2023年江西省大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新競賽初賽試題及答案

1、2023年江西省大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新競賽初賽試題一、填空題共15題，每題2分1、質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m，置于光滑球面的頂點(diǎn)A處(球面固定不動(dòng))，如下列圖。當(dāng)它由靜止開始下滑到球面上B點(diǎn)時(shí)，它的加速度的大小為_。用表示。1、答。 2、儲(chǔ)有某種剛性雙原子分子理想氣體的容器以速度v100 m/s運(yùn)動(dòng)，假設(shè)該容器突然停止，氣體的全部定向運(yùn)動(dòng)動(dòng)能都變?yōu)闅怏w分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，此時(shí)容器中氣體的溫度上升 6.74，由此可知容器中氣體的摩爾質(zhì)量Mmol_. (普適氣體常量R8.31 Jmol1K1) 2、答28103 kg3、假設(shè)地球半徑縮小為原值的1/10，但質(zhì)量保持不變，那么地面上原來周期為1秒的小角度單擺現(xiàn)在的周期為

2、T = _3、答0.316s4、一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)沿著一條空間曲線運(yùn)動(dòng)，該曲線在直角坐標(biāo)系下的運(yùn)動(dòng)方程為，其中a、b、皆為常數(shù)，那么此該質(zhì)點(diǎn)對原點(diǎn)的角動(dòng)量_。4、答5、介子時(shí)不穩(wěn)定的粒子，在它自己的參照系中測得平均壽命是，如果它相對實(shí)驗(yàn)室以(為真空中光速)的速度運(yùn)動(dòng)，那么實(shí)驗(yàn)室參照系中測得介子的壽命是s。5、答sAS1S26、如下列圖，假設(shè)有兩個(gè)同相的相干點(diǎn)光源S1和S2，發(fā)出波長為的光，A是它們連線的中垂線上的一點(diǎn)，假設(shè)在S1和A之間插入厚度為、折射率為的薄玻璃片，那么兩光源發(fā)出的光在A點(diǎn)的相位差。假設(shè)，A點(diǎn)恰為第4級明紋中心，那么。AS1S26、答；7、在邁克爾遜干預(yù)儀的一支光路中，放入一片

3、折射率為的透明介質(zhì)薄膜后，測出兩束光的光程差的改變量為一個(gè)波長，那么薄膜的厚度是_。7、答8、如下列圖，平行單色光垂直照射到薄膜上，經(jīng)上下兩外表反射的兩束光發(fā)生干預(yù)，假設(shè)薄膜的厚度為e，并且n1n2n3，為入射光在折射率為n1的媒質(zhì)中的波長，那么兩束反射光在相遇點(diǎn)的相位差為_。8、答9、把一個(gè)靜止質(zhì)量為m0的粒子，由靜止加速到0.6c (c為真空中光速需作的功等于_。9、答0.25 m010、鎢的紅限波長是230 nm (1 nm = 10-9 m (普朗克常量h =6.6310-34 Js，根本電荷e =1.6010-19 C10、答1.511、有兩瓶氣體，一瓶是氦，另一瓶是氫(均視為剛性分

4、子理想氣體)，假設(shè)它們的壓強(qiáng)、體積、溫度均相同，那么氫氣的內(nèi)能是氦氣的 倍。11、答5312、面積為S ，帶電量為Q 的平行平板。忽略邊緣效應(yīng)，問：將兩板從相距d1 拉到 d2 ，外力需要作功A= _。 12、答13、在迎面駛來的汽車上，兩盞前燈相距120cm，設(shè)夜間人眼瞳孔直徑為5.0mm，入射光波波長為500nm，那么人的眼睛恰能分辨這兩盞燈時(shí)，離汽車距離為_。 13、答8.941014、某一宇宙射線中的介子的動(dòng)能，其中是介子的靜止質(zhì)量在實(shí)驗(yàn)室中觀察到它的壽命是它的固有壽命的倍14、答15、如下列圖，在不帶電的金屬球A內(nèi)有兩個(gè)球形空腔兩空腔球心與相距，在兩空腔中心放點(diǎn)電荷和，在A外沿連線方

