湖南科技学院第8届大学生物理竞赛试卷(答案)
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湖南科技学院第8届大学生物理竞赛试卷(答案)
湖南科技学院第8届大学生物理竞赛答案
一、填空题(每空2分,共计30分)
1.( gsin30 ,
2. (12J)
3.( 2gcos30 ) q
4 0a2
2,由O指向D) 4.( RE,0)
5.(平行于x轴,沿z轴的反方向)
6.(2 mAT22 2)
7.(氧气,氢气,T1)
8. (A02h(v1 v0),) hm
12Ml Ml2 4Ml2/3 3二、计算题(共计70分) 1、(12分)解:棒与小球绕轴的转动惯量为J
取棒、球和子弹为系统,在子弹穿过小球时,系统所受外力对轴的合力矩为零,对轴的角动量守恒.设子弹刚穿出小球后,棒的角速度为 0则有
1mvl m vl J 0 2
由此可解得 0=3mv / 8Ml ①
要使棒能转动完整的一周,必须球能摆至最高点,且这时棒的角速度 ≥0.从最低点到最高点的过程中,棒、球与地球系统的机械能守恒.取球在最低点时重力势能为零,则
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1312J 0 Mgl/2 Mg 2l Mgl J 2 ② 222
4M
m2gl 由①、②式并利用 ≥0的条件,可解得子弹的最小入射速率为
内容需要下载文档才能查看vmin
2、(12分)
Qr Qr,E1 (1) R r a场强:D 334πr4π 0r
Qr Qr介质内(a r b)场强:D ; ,E2 334πr4π 0 rr
Qr Qr介质外(r b)场强:D ,E3 4πr34π 0r3
金属球的电势
aU
aR b E1 dr E2 dr E3 dr ab Qr bQr Qr dr dr dr R4 r3a4 r3b4 r3
0r00
Q11Q1 1( ) ( r) 4π 0Ra4π 0 rab
3、(12分)
解: 计算抛物线与CD组成的面积内的磁通量
m 2 BdS 2 y
a
02B3B(y x)dx 2y2 32
11d mB2dy2B2∴ y yv dtdt∵ v 2ay
∴ v
则 i 22ay 122B
y1
22ay By1
28a
i实际方向沿ODC.
4、解:(1)等体过程
由热力学第一定律得Q E
吸热 Q E CV(T2 T1) iR(T2 T1)2
Q E 3 8.31 (350 300) 623.252 J
对外作功 A 0
(2)等压过程
Q
内容需要下载文档才能查看CP(T2 T1) i 2R(T2 T1)2
Q
吸热 5 8.31 (350 300) 1038.752 J E CV(T2 T1)
E
内能增加 3 8.31 (350 300) 623.252 J
.75 623.5 415.5J 对外作功 A Q E 1038
5、解: 由反射干涉相长公式有
2ne
2 k (k 1,2, )
4ne4 1.33 380020216 2k 12k 12k 1
o得 k 2, 2 6739A (红色)
k 3, 3 4043 A (紫色)
所以肥皂膜正面呈现紫红色.
由透射干涉相长公式 2ne k (k 1,2, )
所以
当k 2时, =5054A (绿色)
故背面呈现绿色.
6、(10分)解: *2oo2ne10108 kk (1
acos3 x2) 2a
5a115 2 cos cos2
a2aa4
1 1 cos2( ) cos2 a4a4
111 ()2 a22a3
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