大学生物理竞赛练习

2018-12-27 18:22

1、 一电矩为p=ql的电偶极子, 置于场强为E的均匀电场中,如

果将电偶极子的电矩方向偏离平衡位置一个微小角度后释放,则电偶极子将绕平衡位置作简谐振动(转动)。已知电偶极子绕自身中心转动的转动惯量为I,求证其振动频率为??12?PE I2、 在水平匀强磁场中,质量为m=2g的环形(半径为R)的细导线,

用一根细线悬挂起来,可以自由转动,当导线环流过强度I=2A的电流时,环相对于竖直轴作小幅度扭转振动,振动的周期T=1.0S。求磁场的磁感应强度B(细环以直径为轴的转动惯量J=1/2mR2)

3、 一面积为A,总电阻为R的导线环用一根扭转刚度为K的弹性

细丝(被扭转α角时,其弹性惰性恢复扭力矩M=Kα)挂在均匀磁场B中,如图,线圈在YZ平面处于平衡。设线圈绕Z轴的转动惯量为I。现将环从图中位置转过一个小角度θ后释放之,忽略线圈自感,试用已知参数写出此线圈的转角与时间的方程。

4、 功率为p朝各方向均匀发光的光源,发出波长为λ的单色光,

在距光源为d处,每秒钟落在垂直于光线的单位面积上的光子数为多少?若λ=6.63?,则每个光子的动量为多------Kg.m/s,质量为------Kg

5、 在实验室中观察一高速运动的粒子,测得其速度为0.8 c,飞行

3m后衰变,则该粒子的固有寿命为------。

6、 在300K时达到热平衡的中子,其平均德布罗意波长的数量级

为 -----。

7、 按玻尔理论,当电子轰击基态氢原子时,如果仅产生一条光谱

线,则该电子的能量范围是-------。

8、 一光子的波长为3000 ? ,如果测定精度为10-6则此光子位置

的不确定量为-------。

9、 一光子的波长与电子的德布罗意波长皆为5.0 ?,此光子的动量

与电子动量之比-----。

10、 射至光阳极上的光,其波长从4000 ?变至3000 ?,则发射出

的光电子的遏止电压变化-----v。

11、 电子在陷井宽为1 ?的一维无限深势井中运动,用测不准原理

估算其最小能量为--------。

12、 已知线性谐振子处在第一激发态时的波函数为

?1(x)?2?3?1/2xexp(??x222)(式中α为一常量 )求第一激发态时概率最大的位置。

13、一维谐振子沿x轴作振幅为A的简谐振动,求证在振动区间内任一x处振子出现的概率线密度(即x处附近无限小区间内单位距离上振子出现的概率)

p(x)?1?A2?x214、现代宇宙学的研究表明,任何行星形成之初,原始大气中都应有相当数量的H2和He,但是现在地球大气中的主要成份都是N2和O2,几乎没有H2和He,试解释其原因(大气的平均温度290K) 15、试设计一个实验,测量太阳的表面温度。

16、一固有频率为ν0的弹簧振子,在阻尼很小的情况下,受到频率为2ν0的余弦策动力作用,作受迫振动并达到稳定状态,振幅为A,若在振子经平衡位置时撤去策动力,则自由振动的振幅A,和A的关系是-------------。

17、标准声源能发出频率为ν0=250.0Hz的声波,一音叉与该标准声源同时发声,产生频率为1.5Hz的拍频,若在音叉的臂上粘一小块橡皮泥,则拍频增加,音叉的固有频率ν=------。将上述音叉置于盛水的玻璃管口,调节管中的水面的高度,当管中的空气柱高度L从零连续增加时,发现在L=0.34m和1.03m时产生相继的两次共鸣,由以上数据算得声波在空气中的传播速度为-------。

18、质量为 me的电子被电势差为U的电场加速,如果考虑相对论效应,试证其德布罗意波长为??h(2meeU?eU22C)12

19、飞机在空气中以速度u=200m/s 作水平飞行,它发出的频率为 ν0=2000Hz的声波,静止在地面上的观察者在飞机越过其上空时,测定飞机发出声波的频率。他在4秒钟内测出的声波频率由ν

1

=2400Hz,降为ν2=1600Hz,已知声波在空气中的速度v=330m/s,由

此可求出飞机的飞行高度。


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