南昌大学第二届物理竞赛
江西省南昌市第二中学初中物理竞赛模拟训练题二
南昌市第二中学物理竞赛模拟训练题二本卷11个大题总分165分。
时间180分钟。
1（15）下面是一个物理演示实验，它显示：图中自由下落的物体A 和B 经反弹后，B 能上升倒比初始位置高得多的地方。
A 是某种材料做成的实心球，质量m 1=0.28kg ，在其顶部的凹坑中插着质量m 2=0.10kg 的木棍B 。
B 只是轻轻地插在凹坑中，其下端与坑底之间有小空隙。
将此装置从A 下端离地板的高度H=1.25m 处由静止释放。
实验中，A 触地后在极短时间内反弹，且其速度大小不变；接着木棍B 脱离A 开始上升，而球A 恰好停留在地板上，求B 上升的高度。
（g=10m/2）213分俄罗斯“和平号”空间站在人类航天史上写下了辉煌的篇章，因不能保障其继续运行，3月20号左右将坠入太平洋设空间站的总质量为ｍ，在离地面高度为ｈ的轨道上绕地球做匀速圆周运动坠落时地面指挥系统使空间站在极短时间内向前喷出部分高速气体，使其速度瞬间变小，在万有引力作用下下坠设喷出气体的质量为1001m ，喷出速度为空间站原来速度的37倍，坠入过程中外力对空间站做功为W 求：1空间站做圆周运动时的线速度 2空间站落到太平洋表面时的速度设地球表面的重力加速度为ｇ，地球半径为R315分如图甲，A 、B 两板间距为2L，板间电势差为U ，C 、D 两板间距离和板长均为L ，、质量为m 的带电粒子，经A 、B 间电场加速又经C 、D 间电场偏转后进入一个垂直纸面向里的匀强磁场区域，磁感强度为B 不计重力影响，欲使该带电粒子经过某路径后能返回S 处求：1匀强磁场的宽度L ′至少为多少2该带电粒子周期性运动的周期T415分1951年，物理学家发现了“电子偶数”，所谓“电子偶数”就是由一个负电子和一个正电子绕它们的质量中心旋转形成的相对稳定的系统已知正、负电子的质量均为m e ，普朗克常数为h ，静电力常量为，假设“电子偶数”中正、负电子绕它们质量中心做匀速圆周运动的轨道半径r 、运动速度v 及电子的质量满足量子化理论：2m e v n r n =nh /2π，n =1,2……，“电子偶数”的能量为正负电子运动的动能和系统的电势能之和，已知两正负电子相距为L 时的电势能为ELe 20.6 m1.2 mmq 107C,带电量为q ，由静止开始释放，可穿过A 板上的小孔进入两板间并与M 相碰，碰后结合成一个大油滴整个装置放置在真空环境中，不计油滴M 和N 间的万有引力和库仑力以及金属板的厚度，要使油滴N 能与M 相碰且结合后又不至于同金属板B 相碰， 求：1金属板A 、B 间的电势差是多少2油滴N 带何种电荷，电量可能为多少9（15分）如图5—16所示,光子具有动量，每个光子的动量mv =h /λ（式中h 为普朗克常量，λ为光子的波长）当光照射到物体表面上时，不论光被物体吸收还是被物体表面反射，光子的动量都会发生改变，因而对物体表面产生一种压力，称为光压图11图13右图是列别捷夫设计的用来测量光压的仪器图中两个圆片中，a 是涂黑的，上时，可以认为光子全部被吸收，而当光线照射到b 上时，上，由于光压的作用，都可以引起悬丝的旋转，旋转的角度可以借助于和悬丝一起旋转的小平面镜M 进行观察（1）如果用一束强光同时照射a 、b 两个圆片，光线的入射方向跟圆片表面垂直，悬丝将向哪个方向偏转为什么（2）已知a 、b 两个圆片的半径都为r ，、b 两个圆片，设入射光与圆面垂直，单位时间内垂直于光传播方向的单位面积上通过的光子个数为n ，光速为c ，求：由于光压而产生的作用力分别多大10（15）如图，一辆质量m=2kg 的平板车左端放有质量M=3kg 的小滑块，滑块与平板车之间的动摩擦因数4.0=μ。
江西师大全国中学生物理竞赛培训：力学(二)习题(含答案)免费范文精选
力学（二）1、长为L的细绳一端固定于O点，如图所示，另一端拴一质量为m的小球，把线拉至最高点A以水平抛出，求当v0为下列值时，小球运动到最低点C 时线中的张力大小。
（1）v0=2gL（2）v0?gL2解：（1）由于v0=2gL大于作圆周运动最高点的最小速度gL，故小球做圆周运动。
由机械能守恒得：121mv0?2mgL?mv2 22v2又 T-mg=m 故 T=9mg L（2）由于v0?gL小于作圆周运动最高点的最小速度gL，故小球开始做平抛运动。
设小2球运动到B点时绳张紧，此时悬线与水平方向夹角为，由平抛运动规律有：Lcos=v0t L(1-sin )=12gt 得=0°说明B与O在同一水平线上。
此时vBx=v0?2gL, vBy=2gL。
接2着，由于绳子瞬时张紧，产生瞬时冲量，使小球水平冲量变为零，机械能损失。
然后小球以2gL的速度从召开始作圆周运动到C点，机械能守恒有：1122mvBy?mgL?mvC ,在最低点有：22mvc2T-mg=, 故小球在最低点C时绳的拉力T=5mg L2、如图所示，光滑水平面上物块A质量mA=2千克，物块B与物块C质量相同mB=mC=1千克，用一轻质弹簧将物块A与B连接，现在用力使三个物块靠近，A、B间弹簧被压缩，此过程外力做功72焦，然后释放，试问：（1）当物块B与C分离时，B对C做功多少？（2）当弹簧被拉到最长时，物块A和B的速度各为多少？（3）当弹簧被拉到最长后又恢复到原长时，物块A和B 的速度各为多少？（4）当弹簧再次被压缩到最短面后又伸长到原长时，物块A和B的速度各为多少？解答：（1）18J（2）v=2m/s 方向向右（3）vA=2m/s 方向向左｝（4）vA=2m/s 方向向左vA｝=6m/s 方向向右vB=10m/s ｝ vB=10m/s vB｝=6m/s 方向向左方向向右方向向右。
