2021-2022学年高二物理竞赛测试题.docx

1、高中物理竞赛测试试题注意事项：1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 2. 所有答案请直接答在答题纸上； 3考试形式：闭卷； 4. 本试卷共25题，满分100分，考试时间120分钟。考试时间：一、选择题（共30分）1（本题3分）一个静止的氢离子H+ (氢原子失去一个电子形成的阳离子)在电场中被加速而获得的速率为一静止的氧离子O+2 (氧原子失去两个电子形成的阳离子)在同一电场中且通过相同的路径被加速所获速率的 (A) 2倍 (B) 2倍 (C) 4倍 (D) 4倍 2（本题3分） 一导体球外充满相对介电常量为er的均匀电介质，若测得导体表面附近场强为E，则导体球面上的自由电荷面密度s为 (A

2、) e 0 E (B) (e 0 e r - e 0)E (C) e r E (D) e 0 e r E 3（本题3分）一平行板电容器充电后仍与电源连接，若用绝缘手柄将电容器两极板间距离拉大，则极板上的电荷Q、电场强度的大小E和电场能量W将发生如下变化 (A) Q减小，E减小，W减小 (B) Q增大，E增大，W增大 (C) Q增大，E减小，W增大 (D) Q增大，E增大，W减小 4（本题3分）一个通有电流I的导体，厚度为D，横截面积为S，放置在磁感强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体的侧表面，如图所示现测得导体上下两面电势差为V，则此导体的霍尔系数等于 (A) (B) (C) (D) 5（

3、本题3分）在某地发生两件事，静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s，若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5 s，则乙相对于甲的运动速度是(c表示真空中光速) (A) (4/5) c (B) (3/5) c (C) (2/5) c (D) (1/5) c 6（本题3分）氢原子光谱的巴耳末系中波长最大的谱线用l1表示，其次波长用l2表示，则它们的比值l1/l2为： (A) 20/27 (B) 9/8 (C) 27/20 (D) 16/9 7（本题3分）已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其归一化波函数为： , ( - axa )那么粒子在x = 5a/6处出现的概率密度为 (A) 1/(2a)

4、 (B) 1/a (C) (D) 8（本题3分）有下列四组量子数： (1) n = 3，l = 2，ml = 0， (2) n = 3，l = 3，ml = 1， (3) n = 3，l = 1，ml = -1， (4) n = 3，l = 0，ml = 0， 其中可以描述原子中电子状态的 (A) 只有(1)和(3) (B) 只有(2)、(3)和(4) (C) 只有(2)和(4) (D) 只有(1)、(3)和(4) 9（本题3分）设康普顿效应中入射X射线(伦琴射线)的波长l =0.0700nm，散射的X射线与入射的X射线垂直，则反冲电子的动能EK最接近下列哪个值 (电子的静止质量me=9.11

5、10-31 kg ，普朗克常量h =6.6310-34 Js，1 nm = 10-9 m) (A) 7.3410-17 J (B) 9.4210-17J (C) 11.5310-17J (D) 12.8110-17 J 10（本题3分） 波长的光沿轴正向传播，若光的波长的不确定量，则利用不确定关系式可得光子的坐标的不确定量至少为A、25 cm B、50 cm C、250 cm D、500 cm (普朗克常量h =6.6310-34 Js)二、填空题（共30分）11（本题3分）已知某静电场的电势函数U6x6x2y7y2 (SI)由场强与电势梯度的关系式可得点(1，1，0)处的电场强度_ +_ +

6、_ (SI)12（本题3分）如图所示，两块很大的导体平板平行放置，面积都是S，有一定厚度，带电荷分别为Q1和Q2如不计边缘效应，则A、C两个表面上的电荷面密度分别为_、_13（本题3分）一个带电的金属球，当其周围是真空时，储存的静电能量为W0，使其电荷保持不变，把它浸没在相对介电常量为er的无限大各向同性均匀电介质中，这时它的静电能量W=_ W0 14（本题3分）如图，两根导线沿半径方向引到半径为的均质铁圆环上的A、A两点，并在很远处与电源相连，设，则环中心的磁感强度为_ 15（本题3分）半径分别为R1和R2的两个半圆弧与直径的两小段构成的通电线圈abcda (如图所示)，放在磁感强度为的均匀

