圆盘的边缘时，小物体相对于 圆盘、相对于地面的速度各为多少？（2）沿半圆弧槽到达圆盘的边缘时，小物体相对于圆 盘、相对于地面的速度各为多少？ 解：以圆盘为参考系，则在圆盘上的质点受到惯性离心力的作用，在距离圆心为 r 处受到的 惯性离心力为
2
（米） 。求： （1）B 从第 0 秒到第 5 秒末的位移和路程分别是多少？（2）A 何时以多大速度 开始运动？ 解： （1）由 B 的运动学方程可得 B 到达坐标原点的时刻为
12 4t t 2 0 t 2 t 6 0 t 6(s)
故在前 5 秒内 B 球不会与 A 球相遇。前五秒的位移为
1 1 T mi vc vi vc vi mi v 2 c v 2i 2vc vi 2 2 1 1 1 1 mvc2 mi v 2i vc mi vi mvc2 mi v 2i 2 2 2 2
附 3：设体系 A 和体系 B 的质心为 C，体系 A 的质心为 A，体系 B 的质心为 B，则系统角动
F mr 2
天津市大物竞赛历年考试真题
1、在光学实验中，关于透镜成像的规律，下列说法正确的是？A. 凸透镜只能成放大的实像B. 凹透镜可以成缩小的虚像C. 物体距离凸透镜越近，所成的像就越大D. 凸透镜成像时，物距小于像距则像一定是虚像（答案）B2、在电磁学领域，关于电场和磁场的关系，以下哪个描述是准确的？A. 电场和磁场总是相互独立存在，互不干扰B. 变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场C. 静止的电荷周围只存在电场，不存在磁场D. 均匀变化的电场产生的是均匀变化的磁场（答案）B3、关于原子物理的基础知识，下列哪一项陈述是正确的？A. 原子核由质子和电子组成B. β衰变是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子的过程C. α粒子散射实验证明了原子核是可分的D. 所有元素的原子核都含有中子（答案）B4、在力学中，关于牛顿第二定律的应用，下列说法正确的是？A. 物体的加速度与其所受合外力成正比，与其质量成反比B. 同一物体在不同力作用下的加速度相同C. 加速度的方向总是与物体的运动方向相同D. 物体所受合外力增大时，其速度也随之增大（答案）A5、在波动理论中，关于波的干涉现象，以下哪个说法是正确的？A. 任意两列波相遇时都会产生干涉现象B. 只有频率相同的两列波相遇时，才会发生干涉C. 干涉现象中，加强点和减弱点的位置是固定不变的D. 干涉现象中，加强点的振幅总是等于两列波振幅之和的两倍（答案）C6、在热力学中，关于热量传递的方式，下列哪种说法是正确的？A. 热传导只能在固体中发生B. 热对流是热量通过流体运动而传递的方式C. 热辐射需要介质来传递热量D. 在真空中，热传导是热量传递的唯一方式（答案）B7、关于量子物理的基本概念，下列哪一项描述是准确的？A. 量子态是描述微观粒子运动状态的物理量B. 微观粒子的位置和动量可以同时精确测量C. 波函数没有实际的物理意义，只是数学工具D. 量子力学中，能量是连续变化的（答案）A8、在相对论物理中，关于时间膨胀效应，以下哪个说法是正确的？A. 时间膨胀是指观察者感觉到的时间比实际流逝的时间要长B. 当物体接近光速运动时，其内部的时间会变慢C. 时间膨胀效应只存在于理论中，实际观测中无法验证D. 时间膨胀效应与观察者的运动状态无关（答案）B。
大学生物理竞赛b类试题及答案
大学生物理竞赛b类试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 光在真空中的传播速度是多少？A. 2.99×10^8 m/sB. 3.00×10^8 m/sC. 3.01×10^8 m/sD. 3.02×10^8 m/s答案：B2. 根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力和物体质量的关系是？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. 加速度与作用力成正比，与质量成正比D. 加速度与作用力成反比，与质量成反比答案：A3. 以下哪种物质的比热容最大？A. 水B. 铁C. 铜D. 铝答案：A4. 电磁波谱中，波长最长的是？A. 无线电波B. 微波C. 红外线D. 可见光答案：A5. 