中南大学2012年下学期大学医用物理C试卷

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……… 评卷密封线…………… 密封线内不要答题，
密封线外不准填写考生信息，违者考试成绩按0分处理…………… 评卷密封………线 ………
中南大学考试试卷
2012 ~2013 学年一学期 大学物理 C 课程 时间100分钟 72学时，4.5学分，闭卷，总分100分，占总评成绩 70 %
一、选择题（共24分，每小题3分）
1．物体沿一闭合路径运动，经t ∆时间后回到出发点A ，如
图所示，初速度1v ，末速度2v
，且12v
v =，则在t ∆时间内其
平均速度
v 与平均加速度a
分别为
（A ）v =0，a =0
（B ）v =0，a
≠0
（C ）v ≠0，a ≠
（D ）v ≠0，a
=0 [ ]
2．一个质点作简谐振动，振幅为A ，在起始时刻质点的位移为A 2
1
-
，且向x 轴的正方向运动，代表此简谐振动的旋转矢量图为
[ ]
2
3．一简谐波沿x 轴正方向传播，4
T
t =
时的波形曲线如图所示，若振动以余弦函数表示，且此题各点振动的初相位取-π 到π 之间的值，则
(A) O 点的初相为00=φ
(B) 1点的初相为π-
=2
1
1φ (C) 2点的初相为π=2φ (D) 3点的初相为π-
=2
1
3φ [ ]
4．1P 、2P 与3P 三个偏振片堆叠在一起，1P 与3P 的偏振化方向相互垂直，2P 与1P 的偏振化方向间的夹角为30°。

强度为0I 的自然光垂直入射于偏振片1P ，并依次透过偏振片
1P 、2P 与3P ，则通过三个偏振片后的光强为
（A ）
4
I （B ）830I
（C ）3230I （D ）16
0I
[ ]
5．折射率为1.5的平凸薄透镜，其曲率半径为10cm ，则在空气中焦距为 （A ）10cm （B ）15cm
（C ）20cm （D ）25cm [ ]
6．一肥皂泡直径为5cm ，表面张力系数为2
105.2-⨯N ·m -1
，泡内压强比大气压p （A ）大4pa （B ） 小4pa
（C ）大2pa （D ） 小2pa [ ]
3
7．真空中两块互相平行的无限大均匀带电平面，其中一块的电荷面密度为σ，另一块电荷面密度为σ2，则两板间电场强度的大小为 （A ）0 （B ）
23εσ （C ）0εσ （D ）0
2εσ [ ]
8．如图所示，四分之一圆形线圈半径为R ，通有电流I ，在均匀磁场B 的作用下，从图示位置转过30°时，它所受磁力矩的大小与方向分别为
（A ）
8
2IB R π，沿图面竖直向下 （B ）8
2
IB
R π，沿图面竖直向上
（C ）832
IB
R π，沿图面竖直向下
（D ）
8
32IB R π，沿图面竖直向上 [ ]
二、填空题（共26分）
1．（本题3分）
如图所示，S 1、S 2为两平面波波源，振动方向相同，它们
的振动方程分别为)(2
2cos(03.01m t y π
π+
=和
)()2cos(04.02m t y ππ+= ，它们发出的波在P 点相遇而叠
加，图中r 1=0.4m ，r 2=0.45m ，两波的波速都为u=0.2m/s 。

则两波在P 点叠加后的合振幅为 。

2．（本题4分）
能引起人耳听觉的声波不仅有 范围，还有 范围。

若两声音声强之比为2:1, 它们的声强级之差为 dB 。

4
3．（本题3分）
在真空中一束波长为λ的平行单色光垂直入射到一单缝ＡＢ上，装置如图，在屏幕Ｄ上形成衍射图样，如果Ｐ是中央亮纹一侧第一个暗纹所在的位置，则 BC 的长度为______________。

4．（本题5分）
正常的眼睛可以使远近不同的物体的像都成在视网膜上，而近视眼由于晶状体对光线的折光能力过 （选填“强”或“弱”），将远处物体的像成在视网膜 （选填“前”或“后”），因此应在眼睛前加一个 透镜来矫正。

一远视眼的近点在25cm 处，要看清眼前10cm 处的物体，则应配戴 度的眼镜。

5．（本题4分）
一瓶氧气，一瓶氢气，压强相同，温度相同。

氧气的体积为氢气的2倍，则氧气和氢气分子数密度之比为 ；氧气分子与氢气分子的平均速率之比为 。

6．（本题4分）
一通以电流I 的无限长直导线弯成如图的形状，则O 点的磁感应强度的大小为 ，方向为 。

7．（本题3分）
在加热黑体的过程中，其辐射度最大的波长λ
m 由
690nm 变化到500nm ，那
么黑体对各种波长的总辐射度要增大到原来 倍。

O
5
三、计算题（共5０分，每题10分）
1．一流量为3000cm 3•s -1的排水管，水平放置，在截面为40cm 2及10cm 2两处接一U 形管，内装水银，求：
（1） 粗细两处的流速；（2）粗细两处的压强差；（3）U 形管中水银柱的高度差。

2．一根均匀细棒，长为l ，质量为m ，可绕通过其一端且与其垂直的固定轴O 在竖直面内自由转动，开始时棒静止在水平位置，求（1）当它自由下摆θ角时，它的角加速度和角速度；（2）棒水平和竖直位置时棒中心的加速度。

已知均匀细棒对于通过其一端垂直于棒的轴的转动惯量为2
3
1ml 。

l m
6
3．双缝干涉装置如图所示，双缝与屏之间的距离m D 2.1=，两缝之间的距离
mm d 5.0=，用波长nm 500=λ的单色光垂直照射双缝。

求：
（1） 原点O （零级明纹所在处）上方的第五级明纹的坐标x 。

（2）如果用厚度mm l 2
100.1-⨯=，折射率58.1=n 的透明薄膜复盖在图中的1S 缝后，求上述第五级明纹的坐标x '。

7
4．真空中，半径为1R 的导体球外套一个内外半径分别为2R 、3R 的导体球壳，当内球带电荷Q 、导体球壳带电荷q 时，求： （1）电场强度的分布；（2）两导体间的电势差。

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5．两相互平行无限长直导线电流
（其电流方向相反）
与金属杆CD 共面，
CD 杆的长度为b ，相对位置如图。

CD 杆以v 运动，求CD 杆中的感应电动
势，并判断C 、D 两端哪点电势较高？
v
I
I
C
D。