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；

A

q c

b

d

a

（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。

4. 长直导线中通有电流，长的金属棒以速度平行于

长直导线作匀速运动。棒近导线一端与导线的距离为，则金属棒中的感应电动v

f(v)

1

2

I

a l V

A B

势的大小为，的方向为。

5. 电荷线密度为的无限长均匀带电直线，

其旁垂直放置电荷线密度为的有限长均匀

带电直线，两者位于同一平面内，则所

受静电作用力的大小

＝。

6.三个偏振片、与堆叠在一起，与的偏振化方向相互垂直，与的偏振化方向间的夹角为，强度为的自然光垂直入射于偏振片，并依次透过偏振片、与，若不考虑偏振片的吸收和反射，则通过三个偏振片后的光强为。

7.如果一个光子的能量和一个德布罗意波长为的电子的总能量相等，设电子静止质量为，则光子的波长为。

三、简答题（共14分）

1. 红外线是否适宜于用来观察康普顿效应，为什么? (红外线波长的数量级为

，电子静止质量kg，普朗克常量) （本题5分）2. 假定在实验室中测得静止在实验室中的子(不稳定的粒子)的寿命为

s，而当它相对于实验室运动时实验室中测得它的寿命为s．试问：这两个测量结果符合相对论的什么结论? 子相对于实验室的速度是真空中光速的多少倍?（本题5分）

3. 为什么窗玻璃在日光照射下我们观察不到干涉条纹？（本题4分）

四、计算题

（1至5小题每题10分，第6小题7分，共57分）

1. 在高处自由下落一个物体，质量为，空气阻力为，落地时速度为，问

物体从多高处落下？

2. 一半径为，质量为的匀质圆盘，平放在粗糙

的水平桌面上。设盘与桌面间的摩擦系数为，令圆

盘最初以角速度绕通过中心且垂直盘面的轴旋转，

问它将经过多少时间才停止转动？

3. 在半径为的圆柱形区域中有沿轴向的均匀磁

场，磁感应强度满足，有一根长度也是的金属杆放

在圆柱内，其两端与柱面的壁相接，并处在与磁感线垂直的方向

上，试求出：

（1）在柱形区域内，涡旋电场强度；

（2）在金属杆上，感应电动势。

4. 轴在同一水平面上的两个相同的圆柱体, 两轴相距,

它们以相同的角速度相向转动。一质量为的木板搁

在两圆柱体上 , 木板与圆柱体之间的滑动摩擦系数为

。问木板偏离对称位置后将如何运动？周期为多少？

5. 实验表明，在靠近地面处有相当强的电场，电场强度垂直于地面向下，大小约为；在离地面高的地方，也是垂直于地面向下的，大小约为。

(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。(已知:)

6. 设粒子在宽度为的一维无限深势阱运动时，其德布罗意波在阱内形成驻波，试利用这一关系导出粒子在阱中的能量计算式。（本题7分）

五、证明题（10分）

定体摩尔热容量为常量的某理想气体，经历如图所示的平面上的两个循环过程和，相应的效率分别为和，试证与相等。

湖南省第3届大学生物理竞赛试卷

2.（本题15分）是给出5种测量温度的方法，并简述每种方法的实验原理。

2010年湖南大学物理竞赛卷答案

一、填空题（每题4分共40分）

1. h1v /(h1h2)

2. 参考解：M＝＝

3. (1) AM，(2) AM、BM

4. 半径为R的无限长均匀带电圆柱面

5. 在图面中向上

6. 或

7.

8. 291 Hz或309 Hz

9. (SI)

10. 平行或接近平行

二、计算题（每题10分共80分）

1. 解：分别取m1和链条m为研究对象，坐标如图．

设链条在桌边悬挂部分为x，

，，

解出 2分

当链条刚刚全部滑到桌面时x = 0，a = 4.9 m/s2 1分

1分

2分两边积分 2分

1.21 m/s 2分（也可用机械能守恒解v）

2. 解：(1) 选细棒、泥团为系统．泥团击中后其转动惯量为

2分

在泥团与细棒碰撞过程中对轴O的角动量守恒

2分

∴ 2分

(2) 选泥团、细棒和地球为系统，在摆起过程中，机械能守恒． 2分

∴ 2分

3. 解：(1) 系统开始处于标准状态a ，活塞从Ⅰ→Ⅲ为绝热压缩过程，终态为b ; 活塞从Ⅲ→Ⅱ为等压膨胀

过程，终态为c ；活塞从Ⅱ→Ⅰ为绝热膨胀过程，终态为d ；除去绝热材料

系统恢复至原态a ，该过程为等体过程。该循环过程在p －V 图上对应的曲线如图所示。 图3分

(2) 由题意可知 p a =1.013×105 Pa ，

V a =3×10－3m 3， T a = 273K ，

V b =1×10－3m 3， V c =2×10－3m 3 . ab 为绝热过程，据绝热过程方程

，得 1分

bc 为等压过程，据等压过程方程 T b / V b = T c / V c

得 K 1分

cd 为绝热过程，据绝热过程方程 ，得

1分 (3) 在本题循环过程中ab 和cd 为绝热过程，不与外界交换热量; bc 为等压膨胀过程，吸收热量为

Q bc =νC p (T c －T b )

