河南省郑州市第一中学2022-2023学年高一下学期期末物理竞赛试卷

1 2015 班级 学号 姓名 任课教师姓名 填空题 选择题 计算 1 计算 2 计算 3 计算 4 计算 5 总 分 可能用到的物理常数： 真空介电常量ε0 = 8.85×10-12 C2·N-1·m-2， 真空磁导率 μ0 =4π×10-7 N·A-2， 普朗克常量 h =6.63×10-34 J·s， 基本电荷 e =1.60×10-19 C， 电子质量 me =9.11×10-31 kg， 质子质量 mp =1.67×10-27 kg。 一 填空题（（共 42 分，请将答案写在卷面指定的横线上。） 1. (3 分) 四个均匀带电球体所带的电量相同，彼此相距很远，可视为孤立带电体 (图中球的间距未按比例画出)，它们的球心在一条直线 AB 上。在各球心的正上 方取场点 P1、P2、P3、P4，四 个点所在的直线平行于 AB， 如图所示。设 P1、P2、P3、P4 处的场强大小分别为 E1、E2、 E3、E4。将 4 个场强的值按由 大到小的顺序排列 。 2．(4 分)一半径为 R 的均匀带电细圆环，带有电荷 Q，水平放置。在圆环轴线的 上方离圆心 R 处，有一质量为 m、带电荷为 q 的小球。 当小球从静止下落到圆心 O 点时，它的速度为 v ＝ 。 R R O m、q Q P4 P1 P2 P3 A B 2 3. (3 分)某带电体电荷分布的体密度为ρ 。若ρ 增大为原来的 2 倍，则其电场的能 量变为原来的 倍。 4. (4 分)一带有绝缘外皮的长导线通有稳恒电流 i， 被弯成如图所示形状。CD 弧为半径为 R 圆心位于 O 点的圆的一部分。CF、DE 沿此圆的切线。已知 O 点磁感应强度为零，则θ = (rad)。 5.(3 分)有两个长度相同，匝数相同，截面积不同的长直螺线管，通以大小相同 的电流。现在将小螺线管完全放入大螺线管里(且两者轴线重合)。若使在轴线上 两者产生的磁场方向一致，则小螺线管内的磁能密度是原来的__________倍；若 使在轴线上两螺线管产生的磁场方向相反，则小螺线管中的磁能密度为 ____________(忽略边缘效应)。 6. (4分)图中 1,2,…,8为长直导线，第 k (k=1,2，…,8) 根导线中的电流强度为 ki，i=6.00mA。奇数号导 线电流方向垂直纸面向外；偶数号导线电流方向 垂直纸面向里。对于图中给出的闭合回路 L， d L B l∫ rr = （T⋅m）。 7.( 4 分)截面积为 5 cm2，中心线周长为 40 cm 的软铁环绕有 5000 匝漆包线。当 μr＝4000 时，铁芯中磁通量Φm＝3.14×10-2 Wb。那么，此时导线中的电流强度 I＝ (A)，环中磁化强度的大小 M＝___________(A/m) 。 8.(4 分)如图所示，一单匝正方形线圈的边长为 2.0cm，全 部处于磁场中。已知磁场随时间 t 和空间坐标变化的函数 关系为 2 ˆ4.0B t yk= r （SI），k̂ 为 z 方向的单位矢量。在 t=2.5s 时刻，线圈中的感应电动势大小为 (V)，方 θ R i i C D O E F x y O 1 2 3 4 5 6 7 8 L 3 向为 。 9.(4 分) 真空中一空间均匀电场随时间 t 变化，如图所示。图中 Es=6.0×105N/C， ts=12.0 μs。在图中 a、b 时间间隔内，通 过一与该电场垂直、面积为 1.6m2 的平 面的位移电流分别为 Ia= (A)， Ib= (A)。 10.（3 分）静止时边长为 50 cm 的立方体，当它沿着与它的一个棱边平行的方 向相对于地面以恒定速度 2.4×108 m⋅s-1 运动时，在地面上测得它的体