江西省大学生物理创新竞赛试题及答案.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（d

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S2 S2 P 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 B O A 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Q-Q四、(15分)在边长为a的正方形顶点A、B、C、D上，点A DB C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W2)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，写出出射光光强的表达式八、(10分)静止长为1200m的火车， 相对车站以匀速直线运动已知车站站台长900m，站上观察者看到车尾通过站台进口时，车头正好通过站台出口。

车的速率是多少？车上乘客看火车通过站台出口的时间是多长？九、(10分)利用玻尔模型，导出He+（即氦原子剥去一个电子后得到的离子）的能量表达式江西省大学生物理创新竞赛试题参考答案（初赛）一、填空：（每个空格2分，共40分）1、一定为0 一定为0 可不为02、一定为负 一定为03、（4）4、（1）（2）（3）5、最大 最大12、一定相等14、515、π 二、（15分）三、（15分） ，故四、（15分）五、（15分）解：从俯视图看，经时间t棒转过θ角，六、（15分）解：（1）由归一化条件：七、（15分）入射光通过第一块线偏振器后，变为强度为I0/2的线偏振光第二块线偏振器与第一块线偏振器的透光轴之间的夹角，按照马吕斯定律，光通过第二块线偏振器后的透射强度为，其线偏振方向与第三块线偏振器的透光轴间的夹角为再次应用马吕斯定律，透过第三块线偏振器的光强为八、（10分）九、（10分）ћћ设电子的轨道半径为r，角动量大小为p，电子速率为，则第 6 页 共 6 页。