式中．又据理想气体状态方程有p a V a = νRT a ，可得

2分

da 为等体降温过程，放出热量为

2分

4. 解：(1) 设两球壳上分别带电荷＋Q 和－Q ，则其间电位移的大小为 D ＝Q / (4r 2) 两层介质中的场强

大小分别为

E 1 = Q / (40 r 1r 2) 1分

E 2 = Q / (40 r 2r 2) 1分

在两层介质中场强最大处在各自内表面处，即

E 1M = Q / (4

0 r 1)， E 2M = Q / (40 r 2R 2) 两者比较可得

已知R 2＜R 1，可得E 1M ＜E 2M ，可见外层介质先击穿． 3分

V p O a d

c b V b V c V a

(2) 当外层介质中最大场强达击穿电场强度E M时，球壳上有最大电荷．

Q M = 40r2R2E M 2分

此时，两球壳间电压(即最高电压)为

3分

5. 解：当线框的一部分进入磁场后，线框内产生动生电动势和感应电流I．因为有自感且线框电阻忽略，所以线框内感应电流I的微分方程是：

① 2分

线框的运动方程为：② 2分

联立方程得： 1分

其中 1分

∴ 1分

当t = 0时，v = v0∴c2 = v0

且因t = 0时，I =0 ∴c1 =0

∴ 1分

线框沿x方向移动的距离为： 2分

如用能量方法解，则对应于①②两式评分如下：

2分

把上式两边对时间求导，得

∵ 2分

代入上式得 1分

6. 解：设入射波的表达式为 1分

则反射波的表达式为

3分

驻波的表达式为 1分

在t = 0时，x = 0处，有y = 0和 ( d y / d t ) < 0，故得：

由上两式求得 = /4 2分

B 点（）的振动方程为

3分

7. 解：(1) 斜入射时的光栅方程

，k = 0，±1，±2，… 3分

规定i从光栅G的法线n－n 起，逆时针方向为正；从光栅G的法

线n－n起，逆时针方向为正．

(2) 对应于i = 30°，设 = 90°，

k = k max1，则有

= 2.10

取整k max1 =

2． 2分

(3) 对应于i = 30°，设 = -90°， k = k max2，

则有

= - 6.30

取整k max1 = -6． 2分

(4) 但因d / a = 3，所以，第-6，-3，…级谱线缺级． 2分

(5) 综上所述，能看到以下各级光谱线：

-5，-4，-2，-1，0，1，2，共7条光谱线． 1分

8. 解：设粒子Ａ的速度为，粒子Ｂ的速度为，合成粒子的运动速度为．由动量守恒得

2分

因，且，所以． 2分

即合成粒子是静止的．由能量守恒得

3分

解出 3分

4m B

A x

湖南省第一届大学生物理竞赛试题

2008年4月26日时间：150分钟满分120分

一、填空题（每空3分，共36分）

1．一质点作直线运动，加速度为，已知时，质点的初始状态为，，

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

5．将温度为的1mol 和温度为的1mol 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，电势为，其表面有一面积为的极小锈孔，则球心处电场强度的大小为。

8．为测定音叉的频率，另选取两个频率已知而且和音叉频率相近的音叉和，音叉的频率为400Hz，的频率为397 Hz。若使和同时振动，则每秒听到声音加强2次；再使和同时振动，每秒可听到声音加强1次，由此可知音叉的振动频率为

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．在宽度为的一维无限深势阱中运动的粒子，当量子数时，距势阱左壁宽度内发现粒子

的概率为。

11．厚度为2的无限大导体平板，沿与板平行的方向均匀通以电流，电流密度为，则板内距对称面

为处磁感应强度的大小为。

12．实验测得太阳垂直射到地球表面的平均能流密度为J·m-2·s-1，已知太阳到地球的平均距离为m，则每秒钟太阳因辐射而损失的质量为kg。

二、证明题（每空5分，共10分）

1．证明：对于一个作圆周运动的微观粒子，（其中为角动量，为角位置）。

2．证明：在同一图上，一定量理想气体的一条绝热线与一条等温线不能相交于两点。

三、实验题（每空5分，共10分）

注：要求简略地说明实验原理，列出实验仪器并阐明实验方法和步骤

1．试设计一个实验，测量太阳的表面温度

2．试设计一个实验，确定半导体的类型及载流子浓度

四、论述题（每空5分，共10分）

1．现代宇宙学的研究表明：任何行星形成之初，原始大气中都应有相当数量的和，但是现在地球大气中的主要成分却是和，几乎没有和，试解释其原因（大气平均温度290°K）。