南昌大学第二届物理竞赛
南昌大学第二届物理竞赛-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN一、 填空（每题3分）为x 0，加速度a=At 2+B二、1. 在x 轴上作直线运动的质点，已知其初速度为v 0，初位置 （A 、B 为常数），则t 时刻质点的速度v= ；运动方程为 。
2．质量为m 的子弹，水平射入质量为M 、置于光滑水平面上的沙箱，子弹在沙箱中前进距离l 而停止，同时沙箱向前运动的距离为s ，此后子弹与沙箱一起以共同速度v 匀速运动，则子弹受到的平均阻力F=__________________。
3．如图所示，质量为M ，长度为L 的刚体匀质细杆，能绕首过其端点o 的水平轴无摩擦地在竖直平面上摆动。
今让此杆从水平静止状态自由地摆下，当细杆摆到图中所示θ角位置时，它的转动角速度ω＝__________，转动角加速度β＝__________；当θ＝900时，转轴为细杆提供的支持力N ＝__________。
4．质量为M ，长度为L 的匀质链条，挂在光滑水平细杆上，若链条因扰动而下滑，则当链条的一端刚脱离细杆的瞬间，链条速度大小为___________________。
5．将一静止质量为M o 的电子从静止加速到0.8c (c 为真空中光速)的速度，加速器对电子作功是__________。
6．有两个半径分别为5cm 和8cm 的薄铜球壳同心放置，已知内球壳的电势为2700V 。
外球壳带电量为8×10-9C 。
现用导线把两球壳联接在一起，则内球壳电势为__________V 。
7．半经为R 的圆片均匀带电，电荷面密度为σ。
其以角速度ω绕通过圆片中心且垂直圆平面的轴旋转，旋转圆片的磁矩m P的大小为____________。
I8．用长为l 的细金属丝OP 和绝缘摆球P 构成一个圆锥摆。
P 作水平匀速圆周运动时金属丝与竖直线的夹角为θ，如图所示，其中o 为悬挂点。
设有讨论的空间范围内有水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B。
南昌大学大学生力学竞赛结果
第二届南昌大学大学生力学竞赛结果在学校教务处领导下，由建筑工程学院承办的第二届南昌大学大学生力学竞赛已于2014年5月18日顺利举行，来自建筑工程学院、机电工程学院、材料科学与工程学院、环境与化学工程学院、信息工程学院、理学院、高等研究院的349位学生报名参赛。
力学竞赛组委会组织力学教师经过集中阅卷评审，评选出获全校力学竞赛一、二、三等奖的学生，现予以公布。
(名单附后)南昌大学教务处南昌大学建筑工程学院2014 年6 月1 日第二届南昌大学大学生力学竞赛获奖名单奖项姓名学号所在院系班级一等奖安迪6002112003 建工学院土木121班何富冬7301012021 高等研究院12级本硕实验班何忱6002112155 建工学院土木123班马越6002112176 建工学院土木124班常力戈6002112107 建工学院土木122班黄霖6003112049 高等研究院12级本硕实验班黄义谋8000112046 建工学院土木123班二等奖肖方方6002112098 建工学院土木122班熊军5901112124 机电学院机制123班徐文星5901112132 机电学院机制123班熊杰5901112152 高等研究院12级本硕实验班吴钊华5802212018 建工学院土木124班庄士超5902112068 机电学院能动122班杨恩杰6002112156 建工学院土木123班赖境5901212007 机电学院材成121班赵梦迪5902112046 机电学院能动121班章文强5901112266 机电学院机制126班胡亮5901212209 机电学院材成124班周俊松6002112105 建工学院土木124班王宇超6100312093 建工学院土木121班张腾坡5901111189 机电学院机制123班丁绍华6002112007 建工学院土木121班刘飞鸿6002112052 建工学院土木121班张劲5901112174 机电学院机制124班何闯6004012001 建工学院建筑节能121班三等奖钟慧平5902412093 机电学院车辆122班陆川6002112089吴思6002112203 建工学院土木121班钱炫言5902412060 机电学院车辆122班兰翔6002112015 建工学院土木121班李泰6002112158 建工学院土木123班郑欣怡7301012501 建工学院土木123班詹如平5901112154 机电学院机制124班刘彪6002112152 建工学院土木123班李东东6004012034 建工学院建筑节能121班田健5901212123 