河南省鄭州大學第一附屬中學2022-2023學年高二下學期競賽期末物理試題

2022-2023鄭州大學第一附屬中學高二下物理競賽期末試題（2022至2023學年第2學期）班級號________________學號______________姓名課程名稱物理成績一、問答題（共50分）1、（10分）請寫出時變電磁場麥克斯韋方程組的積分形式和微分形式，并寫出其輔助方程。2、（10分）在兩種媒質(zhì)的交界面上，當自由電荷面密度為ρs、面電流密度為Js時，請寫出的邊界條件的矢量表達式。3、（10分）什么叫TEM波，TE波，TM波，TE10波？4、（10分）什么叫輻射電阻？偶極子天線的輻射電阻與哪些因素有關(guān)？5、什么是滯后位？請簡述其意義。二、計算題（共50分）1、（5分）在真空里，電偶極子電場中的任意點M（r、θ、φ）的電位為（式中，P為電偶極矩，），而。試求M點的電場強度。2、（5分）半徑為R的無限長圓柱體均勻帶電，電荷體密度為ρ。請以其軸線為參考電位點，求該圓柱體內(nèi)外電位的分布。3、（5分）一個位于Z軸上的直線電流I＝3安培，在其旁邊放置一個矩形導線框，a＝5米，b＝8米，h＝5米。最初，導線框截面的法線與I垂直（如圖），然后將該截面旋轉(zhuǎn)900，保持a、b不變，讓其法線與I平行。求：①兩種情況下，載流導線與矩形線框的互感系數(shù)M。②設(shè)線框中有I′＝4安培的電流，求兩者間的互感磁能。4、（5分）P為介質(zhì)（2）中離介質(zhì)邊界極近的一點。已知電介質(zhì)外的真空中電場強度為，其方向與電介質(zhì)分界面的夾角為θ。在電介質(zhì)界面無自由電荷存在。求：①P點電場強度的大小和方向；５、（５分）在半徑為Ｒ、電荷體密度為ρ的球形均勻帶電體內(nèi)部有一個不帶電的球形空腔，其半徑為ｒ，兩球心的距離為ａ（ｒ<ａ<Ｒ）。介電常數(shù)都按ε０計算。求空腔內(nèi)的電場強度Ｅ。6、（5分）試根據(jù)圖示輸入信號波形分別畫出下列各TTL電路的輸出波形，設(shè)圖中觸發(fā)器初態(tài)為“0”。7、（5分）（1）指出圖中由555定時器所組成電路的名稱；（2）已知R1=R2=2kΩ,C=0.01μ計算的VO頻率以及占空比；（3）畫出VC和VO對應波形并標出相應坐標。8、（5分）（1）試通過邏輯表達式、真值表分析圖示電路的邏輯功能。（2）試用74138和與非門實現(xiàn)該電路的邏輯功能。9、（5分）試用74161和與非門實現(xiàn)下列脈沖產(chǎn)生電路：（要求說明74161實現(xiàn)幾進制計數(shù)器，并畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、電路圖）10．（5分）設(shè)計一裁判表決電路，一個主裁判兩票，三個副裁判每人一票，多數(shù)票同意為通過。（1）畫出真值表。（2）限用最少的與非門實現(xiàn)該電路并畫出電路圖。（化簡時用卡諾圖）。（3）用一片數(shù)據(jù)選擇