全国部分地区非物理类专业大学生物理竞赛题解第十六届非物理类专业大学生物理竞赛试题及解答

一、填空题 (共 54分 )1 . (4分 )由空中垂直下落的物体所受空气阻力 f与空气的密度ρ、物体的有效横截面积 S、下落的速率 v的平方成正比 ,阻力的大小可表示为 f=CρSv2 ,其中 C为阻力系数 ,一般在 0 .2～ 0 .5之间 ,ρ= 1 .2 kg/m3 ,物体下落经过一段时间将达匀速 ,这称为终极速率 .试估算质量为 80 kg、有效横截面为0 .6m2的某人从高空跳下 ,他下落的终极速率v终 = km/hr(千米 /小时 ) .解 :当 f =mg时 ,v终 =mgCρS=80× 9.80 .3× 1 .2× 0 .6= 60 .2 m/s=2 1 6km/hr式中 C取 0 .3.2 . (5分 )有一半球形光滑的碗 ,小球 I在碗的球心…     

二粒子共振态的质量公式

近年来在实验上发现了不少共振态。有人研究了二粒子共振态的质量,得到了一个经验公式 M=(v_e+m_1~2)~(1/2)+(v_1+m_2~2)~(1/2),(1) v_1=/P/~2=l(l+1)/b~2;(2)式中P为二个粒子在质心坐标系中的动量;l为相对轨道角动量量子数;b的物理意义相当“瞄准距离”,对于确定的m_1和m_2,b为一确定的常数。在原来的考虑中,对于不同     

自洽半经典Sum rule方法研究巨共振的平均性质

从同一扩展Skyrme力出发,用自洽半经典方法确定球形核基态密度分布ρ_n和ρ_p,用Sum rule方法计算强度函数矩m_(-1)~λ,m_1~λ和m_3~λ,从而具体计算了isovector巨单极,巨偶极和巨四极共振的平均激发能量,以及isoscalar巨单极和巨四极共振的宽度,部分结果同实验事实做了比较.     

矢量介子φ的动力学模型及耦合常数f_(φK■)~2,f_(ωK■)~2与f_(ρK■)~2的值

假设矢量介子φ(Ι=0,ι=1,m_φ=7.30m_π)是K散射交换ρ,ω以及φ介子本身而形成的共振。应用双色散关系中的N/D方法,并设ρ,ω以及交换的φ介子的质量为已知,近似求出K的分波散射振幅。当要求该振幅能重新给出正确的共振位置(φ的质量)和宽度时,即可得出偶合常数f_(ρκ)、f_(ωκ)与f_(φκ)所必需满足的关系,从而给出它们可能取的数值。     

密度的概念与应用

密度是一个十分重要的概念,且在生产和生活中有着较广泛的应用.学习时须在概念的理解和应用两个方面下功夫,才能达到教学大纲要求的层次,能较灵活地运用.下面针对这两个方面进行阐述和拓展.一、对概念的理解对密度概念的理解应注意以下几点:1密度是物质单位体积的质量,它表示出同体积的不同种物质质量一般不同这一实验事实,表示的是物质而非物体的特性.因同一种物质可制成不同的物体,而同一物体也可用不同种材料制成.2对公式ρ=ｍＶ应分两个层次理解.其一、对同种物质,质量随着体积的增大(或减小)相应的增大(或减小)相同的倍数,ｍＶ的比值是…     

一个典型的一题多解的例题

工科各专业通用的中专《物理》上册(P158)有一道习题,是一个典型的一题多解的例题,现剖析如下. 题目:在如图所示的系统中,设m_1=12kg,m_2=4kg,当m_1在高出地面4.0m时从静止状态释放之.忽略绳子的质量和绳子与滑轮间的摩擦力,求该物块着地时的速度;当m_1着地后,m_2还能再上升多少? 分析:物块m_1受到向     

类谐振子的周期

1类谐振子的物理原型 1.1原型1 设有密度为ρ1的柱体,浸于密度为ρ(ρ＞ρ1)的液体中,如图1所示.给一扰动,柱体开始振动.     