机电学院材成123班王鹏5801411083 高等研究院本硕111班杜玉涛6002112130 建工学院土木123班闫鹏5901212015 机电学院材成121班朱启飞6002112114 建工学院土木124班洪彬6002112001 建工学院土木121班刘洋5901212136 机电学院材成123班林国星5902112096 机电学院能动122班周上鉴6002112095 建工学院土木122班晏敏6002212011 建工学院给排水12班索奕超6004012035 建工学院建筑节能121班路壮壮5901112123 机电学院机制123班谭泽5901112129 机电学院机制123班董鹤鹏5902412041 机电学院车辆121班杨恩彦6002112133 建工学院土木123班戈立成6100312275 高等研究院12级本硕实验班李宗耀5901212201 机电学院材成124班傅志新5902412015 机电学院车辆121班吴诚云6002112146 建工学院土木123班马家腾6004012039 建工学院建筑节能121班。
南昌大学第二届校园吉尼斯
南昌大学第二届“校园吉尼斯”宣传策划书南昌大学学生会日期：2008年3月“校园吉尼斯”简介：南昌大学第二届“校园吉尼斯”是学生会在大学生活的信念上为同学们提供的一个超越自我，挑战校园极限的空间。
心大，舞台就大，相信每一位带着梦想和激情的昌大学子都可以在这里找到属于自己的舞台，尽情的挥洒自己的青春与活力。
今天，我们在这里为梦想而努力；明天，我们将为更高的人生理想而奋斗！相信在我们的共同努力下，“校园吉尼斯”活动将成为我们校园中一道亮丽的风景线。
一、活动目的：为响应奥运精神,营造积极活泼的校园体育氛围，挖掘昌大校园体育人才的深层潜力，促进同学发展个人特长，充分展示昌大学子的风采,南昌大学团委、学生会决定举办第二届“校园吉尼斯”二、活动内容：比赛分成四部分：体育类、文化知识类、记忆类、娱乐类活动的主题是：“Every one is No.1”三、活动口号：1.实现梦想，迎接挑战2. 挑战青春，搏击未来3. Every one is No.1四、主办方：南昌大学学生会五、活动对象：南昌大学全体学生六、报名时间：第一期：4月中旬七、报名地点：6栋003室或各报名点(分别在一食堂门口,综合楼门口,天健园门口,休闲广场)八、活动时间：第一期：4月19、20日及4月26、27日九、活动地点：南昌大学前湖校区篮球场、休闲广场十、报名方式：在名处领取报名表格，填好后交于报名处，比赛时间和其它事项见具体细则。
十一、活动注意事项：1、比赛范围：凡认为自己在某一方面有专长或特点的同学，均可向学生会体育部报名参加南昌大学第二届“校园吉尼斯”活动。
2、比赛项目：包括体育、文化、生活、娱乐四个部分，各同学可根据自己的兴趣爱好和特长报名参加。
3、项目人数：报名参加人数少于5人则取消该项目的比赛。
4、项目申报：凡认为自己的拿手绝活突出，并能创造自己擅长的新项目记录，均可申报比赛。
但必须根据学校情况，具有一定的实际可操作性，在客观条件允许的情况下，由学生会体育部审查通过，方可列入比赛项目。
第2届全国大学生物理实验竞赛试题的解答与考试评析
第2届全国大学生物理实验竞赛试题的解答与考试评析张宪锋;陶小平;祝魏;张增明;孙腊珍【摘要】第2届全国大学生物理实验竞赛中的基础性试题为“利用转动定律测量质量及切变模量”和“测量康铜丝的杨氏模量和泊松比”两道题，综合性、研究性试题为“磁光效应的研究”和“磁流体性质的研究”两道题。
本文介绍竞赛试题的实验内容、实验原理及部分答案，并对参赛学生的实验考试结果进行评析。
【期刊名称】《物理实验》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】6页(P40-45)【关键词】全国大学生物理实验竞赛;转动定律;切变模量;杨氏模量;泊松比;磁光效应;磁流体【作者】张宪锋;陶小平;祝魏;张增明;孙腊珍【作者单位】中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026;中国科学技术大学物理实验教学中心，安徽合肥230026【正文语种】中文【中图分类】G642.4231 引言教育部高教司(高教司函[2010]13号)批准的《全国大学生物理实验竞赛》是大学生的学科竞赛，由高等学校国家级实验教学示范中心联席会主办，全国高校实验物理教学研究会协办，中国科学技术大学承办的第2届全国大学生物理实验竞赛于2012年12月22日至12月24日在中国科学技术大学物理学院物理实验教学中心举行. 竞赛旨在培养大学生的创新能力、实践能力和团队协作意识，激发大学生对物理实验的兴趣与潜能，促进大学物理实验教学改革. 来自国家级物理实验示范中心所在院校、国家级基础科学人才培养基地院校及获得国家级物理实验精品课程院校的46个代表队的182名大学生选手参加了本次竞赛. 竞赛命题分为基础性物理实验和综合性、研究性物理实验题2类. 本次实验竞赛既突出物理基础又充分体现大学生的实践能力、动手能力和创新思维. 各代表队由2人分别单独参加4 h的基础性物理实验竞赛；2人合作参加8 h的综合性、研究性物理实验竞赛. 