5、向放點(diǎn)電荷，到的距離為到達(dá)靜電平衡后，A給的作用力是15、答二、計(jì)算題(70分，每題10分)ABCDld1、10分如圖,一矩形勻質(zhì)薄板ABCD，長為l、寬為d、質(zhì)量為m。板可繞豎直軸AB 轉(zhuǎn)動(dòng)，阻力與薄板外表垂直并與面積及速度的平方成正比，比例系數(shù)為ABCDld1、解：如圖取長度為dx的窄條，xdxABCDldxdxABCDld板在轉(zhuǎn)動(dòng)中受的總阻力矩為2分板對轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為2分由轉(zhuǎn)動(dòng)定律：2分解得：2分2、10分有一帶電球殼，內(nèi)、外半徑分別為a和b，電荷體密度 = A / r式中A為一常數(shù)，在球心處有一點(diǎn)電荷Q，證明當(dāng)A = Q / ( 2a2)時(shí)，球殼區(qū)域內(nèi)的場強(qiáng)的大小與r無關(guān)2、解：用高

6、斯定理求球殼內(nèi)場強(qiáng)：r Qar Qa b 而3分3分要使的大小與r無關(guān)，那么應(yīng)有，即2分3、10分兩平行長直導(dǎo)線相距D=40cm,，毎根導(dǎo)線載有電流I1=I2=20A，電流流向如下列圖，求：1兩導(dǎo)線所在平面內(nèi)與該兩導(dǎo)線等距的一點(diǎn)A處的磁感應(yīng)強(qiáng)度；2如果R1=R3=10cm,L=25cm,求通過圖中斜線所示面積的磁通量。3、解：(1) ( 5分)(2) ( 5分)4、10分兩波在一很長的弦線上傳播，其波動(dòng)表達(dá)式分別為求：(1)兩波的頻率、波長、波速；(2)兩波疊加后的節(jié)點(diǎn)位置；(3)疊加后振幅最大的那些點(diǎn)的位置.4、解：(1)與波動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式比照可得 ，( 2分)波速( 1分)(2)節(jié)點(diǎn)位置即

7、( 4分)(3)波腹位置即( 3分)5、10分兩相互平行無限長的直導(dǎo)線載有大小相等方向相反的電流，長度為b的金屬桿CD與兩導(dǎo)線共面且垂直，相對位置如圖。CD桿以速度平行直線電流運(yùn)動(dòng)，求CD桿中的感應(yīng)電動(dòng)勢，并判斷C、D兩端哪端電勢較高？5、解：建立坐標(biāo)(如圖)那么：，( 3分)，方向( 2分)( 2分)感應(yīng)電動(dòng)勢方向?yàn)镃D，D端電勢較高。( 3分)6、10分如下列圖，原點(diǎn)是波源，振動(dòng)方向垂直于紙面，波長是。AB為波的反射面，反射時(shí)無半波損失。O點(diǎn)位于A點(diǎn)的正上方，距離為h。Ox軸平行于AB。求Ox軸上干預(yù)加強(qiáng)點(diǎn)的坐標(biāo)限x0。6、解：先在x軸上任選一點(diǎn)，那么波程分別為， 1分由干預(yù)加強(qiáng)公式，得到

8、波程差：4分解得： 4分因?yàn)?，所以k為小于的正整數(shù)。1分7、10分一平面單色光波垂直照射在厚度均勻的薄油膜上，油膜覆蓋在玻璃板上油的折射率為1.30，玻璃的折射率為1.50，假設(shè)單色光的波長可由光源連續(xù)可調(diào)，可觀察到500 nm與700 nm這兩個(gè)波長的單色光在反射中消失試求油膜層的厚度建議：13.13式2分，13.14、13.15式各1分，13.16式與k1和k2值各1分，結(jié)果2分。二、附加題以下兩題中任選一題，解答兩題者，取兩者中的低分計(jì)入總分8、10分泊松比的理想氣體進(jìn)行如下列圖的循環(huán)，狀態(tài)A的溫度為400K，求(1)狀態(tài)B、C的溫度；(2)各過程氣體所吸收的熱量。8、解：(1)由，可得

9、：2分由理想氣體狀態(tài)方程：，有，由，可得：，以及；3分(2)：等壓壓縮過程，為放熱過程；1分：等體升壓過程，為吸熱過程；1分：根據(jù)熱力學(xué)第一定律：， 2分，為吸熱過程。1分8、10分波長600nm的單色光垂直入射到一光柵上，第二級明條紋出現(xiàn)在處，第四級明紋缺級，求：(1) 光柵上相鄰兩縫a+b有多大？(2) 光柵上狹縫可能的最小寬度a有多大？(3) 按上述選定的a,b值,試問在光屏上可能觀察到的全部明條紋的級數(shù)。8、解：(1) 根據(jù)光柵方程(a+b)sin=k, 以及第二級明條紋衍射角滿足sin2=0.20,可得光柵常數(shù)為a+b=k/sin=610-6m ( 3分)(2) 根據(jù)缺級條件(a+b)sin=k和asin=k,因第