大学地球物理学专业《大学物理(一)》期末考试试题D卷 含答案

大学地球物理学专业《大学物理（一）》期末考试试题D卷含答案
姓名：______ 班级：______ 学号：______
考试须知：
1、考试时间：120分钟，本卷满分为100分。

2、请首先按要求在试卷的指定位置填写您的姓名、班级、学号。

一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）
1、四根辐条的金属轮子在均匀磁场中转动，转轴与平行，轮子和辐条都是导体，辐条长为R，轮子转速为n，则轮子中心O与轮边缘b之间的感应电动势为______________，电势最高点是在______________处。

2、质量分别为m和2m的两物体(都可视为质点)，用一长为l的轻质刚性细杆相连，系统绕
通过杆且与杆垂直的竖直固定轴O转动，已知O轴离质量为2m的质点的距离为l，质量为m的质点的线速度为v且与杆垂直，则该系统对转轴的角动量(动量矩)大小为________。

3、沿半径为R的圆周运动，运动学方程为 (SI) ，则ｔ时刻质点的法向加速度大小为________；角加速度=________。

4、两列简谐波发生干涉的条件是_______________，_______________，_______________。

5、一平面余弦波沿Ox轴正方向传播，波动表达式为，则x = -
处质点的振动方程是_____；若以x =处为新的坐标轴原点，且此坐标轴指向与波的传播方
向相反，则对此新的坐标轴，该波的波动表达式是_________________________。

6、一个质点的运动方程为（SI），则在由0至4s的时间间隔内，质点的位移大小为___________，在由0到4s的时间间用内质点走过的路程为___________。

7、长为、质量为的均质杆可绕通过杆一端的水平光滑固定轴转动，转动惯量为
，开始时杆竖直下垂，如图所示。

现有一质量为的子弹以水平速度射入杆上点，并嵌在杆中. ，则子弹射入后瞬间杆的角速度___________。

8、静电场中有一质子(带电荷) 沿图示路径从a点经c点移动到b点时，电
场力作功J．则当质子从b点沿另一路径回到a点过程中，电场力作功A＝___________；若设a点电势为零，则b点电势＝_________。

9、花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动，开始时两臂伸开，转动惯量为，角速度为
；然后将两手臂合拢，使其转动惯量变为，则转动角速度变为_______。

10、一圆锥摆摆长为I、摆锤质量为m，在水平面上作匀速圆周运动，摆线与铅直线夹角，则：
(1) 摆线的张力T＝_____________________；
(2) 摆锤的速率v＝_____________________。

二、名词解释（共5小题，每题3分，共15分）
1、多普勒效应：
2、基态：
3、自由度：
4、角动量定理(对点)：
5、热力学第零定律：
三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、三个偏振片P1、P2与P3堆叠在一起，P1与P3的偏振化方向相互垂直，P2与P1的偏振化方向间的夹角为，强度为的自然光垂直入射于偏振片P1，并依次透过偏振片P1、P2与P3，若不考虑偏振片的吸收和反射，则通过三个偏振片后的光强为（）。

A.
B.
C.
D.
2、某质点作直线运动的运动学方程为 (SI)，则该质点作（）。

A.匀加速直线运动，加速度沿x轴正方向
B.匀加速直线运动，加速度沿x轴负方向
C.变加速直线运动，加速度沿x轴正方向
D.变加速直线运动，加速度沿x轴负方向
3、一质点在平面上运动，已知质点位置矢量的表示式为（其中a、b为常量）则该质点作（）。

A.匀速直线运动
B.变速直线运动
C.抛物线运动
D.一般曲线运动
4、如图所示，直角三角形金属框架放在均匀磁场中，磁场平行于边，的长度
为。

当金属框架绕边以匀角速度转动时，回路中的感应电动势和、两点间的电势差为（）。

A.
B.
C.
D.
5、一弹簧振子作简谐振动，当位移为振幅的一半时，其动能为总能量的（）。

A.1/2
B.1/4
C.
D.3/4
E.
6、两个均质圆盘A和B的密度分别为和，若，但两圆盘的质量与厚度相同，如两盘对通过盘心垂直于盘面轴的转动惯量各为和，则：（）。

A.
B.
C.
D.,哪个大，不能确定。

7、假设卫星环绕地球中心作椭圆运动，则在运动过程中，卫星对地球中心的（）。

A.动量不守恒，角动量守恒
B. 动量不守恒，角动量不守恒
C.动量守恒，角动量不守恒
D. 动量守恒，角动量守恒
8、在一直线上相向运动的两个小球作完全弹性碰撞，碰撞后两球均静止，则碰撞前两球应满足：（）。

A.质量相等
B.速率相等
C.动能相等
D.动量大小相等，方向相反
9、在静电场中，作一闭合曲面S，若有则S面内必定（）。

A．既无自由电荷，也无束缚电荷
B．没有自由电荷
C．自由电荷和束缚电荷的代数和为零
D．自由电荷的代数和为零
10、如图所示，两个同心的均匀带电球面，内球面半径为R1、带电荷Q1，外球面半径为R2、带电荷Q2 .设无穷远处为电势零点，则在两个球面之间、距离球心为r处的P点的电势U 为：（）。

A.
B.
C.
D.
四、解答题（共3小题，每题15分，共45分）
1、如图所示，一平行板电容器两极板相距为d，面积为S，在极板间平行地放一面积与极板相等、厚度为 t 的均匀电介质板，它的相对介电常数为. 设两极板分别带有的电荷，不计边缘效应。

试求：
（1）电介质中电场强度和电位移的大小；
（2）两极板间的电势差；
（3）电容器的电容。

2、如图所示，在半径m 的区域内有均匀磁场，方向垂直纸面向外，设磁场以
T/s的匀速率增加。

已知，m，试求：（1）半径为r的导体圆环中的感应电动势及P点处有旋电场强度的大小；
（2）等腰梯形导线框中的感应电动势，并指出感应电流的方向。

3、一质量为，长为l 的棒能绕通过O点的水平轴自由转动。

一质量为m，速率为的子弹从水平方向飞来，击中棒的中点且留在棒内，如图所示。

则棒中点获得的瞬时速率为多少。

参考答案
一、填空题（共10小题，每题2分，共20分）
1、， 0
2、mvl
3、，
4、振动方向相同、频率相同，相位相同或具有恒定的相位差
5、，
6、8m 10m
7、
8、
9、
10、，
二、名词解释（共5小题，每题3分，共15分）
1、多普勒效应：由于声源与观察者的相对运动，造成接收频率发生变化的现象。

2、基态：微观粒子的能量是量子化的，当主量子数n=1时的能级，称基态。

3、自由度：确定一个物体在空间的位置需要的独立坐标数目。

4、角动量定理(对点)：在惯性系中，作用在质点上的合力对某参考点的力矩，等于质
点对同一参考点的角动量对时间的变化率，即
5、热力学第零定律：如果有三个物体A、B、C，A、B两个物体分别处于确定状态的C达到了热平衡，那么A、B两个物体也会处于热平衡状态，两者相互接触，不会有能量的传递。

三、选择题（共10小题，每题2分，共20分）
1、C
2、D
3、B
4、B
5、D
6、B
7、A
8、D
9、D
10、C
四、解答题（共3小题，每题15分，共45分）
1、解：
2、解：
3、解：由角动量守恒定律可得
由此可得棒和子弹的瞬时角速度为
棒中点获得的瞬时速率为。