经评审专家组的评审和竞赛组委会审议，评选一等奖12名(其中：基础性试题8名，综合性、研究性试题4名)；二等奖31名(其中：基础性试题20名，综合性、研究性试题11名)，三等奖46名(其中：基础性试题31名，综合性、研究性试题15名).中国科学技术大学物理实验教学中心承担了本届竞赛的组织、命题、实验仪器装置的研制和实验场地的准备等工作. 本文就第2届全国大学生物理实验竞赛试题的实验内容、考试结果及竞赛中存在的问题做一些分析，希望对促进各高校进一步加强学生实践能力的培养，促进物理实验教学改革提供点有益的借鉴.2 基础性试题的解答与评析基础性实验试题为“利用转动定律测量质量及切变模量”和“测量康铜丝的杨氏模量和泊松比”2道题，均使用自己实验台上的装置独自来完成，每道题时限4 h.2.1 试题1：利用转动定律测量质量及切变模量2.1.1 引言刚体绕固定轴的转动定律是研究刚体运动的基本定律，通过对小角度下刚体定轴转动是简谐振动的特性研究，可以确定待测物体的质量.在弹性限度内，钢丝的切应力τ与切应变γ成正比，即τ=Gγ(其中G为材料的切变模量). 如在钢丝的下端悬挂一圆盘，它可绕中心线往复运动，形成扭摆. 该扭摆扭过的角度φ正比于钢丝所受的扭力矩M，由转动定律可得该扭摆作简谐振动，由此可确定钢丝的切变模量.2.1.2 实验研究的问题本实验研究的问题：1)测量玻璃棒的质量和螺帽的质量；2)测量钢丝的切变模量.2.1.3 实验仪器1)测量玻璃棒的质量和螺帽的质量的器材：长约1 m的木条(过质心附近有一直径约10 mm的小孔，内有套管，套管内径约为6 mm)，质量均匀分布的待测玻璃棒1根(长为L、质量为m1)，待测螺帽2个(总质量为m2)，单摆架1个(上端固定1根直径约4 mm铁杆)，质量m为(15.00±0.05) g、半径为r0的小铜柱2个，秒表1块，游标卡尺1把，直尺1把，平衡刀口1个，坐标纸1张，小剪刀1把，铅笔、蓝彩笔、橡皮和胶带.2)测量钢丝切变模量的器材：圆盘1个，待测金属丝1根，单摆架1个，游标卡尺1把，螺旋测微计1个，秒表1块，质量m为(50.0 ± 0.1) g、半径为r0的大铜柱2个.2.1.4 实验要求第1小题：测量玻璃棒的质量和螺帽的质量(60分)1)说明如何操作使转轴通过质心，并完成答题纸上的问题.2)设计实验方案测量玻璃棒的质量和两螺帽(可视为质点)的质量，并给出必要的计算公式. (重力加速度g=9.795 m/s2)(可请求提示设计方案，扣12分)3)记录6组数据，要求时间测量误差在0.5%以内(人用秒表计时的测量误差为0.2 s),并用作图法确定通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量IC.4)确定玻璃棒的质量m1和两螺帽的质量m2. (不要求计算不确定度)第2小题：测量钢丝的切变模量(40分)1)完成答题纸上如何确定钢丝长度的问题.2)设计实验方案测量钢丝的切变模量，并给出必要的计算公式，要求钢丝的长度约为60 cm，时间测量误差在0.5%以内(人用秒表计时的测量误差为0.2 s). (可请求提示设计方案，扣12分)3)记录6组实验数据，用最小二乘法拟合计算切变模量. (不要求计算不确定度) 2.1.5 试题特点及解答1)试题特点作为基础性实验试题，在定题过程中，出题者经反复讨论和修改，要求试题既突出物理基础理论又充分考查考生的实践动手能力. 第1小题“测量玻璃棒的质量和螺帽的质量”，考查了考生对刚体模型、质心及转动惯量等物理概念的理解；实验中要求考生利用刚体定轴转动定律设计实验方案，测量玻璃棒的质量和两螺帽(可视为质点)的质量，并给出必要计算公式. 第2小题“测量钢丝的切变模量”，考查了钢丝切变模量的基础概念，要求考生采用常规实验器材设计实验方案测量钢丝的切变模量，并给出必要计算公式.试题难度不大，实验内容及数据的处理量适中，但这2个小题均要求设计实验方案，考生要在4 h内完成实验要求，对考生基础理论的理解程度、基本物理仪器的熟练使用程度以及基本实验技能的储备都是不小的挑战，笔者认为，该试题较全面地考查了考生的基本知识、基本实验技能及数据处理和分析能力，符合基础性实验试题要求.2)试题解答第1小题解答：回答答题纸上关于通过配重，使转轴通过木条质心的问题，设计实验方案确定通过木条质心且垂直其表面的转动惯量，测量玻璃棒的质量和螺帽的质量，并给出相关计算公式：(1)(2)(3)测量并通过作图确定通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量(图1)，测量出玻璃棒的质量m1和螺帽的质量m2. (详解略)图1 确定通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量第2小题解答：确定待测钢丝的长度，利用提供的仪器和设备，设计实验方案并且给出相关的计算公式：(4)(5)(6)通过最小二乘法拟合计算钢丝的切变模量. (详解略)2.1.6 考试结果及评析表1是对46名参赛学生基础性实验试题1的得分所作的统计.