文件介紹：2022年浙江省大學(xué)生物理競(jìng)賽
2022年浙江省大學(xué)生物理創(chuàng)新大賽
真空介電常數(shù)、真空中光速
電子伏特基本電荷
電子質(zhì)量真空磁導(dǎo)率
萬(wàn)有引力常數(shù)地球質(zhì)量
。
6. 蝙蝠在洞穴周?chē)w行，并利用超聲波脈沖非常有效地導(dǎo)航。 假設(shè)蝙蝠發(fā)射的超聲波頻率為39kHz。 當(dāng)它以1/4聲速飛向看似筆直的巖壁時(shí)，它能聽(tīng)到從巖壁反射回來(lái)的超聲波的頻率是。
7、如下圖所示，兩個(gè)波長(zhǎng)的相干波在P點(diǎn)相遇。在S1點(diǎn)振蕩的波的初始相位為物理資源網(wǎng)，S1到P點(diǎn)的距離為； S2處波的初相位為，S2點(diǎn)到P點(diǎn)的距離為，其中k代表零或正負(fù)整數(shù)，則P點(diǎn)為干預(yù)極點(diǎn)大條件為。
8、將寬度為R的薄銅片卷成半徑為R的薄圓柱體。假設(shè)電流I均勻分布在銅片上，如下圖所示。 假設(shè)忽略邊緣效應(yīng)，則圓柱體內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小B=
,該器件的自感系數(shù)為L(zhǎng)=。
9. 半導(dǎo)體通過(guò)電流 I 并置于均勻磁場(chǎng) B 中。電荷在其上表面和下表面累積，如下所示。 嘗試確定半導(dǎo)體的類(lèi)型：類(lèi)型[a]、類(lèi)型(b)。
(一)(二)
10、將一個(gè)半徑r=10cm的金屬環(huán)水平放置在桌子上。 其電阻為R=。 那么浙江省 物理競(jìng)賽，如果將環(huán)翻轉(zhuǎn)一次，則流經(jīng)環(huán)上任意截面的電量將為 q = 。
3.計(jì)算題：【8題，共80分】
1.【本題8分】一個(gè)人騎著自行車(chē)向東行駛。 當(dāng)騎行速度為10m/s時(shí)浙江省 物理競(jìng)賽，他感覺(jué)有南風(fēng)。 當(dāng)騎行速度增加到15m/s時(shí)，他感覺(jué)有東南風(fēng)。 求風(fēng)速。
2、【本題8分】假設(shè)運(yùn)動(dòng)員從10m高的平臺(tái)跳水的質(zhì)量為50kg，入水后身體垂直于運(yùn)動(dòng)方向的截面積為S=。 假設(shè)水中人所受的合力滿(mǎn)足，為水的密度，試問(wèn)跳水池的合理水深是多少？ 【運(yùn)動(dòng)員入水前可視為自由落體。 一般情況下，當(dāng)跳水運(yùn)動(dòng)員在水中的向下速度減小到
2m/s推池底就會(huì)掉頭浮起來(lái)】？
3、【本題12分】電風(fēng)扇的額定功率為P，風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J。假設(shè)風(fēng)扇受到的空氣阻力矩與風(fēng)扇的角速度成正比。 fan[假設(shè)比例系數(shù)為k]。 [1]求電風(fēng)扇通電t秒后的角速度； [2]求電風(fēng)扇穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速； [3] 假設(shè)電風(fēng)扇穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)電源斷開(kāi)，風(fēng)扇還能繼續(xù)旋轉(zhuǎn)多少個(gè)角度？ 【提示：電風(fēng)扇的功率是風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的功率扭矩與風(fēng)扇角速度的乘積】
4.【本題10分】身高2m的人從湖邊25m高的平臺(tái)上蹦極。 彈力繩的一端綁在他的腳上，另一端固定在平臺(tái)上。 他開(kāi)始從休息中跌倒。 彈性繩的長(zhǎng)度和彈性經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，使得當(dāng)他的頭接觸到湖面時(shí)，其速度會(huì)降至零。 當(dāng)最終靜止時(shí)，人的頭部露出水面8m。 [1] 求繩子未拉伸時(shí)的長(zhǎng)度。 [2] 求跳躍過(guò)程中的最大速度和加速度。 [假設(shè)人的質(zhì)心位于人的中心]
5.【本題10分】如下圖所示，平面簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，BC為波密介質(zhì)的反射面（即反射波）點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)）。 波從P點(diǎn)反射，試求： [1] P點(diǎn)入射波引起的振動(dòng)方程； [2] 反射波的波動(dòng)方程； [3] D點(diǎn)入射波和反射波的組合振動(dòng)方程。
6.【本題12分】厚度為2d的無(wú)限平板，電荷關(guān)于中心平面對(duì)稱(chēng)分布，k為正常數(shù)，如下圖所示
[1] 中心面電場(chǎng)強(qiáng)度；
[2] 板內(nèi)距中心平面一定距離處的電場(chǎng)強(qiáng)度為；
[3] 板外任意點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度；
[4] 畫(huà)出電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的E~x曲線(xiàn)。
7． 【本題10分】 如下圖所示，金屬環(huán)的電阻率為 ，內(nèi)、外半徑分別為 和 ，厚度為 。 均勻磁場(chǎng)B的方向垂直于環(huán)平面。 環(huán)的內(nèi)、外半徑與電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系如圖所示。 通過(guò)電源的兩個(gè)極，環(huán)可以繞穿過(guò)環(huán)中心O并垂直于環(huán)表面的軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)。 求施加在環(huán)上的磁矩。
8、【本題10】采用電容法測(cè)量液位。 常用的電容式液位高度測(cè)量裝置如下圖所示。 將兩塊同軸的圓柱板置于待測(cè)液體介質(zhì)（如油）中。 大圓柱的內(nèi)半徑為R，小圓柱的外半徑為，圓柱的高度為H。圓柱電容器的電容量隨著圓柱內(nèi)液面高度h的變化而變化，因此可以根據(jù)電容及其變化來(lái)測(cè)量。 試寫(xiě)出電容C與液面高度h的關(guān)系。
四。 附加題：【3題，共30分】
1、【本題8分】某火電廠(chǎng)發(fā)電量為640MW，熱效率為38%。 假設(shè)所有排出的熱量都釋放到河流中。 為了防止環(huán)境溫度上升超過(guò)3，嘗試求出最小質(zhì)量流量是多少（即每秒流過(guò)多少公斤水）？ [水的比熱容c=4200J/]
2.（本題10分）裝有無(wú)線(xiàn)電發(fā)射和接收裝置的航天器。 當(dāng)宇航員發(fā)射無(wú)線(xiàn)電信號(hào)時(shí)，信號(hào)通過(guò)地球傳輸，60秒后宇航員收到返回信號(hào)。 問(wèn)：