湖南省第五届大学生物理竞赛试卷

学   校 

学   院 

专业班级 

学   号 

姓   名  

 湖南省第5届大学生物理竞赛试卷  …

2012年5月20日 时间：150分钟 满分120分 …… ……题 号 一 二 三 四 五 总 分 线封密得 分

卷评 ………得 分   ……一、 选择题  (每题3分，共18分)  评卷人 理 处 分0按1. 气缸内盛有一定量的氢气(可视作理想气体)，当温度不变而压强增大一倍时，绩氢气分子的平均碰撞次数Z和平均自由程的变化情况是（ ）。 成试(A) Z和 考λ都增大一倍； 者(B) Z和λ都减为原来的一半； 违，(C) Z增大一倍而减为原来的一半； 息信(D) Z减为原来的一半而增大一倍。 生考 写填2. 一绝热容器被隔板平均分成两半，一半是真空，另一半是理想气体．若把隔准不板抽出，气体将进行自由膨胀，达到平衡后 ( )。 外线(A) 温度不变，压强变为原来的一半； 封密(B) 温度降低，压强变为原来的1，ln2倍； 题(C) 温度降低，系统做功； 答要(D) 温度不变，内能变为原来的一半。 不 内线3. 一个大平行板电容器水平放置，两极板间的一半空间充有各向同性均匀电介质，封密另一半为空气，如图，当两极板带上恒定的等量异号的电荷时，有一个质量为 m ，带……电量 +q 的质点，平衡在极板间的空气区域中，此后，若把电介质抽去，则该质点

…

…( )。 …（A）保持不动；  线

封（B）向上运动； 密卷（C）向下运动； 评

…（D）是否运动不能确定。 …

… … 

湖南省第5届大学生物理竞赛试卷 （第1 页 共 8 页）

4. 一个在磁场B中的金属窄条（宽度为h，厚度为b），

通以电流I，如图，若金属中是电子导电，则 ( )。

(A) 导体顶部电势高于底部电势；

(B) 导体顶部电势低于底部电势；

(C) 导体顶部电势与底部电势一样高；

(D) 无法确定。

 5. 一束自然光自空气射向一块平板玻璃（如图），设入射角等于布儒斯特角i0

，则在界面2的反射光是 ( )。

（A） 是自然光；

（B） 是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面；

（C） 是完全偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面；

（D） 是部分偏振光。

6. 光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程。对此，在以下几种理解中，正确的是 ( )。

(A) 两种效应中电子与光子两者组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律；

(B) 两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程；

(C) 两种效应都属于电子吸收光子的过程；

(D) 光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应则相当于光子和电子的弹性碰撞过程。  

得 分 评卷人   二、填空题 (每题3分，共24

分)  

1. 质量为m的物体，最初静止于x0，在力

处的速度v

 f=?k(k为常数)作用下沿直线运动。则物体在xx2= 。

2. 如图所示一根长l ，质量为m1的均匀直棒，其一端挂在一个水

平光滑轴上而静止在竖直位置。今有一质量为m2的子弹，以水平速度v0

射入棒的下端，射入的子弹嵌入棒中并与棒一起运动。则棒和子弹开始

一起运动时的角速度ω=。

湖南省第5届大学生物理竞赛试卷 （第2 页 共 8 页）

3. 用总分子数N、气体分子速率v和速率分布函数f(v)表示下列各量：

(1) 速率大于v0的分子数=

(2) 速率大于v0的那些分子的平均速率=

(3) 多次观察某一分子的速率，发现其速率大于v0的几率= 。

4. 一平面简谐波在弹性媒质中传播时，某一时刻在传播方向上媒质中某质元在负的最大位移处，

。 则它的动能为 ，势能为 （填最大、最小、零）

5. 设空气中声速为330m?s，一列火车以30m?s的速度行驶，机车上汽笛的频率为600Hz。

机车驶过其身后所听到的一静止的观察者在机车的正前方所听到的频率是 Hz；

频率是 Hz。

6. 真空中平行放置两块大金属平板，板面积均为S，板间距离为d(d远小于板面线度)，板上分?1?1别带电量+Q和?Q，则两板间相互作用力为 。  

7. 根据玻尔氢原子理论，若大量氢原子处于主量子数 n=5 的激发态，则跃迁辐射的谱线可以有 条，其中属于巴耳末系的谱线有 条。

8. 某一宇宙射线中的介子的动能Ek=7M0c，其中M0是介子的静止质量。则在实验室中观察到它的寿命是它的固有寿命的 倍。 

 2

湖南省第5届大学生物理竞赛试卷 （第3 页 共 8 页）

 得 分  

三、简答题(每题4分，共16分) 评卷人

1. 一人用力FG

木箱既然受了力FG

推地上的木箱，经历时间Δt未能推动木箱，此推力的冲量等于多少?

的冲量，为什么它的动量没有改变?

2. 为什么无线电波能绕过建筑物？而光波却不能？

3. 某种单色光垂直入射到一个光栅上，由单色光波长和已知的光栅常数，按光栅公式算得k=4的主极大对应的衍射方向为90D

，并且知道无缺级现象。实际上可观察到的主极大明条纹共有几条? 为什么？

4. 设实物粒子的质量为m，速度为V，由德布罗意公式hν=mc2

，λ=

hmV

得νλ=c2/V，根据V=νλ得V=c。这个结果对吗？为什么？

湖南省第5届大学生物理竞赛试卷 （第4 页 共 8 页）

………………………………………线…………………………………………………… 封…………………………………………… 密………………………………

………………………………密 ……………………………………………封 ……………………………………………………线……………………………………… 得 分

评卷人   四、计算题  (每题8分，共48分)       1. 水桶绕中心轴oz以角速度ω匀速旋转，试求桶内的水面形状。              2. 小滑块A位于光滑的水平桌面上，小滑块

B处在位于桌面上的光滑小槽中，两滑块的质量都是m，并用长为l、不可伸长的、无弹性的轻绳相连。开始时，A、B间的距离为l2，A、B间的连线与小槽垂直。今给滑块A一冲击，使其获得平行于槽的速度v0，求滑块B开始运动时的速度。                  湖南省第5届大学生物理竞赛试卷 （第5 页 共 8 页）