南昌大学历届物理竞赛试题

大学生物理竞赛试题一、选择题1. 以下关于牛顿第二定律的表述，哪一项是正确的？A. 力是物体运动状态改变的原因。

B. 力的大小等于物体质量与加速度的乘积。

C. 力的作用效果与物体的初始速度有关。

D. 力的作用效果与物体的密度有关。

2. 光在真空中的传播速度是多少？A. 2.99792×10^8 m/sB. 3.00×10^8 m/sC. 2.5×10^8 m/sD. 3.14×10^8 m/s3. 一个质量为0.5kg的物体，受到一个1N的恒定力作用，经过5秒后，它的速度将变为：A. 1 m/sB. 2 m/sC. 3 m/sD. 4 m/s4. 电磁波的波长与频率的关系是：A. 波长与频率成正比。

B. 波长与频率成反比。

C. 波长与频率无关。

D. 波长与频率的关系不确定。

5. 一个电路中，电阻R1为10Ω，电阻R2为20Ω，当它们串联后接到电压为30V的电源上，电路中的电流强度是多少？A. 1AB. 1.5AC. 2AD. 3A二、填空题1. 根据能量守恒定律，一个物体的动能和势能的总和在没有外力作用下保持__________。

2. 理想气体状态方程为 \(pV = \) ________，在标准大气压下，氧气的摩尔体积为__________ m³/mol。

3. 电磁感应定律表明，穿过电路的磁通量变化率与感应电动势成正比，其数学表达式为 ________。

4. 光的折射定律，即斯涅尔定律，表述为光从一种介质进入另一种介质时，入射角与折射角的正弦值之比等于两种介质的折射率之比，数学表达式为 \( \sin(\theta_1) / \sin(\theta_2) = n_2 / \)________。

三、计算题1. 一个质量为2kg的物体，受到一个与时间成正比的力F(t) = 3t N的作用，求在时间t=4s时物体的速度和位移。

2. 一个电路由一个电阻R = 30Ω和电容器C = 200μF组成，电源电压为50V。

物理竞赛讲解试题及答案
一、选择题
1. 光年是用于测量宇宙距离的单位，它表示的是光在一年内通过的距离。

光年是：
A. 时间单位
B. 长度单位
C. 速度单位
D. 质量单位
答案：B
2. 根据牛顿第三定律，作用力和反作用力：
A. 总是相等的
B. 总是相反的
C. 总是同时发生的
D. 总是作用在同一个物体上
答案：A
3. 以下哪种物质不是导体？
A. 铝
B. 铜
C. 橡胶
D. 银
答案：C
二、填空题
4. 根据能量守恒定律，能量既不能被创造，也不能被______。

答案：消灭
5. 物体在自由下落过程中，其加速度的大小为______ m/s²。

答案：9.8
三、计算题
6. 一辆汽车以10 m/s的速度行驶，紧急刹车后，汽车以4 m/s²的加速度减速。

求汽车完全停止所需的时间。

答案：2.5秒
7. 一个质量为2 kg的物体从静止开始下落，受到的空气阻力是其质量的0.2倍。

求物体下落2秒后的速度。

答案：19.6 m/s
四、简答题
8. 简述电磁感应现象及其应用。

答案：电磁感应现象是指当导体在磁场中运动时，会在导体两端产生电动势的现象。

其应用包括发电机、变压器等。

9. 描述牛顿第一定律，并举例说明其在日常生活中的应用。

答案：牛顿第一定律，也称为惯性定律，指出物体会保持静止状态
或匀速直线运动状态，除非受到外力的作用。

例如，当汽车突然加速时，乘客会向后倾斜，这是因为乘客的身体试图保持原来的静止状态。

2015年江西省大学物理实验创新竞赛初赛试题及答案2015年江西省大学物理实验创新竞赛初赛试题一、填空题（共15题，每题2分） 1、质点的质量为m ，置于光滑球面的顶点A 处(球面固定不动)，如图所示。

