湖南科技学院第8届大学生物理竞赛试卷(试题)

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湖南科技学院第8届大学生物理竞赛试卷(试题)

湖南科技学院第8届大学生物理竞赛试卷

时间：120分钟满分100分

一、填空题（每空2分，共计30分）

1．一物体作如图所示的斜抛运动，测得在轨道Ｐ点处速度大小为v，其方向与水平方向成30°角。则物体在Ｐ点的切向加速度aτ= ，轨道的曲率半径

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2．一质点在二恒力的作用下，位移为△r=3i+8j（m），在此过程中，动能增量为24J，已知其???

???中一恒力F1=12i-3j（N），则另一恒力所作的功为。

3．如图所示，边长分别为a和b的矩形，其A、B、C三个顶点上分别放置三个电量均为q的点电荷，则中心O点的场强为方向。

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4. 在场强为E的均匀电场中取一半球面，其半径为R，电场强度的方向与半球面的对称轴平行。则通过这个半球面的电通量为，若用半径为R的圆面将半球面封闭，则通过这个封闭的半球面的电通量为。

?5．如图所示，正电荷q在磁场中运动，速度沿x轴正方向。若电荷q不受力，则外磁场B

的方向是__________；若电荷q受到沿y轴正方向的力，且受到的力为最大值，则外磁场的方向为__________。

6．质量为m的物体和一轻弹簧组成弹簧振子其固有振动周期为T，当它作振幅为A的自由简谐振动时，其振动能量E= 。

7. 同一温度下的氢气和氧气的速率分布曲线如右图所示，其中曲线1为

_____________的速率分布曲线，__________的最概然速率较大（填“氢气”或

“氧气”）。若图中曲线表示同一种气体不同温度时的速率分布曲线，温度分别

为T1和T2且T1<T2；则曲线1代表温度为________的分布曲线（填T1或T2）。 8. 已知某金属的逸出功为A0，用频率为?1光照射使金属产生光电效应，则，

（1）该金属的红限频率?0=____________；（2）光电子的最大速度v=___________。

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二、计算题（第1到第5题，每题12分，第6题10分，共计70分）

1、（12）有一质量为M、长度为l的均匀细棒，其一端固结一个质量也为M的小球，可绕通过另一端且垂直于细棒的水平光滑固定轴自由转动．最初棒自然下垂．现有一质量为m的子弹，在垂直于轴的平面内以水平速度v射穿小球，子弹穿过小球时速率减为v，要使棒能绕轴作完整的一周转动，子弹入射时的速率至少必须为多大？

2、（12分）半径为R的金属球带电荷Q，球外套一个同心球壳的均匀电介质，其内外半径分别为a和b，相对介电常数为?r（如图所示）。求：（1）介质球壳内外的电场强度E（2）导体球的电势。

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2?12?3、（12分）如图所示，一根导线弯成抛物线形状y=ax，放在均匀磁场中．B与xOy平面垂直，

细杆CD平行于x轴并以加速度a从抛物线的底部向开口处作平动．求CD距O点为y处时回路中产生的感应电动势．

4、（12分）1 mol单原子理想气体从300 K加热到350 K，问在下列两过程中吸收了多少热量?增加了多少内能?对外作了多少功?

(1)体积保持不变；

(2)压力保持不变．

5、（12分）白光垂直照射到空气中一均匀厚度为3800 A的肥皂膜上，设肥皂膜的折射率为1.33，试问该膜的正面可以看见那些波长的光?背面可以看见那些波长的光?

6、（10分）已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为： o

?(x)?

那么，粒子在x?1acos3?x (?a?x?a) 2a5a处出现的概率密度为多少? 6

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