表1 统计结果实验最高分(人数)最低分(人数)平均分标准差一 (60分)56(1人)0(7人)14.3014.00二 (40分)40(1人)0(5人)11.5510.57总分 (100分)96(1人)0(2人)25.8519.00为便于专家客观评阅试卷，命题组对实验的评分反复进行讨论并细化，关于实验方案的设计、测量结果的计算和分析，在评分细则中都给出了详尽的得分点. 根据最终的统计结果，参赛学生在该试题的各小题及总分得分情况如图2所示(横坐标表示分数的区间，纵坐标表示学生人数)，由图2可以看出，第1小题考生得分普遍很低，有15位考生请求提示设计方案，这部分考生的总分需扣12分，另有部分考生在实验过程中未能正确地设计实验方案，以致实验测量结果和数据处理与参考答案不符，或部分考生因为时间关系没有完成实验，导致得分情况偏离高斯分布. 第2小题得分情况大致符合高斯分布，大部分考生完成了实验，其中有5位考生请求提示设计方案，这部分考生的总分也需扣12分. 值得一提的是，获得一等奖的4位同学无一请求提示设计方案. 总体上看，得分情况大致符合高斯分布，两小题有一定的区分度.(a) 测量玻璃棒质量和螺帽质量得分分布图(b) 测量钢丝切变模量得分分布图(c) 基础性试题1 总分的直方统计图图2 基础性试题各小题及总分的得分情况通过具体的统计分析，我们分析如下：1)第1小题突出了实验的基础理论性，涉及基本物理概念和测量技术. 从监考和阅卷中可以看出，有近1/3的考生拿到题目后无从下手，没有根据实验提供的器材正确地设计实验，得分很少. 有15位考生请求了提示设计方案，这部分考生基本完成了实验，但总分需扣12分. 部分考生对刚体质心的概念、刚体定轴转动定律及简谐振动性质等基本知识理解不够，未能按要求用作图法确定出通过木条质心且垂直其表面的转轴的转动惯量，导致后续实验无法完成. 有些考生缺乏基本的实验技能，不能有效地使用提供的实验器材，导致实验方法错误. 本小题的平均得分为14.30分(满分为60分)，得分为0分的有7人. 综合看来，第1小题是对考生的基础理论和实验技术的较全面考察，大约有30%的考生完成了此实验.2)第2小题要求考生先设计实验方案，并给出测量钢丝的切变模量的计算公式. 从监考和阅卷中可以看出，部分考生由于审题不全面或不仔细，没有根据实验提供的器材正确地设计实验. 圆盘和2个大铜柱是本实验提供的主要器材，近30%考生出现测量错误，反映出考生实验技术水平有待提高. 当然，还有相当部分的考生由于缺乏参赛经验，时间分配不够合理而未完成答卷，所有这些导致考生得分普遍很低. 从统计情况看，本小题的平均得分为11.55分(满分为40分)，得分为0分的有5人. 综合看来，第2小题是对考生基本实验技能和实验数据处理能力的考察，大约40%的考生基本完成了此实验.3)总之，试题1强调了实验的基础理论和测量技术，对实验的基本技能、实验数据处理和作图等都有较高的要求，参赛考生的最高分96分，最低分0分，平均分25.85分，考试成绩基本符合统计高斯分布.2.2 试题2：测量金属丝的杨氏模量和泊松比2.2.1 引言杨氏模量是材料的重要力学性质，反映了材料抵抗形变能力的大小. 拉力F与丝的原始横截面A之比定义为应力，伸长量ΔL与丝的原始长度L之比定义为纵向线应变. 在弹性范围内，应力与应变满足胡克定律：(7)其中E为材料的杨氏模量. 式(7)中只考虑了材料的微小纵向应变，忽略了横向变化. 横向伸长量Δd与丝的原始横向长度d之比定义为横向线应变. 在实践中，纵向拉伸应变还会导致横向收缩应变. 实验表明，在材料弹性范围内，横向线应变Δd/d与纵向线应变ΔL/L之比为常量：(8)(8)式中的负号表示纵向拉伸导致横向收缩，μ为横向变形系数或称泊松比.非平衡电桥与传感器配合使用，可测量温度、应力、位移等变化量. 图3为非平衡电桥的原理图，其中电阻箱R1，R2，R3为电桥的3个臂，R4+RS构成第4臂，R0为电位器，C是滑动头. 当电桥平衡时：图3 非平衡电桥任意桥臂阻值变化时，电桥将偏离平衡位置. 实验中，金属丝受到拉伸引起电阻变化，当R4+RS的相对阻值变化量小于1%时，桥电压Ug(即DE间电压)与电阻的关系近似满足线性关系：(9)式中，RS是康铜丝的初始阻值.2.2.2 研究的问题1)测量康铜丝的杨氏模量；2)忽略拉伸过程中康铜丝的电阻率变化，利用非平衡电桥测量拉力与康铜丝有关性质的关系，并计算其泊松比.2.2.3 实验仪器所用的实验仪如表2所示.表2 实验仪器序号设备名称数量1康铜丝(已焊接2根导线)12木支架(已装配电位器、开关、滑轮、升降螺栓)13卷尺(最大允差1.2 mm)14千分尺(最大允差0.004 mm)15JCD3型移测显微镜(最大允差0.015 mm)16移测显微镜垫块17ZX17-1型交直流电阻箱(0.2级)38ZX38A/10型交直流电阻箱(0.1级)19KEITHLEY台式万用表(使用方法见附录)110低压钠灯(双线平均波长λ=0.589 3 μm)及电源111钠灯木垫块112甲电池(～1.5 V)113玻璃片214砝码托盘(质量标注于底部)115增砣砝码(100 g)1016数字万用表117LED灯118导线82.2.4 实验要求1)按图3连接电路，建议分压UAC取0.3～0.5 V，康铜丝的工作电流取3～5 mA.2)托盘上放1块砝码作为初始条件，调整仪器两端的塑料螺栓，使康铜丝与桌面平行，距离桌面77 mm左右，以利于移测显微镜的调节.3)测量康铜丝接入电路的长度L，精确到mm.