1998年中学生物理知识竞赛初二组(广西·初赛)试题及答案

第一大题　判断题(20分)每小题2分,对的请在答题卷中属于该小题的括号里打“”;错的打“”.答错给-1分.1以地面为参照物,坐在行驶中的火车上的人是静止的.2冬天,人讲话时嘴里呼出的“白气”是水蒸气.3作用在同一个物体上的大小相等、方向相反的两个力,彼此一定平衡.4湖水的实际深度比湖边的人看到的要浅.5　1米=106微米.6一切物体都具有惯性.7小孔成像是由光的反射引起的.8由公式ρ=ｍＶ可知,一定种类物质的密度跟质量成正比.9置于水平桌面上保持静止的物体受到重力、桌面支持力和地面支持力的作用.10天平是测量质量的仪器.第二大题　单项选…     

激发学生创造性的尝试

中学物理概念中,有很多倒数关系,例如: 1.将倔强系数为K_1和K_2的轻质弹簧串联时,则它们的等效倔强系数K有如下关系: 1/K_1+1/K_2=1/K 2.一恒力F作用于质量为m_1的物体时产生的加速度为a_1,作用于质量为m_2的物体时产生的加速度为a_2,则该力F作用于m_1与m_2的组合体时产生的加速度a有如下关系: 1/a_1+1/a_2=1/a 3.电阻R_1与电阻R_2并联时,它们的等效电阻R有如下关系: 1/R_1+1/R_2=1/R。 4.电容C_1与电容C_2串联时,则它们的等效电容C有如下关系: 1/C_1+1/C_2=1/C。 5.在凸透镜成实像时,则物距u、像距v和焦距f有如下关系: 1/u+1/v=1/f。 综上所述,它们有一个共同的模式: 1/x+1/y=1/z。 在这三个量x、y、z中,任意已知两个量,就可根据公式求出第三个量。但是这种计算方法比较麻烦,一不小心就容易搞错。是否能寻找一种既简单而又能一目     

力学教学中的两个教例

一、自然坐标系的选用 力学教学中采用最多的是直角坐标系,它直观性强容易接受,但不一定简单方便。作为对中学物理的提高,在普通物理中自然坐标系的选用有一定的积极作用。自然坐标系以物体的运动轨迹为轴,它的坐标原点视解题方便在轨迹上指定,坐标轴的正方向与物体运动方向相同。在自然坐标系中,描述质点运动规律的动力学方程为: F_t=ma_t=mdv/dt 对某些问题的求解(1)式比常用的隔离法方便得多. 如图1所示:长为L质量线密度为ρ的匀质链条放在桌上,桌面与链条的摩擦系数为u。初始时链条静止,下垂部分长为 l[u/(l u)L] 求:链条全部滑离桌边瞬间所具有的速度。 选取自然坐标系根据(1)式有: ρxg-uρ(L-x)g=ρLdv/dt=ρLvdv/dx积分后得: v~2=[(1 u)/L(L~2-l~2)-2u(L-l)]g。 这里所作的计算比隔离法简单得多。在上述解题过程     

分层介质的正交波函数

一、问题的提出 讨论声波在浅海中传播时,常采用下列介质模型:海面被看成为绝对软边界,海水为分层不均匀介质,其中密度为常数ρ_1,声速是深度的函数c_1(z),海底被看为均匀液体半空间,其密度与声速分别为ρ_2与c_2(见图1)。本文采用物理量Ψ来描述声场,它与声压P及质点振动速度V的关系为: P=ρ~(1/2)Ψ,V=1/(iωρ~(1/2))gradΨ,此处ω是声波的圆频率,ρ是介质的密度。对于图1所示的分层介质,Ψ应满足波动方程     

Anatomy of the ρ resonance from lattice QCD at the physical point

We propose a strategy to access the qq component of the p resonance in lattice QCD. Through a mixed action formalism(overlap valence on domain wall sea), the energy of the qq component is derived at different valence quark masses, and shows a linear dependence on m_π~2. The slope is determined to be c_1 =0.505(3)GeV~(-1), from which the valence πρ sigma term is extracted to be σ_(πρ)~(val)= 9.82(6) MeV using the Feynman-Hellman theorem. At the physical pion mass, the mass of the qq component is interpolated to be m_ρ = 775.9±6.0±1.8 MeV, which is close to the p resonance mass. We also obtain the leptonic decay constant of the qq component to be f_ρ-=208.5±5.5±0.9 MeV, which can be compared with the experimental value f_ρ~(exp)≈221 MeV through the relation f_ρ~(exp)=(1/2)Zf_ρ±, with Z_ρ≈1.13 being the on-shell wavefunction renormalization of p owing to the ρ-π interaction. We emphasize that m_ρand f_ρ of the qq component, which are obtained for the first time from QCD, can be taken as the input parameters of p in effective field theory studies where p acts as a fundamental degree of freedom.     

核介质对介子有效质量的影响

在密度相关的相对论平均场近似下,研究了核介质密度对σ,ω,ρ,π介子有效质量的影响并与线性Walecka模型、非线性Walecka模型及TW模型的计算相比较,结果表明不同模型参数下的介子有效质量的变化不会有太大的差别.在低密度区域内,介子有效质量随核物质密度的增大而减小,而在密度较高时,σ,π介子的有效质量随核物质密度的增大而增大,ω,ρ介子的有效质量随核物质密度的增大其减小趋于平缓.不对称系数α对介子有效质量的影响很小.在TM1参数中σ介子的非线性自相互作用项以及多体耦合项(σπ)²对于π介子有效质量的影响是重要的.     