2．在严寒的冬日，行驶的列车车窗玻璃上凝结一层薄冰膜。

（1）乘客发现原本白色的车窗呈现绿色，这是什么原因？

（画出简图说明），并估算此膜的最小厚度；

（2）行驶一段距离后，玻璃又呈现黄色，则冰膜的厚度如何变化，并估算其厚度的最小变化值。

（绿光波长500nm，黄光波长590nm，冰的折射率1.33，玻璃的折射率1.5。）

五、计算题（共54分。其中1、2、3题每题8分；4、5、6题每题10分）

1．两根平行放置的直导线长为，相距为，设两导线均通以强度为的电流，求相互作用力的大小。

2．一圆柱形电容器，外导体的内半径为0.04m，内导体的半径可自由选择，中间充满击穿场强为V/m的介质，问该电容器能承受的最大电压为多少？

3．均匀细棒，长为，质量为，其一端固定，可绕点在竖直面

内无摩擦地转动。开始时使棒处于水平位置，先释放端，当棒转到竖直位

置时，松开点，任棒自由下落，选取如图所示的坐标系。

（1）写出点松开后棒的质心的运动轨迹；

（2）当棒从竖直位置下落高度时，它绕质心转了多少圈。

4．一长方形木块底面积为，高为，密度为，将其放于密度为的

水中。

（1）求平衡时木块露出水面的高度；

（2）求振动周期；

（3）将木块压入水中刚好没顶后放手，写出振动方程。

5．一半径为的长直圆筒，表面均匀带电，电荷面密度为，在外力矩作用下，从静止开始以匀角加速度绕轴转动。

（1）求圆筒内部任一时刻磁感应强度的大小；

（2）求位于距轴线处电子的加速度的大小。

6．如图，一内壁光滑的绝热圆筒，端用导热壁封闭，端用绝热壁封闭，筒内由一不漏气的绝热活塞隔开。开始时，活塞位于圆筒中央，由活塞分隔开的两部分气体1和2完全相同，每

部分气体的摩尔数为，温度为，体积为，气体的定体摩尔热容、比热容比均可视为常量。现在从端的导热壁徐徐

加热，活塞缓慢右移，直至气体2的体积减半。求此过程中：（1）气体1吸收的热量；

（2）气体1的体积和压强的关系；

（3）整个系统熵的改变量。

大学生物理竞赛规则

附件3 2014年第一届河北省大学生物理竞赛（实验部分）规则 参照国际青年物理学家锦标赛（IYPT）规则，本项竞赛以普通话为工作语言，以抽签分组、团队辩论的方式进行。赛前通过抽签分组，每支队伍均参加11月29日上午的对抗赛，每轮对抗赛由三支或四支队伍参赛。最后，依据各队竞赛成绩进行排名（见附件4），前10名进入下午的决赛。 每一轮对抗赛分为三个或四个阶段，若有三支队伍参赛，这三支参赛队在不同的阶段扮演三种不同角色，即：正方、反方和评论方,进行三个阶段的比赛。若有四支队伍参加，则这四支参赛队扮演四种不同角色，即：正方、反方、评论方和观摩方,进行四个阶段的比赛。每一轮对抗赛中角色的转换顺序如下： 三支队伍参加比赛 四支队伍参加比赛

每一阶段比赛定时50分钟，具体流程如下： 对抗赛中对不同角色的要求： 正方就某一问题做陈述时，要求重点突出，包括实验设计、实验结果、理论分析以及讨论和结论等。 反方就正方陈述中的弱点或者谬误提出质疑，总结正方报告的优点与缺点。但是，反方的提问内容不得包括自己对问题的解答，只能讨论正方的解答。 评论方对正反方的陈述给出简短评述。 观摩方不发表意见。 在每一阶段的比赛中，每支队伍只能由一人主控报告，其他队员只能做协助工作，可以和主控队员交流,但不能替代主控队员进行陈述。在每一轮对抗赛中每个队员最多只能作为主控队员出场两次。 作为正方，在一支队伍的全部比赛中，每个队员作为主控队员进行陈述次数不能超过三次。 题目挑战和拒绝规则：

在同一轮对抗赛中，题目不能相同。反方可以向正方挑战任何一道题目，正方可以拒绝一次而不被扣分，拒绝两次，将不计名次，不参与评奖。 成绩 在一轮对抗赛中，每一次阶段赛过后，每位裁判就各队承担的角色表现打分，分数为1 至10 分的整数分数，裁判组的平均分数作为该阶段赛的成绩（角色成绩），计算参赛队的一轮比赛成绩时，不同角色的加权系数不同：正方：× 3.0； 反方：× 2.0 评论方：×1.0 各参赛队在一轮对抗赛中的成绩为各阶段赛成绩的加权总和，并把结果四舍五入保留一位小数。各参赛队的总成绩为该队在所有对抗赛中取得的成绩总和。以参赛总成绩进行排名。 2014年第一届河北省大学生物理竞赛组委会 2014年10月14日

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 ） ?2 1 )(v v v d v f v ； (C ） ? ?2 1 2 1 )()(v v v v v d v f v d v vf ; (D) ? ?∞ )()(2 1 v d v f v d 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 、0 48εq 。 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； A q c b d a