(7分)4)用干涉法测量康铜丝的直径d.(30分)a.简述干涉条纹在整个劈尖区域分布特点并解释；为提高测量精度，应测什么区域的条纹？b.用干涉法测量康铜丝的直径(选一处即可)，要求测量相对不确定度小于1.0%，并给出测量依据.5) 分别朝康铜丝上的2个焊接点哈气，并观察桥电压Ug的读数变化.(10分)a.描述哈气时读数的变化；b.上述现象由什么效应产生？6)测量康铜丝的杨氏模量E.(25分)a.设计实验方案，给出相关公式；b.求康铜丝的杨氏模量E(合肥地区重力加速度g=9.795 m/s2).7)确定康铜丝的泊松比μ(28分)a.设计实验方案，给出相关公式，忽略拉力对金属丝电阻率的影响；b.确定康铜丝的泊松比μ.2.2.5 试题特点、解答及评析1)试题特点本题原理部分比较简单，所用实验设备都是常见的设备. 主要考查内容包括：由不确定度分析设计实验方案，用干涉法测量康铜丝的直径，拉伸法测量康铜丝的杨氏模量，非平衡电桥法测量康铜丝的泊松比，此外还要求学生解释实验中2个比较有趣的实验现象. 竞赛组委会的专家在审核命题过程中认为，本实验的几个内容单独看比较简单，很多高校都开设了相关的实验，但将这几个涉及力学、热学、电学、光学等学科的基础实验综合在一起，对学生基本物理理论的理解水平、动手能力、分析问题的能力、数据处理的能力要求较高，能实实在在地检验学生的物理实验水平.2)试题解答第1小题要求学生连接非平衡电桥的电路，第2小题调节康铜丝水平，都是非常基本的操作，难度很小.第3小题要求用卷尺测量接入电路的康铜丝长度L，如图4所示. 由于L大于1.2 m，单个考生直接测量L将导致较大的误差，不能满足精确到mm的要求，只能先测出L1和L2，再求出L. 在实际操作中，只有3人能正确完成本小题，大部分学生直接测量L，说明没有认真审题，动手时对不确定度的大小没有仔细考虑，考试中学生动手不动脑的问题普遍存在.图4 支架上的康铜丝第4小题用劈尖干涉法测量康铜丝的直径. 要求先用移测显微镜观察条纹的分布特点并解释，再用不确定度均分原理设计实验方案，并根据实验方案测量直径d. 由于康铜丝比较粗，移动显微镜时，在劈尖区域有的地方有干涉条纹，有的地方没有条纹，这个现象可用钠黄光具有双线波长来解释. 原理如图5所示. 根据不确定度均分原理，可推导出至少需要测量50个条纹才能满足设计要求.图5 干涉法测细丝直径本小题考查的不确定度均分原理是物理实验的基础知识，干涉法测细丝直径实验在很多高校都有开设. 但从考试结果来看，74%的考生不能正确推导出干涉法测细丝直径的公式，余下的考生中，只有2人能根据不确定度均分原理进行实验方案的设计. 由于本题的实验现象不常见，操作时，80%的考生超过1 h也没有调出干涉条纹，看到条纹的同学均未能用钠黄光双线波长对实验现象进行解释. 这说明部分考生对物理实验的基础知识掌握不够扎实，对劈尖干涉法的理解不够深入. 这部分的成绩统计见图6.图6 第4小题成绩分布第5小题，当考生对着康铜丝的一端焊点哈气时，会发现电桥的平衡示数增大，朝另一端哈气则示数减小，这可用温差效应来解释. 经统计，有28人发现哈气对桥电压的影响，但只有7人正确解释了实验现象.第6和7小题要求先设计实验方案，再测量康铜丝的杨氏模量、泊松比. 根据式(7)，测出康铜丝的直径d后，用拉伸法很容易测量杨氏模量. 式(8)中，康铜丝直径的变化Δd很小，本实验不能直接测量，但由于Δd会引起康铜丝电阻的变化，因此可通过非平衡电桥测出其阻值的变化间接测量Δd，从而求得泊松比. 相关实验结果见图7和图8.图7 拉伸法测量康铜丝的杨氏模量图8 非平衡电桥法测康铜丝的泊松比最后两小题对考生分析问题、解决问题的能力要求较高. 其难点在于实验设计部分，大部分考生没有清晰的思路，也没有想到移测显微镜除了用来测细丝直径，还能用于监测康铜丝的伸长量. 因此，考生的成绩基本来自于对杨氏模量、泊松比的公式推导及用非平衡电桥测电阻的变化，而无人正确测出这2个物理量. 这两小题总共53分，得分大于10分的有15人，但只有2人成绩超过25分.46位参赛学生的成绩统计如图9所示，成绩普遍不理想，但基本符合高斯分布. 本实验除了要求灵活使用常见的实验仪器之外，设计性内容较多，还要求学生对实验现象进行分析，并给出相应的理论解释或者测出实验数据. 考试的结果表明大部分考生分析问题、解决问题的能力较弱，这警示在以后的物理实验教学中，应减少教师示范、学生依样画葫芦的教学模式，加强了对学生自主设计性实验的训练，切实提高了他们的实验动手能力.图9 基础第2题考生成绩统计图。
南昌大学第九届物理竞赛成绩终稿
昕
班
院
电气信息类Ⅱ
等
奖
高欢 69
高分子112
三
材料科学与 工程学院
高分子材料与工程
等
奖
三
wp2079
张衡
电气信息II类113 班
信息工程学 院
电气信息II类113班
等
奖
刘丹 平
数学与应用数学 111班
理学院
3
三 数学与应用数学 等
奖
三
吴烨 机械设计制造及 机电工程学 机械设计制造及其 等
其自动化111班 院
翔 其自动化116班 院
自动化