根据能量守恒定律，以下哪种情况是可能的？A. 一个封闭系统内，能量可以被创造B. 一个封闭系统内，能量可以被消灭C. 一个封闭系统内，能量可以从一个物体转移到另一个物体D. 一个封闭系统内，能量可以从一个物体转移到另一个物体，但其总量保持不变答案：D6. 以下哪种力是保守力？A. 摩擦力B. 重力C. 弹力D. 空气阻力答案：B7. 根据热力学第一定律，系统内能的变化等于系统吸收的热量与对外做功的差值，用公式表示为？A. ΔU = Q - WB. ΔU = Q + WC. ΔU = W - QD. ΔU = W + Q答案：A8. 以下哪种物质的导电性最好？A. 橡胶B. 玻璃C. 铜D. 石墨答案：C9. 根据麦克斯韦方程组，变化的磁场可以产生？A. 恒定电场B. 变化的电场C. 恒定磁场D. 变化的磁场答案：B10. 以下哪种现象不是由量子力学效应引起的？A. 光电效应B. 电子的波动性C. 超导现象D. 布朗运动答案：D二、填空题（每题4分，共20分）1. 根据库仑定律，两个点电荷之间的静电力与它们的电荷量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
2016天津大学生物理竞赛试题
2016天津市大学生物理竞赛试题1. 物体运动坐标为22)1(,-==t y t x 。
式中x 和y 的单位为米，t 的单位为秒。
试求：（1）物体运动方程)(x f y =；（2）何时物体速度有最小值？（3）计算1=t 秒时的切向和法向加速度各为多少？2. 在两半径分别为)(2121R R R R <、同心圆面上均匀带电，带电量分别为21Q Q 、。
求：（1）此带电系统的电场能E 电为多少？（2）两球面间电荷相互作用能E 间为多少？（3）试说明E 电—E 间的物理意义。
3. 有一混合气体是由1n 摩尔氩气和2n 摩尔氮气，常温下此混合气体的绝热方程为??=C （C 为常量）。
求：（1）1n 与2n 的比值是多少？（2）若此混合理想气体等压膨胀，内能增加所吸收的热量与系统对外作功所吸收的热量的比值是多少？4. 设N 个粒子系统的速率在du u u +-内的分子数为：Kdu dNu = )0(v u ≤≤0=dNu )(v u ≥（1）推出速率分布函数图；（2）用N 和v 定出常数K ；（3）用v 表示速率平均值和方根速率。
5. 在杨氏干涉实验中，用波长3100.5-⨯米的绿色光垂直照射在双缝上，在与双缝向距为6.1米的屏幕上测得相邻明条纹间距为0.1毫米。
试问：（1）两缝间距是多少？（2）如果把一条狭缝遮住，在双缝与屏幕之间的中心轴上平放一反射镜，左端与双缝间距10厘米，右端与屏幕间距90厘米。
屏幕上什么范围内有干涉条纹？上、下侧干涉条纹明暗程度如何？可见几条完整的明条纹？6. 线偏振光垂直入射于石英波片表面入射，已知553.1,544.1==e o n n 。
（1）若入射光振动方向与光轴成︒30角。
试计算通过波片后，o 光、e 光强度是多少？假设无吸收。
（2）若波片的厚度为2.0毫米，通过的两光光程差是多少？7. 有一静止面积1000=S 平方米，面密度为0σ的均匀正方形板，当观察者以C u 6.0=（C 为光速）速度沿其对角线运动。
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40分）1. 光在真空中的传播速度是：A. 299,792,458 m/sB. 299,792,458 km/sC. 299,792,458 cm/sD. 299,792,458 mm/s答案：A2. 牛顿第二定律的表达式是：A. \( F = ma \)B. \( F = mv \)C. \( F = m \frac{v^2}{r} \)D. \( F = \frac{Gm_1m_2}{r^2} \)答案：A3. 根据热力学第一定律，系统内能的增加等于：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和答案：C4. 电磁波的波长、频率和速度之间的关系是：A. \( \lambda = \frac{c}{f} \)B. \( \lambda = cf \)C. \( \lambda = \frac{f}{c} \)D. \( \lambda = \frac{1}{cf} \)答案：A5. 以下哪项是描述电流的物理量：A. 电压B. 电阻C. 电荷D. 电流答案：D6. 根据库仑定律，两个点电荷之间的力与它们电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。
