2016年湖南省大學(xué)生物理競(jìng)賽試卷

1、 兩者連接后，與未用導(dǎo)線連接相比，系統(tǒng)靜電場(chǎng)能量將減小。8由于磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力F=qvxB，因此我們可以利用磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子的作用來(lái)增大粒子的動(dòng)能。根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，真空中電磁波的電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度E大小之比等于光在真空中的速率c,即3二c。真空中電磁波的能量B口B2圖1-7密度w=懇E2+，因此電磁波的能量中，電場(chǎng)能量所占的比例o2卩0大于磁場(chǎng)能量。2n兀x10-一維無(wú)限深勢(shì)阱中運(yùn)動(dòng)的粒子其歸一化定態(tài)波函數(shù)為屮（x）r-sin，其能量n2兀2方2為E，因此當(dāng)取n=0時(shí)，粒子的最小可能能量（零點(diǎn)能）Eo0.TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark32 o

2、 Current Document n2ma20二、填空題（20分，每小題4分）2.0mol的單原子理想氣體經(jīng)歷了一可逆過(guò)程，該過(guò)程的溫度與熵的關(guān)系如圖2-1所示，則在該過(guò)程中（a）氣體吸收的熱量為；（b）氣體所做的功為。如圖2-2所示，邊長(zhǎng)為a的正方形線圈載有電流I，處在水平方向的均勻外磁場(chǎng)B中，線圈可以繞通過(guò)中心的豎直光滑軸OO,轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J。則線圈在平衡位置附近作微小擺動(dòng)的周期為。3-2圖2-2圖73如圖2-3所示，二胡的“千斤”（弦的上方固定點(diǎn)）和“碼子”（弦的下方固定點(diǎn)）之間的距離是L=0.3m。其上一根弦的質(zhì)量線密度為卩=3.8x104kg/m，拉緊它的張力F=9.4N。則此

3、弦所發(fā)出的聲音的基頻及三次諧頻分別為；。測(cè)量星球表面溫度的方法之一是將星球看成絕對(duì)黑體，利用維恩位移定律，通過(guò)測(cè)量其單色輻出度的峰值波長(zhǎng)尢m來(lái)決定溫度T。天狼星是天空最亮的星，如測(cè)得其尢m=0.29pm,則其表面溫度為；由斯特藩-玻爾茲曼定律，天狼星單位面積的輻射功率TOC o 1-5 h z為。根據(jù)量子力學(xué)理論，氫原子中電子的角動(dòng)量在外磁場(chǎng)方向上的投影為L(zhǎng)二mh，當(dāng)角量子zl數(shù)1=2時(shí)，Lz的可能取值為；電子的自旋角動(dòng)量在外磁場(chǎng)方向上的可能取值為。三、選擇題(30分，每小題3分)電子的靜能為0.51MeV,將其從靜止通過(guò)1.02x106V的加速電場(chǎng)后，它的動(dòng)量為(A)0.64MeV/c；(B

4、)1.04MeV/c；(C)144MeV/c；(D)1.84MeV/c一質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，已知振動(dòng)周期為T(mén)，則其振動(dòng)動(dòng)能變化的周期為(A)T4；(B)T/2；(C)T；(D)2T.一簡(jiǎn)諧波沿x軸負(fù)向傳播，設(shè)振幅為A，角頻率為3,波數(shù)為k(=2皿)，則該簡(jiǎn)諧波的波函數(shù)為(A)y=Asinkxcos3t；(B)y=Acoskxsin3t；(C)y=Asin(kx-3t)；(D)y=Asin(kx+3t).一卡諾制冷機(jī)工作在T=-10oC和T=21oC之間，則每消耗1.00kJ的功可以從冷庫(kù)中21吸取的熱量為(A)648kJ；(B)748kJ；(C)8.48kJ；(D)948kJ.在一個(gè)均勻帶負(fù)電的球

5、面外，放置一電偶極子，其電偶極矩p的方向如圖3-5所示。當(dāng)電偶極子被釋放后，該電偶極子將沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)直到p沿徑向指向球面而停止；沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)至P沿徑向指向球面，同時(shí)沿球面徑向向著球面移動(dòng)；沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)至p沿徑向指向球面，同時(shí)沿球面徑向遠(yuǎn)離球面移動(dòng)；沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)至p沿徑向朝外，同時(shí)沿球面徑向向著球面移動(dòng)。如圖3-6所示，在點(diǎn)電荷q(0)的電場(chǎng)中，若取P點(diǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)，則M點(diǎn)的電勢(shì)為(A)(B)(C)(D)孟(A)(B)(C)(D)孟-7M*1aaMhIIIIII圖3-6氫原子可以看成電子在平面內(nèi)繞核做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的帶電系統(tǒng)。已知電子電量為e,質(zhì)量為m,速率為v，則圓心處

6、的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為euevuevuevuevTOC o 1-5 h z(A)0；(B)0；(C)0；(D)0.4兀R24兀2R28兀R28兀2R2已知加在某電容器極板上的電壓變化率為2.0X103v/s，在電容器內(nèi)產(chǎn)生的位移電流為5.0 x10-3A，則該電容器的電容為(A)2.5|1F；(B)2.0|iF；(C)1.0pF；(D)0.4卩F.用頻率為v的單色光照射某種金屬時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能為Ek；若改用頻率為2v的單色光照射此金屬時(shí)，則逸出光電子的最大初動(dòng)能為(A)2E；(B)2hvE；(C)hvE；(D)hv+E.kkkk1924年法國(guó)青年物理學(xué)家德布羅意在光的波粒二象性的啟發(fā)下

7、，提出了實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，其波長(zhǎng)為九=h/p,稱為德布羅意波。首先證實(shí)電子波動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)是(A)光電效應(yīng)；(B)康普頓散射；(C)施特恩-格拉赫實(shí)驗(yàn)；(D)戴維孫-革末實(shí)驗(yàn)。四、計(jì)算題(40分，每小題10分)如圖4-1所示，一質(zhì)量為、長(zhǎng)為L(zhǎng)的勻質(zhì)細(xì)桿，一端與光滑鉸鏈相連，可以在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為mj2/3。現(xiàn)將細(xì)桿拉至水平面后釋放，當(dāng)它返回豎直位置時(shí)，其下端與放在水平面上質(zhì)量為m2的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))相碰。已知物體與地面之間的摩擦系數(shù)為U，物體碰后獨(dú)自向前滑行的距離為s,求：(1)碰撞過(guò)程中細(xì)桿所受的沖量矩；(2)碰后細(xì)桿的角速度。7圖4-1波長(zhǎng)400nm的平行光垂直照射到透射光柵上，測(cè)得第三級(jí)亮紋的衍射角為30,且第二級(jí)亮紋不出現(xiàn)。求：（1）光柵常數(shù)d；（2）光柵中各透射光縫的寬度a；（3）屏幕上可呈現(xiàn)的全部亮紋。如圖4-3所示，一絕緣棒彎成半徑為R的半圓形，其上半段均勻帶正電，下半段均勻帶負(fù)電，電荷線密度分別為尢和-九求(1)半圓圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度;(2)半圓圓心處的電勢(shì)。圖4-34.如圖4-4所示，無(wú)限長(zhǎng)直導(dǎo)線通有交變電流i（t）二10sinwt，它旁邊有一矩形線圈ABCD,長(zhǎng)為1,寬為（b-a）,線圈和導(dǎo)線在同一平面內(nèi)。求：（1）穿過(guò)線圈回路的磁通量；（2）回路ABCD中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并討論其方向隨時(shí)間變化的規(guī)律；（3）該無(wú)限長(zhǎng)直