浙江省大学生物理创新竞赛题目及答案

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1、2009年浙江省大学生物理创新竞赛真空介电常数，真空中光速电子伏特基本电荷电子质量真空磁导率万有引力常数地球质量一选择题（单选每题3分共30分）1.一质点沿螺旋线自外向内运动，如图所示。已知其走过的弧长与时间t的一次方成正比，则该质点加速度的大小（）A越来越大B越来越小C为大于零的常数D始终为零2.在由两个质点组成的系统中，若质点之间只有万有引力作用，且此系统所受的外力的矢量和为零。则此系统（）A动量和机械能守恒，但角动量是否守恒不能确定B动量守恒，但角动量和机械能是否守恒不能确定C动量和角动量守恒，但机械能是否守恒不

2、能确定D机械能和角动量守恒。但动量是否守恒不能确定。3．如图所示，当弹簧振子运动到平衡位置时，恰好有一质量为m0的泥块从正上方落到质量为m的振子上，并与振子粘在一起运动，则下述结论正确的是（）A振幅变小、周期变小B振幅变小、周期不变C振幅变小、周期变大D振幅不变、周期变小E振幅不变、周期变大4.一端固定在天花板上的长细线下，悬吊一装满水的瓶子（瓶的重量不可忽略），瓶底有一小孔，在摆动过程中，瓶内的水不断向外漏，如忽略空气阻力，则从开始漏水到水漏完为止的整个过程中，此摆的摆频率（）A越来越大B越来越小C先变大后变小D先变

3、小后变大E保持不变5.一平面简谐波在t时刻的波形曲线如图所示。若此时a点处介质质元的振动动能在增大，则（b）A．a点处质元的弹性势能在减小B．波沿x轴负方向传播C．b点处质元的振动动能在减小D各点的波的能量密度都不随时间变化6.在静电场中，如果通过闭合曲面（高斯面）S的电通量为零，则下面说法中正确的是（）A高斯面上的电场一定处处为零B高斯面内一定没有电荷C高斯面内的净电荷一定为零D高斯面上一定没有电场线穿出7.平行板电容器两极板间相互作用力F与两极板间电压U的关系是（）ABCD8.一平行板电容器充电后仍与电源连接，若用

4、绝缘手柄将电容器两极板距离拉大，则极板上电量Q、电场强度大小E和电场能量W将发生如下变化（）A．Q增大、E增大、W增大B.Q减小、E减小、W减小C．Q减小、E减小、W增大D.Q增大、E增大、W减小11/114.磁场由沿空心长直圆筒形导体的均匀分布的电流产生，圆筒半径为R,x轴垂直于圆筒轴线，原点在中心轴线上。图A-E中正确表示B-x的关系图是（）ABCDE10.在长直导线附近悬挂着一块长方形薄金属片A,其重量很轻，A与直导线共面，如图所示。当长直导线中突然通以大电流I时，由于电磁感应，薄片A中将产生涡电流，则金属片A在

5、开始瞬间将（）A不动B向左运动C只做转动D向右运动二、填空题：（10题，每题4分，共40分）1.一物体做如图所示的斜抛运动，测得在轨道A点处的速度大小为v，其方向与水平方向夹角成30度，则物体在A点的切向加速度a＝；轨道的曲率半径p=。2质量为m的一艘宇宙飞船关闭发动机返回地球时，可认为该飞船只在地球的引力场中运动。已知地球质量为M，万有引力恒量为G，则当它从地球中心R1处下降到R2处时，飞船增加的动能应等于。3.一个质量为m的质点沿一条由定义的空间曲线运动，其中及均为常数，则此质点所受的对原点的力矩为0，对原点的角动

6、量大小为。4普通水槽中的水，在向槽底的排水孔流去时，在排水孔的边沿会形成漩涡。在北半球观察，由于力影响，这种漩涡的转动方向总是时针的。5.18世纪哲学家康德提出星云说，认为太阳系是由气云组成的。气云原来很大，由自身引力而收缩，最后聚集成一个个行星及太阳本身。但是万有引力为什么不能把所有的天体吸引到一起，而是形成了一个扁平的盘状？康德认为，除了万有引力之外还有斥力，把向心加速的天体散射到各个方向，这仍然不能解释为什么系统中的天体基本上都朝同一方向旋转形成一个扁平的盘状。19世纪拉普拉斯修正了康德的星云说，指出旋转盘状结构

7、的成因是角动量守恒。银河系呈扁平的圆盘形结构。观察表明，还有许多星系也呈圆盘形。这可能与角动量守恒有关。银河系最初可能是球形的，由于某种原因（如与其它星系的相互作用）而具有一定的角动量。正是这个角动量的存在，使球形的银河系不会在引力作用下凝聚（坍缩）成一团，而只能形成具有一定半径的圆盘形结构。这是因为在凝聚过程中，角动量守恒（r2ω=常量）要求转速随r的减小而增大ω∝r-2，因而使离心力增大（离心力∝v2/r=rω2∝r-3），它往往比引力增大（引力∝r-2）得更快，最终引力会和离心力相互平衡，即角动量守恒限制了星系在

8、垂直于转轴方向的进一步坍缩。但角动量守恒并不妨碍星系沿转轴方向的坍缩，因为对这种坍缩，角动量守恒不要求增加转速。故星系最终坍缩成圆盘状，在沿轴向坍缩过程中减少的引力势能将以辐射的形式释放掉6.蝙蝠在洞穴中飞来飞去，能非常有效地用超声波脉冲导航。假如蝙蝠发出的超声波频率为39kHz，当它以1/4声速的速度朝着表面平直的岩壁飞去时，它