（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： a x a x 23cos 1)(πψ?= )(a x a ≤≤- 那么粒子在6/5a x =处出现的几率密度为（ ）。 (Ａ) )2/(1a ； (Ｂ） a /1 ； (C) a 2/1 ； (D) a /1 。 二、填空题(每题3分，共2１分) 1. 一匀质细杆长为l ，质量为m ,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T 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V ,充入氧气的压强为1P ,用了一段时间后压强降为2P ,则瓶中剩下的氧气的内能与未用前氧气的内能之比为 。 v f(v) 1 2 I a l V A B

湖南省大学生物理竞赛试卷

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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 总分120分 时间150分钟 2016年5月21日

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 =?， 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22 00 122B 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 2()sin n x x a a πψ=， 其能量为 222 2 2n n E ma π=，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 。 图1-7

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2-3 3. 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 = m。其上一根弦的质量线密度为 = 104 kg/m，拉紧它的张力F = 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 来决定温度T。天狼星是天空 定律，通过测量其单色辐出度的峰值波长 m

湖南省大学生物理竞赛试卷

---○---○--- ---○---○--- ……… 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 described by 21v t =+ (SI). At any time t , the tangential acceleration of the particle is and its centripetal acceleration is . 2. A particle moves along a parabolic path 22y x =. The force acting on it is 3i 4j F y =+r r r (N). Work done on the particle as it moves from x = ?1 m to x = 2 m is _______; the change in kinetic energy of the particle in this process is___________. 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 the particle about the origin is __________; the torque acting on the particle about

全国大学生物理竞赛25届

考场 姓名 准考证号 所在学校 *****************************密******************封*******************线**************************** 考生类别 第25届全国部分地区大学生物理竞赛试卷 北京物理学会编印 2008.12.14 北京物理学会对本试卷享有版权，未经允许，不得翻印出版或发生商业行为，违者必究。 一 二 题号 1 ~ 12 13 14 15 16 分数 阅卷人 三 题号 17 18 19 总分 分数 阅卷人 答题说明：前16题是必做题，满分是100分；文管组和农林医组只做必做题；非物理B 组限做17题，满分110分；非物理A 组限做17、18题，满分120分；物理组限做17、19题，满分120分。请同学们自觉填上与准考证上一致的考生类别，若两者不符，按废卷处理，请各组考生按上述要求做题，多做者不加分，少做者按规定扣分。 一、填空题（必做，共12题，每题2空，每空2分，共48分） 1. 沿x 轴运动的质点，速度υ = αx ，α > 0。t = 0时刻，质点位于x 0 > 0处，而后的运动过程中， 质点加速度与所到位置 x 之间的函数关系为a = ，加速度与时刻t 之间的函数 关系为a = 。 2. 质量可忽略的圆台形薄壁容器内，盛满均匀液体。 容器按图1所示方式平放在水平地面上时，因液体重力而使容器底面所受压强记为P 1，地面给容 器底板向上的支持力记为N 1；容器按图2所示方式放置时，相应的力学参数记为P 2、N 2。那么，必定有P 1 P 2，N 1 N 2。（分别选填“小于”、“等于”或“大于”。） 图2 3. 在一车厢内，有图示的水平桌面、质量分别为m A 和m B 的物块A 和 B 、轻绳和质量可忽略的滑轮装置。（1）设系统处处无摩擦，车厢具有竖直向上的匀加速度a 0，则物块B 相对车厢竖直向下的加速度a = 。（2）设B 与水平桌子侧面间的摩擦因

湖南省第二届大学生物理竞赛试题及答案

湖南省第2届大学生物理竞赛试卷 （2009年4月25日） 时间150分钟 满分120分 一、填空题（共52分） 1、（4分）人造地球卫星绕地球作圆周运动，由于受到空气摩擦阻力，人造卫星速度____________（填减小或增大或不变），轨道半径________________（填减小或增大或不变）。 2、（4分）面积为S 的接地金属板，距板为d 处有一点电荷q +（q 很小），则板上离点电荷最近处的感应电荷面密度为___________________________。 3、（4分）半圆形载流线圈，半径为R ，电流为I 与B 共面，且直 径与B 夹角为θ。则线圈受的磁力矩大小为 _____________________；方向___________________。 4、（3分）从单一热源吸取热量并将其完全用来对外作功，则[ ]（请选A 或B 并填空） A 、此过程违反热力学第二定律； B 、此过程不违反热力学第二定律，例如_______________过程就是这种情况。 5、（4分）图中MN 为某理想气体的绝热曲线，AB C 是任意过程，箭头表示过程进行的方向，ABC 过程结束后气体的温度_______________（填 增加、减小或不变）；气体所吸收的热量为_______________（填正、负 或零）。 6、（6分）标准声源能发出频率为250.0o Hz ν=的声波，一音叉与该标准声 源同时发声，产生频率为1.5Hz 的拍音，若在音叉的臂上粘上一小块橡皮泥， 则拍频增加，音叉的固有频率ν_________________；将上述音叉置于盛水的玻璃管口，调节管中水面的高度，当管中空气柱高度L 从零连续增加时，发现在0.34L m =和1.03m 时相继产生两次共鸣，由以上数据算得声波在空气中的传播速度_________________________。 7、（5分）一容器内储有1mol 氧气，其压强为1atm ，温度为27℃，则单位体积中的分子数n =__________________，分子的平均速率v =____________________；氧气的内能E =______________________。 8、（5分）一束光强为0I 的自然光连续通过三个偏振片，它们的偏振化方向分别为13P P ⊥， 2P 与3P 夹角为θ，当出射光强I 为0332I 时，θ角的大小为___________________。 q B