奖
10
陈星 星
数学与应用数学 （金融）112班
理学院
一 数学与应用数学 等
（金融数学方向）
奖
一
彭羽 机械设计制造及 机电工程学 机械设计制造及其 等
健 其自动化114班 院
自动化
99
奖
一
付亮 机械设计制造及 机电工程学
等
亮 其自动化112班 院
50
奖
一
66
刘伟
机械设计制造及 其自动化116班
二
应用化学
等
奖
65 朱黎
材成112
二
机电工程学 材料成型与控制工 等
院
程
奖
周航
标 11
测仪112班
二
环境与化学 工程学院
测控技术与仪器
等
奖
二
万超 热能与动力工程 机电工程学
等
辉
112班
院
105
奖
三
沈训 材料成型及控制 机电工程学
等
强 96
地方综合性高校国家级物理实验教学示范中心示范辐射方式的探索与实践
地方综合性高校国家级物理实验教学示范中心示范辐射方式的探索与实践袁吉仁;胡萍;韩道福;邓新华;黄伟军;武煜宇【摘要】作为地方综合性高校国家级实验教学示范中心,为了更好地在区域内发挥其示范辐射和引领作用,我们在实践教学过程中形成了以下示范辐射方式:一是在校内深化示范辐射内涵,打造了\"阶梯型\"大学生物理实践教学创新平台(物理素养教育平台、拔尖人才培养平台和创新创业实践平台);二是在校际间扩大示范辐射范围,搭建了全方位、多角度校际交流平台;三是在学校和社会之间提升示范辐射效益,构筑了学校与社会协同育人环境.这些举措将对区域内兄弟院校起到良好的示范辐射效应和更显著的引领作用,以及对社会提供更好的服务功能.【期刊名称】《大学物理实验》【年(卷),期】2019(032)003【总页数】3页(P132-134)【关键词】实验教学示范中心;示范辐射;大学物理实验【作者】袁吉仁;胡萍;韩道福;邓新华;黄伟军;武煜宇【作者单位】南昌大学物理国家级实验教学示范中心,江西南昌 330031;南昌大学物理国家级实验教学示范中心,江西南昌 330031;南昌大学物理国家级实验教学示范中心,江西南昌 330031;南昌大学物理国家级实验教学示范中心,江西南昌330031;南昌大学物理国家级实验教学示范中心,江西南昌 330031;南昌大学物理国家级实验教学示范中心,江西南昌 330031【正文语种】中文【中图分类】G642.0南昌大学是一所隶属于江西省的具有区域特色的地方综合性大学，是国家“双一流”计划世界一流学科建设高校，是国家“211工程”重点建设高校，也是教育部与江西省部省合建高校。
南昌大学物理实验教学中心是在1993年由原江西工业大学基础课部大学物理实验室和原江西大学物理系普通物理实验室、专业物理实验室、近代物理实验室共同组建而成的。
物理实验教学中心经过多年的建设与实践，已拥有实验室面积11 000余平方米，仪器设备3 000余台套，资产价值3 500余万元。
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一、 填空（每题3分）为x 0，加速度a=At 2+B二、1. 在x 轴上作直线运动的质点，已知其初速度为v 0，初位置 （A 、B 为常数），则t 时刻质点的速度v= ；运动方程为 。
2．质量为m 的子弹，水平射入质量为M 、置于光滑水平面上的沙箱，子弹在沙箱中前进距离l 而停止，同时沙箱向前运动的距离为s ，此后子弹与沙箱一起以共同速度v 匀速运动，则子弹受到的平均阻力F=__________________。
3．如图所示，质量为M ，长度为L 的刚体匀质细杆，能绕首过其端点o 的水平轴无摩擦地在竖直平面上摆动。
今让此杆从水平静止状态自由地摆下，当细杆摆到图中所示θ角位置时，它的转动角速度ω＝__________，转动角加速度β＝__________；当θ＝900时，转轴为细杆提供的支持力N ＝__________。
4．质量为M ，长度为L 的匀质链条，挂在光滑水平细杆上，若链条因扰动而下滑，则当链条的一端刚脱离细杆的瞬间，链条速度大小为___________________。
5．将一静止质量为M o 的电子从静止加速到0.8c (c 为真空中光速)的速度，加速器对电子作功是__________。
6．有两个半径分别为5cm 和8cm 的薄铜球壳同心放置，已知内球壳的电势为2700V 。
外球壳带电量为8×10-9C 。
现用导线把两球壳联接在一起，则内球壳电势为__________V 。
7．半经为R 的圆片均匀带电，电荷面密度为σ。
其以角速度ω绕通过圆片中心且垂直圆平面的轴旋转，旋转圆片的磁矩m P的大小为____________。
8．用长为l 的细金属丝OP 和绝缘摆球P 构成一个圆锥摆。
P 作水平匀速圆周运动时金属丝与竖直线的夹角为θ，如图所示，其中o 为悬挂点。
设有讨论的空间范围内有水平方向的匀强磁场，磁感应强度为B。
在摆球P 的运动过程中，金属丝上P 点与O 点间的最小电势差为__________。
P 点与O 点的最大电势差为__________。
9．在无限长载流导线附近有一个球形闭合曲面S ，当S 面垂直于导线电流方向向长直导线靠近时，穿过S 面的磁通量Φm将O Ｌ，Ｍ× × ×× ×BI___________；面上各点的磁感应强度的大小将__________。