当它由静止开始下滑到球面上B 点时，它的加速度的大小为__________。

用θ表示。

1、答θθ2222sin )cos 1(4g g a +-=。

2、储有某种刚性双原子分子理想气体的容器以速度v ＝100 m/s 运动，假设该容器突然停止，气体的全部定向运动动能都变为气体分子热运动的动能，此时容器中气体的温度上升 6.74Ｋ，由此可知容器中气体的摩尔质量M mol ＝__________. (普适气体常量R ＝8.31 J·mol 1·K 1) 2、答28×103 kg / mol3、假设地球半径缩小为原值的1/10，但质量保持不变，则地面上原来周期为1秒的小角度单摆现在的周期为T = _______________．θB3、答0.316s4、一质量为m的质点沿着一条空间曲线运动，该曲线在直角坐标系下的运动方程为j tsinbi tcosarω+ω=，其中a、b、ω皆为常数，则此该质点对原点的角动量=L___________ _。

4、答K mabω5、+π介子时不稳定的粒子，在它自己的参照系中测得平均寿命是s8106.2-⨯，如果它相对实验室以c8.0(c为真空中光速)的速度运动，那么实验室参照系中测得+π介子的寿命是s。

5、答81033.4-⨯s6、如图所示，假设有两个同相的相干点光源S1和S2，发出波长为λ的光，A是它们连线的中垂线上的一点，若在S1和A之间插入厚度为e、折射率为n的薄玻璃片，则两光源发出的光在A 点的相位差=∆ϕ 。

若已知5.1,500==n nm λ，A点恰为第4级明纹中心，则=eA。

6、答λπe n )1(2-；A4104⨯7、在迈克尔逊干涉仪的一支光路中，放入一片折射率为 n 的透明介质薄膜后，测出两束光的光程差的改变量为一个波长 λ，则薄膜的厚度是__________。

南昌大学第二届大学物理竞赛试卷填空（每题3分）1. 在x 轴上作直线运动的质点，已知其初速度为v 0，初位置为x 0，加速度a=At 2+B（A 、B 为常数），则t 时刻质点的速度v= ；运动方程为 。

2．质量为m 的子弹，水平射入质量为M 、置于光滑水平面上的沙箱，子弹在沙箱中前进距离l 而停止，同时沙箱向前运动的距离为s ，此后子弹与沙箱一起以共同速度v 匀速运动，则子弹受到的平均阻力F=__________________。

3．如图所示，质量为M ，长度为L 的刚体匀质细杆，能绕首过其端点o 的水平轴无摩擦地在竖直平面上摆动。

今让此杆从水平静止状态自由地摆下，当细杆摆到图中所示θ角位置时，它的转动角速度ω＝__________，转动角加速度β＝__________；当θ＝900时，转轴为细杆提供的支持力N ＝__________。

4．质量为M ，长度为L 的匀质链条，挂在光滑水平细杆上，若链条因扰动而下滑，则当链条的一端刚脱离细杆的瞬间，链条速度大小为___________________。

5．将一静止质量为M o 的电子从静止加速到0.8c (c 为真空中光速)的速度，加速器对电子作功是__________。

6．有两个半径分别为5cm 和8cm 的薄铜球壳同心放置，已知内球壳的电势为2700V 。

外球壳带电量为8³10-9C 。

现用导线把两球壳联接在一起，则内球壳电势为__________V 。

7．半经为R 的圆片均匀带电，电荷面密度为σ。

其以角速度ω绕通过圆片中心且垂直圆平面的轴旋转，旋转圆片的磁矩m P的大小为____________。

8．用长为l 的细金属丝OP 和绝缘摆球P 构成一个圆锥摆。

P 作水平匀速圆周运动时金属丝与竖直线的夹角为θ，如图所示，其中o 为悬挂点。

设有讨论的空间范围内有水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B。

在摆球P 的运动过程中，金属丝上P 点与O 点间的最小电势差为__________。

1变化。

当光源移动到某一特定位置时，干涉条纹突然消失，这可能是因为：A. 光源发出了单色光B. 光源发出了相干光C. 光源发出的光波长发生了变化D. 光源正好位于双缝的连线上解析：在双缝干涉实验中，若光源位于双缝的连线上，则两缝接收到的光波相位差恒定，无法形成交替的明暗条纹，即干涉现象消失。