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) ?2 1 )(v v v d v f v ； (C) ? ?2 1 2 1 )()(v v v v v d v f v d v vf ； (D) ? ?∞ )()(2 1 v d v f v d 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 、0 48εq 。 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； A q c b d a

（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： a x a x 23cos 1)(πψ?= )(a x a ≤≤- 那么粒子在6/5a x =处出现的几率密度为（ ）。 (A) )2/(1a ； (B) a /1 ； (C) a 2/1 ； (D) a /1 。 二、填空题(每题3分，共21分) 1. 一匀质细杆长为l ，质量为m ，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T 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V ，充入氧气的压强为1P ，用了一段时间后压强降为2P ，则瓶中剩下的氧气的内能与未用前氧气的内能之比为 。 4. 长直导线中通有电流 I ，长L 的金属棒AB 以速度V 平行于 v f(v) 1 2 I a l V A B

(完整版)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 （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 A 沿某路径传播到 B ，若A ，B 两点相位差为3，则此路径 AB 的光程为 [ ] (A) 1.5 (B) 1.5n (C) 1.5n (D) 3 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(n , l , m l , m s ) 可能取的值为 [ ] (A) (2, 2,1, - 1 ) 2 (B) 1 (2, 0, 0, ) 2 (C) (2,1, -1, - 1 ) 2 1 (D) (2, 0,1, ) 2 3、某元素的特征光谱中含有波长分别为 = 450nm 和 = 750nm （1nm = 10-9 m ）的 1 2 光谱线。在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处 2 的谱线的级数将是 [ ] (A) 2,3,4,5…… (B) 2,5,8,11…… (C) 2,4,6,8…… (D) 3,6,9,12…… 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) 1 mg 2 (B) mg (C) 3 mg 4 (D) 1 mg 4 二、填空题（每题 3 分，共 18 分） 1、电子枪的加速电压U = 5?104V ，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65cm ，弦的振动频率为230Hz ，则波长为 ，形成驻波的行波的波速为 。 3、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 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 ，a 、b 两端何端电势高 （填 a 或 b ）。 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 线）的条数是 。 5、用白光垂直照射在厚度为4 ?10-5 cm ，折射率为 1.5 的薄膜表面上，在可见光范围内， b B

2015年湖南省大学生物理竞赛试卷

湖南省第2届大学生物理竞赛试卷 2015年5月9日 时间：150分钟 满分100分 …………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…………… 题 号 一 二 三 四 五 总 分 学 校 得 分 得 分 一、 选择题 (每题2分，共20分) 1. 某人骑自行车以速率v 向西行驶，今有风以相同速率从北偏东300 方向吹来，人感到风从哪个方向吹来 ? ( )。 (A)北偏东300 ； (B)南偏东300 ； (C)北偏西300 ； (D)西偏南300 。 2. 一水平放置的轻弹簧，劲度系数为，其一端固定，另一端系一质量为的滑块A，A 旁又有一质量相同的滑块B，如图所示。设两滑块与桌面间无摩擦，若用外力将A、B 一起推压使 弹簧压缩距离为d 而静止，然后撤去外力，则B 离开时的速度为（ ）。 k m (A)k d 2 ； (B)m k d 2 ； (C)m k d ； (D) m k d 2。 3. 光滑的水平桌面上有长为、质量为的匀于桌面的竖直固定轴自由转动，转动惯量为 l 2m 质细杆，可绕过其中点O 且垂直2 1ml ，起初杆静止。有一质m 的小球沿桌面正对着杆的一端，在垂直于杆长的方向上，以速率 v 运动，如图所示。当小球与杆端发生碰撞后，就 与杆粘在一起随杆转动。则这一系统碰撞后的转动角速度是（ ）。 3 量为(A)12lv ； (B)l v 32 ； (C)l v 43 ； (D)l v 3 。 4. 一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们（ ）。 (A)温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强； (B)温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强。 学 院 评卷人 专业班级 学 号 姓 名