7、磁场中，平行线圈所在平面则线圈受到的磁力矩为_16（本题3分）如图，一无限长直导线中通电流，右侧有一长为1m的金属棒与导线垂直共面。棒的最左端A与长直导线相距为1m，当棒以速度平行于长直导线匀速运动时，棒产生的动生电动势为_17（本题3分）一线圈中的电流为1A，在内均匀地减小到零，所产生的自感电动势为8V，此线圈的自感为_H 18（本题3分）加在平行板电容器极板上的电压变化率1.0106 V/s，在电容器内产生2A的位移电流，则该电容器的电容量为_mF19（本题3分）一根导线长为0.2m，载有电流3A，放在磁感应强度为10T的均匀磁场中，并与磁场成角，则导线受到的磁力为_N20（本题3分）当氢

8、原子中的电子处于，的状态时，该电子的轨道角动量有_个可能的空间取向三、计算题（共40分）21（本题10分） 如图，用绝缘细线弯成的半圆环，半径为R，其上均匀地带有正电荷，电荷线密度为l，l为一常数。试求圆心O点的电场强度的大小及方向22（本题10分）一无限长圆柱形铜导体(磁导率)，半径为，通有均匀分布的电流I今取一矩形平面S (长为1 m，宽为2 R)，位置如右图中画斜线部分所示，求（1）铜导体内外磁场的分布；（2）通过该阴影矩形平面的磁通量。23（本题5分）在惯性系中，两事件发生在同一地点而时间相隔为8秒，另一惯性系以速度相对于运动，则系中测得的两事件的空间间隔是多少？24（本题10分）如图

9、所示，一半径为r2电荷线密度为l的均匀带电圆环，里边有一半径为r1总电阻为R的导体环，两环共面同心(r2 r1)，当大环以变角速度w =w(t)绕垂直于环面的中心轴旋转时，求小环中的感应电流25（本题5分）假如电子运动速度与光速可以比拟，则当电子的动能等于它静止能量的2倍时，其德布罗意波长为多少？ (普朗克常量h =6.6310-34 Js，电子静止质量me=9.1110-31 kg) 一、选择题(每题3分)B，D，A，D，B；C，A，D，B，C二、填空题(每题3分)11. 6; 20; 0 每空1分，多负号扣1分12. 2分； 1分 （ 不给分）13. 14. 0 15. 或 16. 17.

10、 0.5 18. 2 19. 3 20. 5 （17、18、19、20题均为整数解，数量级不对不给分）三、计算题21.解：选取圆心O为原点，坐标Oxy如图所示在环上任意取一小段圆弧，其上电荷 1分它在O点产生的场强为 2分 1分1分 注：（对称性分析直接给出=0给2分） 1分 1分由此得 2分方向沿Y轴负方向 1分注：解题中无负号不扣分。23解：由洛伦兹变换 1分得： 2分 2分22解：（1）由安培环路定律 1分得：在圆柱体内部与导体中心轴线相距为r处 2分在圆形导体外，与导体中心轴线相距r处 2分注：无过程直接给出给3分（2）穿过导体内画斜线部分平面的磁通为 2分穿过导体外画斜线部分平面的磁通为 2分穿过整个矩形平面的磁通量 1分24解：大环中相当于有电流 2分这电流在O点处产生的磁感应强度大小 2分 1分 2分 1分 1分 1分 有无负号不扣分25解法1： 1分故： 由相对论公式 1分 有 解得 1分德布罗意波长为： 1分 m 1分解法2： 1分 1分 1分 1分 1分