单色光和相干光都能产生干涉条纹，光波波长的变化会影响条纹的间距但不会使条纹消失。

因此，正确答案是D。

（答案）D2、一个物体在光滑的水平面上以一定的初速度滑行，若突然给它施加一个与运动方向相同的恒力，则物体的运动状态将：A. 保持匀速直线运动B. 做匀加速直线运动C. 做匀减速直线运动D. 做曲线运动解析：物体在光滑水平面上滑行时，不受摩擦力作用。

当施加一个与运动方向相同的恒力时，根据牛顿第二定律，物体会产生一个与力方向相同的恒定加速度，因此物体将做匀加速直线运动。

所以，正确答案是B。

（答案）B3、关于原子核的衰变，下列说法正确的是：A. 衰变过程中原子核的质量数不守恒B. 衰变过程中原子核的电荷数不守恒C. 衰变过程中会释放出能量D. 衰变是原子核内部电子的跃迁解析：原子核的衰变遵循质量数和电荷数守恒的原则，即衰变前后的原子核质量数和电荷数之和保持不变。

衰变过程中会伴随着能量的释放，这是原子核内部结构和能级变化的结果，而非电子的跃迁。

因此，正确答案是C。

（答案）C4、在静电场中，电场线的疏密程度表示：A. 电场强度的大小B. 电势的高低C. 电势差的大小D. 电荷量的多少线越稀疏，电场强度越小。

电势的高低、电势差的大小以及电荷量的多少与电场线的疏密程度无直接关系。

因此，正确答案是A。

（答案）A5、关于光的折射现象，下列说法正确的是：A. 折射光线一定在入射光线和法线所决定的平面内B. 折射角总是大于入射角C. 光从光密介质进入光疏介质时，折射光线会远离法线D. 光从真空进入介质时，速度会增大解析：光的折射现象遵循折射定律，折射光线一定在入射光线和法线所决定的平面内。

物理竞赛试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 光在真空中的传播速度是：A. 299,792,458 m/sB. 3.00 x 10^8 m/sC. 3.00 x 10^5 km/sD. 3.00 x 10^8 km/s答案：B2. 牛顿第三定律指出：A. 作用力和反作用力总是相等的B. 作用力和反作用力方向相反C. 作用力和反作用力大小相等，方向相反D. 作用力和反作用力大小相等，方向相同答案：C3. 以下哪种物质具有超导性质？A. 铜B. 铝C. 汞D. 铅答案：C4. 根据热力学第一定律，以下哪种说法是正确的？A. 能量守恒B. 能量可以被创造或消灭C. 能量可以转化为质量D. 能量可以在不同形式间转换，但总量不变答案：D二、填空题（每题5分，共20分）1. 国际单位制中，力的单位是______。