湖南省第3届大学生物理竞赛试卷

湖南省第3届大学生物理竞赛试卷 （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λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ，若A ，B 两点相位差为3π，则此路径AB 的光程为 [ ] (A) 1.5λ (B) 1.5n λ (C) 1.5n λ (D) 3λ 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(,,,)l s n l m m 可能取的值为 [ ] (A) 1(2,2,1,)2 - (B) 1(2,0,0,)2 (C) 1(2,1,1,)2 -- (D) 1(2,0,1,)2 3、某元素的特征光谱中含有波长分别为1450nm λ=和2750nm λ=（9 110nm m -=）的光 谱线。在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处2λ的谱线的级数将是 [ ] (A) 2,3,4,5…… (B) 2,5,8,11…… (C) 2,4,6,8…… (D) 3,6,9,12…… 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) 1 2 mg (B) mg (C) 34 mg (D) 14 mg 二、填空题（每题3分，共18分） 1、电子枪的加速电压4 510U 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65cm ，弦的振动频率为230Hz ，则波长为__________，形成驻波的行波的波速为______________。 3、长为L 的铜棒ab 在垂直于匀强磁场B 的平面内以角速度ω作逆时针转动，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 ）。 4、一均匀带正电的无限长直导线，电荷线密度为λ，其单位长度上总共发出的电场线（E 线）的条数是___________________。 5、用白光垂直照射在厚度为5 410cm -?，折射率为1.5的薄膜表面上，在可见光范围内， ?? ?

湖南大学生物理竞赛试题及答案

省第3届大学生物理竞赛试卷 （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λ的单色光，在折射率为n 的透明介质中从A 沿某路径传播到B ，若A ，B 两点相位差为3π，则此路径AB 的光程为 [ ] (A) 1.5λ (B) 1.5n λ (C) 1.5n λ (D) 3λ 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(,,,)l s n l m m 可能取的值为 [ ] (A) 1(2,2,1,)2 - (B) 1(2,0,0,)2 (C) 1(2,1,1,)2 -- (D) 1(2,0,1,)2 3、某元素的特征光谱中含有波长分别为1450nm λ=和2750nm λ=（9 110nm m -=）的光 谱线。在光栅光谱中，这两种波长的谱线有重叠现象，重叠处2λ的谱线的级数将是 [ ] (A) 2,3,4,5…… (B) 2,5,8,11…… (C) 2,4,6,8…… (D) 3,6,9,12…… 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力为： [ ] (A) 1 2 mg (B) mg (C) 34 mg (D) 14 mg 二、填空题（每题3分，共18分） 1、电子枪的加速电压4 510U 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65cm ，弦的振动频率为230Hz ，则波长为__________，形成驻波的行波的波速为______________。 3、长为L 的铜棒ab 在垂直于匀强磁场B 的平面以角速度ω作逆时针转动，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 ）。 4、一均匀带正电的无限长直导线，电荷线密度为λ，其单位长度上总共发出的电场线（E 线）的条数是___________________。 5、用白光垂直照射在厚度为5 410cm -?，折射率为1.5的薄膜表面上，在可见光围，反射 ?? ?

湖南省第二届大学生物理竞赛获奖名单

湖南省第二届大学生物理竞赛获奖名单 序号学生姓名所在学校指导老师获奖等级 1 刘路中南大学吴烨一等奖 2 栗云松中南大学聂耀庄一等奖 3 胡樑栋湖南大学蔡孟秋一等奖 4 朱方嘉中南林业科技大学王新军一等奖 5 邵期农湖南大学蔡孟秋一等奖 6 来文昌国防科技大学王雁桂一等奖 7 国际申国防科技大学陈菊梅一等奖 8 代谨思国防科技大学张晚云一等奖 9 苑孟颖湖南大学蔡孟秋一等奖 10 李光欣国防科技大学张祖荣一等奖 11 汤康国防科技大学陈菊梅一等奖 12 余雪佳湘潭大学肖化平一等奖 13 郑伟杰国防科技大学张祖荣一等奖 14 李辉长沙理工大学黄祖洪一等奖 15 吴南中湘潭大学王登龙一等奖 16 雒昊东湖南师范大学吕君丽一等奖 17 金智胜中南大学何彪一等奖 18 黄瀚林国防科技大学张晚云一等奖 19 徐淑香湖南师范大学刘翔一等奖 20 刘鹏中南大学吴烨一等奖 21 林海中南大学聂耀庄一等奖 22 李春龙湖南师范大学吕君丽一等奖 23 余露衡阳师范学院王文炜一等奖 24 曾智敏中南大学何彪一等奖 25 林日中南大学聂耀庄一等奖 26 张成邵阳学院申莉华、贾久峰一等奖 27 贺居獒国防科技大学张晚云一等奖

