河南省郑州大学第一附属中学2022-2023学年高二下学期竞赛期末物理试题

2022-2023郑州大学第一附属中学高二下物理竞赛期末试题

 （ 2022 至 2023 学年 第2学期 ）

班级号________________   学号______________    姓名            

课程名称       物理                        成绩            

一、问答题（共50分）

1、（10分）请写出时变电磁场麦克斯韦方程组的积分形式和微分形式，并写出其辅助方程。

2、（10分）在两种媒质的交界面上，当自由电荷面密度为ρs、面电流密度为Js时，请写出的边界条件的矢量表达式。

3、（10分）什么叫TEM波，TE波，TM波，TE10波？

4、（10分）什么叫辐射电阻？偶极子天线的辐射电阻与哪些因素有关？

5、什么是滞后位？请简述其意义。

二、计算题（共50分）

1、（5分）在真空里，电偶极子电场中的任意点M（r、θ、φ）的电位为（式中，P为电偶极矩，），   而        。 试求M点的电场强度。

2、（5分）半径为R的无限长圆柱体均匀带电，电荷

体密度为ρ。请以其轴线为参考电位点，

求该圆柱体内外电位的分布。

3、（5分）一个位于Z轴上的直线电流I＝3安培，在其旁

边放置一个矩形导线框，a＝5米，b＝8米，h＝5米。

最初，导线框截面的法线与I垂直（如图），然后将该

截面旋转900，保持a、b不变，让其法线与I平行。

求：①两种情况下，载流导线与矩形线框的互感系数M。

②设线框中有I′＝4安培的电流，求两者间的互感磁能。

4、（5分）P为介质（2）中离介质边界极近的一点。

已知电介质外的真空中电场强度为，其方向与

电介质分界面的夹角为θ。在电介质界面无自由电

荷存在。求：①P点电场强度的大小和方向；

５、（５分）在半径为Ｒ、电荷体密度为ρ的球形

均匀带电体内部有一个不带电的球形空腔，其半径为ｒ，

两球心的距离为ａ（ｒ<ａ<Ｒ）。介电常数都按ε０计算。

求空腔内的电场强度Ｅ。

6、（5分）

试根据图示输入信号波形分别画出下列各TTL电路的输出波形，设图中触发器初态为“0”。

7、（5分）

（1）指出图中由555定时器所组成电路的名称；

（2）已知R1= R2=2kΩ,C=0.01μ计算的VO频率以及占空比；

（3）画出VC和VO对应波形并标出相应坐标。

8、（5分）

（1）试通过逻辑表达式、真值表分析图示电路的逻辑功能。

（2）试用74138和与非门实现该电路的逻辑功能。             

9、（5分）

试用74161和与非门实现下列脉冲产生电路：

（要求说明74161实现几进制计数器，并画出状态转换图、电路图） 

 10．（5分）

设计一裁判表决电路，一个主裁判两票，三个副裁判每人一票，多数票同意为通过。

（1）画出真值表。

（2）限用最少的与非门实现该电路并画出电路图。（化简时用卡诺图）。

（3）用一片数据选择器74LS151实现

11．（5分）

按步骤分析图示电路：写出驱动方程，状态方程，列出状态转换表，画出状态转换图和时序波形图。