答案：牛顿（N）2. 一个物体在水平面上以恒定速度运动，其受到的摩擦力等于______。

答案：牵引力3. 根据欧姆定律，电流I与电压V和电阻R之间的关系是I = ______。

答案：V/R4. 根据理想气体定律，一定质量的理想气体在等压条件下，体积V与温度T之间的关系是V ∝ ______。

答案：T三、计算题（每题10分，共40分）1. 一个质量为5kg的物体从静止开始自由落体，忽略空气阻力，求物体下落10秒后的速度。

答案：根据自由落体运动的公式 v = gt，其中 g = 9.8 m/s²（重力加速度），t = 10s。

v = 9.8 m/s² × 10s = 98 m/s2. 一个电阻为20Ω的电阻器通过一个电流为2A的电流，求电阻器两端的电压。

答案：根据欧姆定律 V = IR，其中 I = 2A，R = 20Ω。

V = 2A × 20Ω = 40V3. 一个质量为2kg的物体在水平面上受到一个10N的力，求物体的加速度。

答案：根据牛顿第二定律 F = ma，其中 F = 10N，m = 2kg。

A BDl 0v大学物理竞赛选拔试卷1.（本题6分）一长度为l的轻质细杆，两端各固结一个小球A、B（见图），它们平放在光滑水平面上。

另有一小球D，以垂直于杆身的初速度v0与杆端的Α球作弹性碰撞．设三球质量同为m，求：碰后（球Α和Β）以及D球的运动情况．2.（本题6分）质量m=10kg、长l=40cm的链条，放在光滑的水平桌面上，其一端系一细绳，通过滑轮悬挂着质量为m1=10kg的物体，如图所示．t=0时,系统从静止开始运动,这时l1=l2=20cm<l3．设绳不伸长，轮、绳的质量和轮轴及桌沿的摩擦不计，求当链条刚刚全部滑到桌面上时，物体m1速度和加速度的大小．3.（本题6分）长为l的匀质细杆，可绕过杆的一端O点的水平光滑固定轴转动，开始时静止于竖直位置．紧挨O点悬一单摆，轻质摆线的长度也是l，摆球质量为m．若单摆从水平位置由静止开始自由摆下，且摆球与细杆作完全弹性碰撞，碰撞后摆球正好静止．求：(1)细杆的质量．(2)细杆摆起的最大角度?．4.（本题6分）质量和材料都相同的两个固态物体，其热容量为C．开始时两物体的温度分别为T1和T2（T1>T2）．今有一热机以这两个物体为高温和低温热源，经若干次循环后，两个物体达到相同的温度，求热机能输出的最大功A max．5.（本题6分）如图所示，为某种一定量的理想气体进行的一个循环过程，它是由一个卡诺正循环12341和一个卡诺逆循环15641组成．已知等温线温度比T1/T2=4，卡诺正逆循环曲线所包围面积大小之比为S1/S2=2．求循环的效率?．6.（本题6分）将热机与热泵组合在一起的暖气设备称为动力暖气设备，其中带动热泵的动力由热机燃烧燃料对外界做功来提供.热泵从天然蓄水池或从地下水取出热量，向温度较高的暖气系统的水供热.同时，暖气系统的水又作为热机的冷却水.若燃烧1kg燃料，锅炉能获得的热量为H，锅炉、地下水、暖气系统的水的温度分别为210℃，15℃，60℃.设热机及热泵均是可逆卡诺机.试问每燃烧1kg燃料，暖气系统所获得热量的理想数值（不考虑各种实际损失）是多少？7.（本题5分）如图所示，原点O是波源，振动方向垂直于纸面，波长是?．AB为波的反射平面，反射时无相位突变?．O点位于A点的正上方，hAO=．Ox轴平行于AB．求Ox轴上干涉加强点的坐标（限于x≥0）．8.（本题6分）一弦线的左端系于音叉的一臂的A点上，右端固定在B点，并用T=7.20N的水平拉力将弦线拉直，音叉在垂直于弦线长度的方向上作每秒50次的简谐振动（如图）．这样，在弦线上产生了入射波和反射波，并形成了驻波．弦的线密度?=2.0g/m，弦线上的质点离开其平衡位置的最大位移为4cm．在t=0时，O点处的质点经过其平衡位置向下运动，O、B之间的距离为L=2.1m．试求：(1)入射波和反射波的表达式；(2)驻波的表达式．9.（本题6分）用每毫米300条刻痕的衍射光栅来检验仅含有属于红和蓝的两种单色成分的光谱．已知红谱线波长?R在0.63─0.76?m范围内，蓝谱线波长?B在0.43─0.49?m范围内．