江西省大学生物理创新竞赛试题及答案解析.doc

江西省大学生物理创新竞赛试题（初赛） 一、填空题（每个空格2分，共40分） 1、一对作用力与反作用力的冲量之和 ，一对作用力与反作用力的力矩之和 ，一对作用力与反作用力做功之和 。（填“一定为0”或“可不为0”） 2、一对滑动摩擦力做功之和 ，一对静摩擦力做功之和 。 这里的“一对力”指作用力与反作用力。(填“一定为0”、“可正可负”、“一定为正”或“一定为负”) 3、对于刚体，有下列几种说法：(1)一个刚体所受各力的效果可以用一个合力来代替；(2)绕水平定轴上下摆动的刚体，其重力势能和动能都可以把质量集中在质心处来计算；(3)对刚体计算外力做功时，要把力做的功和力矩做的功都算进来；(4)分析刚体的运动时，基本没必要一定取为质心。其中正确的说法是哪些？答： 。 4、关于质点的运动，有以下说法：（1）; （2），两边取大小，得；（3）一质点离原点的距离越来越大。设其位矢是，速度是，加速度是，则。其中错误的说法有哪些？答: 。 5、一平面简谐波在弹性媒质中传播，在某一瞬时，媒质中某质元正处于平衡位置，此时它的能量情况是：动能 ，势能 。（填“最大”或“为0”） 6、一个不带电的空腔导体球壳，内半径为R。在腔内离球心d处（dR）固定一个点电荷q。用导线把球壳接地后，再把导线撤去。取无限远处为电势零点，则球心处的电势为 。 7、在真空中半径分别为R和2R的两个同心球面，其上分别均匀地带有电荷+q和-3q.今将一电荷为+Q的带电粒子从内球面处由静止释放，则该粒子到达外球面时的动能为 。 8、两块面积均为S的大金属平板A和B彼此平行放置，板间距离为d（d远小于板的线度），设A板带有电荷q1,B板带有电荷q2，则AB两板间的电势差UAB为 。 9、电量为Q1的导体A，移近中性导体B，则B上出现Q2,Q3 的电荷分布，如图所示。B表面附近一点P的场强(为 P点附近表面的电荷密度)，则产生该场强的电荷Q1、Q2和Q3 中的哪些？答： 。 10、如图所示，一均匀带电q的小球体，其球心位于立方体 的A点上，则通过侧面的电场强度通量等于 。 11、室温下的双原子分子理想气体在等压膨胀时，系统对外 做功与系统吸热之比为 。 12、在p-V图中，理想气体卡诺循环的两条绝热线下的面积 大小关系是 。（填“一定不相等”、“一定相等”或“可 能相等，也可能不等”） 13、已知理想气体分子的速率分布函数为，那么速率在内所有分子的平均速率为 。 14、用半波带法讨论单缝衍射条纹时，与中央明纹旁第二个明纹中心相对应的半波带数目是 个。 15、两相干波源S1和S2相距/4(为波长)， S1的相位比S2超前π/2，,则在P点 两波引起的振动的相位差是 。 16、在迈克尔逊干涉仪的一支光路中，加入一片折射率为的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长，则薄膜的厚度是 。 二、(15分)如图所示，质量为,长为的均质杆可绕固定的光滑的水平轴在竖直面内转动，点到B端的距离为/4。端用手支住，使杆 成水平。突然释放A端，求出瞬时：(1)杆的质心加速度;(2)杆 在点所受的力。（3）当杆转到竖直位置时，杆的质心的速度 是多少？ 三、(15分)一列简谐横波频率为2Hz,原点处的质元在t=0时刻位于y=0.02m处，且以大小为π m/s的速度远离平衡位置。（1）求其振幅、初相位和运动学方程。(2)设波沿x轴正向传播，波长为0.2m，求此波的波方程。 四、(15分)在边长为a的正方形顶点A、B、C、D上，点 电荷Q或-Q相间分布，如图所示。试求:（1）系统的相互作用 势能W。(2)若用外力将A、B处的电荷一起缓慢地移到无穷远 处，但始终保持其间距不变，其余电荷位置保持不变，试求外力 作功量A。 五、(15分)长为L的金属棒OA绕通过O点的z轴旋转， 棒与z轴的夹角保持为，旋转速度为，系统置于沿z轴方 向、磁感应强度为B的匀强磁场中，求OA两端之间的电位差。 六、(15分)导体中自由电子的运动可看作类似于气体分子的运动。设导体中共有N个自由电子，其中电子的最大速率为，简称费米速率。已知电子的速率分布函数为 （1）用定出常量A;(2)求电子的最概然速率，平均速率及方均根速率。 七、(15分)三块理想线偏振器垂直于中心轴排列。其中第一块和第三块偏振器的透振方向正交，中间的线偏振器绕中心轴以角速度旋转。一束强度为的自然光沿中心轴入射，写出出