[工学]1987年第四届非物理类专业大学生物理竞赛试题及解答.ppt

* 第四届非物理类专业大学生物理竞赛试题及解答 （1987） 一、选择题 1.在一根线密度为ρ=1g/m的弦上形成驻波，弦的张力为 T=10N，若入射波与反射波分别为 波的频率为ν=50Hz,则在t=1/3时的波形曲线为（　　） 答案及参考解法 一、选择题 １.（ａ） 简要说明： 驻波 正与图形（ａ）相符。 ２.飞机以３５０ｋｍ/hr的速度飞行，在北纬（　）的飞机上的人可以看见太阳不动地停在空中。 （ａ）约７８°由东向西飞行 （ｂ）约１２°由东向西飞行 （ｃ）约７８°由西向东飞行 （ｄ）约１２°由西向东飞行 ２（ａ）简要说明：若飞机在地心参照系中静止，则飞 机上人看太阳将几乎不动地停在空中。此时飞机速度 （相对地球）应与该点地球自转速度大小相等方向相反， 即飞机自东向西飞行，设其纬度为φ地球近似为球体，半 径为Ｒ，自转角速度为ω，则： ３.质点以加速度ａ＝－ｆ（ｔ）作直线减速运动，经历时间T后停止，在这段时间质点运动的距离为（ ） 3.（a）和（d） 简要说明： 位移 考虑到t=T质点停止，即 代入上式得到： 此即（d）式 由数学中二重积分的 公式，上式可变为 此即（a）式 4.假设某一循环由等温过程和绝热过程组成（如图）可 一认为（ ） （a）此循环过程违反热力学第一定律 （b）此循环过程违反热力学第二定律 （c）此循环过程既违反热力学第一定律，也违反热力学 第二定律。 4.（b）简要说明： 按如图曲线做一个正循环，相当于从单一热源吸收完全转为功而没有其它变化，所以违反热力学第二定律。但是这样的循环不见得违反热力学第一定律。如果从外界吸收的热量等于对外界作的净功的话。 5.有一个边长为10cm的立方体容器，内盛处于标准状态下的He气，则单位时间内原子碰撞一个器壁的数量级为（　　） （ａ）1020s-1 （b）1026s-1 （c）1032s-1 5.（b） 简要说明： 单位时间内碰一个器壁面的分子数为： 6.真实气体在汽缸内以温度T1等温膨胀，推动活塞作功，活塞移动距离为L,若进考虑分子占有体积去计算功，比不考虑时为（）；若仅考虑分子之间存在作用力去计算功，比不考虑时为（） （a）大 （b）小 （c）一样 6.（a）；（b）简要说明：可用范德瓦耳斯气体代表真实 气体来粗略讨论分子体积及分子间引力的影响。1mol范氏 气体在T1温度下等温膨胀，作功为： 只考虑分子体积影响时，可取a=0，由于 ∴分子体积的影响是使做功增加。 只考虑分子之间引力的影响，可取b=0，由于 ∴分子之间引力的影响是使做功减少。 7.用X射线衍射测定普通金属的晶格常数，X光管的加速 电压的最小量级为（） （a）103V （b）104V （c）105V （d）106V 7.(b)简要说明： 在电场中加速的电子达到靶上，激发靶原子内层电子，外 层电子向空缺电子层跃迁，从而产生一系列X光辐射。电 子的动能要大于或等于最短波长的X光子能量，即： 金属晶格常数为?量级，由乌利夫-布喇格公式，检测的X 光最短波长也应是?量级。 实际应用中常用的Cr、Fe、Cu、Ni、Ca靶的临界电压 （最小电压）为6-9kV. 8.现有用来验证欧姆定律的电路，若只能进行一次测量， 则A表选用（），B表选用（），最为精确。设下列表头 精确度是一样的 （a）1mA表头，量程为3V,100分度 （b）内阻表头1Ω ，量程为50mA,100分度 （c）2.5Ω内阻表头，量程为30mA，100分度 （d）10mA表头，量程为30V，100分度 8.（a）；（c）简要说明：首先估计电阻电压≤3V，电流 ≤3mA。电压表可选（a）、（d），二者内的电阻大致相 等（≈3000Ω），但用前者测量，读数接近满量程，读数 精确度高。由于各表有精确毒相同而（d）的量积大、所 以(d)的绝对误差比（a）大，综合以上三点，应选（a） 由流表可选，（b）、（c）。由于不知道二个表头的满刻 度Ig所以无法比较二者的内阻，二者表头精确度相同，所 以（c）表绝对值误差比（b）小，而且用（c）表测量时接 近满刻度，读数精确度高，考虑以上二点，应选（c）表 二、填空题（共44分，每小题4分） 1.如图所示的加料斗，靠皮带输送砂子，皮带质量为M， 每秒要运质量为m的砂量，如皮带的速率为v，则砂子作用 在皮带上的水平力为_______ 二、填空题 1.mv 简要说明:dt时间内,mdt质量砂子落到皮带上,其水平速度由 0变为v,由动量定理,皮带对该质量砂子的水平冲量Fdt应 满足: Fdt=(mdt·v)-0=mvdt,F=mv 由牛顿第三定律,,砂子作用在皮带上的水平冲力为mv 2.质量为m的质点在水平光滑面上,两侧各接一弹性系数为 K的弹簧,如图,弹簧另