28 杨植国防科技大学张晚云一等奖 29 王振宇湘潭大学孟利军一等奖 30 闫旭东湖南大学蔡孟秋一等奖 31 胡天明湖南大学蔡孟秋一等奖 32 杜涛湖南师范大学吕君丽一等奖 33 龙明明湖南师范大学童朝阳一等奖 34 杨金权湘潭大学胡柯二等奖 35 韩冰国防科技大学陈菊梅二等奖 36 刘志兵中南林业科技大学王新军二等奖 37 郝洛莹湘潭大学谢月娥二等奖 38 王淑娴湖南大学蔡孟秋二等奖 39 唐志超中南大学杨开巍二等奖 40 曲庆智国防科技大学张晚云二等奖 41 林义东长沙理工大学黄祖洪二等奖 42 王冰雪湘潭大学王凤姣二等奖 43 陈鑫中南大学何彪二等奖 44 史云帆湖南大学蔡孟秋二等奖 45 张羿湘潭大学杨友田二等奖 46 牛壮壮中南大学杨开巍二等奖 47 虞年南华大学彭志华二等奖 48 马赛东中南大学吴烨二等奖 49 李伟毅湘潭大学唐超二等奖 50 伍德亮湖南师范大学敖胜美二等奖 51 宁晨中南大学杨开巍二等奖 52 钟翰扬国防科技大学张祖荣二等奖 53 彭梁湖南师范大学童朝阳二等奖 54 谭书宁湖南师范大学吕君丽二等奖 55 李正伟中南大学聂耀庄二等奖 56 侯全腾湖南工程学院容青艳二等奖 57 罗光湖南理工学院罗良二等奖

大学物理竞赛题标准版(含答案)

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 题序 选择 填空 计1～2 计3～4 计5～6 计7～8 总 分 附加题分 得 分 评卷人 气体摩尔常量 -1 -1 K mol J 31.8??=R 玻尔兹曼常量 -123 K J 1038.1??=-k 真空介电常数 =10-12C 2/(N m 2 ) 真空中光速 c =3108 m/s 普朗克常数h =10-34 J s 基本电荷e = 10-19 C 真空介电常数 0 =10-12C 2 /(N m 2 ) 电子质量m e = 10-31 kg 真空磁导率 =410-7 H/m 真空中光速c =3108 m/s 里德伯常数-1 7 m 10097.1?=R 电子伏特 1eV= 10-19 J 氢原子质量 m = 10-27 kg 维恩位移定律常数b =×10-3 m K 斯忒恩-波尔兹曼常数σ=×10-8 W/m 2K 4 这三项是公式编的，字号偏大。字号改小后：-1 1 -K mol J 31.8??=R ，-1 23 K J 1038.1??=-k ， -1 7 m 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 r ρ ρρ ωωsin cos +=，式中A 、 B 、 都是正的常量．由此可知外力在t =0到t =/(2)这段时间内所作的功为（ ） A ． )(2 1 222B A m +ω B ．)(222B A m +ω C ． )(21222B A m -ω D ．)(2 1 222A B m -ω 2．一座塔高24m ，一质量为75kg 的人从塔底走到塔顶. 已知地球的质量为61024 kg ，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 ． 24 m D ． 22 m 3．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（ ） 姓名 准考证号__________所在高校__________专业______________ _____________密_________________封_____________线_____________

第1届大学生物理竞赛试题

第一届大学生物理竞赛试题 2008年4月28日 时间：150分钟 满分120分 一、填空题（每空3分，共36分） 1. 一质点作直线运动，加速度为2 sin a A t ωω=，已知0t =时，质点的初始状态为000x v A ω==-，， 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397Hz 。若使A 和C 同时振动，则每秒种听到声音加强2次；再使B 和C 同时振动，每秒钟可听到声音加强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 4 a 宽度内发现粒子的概率为___________。 11. 厚度为2d 的无限大导体平板，沿与板平行的方向均匀通以电流，电流密度为j ，则板内距对称面为x 处磁感应强度的大小为__________。 12. 实验测得太阳垂直射到地球表面的平均能流密度为321 1.410J m s --? ，已知太阳到地球的平均距离为111.510m ?，则每秒钟太阳因辐射而损失的质量为_________kg 。 二、证明题（每题5分，共10分） 1. 证明：对于一个作圆周运动的微观粒子，4h L θπ ??≥ （其中L 为角动量，θ为角位置）。 2. 证明：在同一P V -图上，一定量理想气体的一条绝热线与一条等温线不能相交于两点。 三、实验题（每题5分，共10分） 注：要求简略地说明实验原理，列出实验仪器并阐明实验方法和步骤。 1. 试设计一个实验，测量太阳的表面温度。 2. 试设计一个实验，确定半导体的类型及载流子浓度。

2016年湖南省大学生物理竞赛试卷

1 ---○---○--- ---○---○--- ……… 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 一、判断题（20分，每小题2分）判断下列说法的正确性，正确的请在每题后的括 号内用“√”表示，错误的在每题后的括号内用“?”表示。 1. 任何做平面曲线运动的质点的加速度方向总是指向曲线凹侧，并且有可能在某时刻的法向加速度为零。 [ ] 2. 一个有固定轴的刚体，受到两个力的作用。当这两个力的合力为零时，它们对轴的合力矩也一定为零, 因此刚体相对于该定轴的角动量守恒。 [ ] 3. 根据狭义相对论，一切物体的运动速率以光在真空中的速率为极限。地球与银河系中心之间的距离大约为23000光年，因此，在一个人的有生之年不可能乘飞船从地球出发到达银河系的中心。 [ ] 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λ 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