中考物理实验题精选

1.在图1(a)中,木块A的长度是酮围围。位置如图1(b)所示,那么该物体的质量是 ℃.(北京94年)厘米.用天平测某物体的质量,所用祛码和游码的 克.图1(c)表示温度计的一部分,它的示数是每澳鑫,{自菌自(b)图1 2.图2所示是液体压强计,它是用来研究_的仪器,当压强计的金属盒D放人液体内部的深度增加时,两管中液面的高度差将__(选填“变大,’’“变小”或“不变”).(成都94年) 3.为了测某一正方形物体的密度(物体密度大于水的密度),现有器材如下:直尺、天平、量筒、水、弹簧秤.请写出四种不同方法测物体密度所需器材的组合① ②③④(广东94年) 4.用混…     

受限一维无自旋费米子系统的性质研究

本文借助于一维自旋1/2-XXZ模型的Bethe-ansatz精确解, 利用局域密度近似(LDA), 讨论了谐振势中一维无自旋费米子的密度分布, 得出了ρ-u相图(这里的ρ为无量纲的粒子数密度 变量u为相互作用强度)对相图的分析表明, 随着原子密度和近邻相互作用的变化, 系统出现五个不同的混合量子相通过对热力学硬度S_ρ的计算, 发现其可作为体系的序参量, 其奇异点可用以度量受限体系中量子相变的发生     

用不变本征算符法求晶面吸附原子的振动模

晶体表面的扩散和缺陷对晶体振动模式的影响是表面物理学研究的一个重要和基本的课题.晶格振动的频率对应于系统的能带.由于晶格中原子的振动不是孤立的,并且晶格具有周期性,所以在晶体中形成格波.格波代表晶体中所有原子都参与的频率相同的振动,又常称为一种振动模.本文讨论在表面吸附位势系数β_0与晶体内部原子的周期位势系数β不同的情况下,晶体表面吸附一个质量为m_0(与晶格原子质量m不同)的原子以后晶格的振动模.采用不变本征算符方法,严格地导出此振动模为ω=((2β(1-coshα))/(hm))~(1/2),其中α=ln[-(mβ_0+m_0(-2β+β_0)+(β_0)~(1/2)((-4mm_0β+(m+m_0)~2β_0))~(1/2)/2m_0β].此结果表明,ω不但取决于吸附位势与吸附原子的质量,也与晶格原子的质量与内位势有关.     

利用两种方法测量空气的密度

利用“排气法”测空气的密度 设容器的净质量为m0，容积为V0，容器内的空气的质量为m，测量标准状态下充满空气时的容器质量为m1，该容器注满密度为ρ0的液体，注满液体后的质量为m2(图1)，那么     

用天平称空气质量的演示实验的改进

在教学中我们对“用天平称空气质量的演示实验”,做了如下改进:先取一只没有打足气的排球,放在天平左盘,右盘放上砝码,使天平平衡。然后,取下排球,用打气筒把排球充足气后,再放在天平上,此时,由于排球内空气质量增加,天平失去平衡,要使天平恢复平衡,必须在右盘增加砝码,这增加的砝码就等于用打气筒充入球内的空气质量。改进后的实验原理分析: 第一次称量时,设右盘砝码的质量为m_1,排球受力如图1所示,G_球为球的重力,G_空为球内空气的重力,空气对球的浮力为F,托盘对球的支持力为N_1。∴N_1=m_球g+m_空g-F 根据力矩平衡,得m_1=m_球+m_空-p_空V_球(1) 第二次称量时,设砝码的质量为m_2,球充气前后     

整体法及其应用

整体法作为一种力学解题方法,在解力学问题时,可带来极大的方便。 1 整体法 设由质量分别为m_1、m_2……几个连接体组成的物体系。分别受到的合外力为F_1、F_2……;合内力分别为F′_1、F′_2……;加速度分别为a_1、a_2……,则有:     

引力波和微波背景辐射旋度型偏振的探测

<正>引力现象是最常见的,例如,地球上的物体都有重量,地球绕太阳运转,都是由于引力的作用。物理世界中有四种基本力,电磁力、弱作用、强作用、引力,其中引力最弱,但却是最复杂的。牛顿引力较简单,质量密度ρ产生的引力势V由泊松方程▽2V=4πGρ确定,质点m产生V=-Gm/r。爱因斯坦1915年发表