当光垂直入射到光栅时，发现在衍射角为24.46°处，红蓝两谱线同时出现．(1)在什么角度下红蓝两谱线还会同时出现？(2)在什么角度下只有红谱线出现？10.（本题6分）如图所示，用波长为?=632.8nm(1nm=10-9m)的单色点光源S照射厚度为e=1.00×10-5m、折射率为n2=1.50、半径为R=10.0cm的圆形薄膜F，点光源S与薄膜F的垂直距离为d=10.0cm，薄膜放在空气（折射率n1=1.00）中，观察透射光的等倾干涉条纹．问最多能看到几个亮纹？（注：亮斑和亮环都是亮纹）．11.（本题6分）507⨯双筒望远镜的放大倍数为7，物镜直径为50mm.据瑞利判据，这种望远镜的角分辨率多大？设入射光波长为nm550.眼睛瞳孔的最大直径为7.0mm.求出眼睛对上述入射光的分辨率.用得数除以7，和望远镜的角分辨率对比，然后判断用这种望远镜观ha察时实际起分辨作用的是眼睛还是望远镜.12.（本题6分）一种利用电容器控制绝缘油液面的装置示意如图.平行板电容器的极板插入油中，极板与电源以及测量用电子仪器相连，当液面高度变化时，电容器的电容值发生改变，使电容器产生充放电，从而控制电路工作.已知极板的高度为a ，油的相对电容率为εr ，试求此电容器等效相对电容率与液面高度h 的关系.13.（本题6分）在平面螺旋线中，流过一强度为I 的电流，求在螺旋线中点的磁感强度的大小．螺旋线被限制在半径为R 1和R 2的两圆之间，共n 圈．[提示：螺旋线的极坐标方程为b a r +=θ，其中a ，b 为待定系数]14.（本题6分）一边长为a 的正方形线圈，在t =0时正好从如图所示的均匀磁场的区域上方由静止开始下落，设磁场的磁感强度为B(如图)，线圈的自感为L ，质量为m ，电阻可忽略．求线圈的上边进入磁场前，线圈的速度与时间的关系．15.（本题6分）如图所示，有一圆形平行板空气电容器，板间距为b ，极板间放一与板绝缘的矩形线圈．线圈高为h ，长为l ，线圈平面与极板垂直，一边与极板中心轴重合，另一边沿极板半径放置．若电容器极板电压为U 12=U m cos ?t ，求线圈电压U 的大小．16.（本题6分）在实验室中测得电子的速度是0.8c ，c 为真空中的光速．假设一观察者相对实验室以0.6c 的速率运动，其方向与电子运动方向相同，试求该观察者测出的电子的动能和动量是多少？（电子的静止质量m e ＝9.11×10?31kg ）17.（本题6分）已知垂直射到地球表面每单位面积的日光功率（称太阳常数）等于1.37×103W/m 2． (1)求太阳辐射的总功率．(2)把太阳看作黑体，试计算太阳表面的温度．（地球与太阳的平均距离为1.5×108km ，太阳的半径为6.76×105km ，?=5.67×10-8W/(m 2·K 4)） 18.（本题6分））已知氢原子的核外电子在1s 态时其定态波函数为a r a /3100e π1-=ψ，式中220em h a e π=ε．试求沿径向找到电子的概率为最大时的位置坐标值．(?0=8.85×10-12C 2·N -1·m -2，h =6.626×10-34J ·s ，m e =9.11×10-31kg ，e =1.6×10-19C)参考答案1.（本题6分）解：设碰后刚体质心的速度为v C ，刚体绕通过质心的轴的转动的角速度为?，球D 碰后的速度为v ?，设它们的方向如图所示．因水平无外力，系统动量守恒：C m m m v v v )2(0+'=得：(1)20C v v v ='-1分 弹性碰撞，没有能量损耗，系统动能不变；222220])2(2[21)2(212121ωl m m m m C ++'=v v v ，得(2)22222220l C ω+='-v v v 2分 系统对任一定点的角动量守恒,选择与A 球位置重合的定点计算．A 和D 碰撞前后角动量均为零，B 球只有碰后有角动量，有])2([0C B l ml ml v v -==ω，得(3)2lC ω=v 2分(1)、(2)、(3)各式联立解出lC 00;2;0vv v v ==='ω。