这个定律的数学表达式是：A. \( F = k \frac{q_1q_2}{r^2} \)B. \( F = \frac{q_1q_2}{kr^2} \)C. \( F = k \frac{r^2}{q_1q_2} \)D. \( F = \frac{k}{q_1q_2r^2} \)答案：A7. 在理想气体状态方程中，P、V、T分别代表：A. 压力、体积、温度B. 功率、体积、时间C. 功率、速度、温度D. 压力、速度、时间答案：A8. 光的折射定律，即斯涅尔定律，描述的是：A. 入射角和折射角的关系B. 入射角和反射角的关系C. 折射角和反射角的关系D. 入射角和折射角以及反射角的关系答案：A9. 根据欧姆定律，电阻R、电流I和电压V之间的关系是：A. \( R = \frac{V}{I} \)B. \( R = IV \)C. \( I = \frac{V}{R} \)D. \( V = IR \)答案：D10. 以下哪个公式描述了动能和势能的关系：A. \( KE = \frac{1}{2}mv^2 \)B. \( PE = mgh \)C. \( KE + PE = constant \)D. \( KE = PE \)答案：C二、填空题（每题4分，共20分）1. 根据能量守恒定律，一个封闭系统的总能量在没有外力作用的情况下保持______。
第五届非物理类专业大学生物理竞赛试题及解答(上海、天津)
简要说明：金属球壳带有电量为Q时，其电量分布在外 表面，且均匀分布如图（a）。根据均匀带电球面场分 布，球体为等势体，故球心O处电势与球面等势
U0 =
Q 4πε 0 R2
当球壳腔内绝缘放置q0时，导体球壳电量分布如图（b） 利用电势叠加原理则O点电势为q0-q0，Q+q0产生电势的 叠加。 q Q+q −q
12(4分)一光子的波长与一电子的德布罗意波长皆为5.0Å ，此光子的动量p0与电子动量pc之比p0/pc=_____,光子 的动量E0与电子的动能Ee之比E0/Ee=_____ 12(4分)1；4.1×102 h h h p = ,∴ p0 = , pe = 简要说明：由物质波公式： λ λ0 λe p Q λ0 = λe ∴ 0 =1 光子动能即为总量E0=p0c；电子动能的相对论公式为
2 v2 − v2 − v12 1.（8分） 2v2 ; g g
简要说明： 调节两小球抛出的时间间隔，可使两球有多种相遇的
机会。本题意在求出诸多相遇中，第②球所经的时间Δt 最大的值，解决此问题设计到的运动学方程为：
1 2 h1 = v1∆t1 − g (∆t1 ) 2
1 1 2 2 h2 = v2 ∆t 2 − g (∆t 2 ) = v2 ∆t − g (∆t ) 2 2
(2
M + m 6 Mv 0
)L
简要说明：研究甲、乙及船系统.∵系统水平方向（设 为x方向）受外力为零，故系统水平方向动量守恒。设 船任一时刻速度为V，方向如图示。则有
MV + M (V + v0 ) + m(V − v0 ) = 0
V= m−M v0 < 0 2M + m
得
说明船向x负向运动，则乙相对地面运动速度值
2011年拓普杯天津普通高等院校大学物理竞赛试
2011年第二届拓普杯天津市普通高等院校《大学物理》竞赛试题一、如图是长为L 质量为m 的均质细杆处于水平静止状态。
它的一端在光滑的轴上，细杆可绕轴自由转动，另一端用轻绳（不计质量）悬挂于天花板，轻绳垂直于水平面。
问：（1）在剪断轻绳这一瞬间，细杆质心加速度a 、细杆绕其质心转动角加速度β、轴的支撑力N 各是多少？（2）当细杆转动到竖直位置转动角速度ω、质心速度v ？ 解法：（1）设轴的支撑力为N ，则： 平动方程：ma N mg =- （1） 1分转动方程：βI Lmg =2（2） 1分由231mL I=， β2La = 代入（2）得 1分 g a43= 1分代入（1）式得： mg ma mg N41=-=细杆绕轴转动的角加速度：L g L a 232==β 1分 刚体的运动可看作：质心的平动和绕质心的转动的复合运动。
