东华理工大学大学生物理创新竞赛模拟题一[谷风教育]

1、2012年东华理工大学大学物理竞赛培训试题一、选择题（每题3分，共30分）1、在由两个质点组成的系统中，若质点之间只有万有引力作用，且此系统所受的外力的矢量和为零。则此系统（ ）A 动量和机械能守恒，但角动量是否守恒不能确定B动量守恒，但角动量和机械能是否守恒不能确定 C动量和角动量守恒，但机械能是否守恒不能确定D机械能和角动量守恒。但动量是否守恒不能确定。2、一端固定在天花板上的长细线下，悬吊一装满水的瓶子（瓶的重量不可忽略），瓶底有一小孔，在摆动过程中，瓶内的水不断向外漏，如忽略空气阻力，则从开始漏水到水漏完为止的整个过程中，此摆的摆频率（ ）A越来越大 B越来越小 C先变大后变小 D先变

2、小后变大 E 保持不变3、在静电场中，如果通过闭合曲面（高斯面）S的电通量为零，则下面说法中正确的是（ ）A 高斯面上的电场一定处处为零 B高斯面内一定没有电荷C高斯面内的净电荷一定为零 D高斯面上一定没有电场线穿出4、 平行板电容器两极板间相互作用力F与两极板间电压U的关系是（ ）A B C D 5、 一平行板电容器充电后仍与电源连接，若用绝缘手柄将电容器两极板距离拉大，则极板上电量Q、电场强度大小E和电场能量W将发生如下变化（ ）AQ增大、E增大、W增大 B .Q减小、E减小、W减小CQ减小、E减小、W增大 D .Q增大、E增大、W减小二、填空题（每题4分共40分）1. 灯距地面高度为h1

3、，一个人身高为h2，在灯下以匀速率v沿水平直线行走，如图所示他的头顶在地上的影子M点沿地面移动的速度为vM = 2. 一根质量为m、长为l的均匀细杆，可在水平桌面上绕通过其一端的竖直固定轴转动已知细杆与桌面的滑动摩擦系数为m，则杆转动时受的摩擦力矩的大小为_3. 右图为一理想气体几种状态变化过程的pV图，其中MT为等温线，MQ为绝热线，在AM、BM、CM三种准静态过程中： (1) 温度降低的是_过程； (2) 气体放热的是_过程4. 图中曲线表示一种轴对称性静电场的场强大小E的分布，r表示离对称轴的距离，这是由_产生的电场5. 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l，圆环可绕

4、通过环心O与环面垂直的转轴旋转当圆环以角速度w 转动时，圆环受到的磁力矩为_，其方向_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中，设杆的微小振动规律为x =Acos w 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dE/dt若略去边缘效应，则两板间的位移电流为_8. 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 ，若波速为u，则此波的表达式为_ 9. 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

5、条纹若在双缝S1和S2的一侧分别加一同质同厚的偏振片P1、P2，则当P1与P2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 三、计算题1、如图是长为质量为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、细杆绕其质心转动角加速度、轴的支撑力各是多少？（2）当细杆转动到竖直位置转动角速度、质心速度？2、“嫦娥奔月”激起人们欲上月球居住的愿望，月球上昼夜最高温度，夜间的最温度。人们要在月球上居住，若起居室温度保持，起居室墙壁透热的功率为每度温差0.2千瓦（随墙壁材料而

6、变）。试求昼间与夜间在温度最大和最小值情况下，卡诺热机的功率各为多少？3、通有电流的长直导线（视为无限长）弯曲成如图所示。弯曲部分为圆，半径为，问圆心处的磁感应强度的大小和方向如何？4、波长为的单色光垂直入射到平面透射光栅上，第三级谱线的衍射角，满足，第四级缺级。求：（1）此光栅的光栅常数及光栅狭缝的最小可能宽度；（2）列出屏幕上可能呈现的谱线的全部级数；（3）此光栅上总共有条刻痕，要把波长为和两条谱线分辨开来，最理想应选择在哪一级工作？5、试证明玻尔氢原子第n圆轨道 (半径为rn) 的周长是该轨道上运动电子的德布罗意波波长的n倍。6、太阳光投射到与其入射方向垂直的地球表面上的平均强度为（通常

7、称为太阳常数），其值为。（提示：利用光量子、质能关系等知识）求：（1）太阳光在单位面积的镜面反射时产生的辐射压力是多少？（2）日地间距离为，太阳单位时间流失的质量是多少？7、有一半径为、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，另一个是以半径为直径的半圆弧槽。当圆盘绕其垂直中心轴以匀角速转动时，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？8设有一均匀磁场分布在半径为的圆柱形

8、区域内，并以速率变化。有五段长度均为的金属细棒串联按如图所示的形式放置。求各段的感应电动势（注意标明电动势的方向）。9、如图所示，有一半径为R质量为m的匀质圆环，悬挂在墙壁上的钉子上可自由摆动。求环作微小角度（小于5度）摆动时的周期T。10、如图所示，有一不带电的半径为的接地金属导体球，外面是一个内外半径分别为、的同心金属导体球壳（）。求：（1）此金属导体系统的电容是多少？（2）若给外球壳带上电量Q，则内球的带电量是多少？（3）外球壳电势是多少？（4）此系统的静电能是多少？）11、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

9、v0与杆端的球作弹性碰撞设三球质量同为m，求：碰后（球和）以及D球的运动情况12、如图所示，123415641 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123415641的效率h13、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lR在 0.630.76mm范围内，蓝谱线波长lB在0.430.49 mm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

10、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？14、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(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、已知氢原子的核外电子在1s态时其定态波函数为 ，式中 试求沿径向找到电子的概率为最大时的位置坐标值 ( e0 = 8.8510-12 C2N-1m-2 ，h = 6.62610-34 Js ， me = 9.1110-31 kg， e = 1.6 10-19 C )四、实验题1、用伏安法测电阻，给出如下物品：待测电阻一个，直流电源一个，内阻为的安培表一个，内阻为的伏特表一个，及必要的连接线。要求：