河南省郑州高新区五校2022-2023学年高三下学期物理竞赛期中联考物理试题（原卷版）

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2022-2023 郑州高新区五校联考高中物理竞赛期中考试试卷
考试课程与试卷类型：物理（期中）
一、填空题（共 40 分，请将答案写在卷面指定的横线上。）
1. 两个点电荷在真空中相距为 r1时的相互作用力等于它们在某一“无限大”向同性均匀电介质中相距为 r2
时的相互作用力，则该电介质的相对介电常量 εr＝_________。
2. 电容为 的平板电容器，接在电路中，如图所示。若将相对介电常量为 的各向同性均匀电介质插入
电容器中（填满空间），此时电场能量是原来的_________倍。
3. 带电粒子穿过过饱和蒸汽时，在它走过的路径上，过饱和蒸汽便凝结成小液滴，从而显示出粒子的运动
轨迹，这就是云室的原理。今在云室中有磁感强度大小为 1T 的均匀磁场，观测到一个质子的径迹是半径
20cm 的圆弧，该质子的动能为_________J。
4. 真空中两只长直螺线管 1和2，长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比 ＝ 。当它们通以相同电流
时，两螺线管贮存的磁能之比 ＝_________。
5. 一圆线圈
的
半径为 R，载有电流 I，置于均匀外磁场 B中，如图所示。在不考虑载流圆线圈本身所激
发的磁场的情况下，则线圈导线上的张力为_________。（载流线圈的法线方向规定与磁场 B的方向相
同。）
6. 螺绕环中心周长 l=10cm，环上均匀密绕线圈 N=200 匝，线圈中通有电流 I=0.1A，管内充满相对磁导率
μr=4200
的
磁介质。则管内磁感应强度的大小为_________T。
7. 同时测量能量为 1keV 作一维运动的电子的位置与动量时，若位置的不确定值在 0.1nm 内，则动量的不
确定值的百分比 至少为______。（不确定关系式采用 ）
8. 在康普顿散射实验中，设入射的 X射线波长为 0.0708nm，散射后波长变为 0.0732nm，则反冲电子的动
能为_________eV。
9. 图示为一圆柱体的横截面，圆柱体内有一均匀电场 ，其方向垂直纸面向内， 的大小随时间 t线性增
加，P为柱体内与轴线相距为 r的一点，则 P点的位移电流密度的方向为_________；P点感生磁场的方向
为_________。
10. 半人马星座 α星是距离太阳系最近的恒星，它距离地球 S＝4.3×1016m。设有一宇宙飞船自地球飞到半人
马星座 α星，若宇宙飞船相对于地球的速度为 v＝0.999c，按地球上的时钟计算要用_________年时间；以
飞船上的时钟计算，所需时间为_________年。
11. 已知 μ子
的
静止能量为 105.7MeV，平均寿命为2.2×10-8s。则动能为 150MeV 的μ子的速度大小为__
_______；平均寿命为_________s。
12. 锂（Z＝3）原子中含有3个电子，电子的量子态可用（n
，
l
，
ml，ms）四个量子数来描述，若已知基态
锂原子中一个电子的量子态为（1，0，0， ），则其余两个电子的量子态分别为_________和_________。
二、选择题（每题3分，共 15 分，请将答案写在卷面指定的方括号内。）
13. 有一边长为 a的正方形平面，在其中垂线上距中心 O点处，有一电荷为 q的正点电荷，如图所示，
则通过该平面的电场强度通量为（　　）
A. B. C. D.
14. 一个大平行板电容器水平放置，两极板间的一半空间充有各向同性均匀电介质，另一半为空气，如图。
当两极板带上恒定的等量异号电荷时，有一个质量为 m、带电荷为+q的质点，在极板间的空气区域中处于
平衡。若把电介质抽去，则该质点（　　）
A
.
保持不动 B. 向上运动
C. 向下运动 D. 是否运动不能确定
15. 两个同心圆线圈，大圆半径为 R，通有电流 I1；小圆半径为 r，通有电流 I2，如图。若 r<<R（大线圈在
小线圈处产生的磁场近似为均匀磁场），当它们处在同一平面内时小线圈所受磁力矩的大小为（　　）
A. B.
C. D. 0
16. 如图，一导体棒ab 在均匀磁场中沿金属导轨向右作匀加速运动，磁场方向垂直导轨所在平面。若导轨
电阻忽略不计，并设铁芯磁导率为常数，则达到稳定后在电容器的 M极板上（　　）
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