（填：增大、不变、变小）10．一根长为2a的细金属杆MN与载流长直导线共面，导线中通过的电流为I，金属杆M端距导线距离为a，如图所示。
金属杆MN以速度v向上运动时，杆内产生的电动势为__________，方向为__________。
二、计算（70分）1．(10分)将一长为L和质量为M的均匀细杆静置于光滑的水平桌面上。
在杆的一端，垂直于杆身突然加一水平冲量P。
(1)在杆旋转一周时间内，杆的质心移动了多远？(2)加此冲量后，杆的总动能是多少？2．(10分)轻型飞机连同驾驶员总质量为1.0×103kg。
飞机以55.0 m/s 的速率在水平跑道上着陆后，驾驶员开始制动，若阻力与时间成正比，比例系数k=5.0×102N/s ，求：(1)10s后飞机的速率；(2)飞机着陆后，10s内滑行的距离。
3．(10分)一个电子的总能量为它的静止能量的5倍，问它的速率、动量、动能各为多少?4．（10分）圆柱形电容器由半径分别为R A和R B的两同轴圆柱导体面A和B所构成，内部充满均匀电介质ε；设内、外圆柱面均匀带电，单位长度的电荷分别为+λ和-λ，求：（1）两圆柱面之间距圆柱的轴线为r处的电场强度E的大小；（2）两圆柱面间的电势差U AB；（3）设此圆柱形电容器长度为l，求其电容C。
B5．（10分）半径为R 的导体球带电q ，球外有一内外半径分别为R 1、R 2的同心 导体球壳，导体壳带电Q ，求：（1）空间场强分布及导体球的电势；（2）若将球 与球壳用导线连在一起，再求导体球的电势。
6、（10分）如图，无限大平面导体薄板，自下而上均匀通有电流，已知其面电 流密度为i （即单位宽度上通有的电流强度）；有一质量为m ，带正电q 的粒子， 以速度v 沿平板法线方向从A 点开始向右运动（不考虑粒子重力及库仑力），求： （1）平面导体薄板外空间的磁感应强度的大小和方向； （2）A 点与板的距离为多远时可保证粒子不与板相碰； （3）需经多长时间，粒子才会回到A 点。
7． (10分) 一半径为a 的小圆线圈，电阻为R ，开始时与一半径为b （b >>a ）的大线圈共面且同心。
固定大线圈，并在其中维持恒定电流I ，使小线圈绕其直径以匀角速度ω逆时针转动，如图所示（线圈的自感可忽略）。
求：（1）小线圈中的电流；（2）为了使小线圈保持匀角速度转动，需对它施加的力矩；（3）大线圈中的感应电动势。
qAivI解答:一、填空题 1.0331v Bt At++：002421121x t v BtAt+++2.22)(2v ml s MmM++3. Lg θωsin 3=，θβcos 23Lg =，Mg N 2=4.Mg 2 5．2032c m6． 3102⨯ 7．241R πωσ8． 0πθθc o s s i n gl Bl 9． 不变 增大10.πμ23ln 0Iv M N →二、计算题： 1 (1)w mL Iw PL 212121==wt π2=L vt s π31==(2) m PIwW 232122=='mPmvW 22122==''mP W W W 22=''+'=2、（1） 设阻力dtdv a kt F =-= ,dtdv mkt =-⎰⎰-=t vv dt m kt dv 0s m mktv v /30101011055523220=⨯⨯⨯-=-=（2） 0,0 00===x t dtdx v 时 ⎰⎰-=txx dt mkt v dx 00)2(0467|610030=-=mktt v x3、2025c m mc=022051m cv m =-251122=-cvc c v 5622524==c m v m mv p 00625===202024c m cm mcE K =-=4、(1)q s d D =⋅⎰rllD πλ2=rDE πελε2==(2)⎰⎰=⋅=⋅=BABAR R AB R R R R dr rl d E U ln22πελπελ(3) AB AB R R l R R l UQ c ln 2ln 2πεπελλ===5、（1）01213110113434ερρεππεr r r E Q s d E ==⇒=⋅⎰ 0220223ερεr E Q s d E=⇒=⋅⎰a r r E2103)(3ερερ=-=（2） （3）)3(622101r R U -=ερ)3(622201r R U --=ερ)3(622221021a R R U U U --=+=ερ6、I l d B 0μ=⋅⎰Ix x B 02μ=⋅20IB μ=IqmvqBmv R 02μ== IqmqBm T 042μππ==7、（1）⊗=20bIB μ20cos 2a t bI s B πωμ⋅=⋅=Φ t b Ia dt d i ωωπμε220sin 2||=Φ-=∴ （2）t Ra b I t B a I M B P M i m ωωπμωπ2202sin )2(sin ==⇒⨯= （3）12121I M =Φ t ba IMωπμc o s 2202121=Φ)sin (cos 4)(222422201212121212t t Rb IadtdM I dtdI M dtI M d dtd ii ωωπωμε-=+==Φ=∴。