如图所示，故绕质心的转动角加速度 L g 23=='ββ1分(2) 竖直位角速度为ω，由机械守恒2223121212ωω⎪⎭⎫ ⎝⎛==mL I L mgL g 3=ω 3分 质心速度： gL L v c3212==ω 1分细杆转动平动解法2L g dt d 23==ωβ θωωθθωωβd d dt d d d dt d L g =⋅===23 2分 ⎰⎰=ωπωωθ02023d d L g L g 3=ω 1分 质心速度： gL L vc3212==ω 1分 二、如图所示，高为a 、底半径为b 的非绝热正圆锥容器，内装一种化学纯气体。
容器置于气压为P 0温度为T 0的大气中。
开始时，锥顶开口与大气相通，内部气体压强为P 0，但温度分布为T = T 0 + x ，此时将开口闭合，最终达到平衡时容器内气压P 是多少？ 解：利用初始条件求容器内气体总分子数N 由理想气体压强公式：0P nkT =（2分） （若写成PV C T=或00PV PV T T =也给2分） 分子数密度：000()()P P n x kT k T x ==+ （2分） x —x+dx 内的分子数为：2200()()P b dN n x y dx x dx k T x a ππ⎛⎫== ⎪+⎝⎭（2分）积分求总分子数：2000()aP b N x dx k T x a π⎛⎫= ⎪+⎝⎭⎰22000200aP b T x T dx ka T x π⎛⎫=-+ ⎪+⎝⎭⎰ 222000020ln2P b T a a aT T ka T π⎛⎫+=-+⎪⎝⎭（2分） 将开口闭合，最终达到平衡时，温度与大气相同为T 0，压强为P ，而分子数密度均匀。
天津市大学生物理竞赛真题(含答案)
2012年“拓普杯”天津市大学物理竞赛考生姓名： 所在学校：所在考场： 准考证号：1. 质量均为m 的两个弹性小球（视为质点）A 、B ，位于光滑水平桌面的x 轴上，A 静止于坐标原点上；B 不受其他因素影响时的运动规律为：x=12+4t-t 2（M ）。
求：（1）B 从第0秒到第5时，以多大速度开始运动？2.如图所示，水平桌面上A 、B 、C 是三个半径均为R 的圆柱体初始堆放状态，柱间、柱与桌面间的摩擦可忽略不计。
圆柱质量：M (A) =2m ，M (B)=m ，M （C ）=m ，当撤去约束后初始速度均为零。
求圆柱A 触及桌面时的速度是多少？3. 如图所示，两无限大几何平面间距为d 。
它们之间的区域分布着电荷，电荷体密度p=kx （k 为大于0的系数）求：（1）电荷分布区域内电场强度E 的大小和方向；（2）两平面之间的电势差。
4. 平放置、折射率为1.50的玻璃片上面有一小滴折射率为1.36的油。
油滴会慢慢地摊展成中央厚边缘薄的圆形膜，在太阳光下借助读数显微镜从正上方观察。
试问：（1）摊展过程中边缘、内部干涉条纹如何移动？内部干涉条纹数目、间距如何变化？（2）边缘明暗程度如何，成什么颜色？（3）当中央膜厚为0.476微M 时，中心成什么颜色？5. 某透明物质的全反射临界角是450，问：（1）此物质折射率？（2）此物质起偏角？（3）当光从透明物质内射向分界面时起偏角又是多少？（4）有一束光强为I 0、振动方向在入射面内的线偏光以布儒斯特角（入射角）投向该透明物质，反射光、折射光的光强各为多少？（忽略吸收）6. 中国速度的象征——京沪高速。
它是由每根长100M 的钢轨铺就而成。
有观察者站在铁轨旁，他离其中一根钢轨AB （端点分别为A 和B ）的两端点的距离均为100M ，列车以360公里/小时高速贴地行驶，鸣着汽笛疾飞而过。
列车司机说笛声频率为800赫兹。
试问：（1）当列车刚进入钢轨AB 的起始端A 点时，观察者感觉到的笛声频率为多少？（2）列车驶离钢轨时。
天津市大物竞赛历年考试真题
天津市大物竞赛历年考试真题一、选择题在天津市大学生物理竞赛中，以下哪项是物理学中描述力的基本性质的定律？A. 牛顿第一定律B. 欧姆定律C. 焦耳定律D. 法拉第电磁感应定律关于波动理论，下列说法正确的是：A. 机械波可以在真空中传播B. 横波和纵波的传播速度相同C. 波的干涉是波特有的现象D. 波的衍射现象说明波不具有直线传播的特性光电效应实验中，当入射光的频率增大时：A. 饱和光电流一定增大B. 遏止电压一定增大C. 光电子的最大初动能一定增大D. 逸出功一定增大在原子物理学中，关于原子核的衰变，以下哪项描述是正确的？A. α衰变放出的是电子B. β衰变放出的是氦原子核C. γ衰变放出的是光子D. 所有衰变过程都放出中子关于热力学定律，下列说法错误的是：A. 热力学第一定律揭示了能量守恒与转换的关系B. 热力学第二定律说明热量不可能自发地从低温物体传到高温物体C. 热力学第三定律指出绝对零度无法达到D. 热力学定律适用于所有宏观和微观的物理过程二、填空题在量子力学中，描述微观粒子运动状态的数学工具是____________。