2 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22 00 122B 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2()sin n x x a a πψ= ， 其能量为 222 2 2n 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2-3 3. 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μ = 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 ； 。 图1-7

第2届大学生物理竞赛试题讲解

第2届大学生物理竞赛试卷 （2009年4月25日） 时间150分钟 满分120分 一、填空题（共52分） 1、（4分）人造地球卫星绕地球作圆周运动，由于受到空气摩擦阻力，人造卫星速度____________（填减小或增大或不变），轨道半径________________（填减小或增大或不变）。 2、（4分）面积为S 的接地金属板，距板为d 处有一点电荷q +（q 很小），则板上离点电荷最近处的感应电荷面密度为___________________________。 3、（4分）半圆形载流线圈，半径为R ，电流为I 与B 共面，且直 径与B 夹角为θ。则线圈受的磁力矩大小为 _____________________；方向___________________。 4、（3分）从单一热源吸取热量并将其完全用来对外作功，则[ ]（请选A 或B 并填空） A 、此过程违反热力学第二定律； B 、此过程不违反热力学第二定律，例如_______________过程就是这种情况。 5、（4分）图中MN 为某理想气体的绝热曲线，AB C 是任意过程，箭头表示过程进行的方向，ABC 过程结束后气体的温度_______________（填 增加、减小或不变）；气体所吸收的热量为_______________（填正、负 或零）。 6、（6分）标准声源能发出频率为250.0o Hz ν=的声波，一音叉与该标准声 源同时发声，产生频率为1.5Hz 的拍音，若在音叉的臂上粘上一小块橡皮泥， 则拍频增加，音叉的固有频率ν_________________；将上述音叉置于盛水的玻璃管口，调节管中水面的高度，当管中空气柱高度L 从零连续增加时，发现在0.34L m =和1.03m 时相继产生两次共鸣，由以上数据算得声波在空气中的传播速度_________________________。 7、（5分）一容器内储有1mol 氧气，其压强为1atm ，温度为27℃，则单位体积中的分子数n =__________________，分子的平均速率v =____________________；氧气的内能E =______________________。 8、（5分）一束光强为0I 的自然光连续通过三个偏振片，它们的偏振化方向分别为13P P ⊥， 2P 与3P 夹角为θ，当出射光强I 为03I 时，θ角的大小为___________________。 q B

第27届全国部分地区大学生物理竞赛办法

第27届全国部分地区大学生物理竞赛办法 经北京高校物理教学研究会物理竞赛工作委员会讨论，决定第27届全国部分地区大学生物理竞赛于2010年12月12日（星期日）下午2：00 4：30在清华大学（设清华大学和北理工良乡校区2处考点）举行。 1.指导思想 A.举办竞赛的目的是激发学生的学习热情, 提高教学质量, 促进物理教育的改革，适应科 技发展, 培养创新精神。 B.参赛学生均以个人身份参加，每个学生只有一次参赛机会，不代表所在学校，不公开 参赛者的竞赛成绩，也不搞学校之间的评比。 C.学校和教师不应为了准备竞赛而打乱正常教学秩序，不要组织变相“集训队”和专门的辅 导，也不要搞层层选拔。 2.命题原则 竞赛将按照有利于教学改革，有利于提高学生能力，既要考察学生对课内学过的基础知识的掌握，又要考察学生自学能力、独立工作能力和灵活运用知识解决问题能力的原则命题。因此，命题将不拘于教学大纲，也不受教材限制，原则上不出专门的实验题，但注意理论联系实际，不出偏题和繁琐题。本次竞赛原则上用一套考题，但限制各组考生的做题范围（具体规定由试卷说明）。 3.报名对象及分组 （1）报名对象： A. 凡是北京物理学会会员单位院校的2009级大学本科生均可报名， B. 当年选修大学物理课的非2009级大学本科生，参赛资格由各院校审核。 C. 所在院校必须已经交纳2010年度北京物理学会会费。 （2）竞赛按下列五个组分别报名： A. 物理类组（包括普通物理课不少于180学时的其他专业）； B. 非物理类A组（大学物理课课时少于180学时，第一批录取院校)； C. 非物理类B组（大学物理课课时少于180学时，非第一批录取院校)； D. 文科、经管类组（物理课不超过80学时）。 E. 农学、林学、医学类专业组 4.奖励办法 按照五个组分别评出特等、一、二、三等奖的获奖者，对获奖者授予获奖证书；在参赛院校中评团体奖，并授予团体奖证书。 5.报名手续 A.凡符合报名对象规定的学生，均可持学生证向所在院校物理系或物理教研室报名，并 交报名费15元。如果考生所在院校为考生交报名费（需要开具报销发票），则每名考 生的报名费为25元。 B.报名以考生所在院校为单位，按照“第27届全国部分地区大学生物理竞赛报名通知” 的规定集体报名。 北京物理学会 北京高校物理教学研究会 2010.年9月13日