35届物理竞赛决赛试题一、选择题1. 关于光的干涉现象，以下哪项描述是错误的？A. 杨氏双缝实验是研究光干涉的经典实验B. 干涉现象说明光具有波动性C. 光的干涉图样总是由一系列亮暗条纹组成D. 干涉现象不能在金属表面观察到2. 一个质量为m的物体，从高度h自由落下，不考虑空气阻力，落地时速度为v。

如果空气阻力不可忽略，且与物体下落速度成正比，那么物体落地时的速度将：A. 大于vB. 小于vC. 等于vD. 无法确定3. 一个电子在电场中受到的力是F，如果电场强度加倍而电子的电荷减半，电子受到的力将：A. 保持不变B. 减少到原来的一半C. 增加到原来的两倍D. 增加到原来的四倍4. 一个弹簧振子的周期是T，当振幅减半时，周期将如何变化？A. 增加到原来的两倍B. 减少到原来的一半C. 保持不变D. 变为原来的三分之一5. 一块厚度为d的金属板，其热导率是k，当温度从T1升至T2时，通过金属板的热量Q与时间t的关系为：A. Q ∝ √tB. Q ∝ tC. Q ∝ t^2D. Q ∝ 1/√t二、填空题1. 一个质量为m的物体，以初速度v0沿水平面内投射，受到的摩擦力是其重力的0.1倍，求物体在水平面上滑行的距离L。

2. 一个电路中包含一个电阻R1和一个电容器C，电阻R1的阻值为10Ω，电容器C的电容值为200μF。

当电路接入一个电压为220V的交流电源时，求电路的阻抗Z。

3. 一束光从介质1（折射率为n1）射入介质2（折射率为n2），入射角为θ1，折射角为θ2，求斯涅尔折射定律的表达式，并计算当n1=1.5，θ1=30°时，光在介质2中的传播速度v。

三、计算题1. 一个质量为2kg的物体，以初速度10m/s沿水平面内投射，受到的摩擦力是其重力的0.2倍。

求物体在水平面上滑行的最大距离。

2. 一个RLC串联电路接入一个电压为220V，频率为50Hz的交流电源。

已知电阻R=100Ω，电感L=0.1H，电容C=200μF，求电路的总阻抗Z，并计算电路中电流的有效值I。

物理竞赛笔试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 光在真空中传播的速度是：A. 3×10^8 m/sB. 3×10^5 m/sC. 3×10^6 m/sD. 3×10^7 m/s2. 根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。

如果一个物体的质量增加一倍，而作用力减少一半，那么物体的加速度将：A. 增加一倍B. 减少一半C. 保持不变D. 减少四倍3. 一个物体从静止开始做匀加速直线运动，经过时间t后，其速度变为v。

若将时间延长为2t，那么物体的速度将变为：A. 2vB. 3vC. 4vD. v4. 根据能量守恒定律，下列哪种情况是可能的？A. 一个完全弹性碰撞，其中一个物体的质量是另一个物体的两倍B. 一个完全非弹性碰撞，两个物体合并成一个物体C. 一个物体在没有外力作用的情况下，从静止开始加速D. 一个物体在没有外力作用的情况下，速度逐渐减小二、填空题（每题5分，共20分）1. 根据欧姆定律，电阻R、电流I和电压V之间的关系是：_________。

2. 一个物体在自由落体运动中，其加速度的大小是_________ m/s^2。

3. 根据热力学第一定律，能量守恒的表达式是：ΔU = Q + W，其中ΔU代表内能变化，Q代表_________，W代表_________。

4. 光的折射定律，即斯涅尔定律，表达式为：n1 * sin(θ1) = n2 * sin(θ2)，其中n1和n2分别代表光从介质1进入介质2时的折射率，θ1和θ2分别代表光在介质1和介质2中的入射角和折射角。

三、计算题（每题15分，共30分）1. 一个质量为2kg的物体在水平面上受到10N的恒定拉力作用，假设摩擦力忽略不计。

求物体在拉力作用下5秒内通过的位移。

2. 一个质量为m的物体从高度h自由落下，不计空气阻力。

求物体落地时的速度。

四、实验题（每题15分，共15分）1. 描述如何使用弹簧秤测量一个物体的重力，并说明实验中需要记录的数据和计算公式。