2012年浙江省大学生物理竞赛答案

2012年浙江省大学生物理创新竞赛试题

一、选择题

1.我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行（即绕地球

一圈需要24小时）；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球。如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比，则（）

A.卫星动能增大，引力势能减小

B.卫星动能增大，引力势能增大

C．卫星动能减小，引力势能减小 D.卫星动能减小，引力势能增大

2.质点在平面上运动，方程为，速度为；若运动时，

①；②，则（）

A.①质点作圆周运动，②质点作匀加速曲线运动

B.①质点作圆周运动，②质点作匀速率曲线运动

C.①质点作变速率直线运动，②质点作匀速率曲线运动

D.①质点作变速率直线运动，②质点作匀加速曲线运动

3.质量为m的粒子在势能的保守立场中运动，其中a，b为正的常

数，则该粒子的稳定平衡位置x为（）

A. a

B. –a

C.b

D.-B

4.地面上一静止的闪光灯发出两次闪光的时间间隔为4s，飞船上的观察者测得的时间间

隔为5s，则飞船上的观察者测得两次闪光时闪光灯的空间间隔为（）m

A.4×10^8

B.7.2×10^8

C.9×10^8

D.12×10^8

5.设空气中声速为330m/s，一列火车以30m/s的速度行驶，机车上汽笛的频率为600Hz。

一行人沿铁轨以10m/s的速度与这列火车相向运动，则该行人在火车正前方和火车驶过后所听到的汽笛频率差为（）Hz

6.由高斯定理，当闭合曲面的电通量为零时，则( )

A.高斯面内一定没有电荷

B.高斯面外一定没有电荷

C.高斯面内必无净电荷

D.高斯面外必无净电荷

7.选无穷远处为电势零点，半径为R的导体球带电后，其电势为，则球外离球

心距离为r处的电场强度的大小为（）

A. B. C. D.

8.真空中两根很长的相距为2a的平行直导线与电源组成闭合回路。已知导线中的电流

为I，则在两导线正中间某点P处的磁能密度为( )

A. B. C. D.0

9.在半径为0.2m，共100匝的大线圈中心有一小铜丝环，环面积为5.0×10^-4m²，两

线圈共面。小铜丝环中的电流在0.01s内由20A减少至零，则它们的互感系数及大

线圈中出现的感生电动势分别为( )

A.5 ×10^-8H和×10^-4V

B. 5×10^-8H和10^-4V

C. 2 ×10^-8H和×10^-4V

D. 5 ×10^-8H和10^-4V

10.“超导量子干涉仪”可用于探测心磁（10^-10T）和脑磁（10^-13T）等微弱磁场，

其灵敏度可达10^-14T，其探测“回路”示意图如图甲所示。穿过ABCD“回路”

的磁通量为，总电流强度。I与的关系如图乙所示

（），下列说法正确的是（）

A.图乙中横坐标的单位是Wb

B.穿过“回路”的磁通量越大，电流I越大

C. 穿过“回路”的磁通量变化引发电流I周期性变化

D.根据电流I的大小，可以确定穿过“回路”的磁通量大小

二、填空题

1.一杂技演员能把5个球一个接一个均匀地上抛到高4.9m处，为了使这5个球都保持在

空中运动，则相继两次抛球的最大时间间隔为

2.一汽艇关闭发动机后以初速度沿直线行驶，由于阻力，其加速度方向与速度反向、

大小与速度的平方成比例，比例系数为k，则t时刻汽艇的速率为。t 时间内汽艇行驶的距离为

3.一喷气式飞机以200m/s的速度在空中飞行，燃气轮机每秒钟吸入50kg空气，与2kg

燃料混合燃烧后，相对飞机以400m/s的速度向后喷出。则该燃气轮机的推力为

4.一质点在力的作用下沿一螺旋线x=4cos ，y=4sin ，z=2

从=0运动到=2 。则力F对质点所作的功为

5.质量为M的星球半径缩小到小于时将变成一个黑洞，光和任何粒子都不

能逃离它。（引力常量G，光速c）

6.轻绳跨过轻定滑轮，一猴子抓住绳的一端，绳的另一端挂一与猴子质量相等的重物。

若猴子有静止开始，相对绳子以速度v向上爬，则重物上升的速度为

7.一粒子受恒力作用从静止开始运动，若不考虑相对论效应，则t时刻粒子的速度为V，

现考虑相对论效应，则该时刻粒子的速度v与V的关系为v=

8.将图中质量为2kg的物块从平衡位置O沿x方向拉开2cm，由静止释放后物块以

的周期在光滑的平面上做简谐振动，则最大拉力为（）N

9.如图所示，两块无限大均匀带电薄板相互垂直，与水平面均成45°，电荷面密度分

别为和，则P点处电场强度的大小为；方向

10.通过电流I的导线被弯成如图所示的形状，图中3/4圆弧半径为R，abco是边长为

2R的正方形，则圆心o处的磁感应强度大小为；方向

三、计算题

1.轮船以速度向东航行，船上的人看见烟囱中冒出的烟向着正北方，当船速增加为时，船上的人看见烟向北偏西45°方向。设烟从烟囱中冒出后即受到风的影响，求风速大小和方向。

2.三个质量均为m的刚性小球A.B和C，静止在光滑的水平桌面上，用长度均为l,且不可伸长的柔软轻绳相连，其相对位置如图所示，AB和BC之间的夹角为45°，且开始时轻绳是被拉直的，现对小球C施加一大小为的冲量，方向沿BC延长线。

（1）试分别求出三个质点A.B和C开始运动时的速度大小和方向

（2）求出该系统质心的速度大小和方向

3.半径为和（）的两个圆柱同心地固定在一起，总质量为M，绕对称轴的转动惯量为j 。小圆柱上绕有轻绳，绳的上端固定在天花板上，大元准上也绕有轻绳，绳的下端挂一质量为m的物体，如图所示。求物理向下运动时圆柱体的角加速度。

4.如图所示为一平面简谐波在t=0时刻的波形图，设次简谐波的频率为250Hz，且此时质点P的运动方向向下，求：（1）该波的表达式；（2）在x轴正向距原点o为100m处质点的振动方程与振动速度表达式。

5.如图所示，长直均匀带电细棒，电荷线密度为。

（1）计算棒延长线上距一端为a的点处场强的大小

（2）计算棒中垂线上距中点为a的点处场强的大小