根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，当物体的质量减少Δm时，释放的能量为____________。
电磁波在真空中传播的速度等于____________，这是物理学中一个重要的常数。
在杨氏双缝干涉实验中，当光源的波长增大时，干涉条纹的间距将____________。
根据热力学第一定律，系统吸收的热量Q、系统对外做的功W和系统内能的变化ΔU之间的关系为____________。
三、简答题请简述量子力学中的不确定性原理，并说明其对于微观粒子运动状态描述的影响。
描述光电效应的实验现象，并解释爱因斯坦的光电效应方程的物理意义。
请解释热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述，并讨论它们之间的等效性。
在波动光学中，为什么白光通过双缝干涉会产生彩色条纹？请解释其物理原理。
请讨论在天津市大学生物理竞赛中，物理学实验的重要性以及它对于理论知识的补充和验证作用。
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年天津市大学生物理竞赛试卷
注意： 类考生需做至题，类考生做至题及、题。
各题都需写出具体过程和结果。
请将所有答案写在答题纸上，答在此页上无效!交卷时此试卷和答题纸草稿纸一并上交。
注意：以下至题全体考生必答（要求写出具体计算过程与结果）。
．有一质点从开始作半径为的圆周运动，其弧长公式()十一 ()。
求:{)
质点从到第秒末的位移？()质点从开始到第秒末的平均速率？()质点运动加速度何时有极
值？
. 有一长为内壁光滑的水平管道，其一端绕竖直轴以匀角速ω转动，管中有一小球（视为
质点）从另一端沿管道以初速度 ω向管道中心滑来。
求:（）小球滑到距中心为时的速度；
（）小球滑到距离中心为所用的时间？
如图所示，光滑水平桌面上有一静止、质量为的半径为的四分之一圆弧面三角状物块，圆弧
面也是光滑的。
今有质量也是、初始速度为的小物体（看成质点），从圆弧面底端沿圆弧面
向上滑动，脱离顶端后继续上升，上升最大高度离桌面为。
试问小物体初始速度为是多少？
.有一容积为升的容器在标准状态下将其密封，之后注入克纯净水。
若对系统加热至℃(水全
部汽化)，问此时容器内的压力多大？设气体为理想气体，已知水的摩尔质量为。
. 求某种理想气体分子速率的倒数，从到最概然速率的算术平均值（用表示），理想气体满
足麦克斯韦速率分布律。
．有一半径为、带电量为零的导体球，球外有一正点电荷，它到球心距离为。
求：（）导体
球的电势是多少？（）若把导体球接地，导体球感应电荷’ 是多少？（）对上述两种情况,
导体球上的感应电荷在球心的电场强度为多少？
.如图所示，有一长度为的均勻带电细棒，带电量为，以速度向前运动，速度方向垂直于棒，
求棒的延长线上距棒近端的距离为处的磁感强度的大小为多少
?
题图
.一平行板电容器，两极板都是半径为厘的圆形导体板，在充电时，其电场强度的变化率为 伏(·秒)， 求 ()两极板间位移电流；()求极板板内边缘处的磁感应强度？
注意：、题为类考生必答题，类考生作答无分。
. 有一半径为的平凸透镜与一半径为的玻璃圆柱体接触，透镜和玻璃柱的折射率分别为、 ( <<)。
当一束波长为λ的光，向下垂直入射时，会产生干涉条纹。
写出干涉条纹数学表达式。
明纹和暗纹的条件分别是什么？接触点的明暗程度如何？
．设粒子处在[，]范围内的一维无限深方势阱内作运动的波函数为a x a x a ππψ2cos sin 4=
求：（）粒子能量的可能测量值以及相应的概率；() 能量平均值。
注意：、题为类考生必答题，类考生作答无分。
．分别计算用方解石制造的适用于钠黄光（纳）和 水银光（纳）的波长片（λ片）的最小厚度．方解石的主折射率, .
. 一个质子得到了相当于它的静止能量倍的动能，试求此时这个质子的质量、速度、动量和德布罗意波波长为多少？需要考虑相对论效应。
题图。