大学物理标准样例试卷E
大学物理考试试卷
大学物理考试试卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 牛顿第二定律描述了力和加速度之间的关系，其数学表达式为：A. F = maB. F = mvC. F = m/aD. F = a/m2. 以下哪项不是描述物体运动状态的基本物理量？A. 速度B. 加速度C. 质量D. 位移3. 根据能量守恒定律，下列说法正确的是：A. 能量可以被创造或消灭B. 能量守恒定律只适用于封闭系统C. 能量守恒定律表明能量的总量在任何物理过程中都是不变的D. 能量守恒定律只适用于机械能4. 电磁波的传播不需要介质，这表明电磁波是：A. 机械波B. 纵波C. 横波D. 声波5. 以下哪项不是热力学第一定律的内容？A. 能量守恒B. 能量转换C. 热量不能被创造或消灭D. 热量可以转化为功6. 光的折射现象说明光速在不同介质中：A. 相同B. 不变C. 变化D. 无规律7. 以下哪个公式描述了理想气体状态方程？A. PV = nRTB. P = nRT/VC. PV = nTD. P = nV/RT8. 以下哪个选项描述了万有引力定律？A. F = Gm1m2/r^2B. F = Gm1/r^2C. F = m1v^2/rD. F = Gm1m29. 根据量子力学的不确定性原理，以下说法不正确的是：A. 粒子的位置和动量不能同时被精确测量B. 粒子的能量和时间不能同时被精确测量C. 粒子的动量和位置可以被精确测量D. 粒子的能量和时间可以被精确测量10. 以下哪项不是电磁学中的基本物理量？A. 电荷B. 电流C. 电阻D. 质量二、填空题（每空1分，共10分）1. 牛顿第三定律指出，作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在________不同的物体上。
2. 欧姆定律的数学表达式为 V = I * R，其中 V 代表电压，I 代表电流，R 代表________。
3. 根据光的反射定律，入射角等于反射角，这表明光在反射时遵循________原理。
《大学物理》考试试卷E及答案解析
《大学物理》考试试卷E 及答案解析一、简答题（每题4分，共16分）1. 哪个物理量描写了刚体的转动惯性？并说明它的大小与哪些因素有关？答案: 转动惯量描写了刚体的转动惯性；它的大小与刚体的质量、刚体的质量分布、转动轴的位置有关。
2. 列举静电场及磁场中的高斯定理，并指出静电场、磁场哪个是有源场？ 答案：静电场高斯定理：0ε∑⎰⎰=⋅=Φi q s s d E e ,静电场高斯定理：0==s s d B ϕ, 静电场为有源场。
3. 简述静电平衡条件及静电平衡时导体表面电荷密度与导体表面曲率半径的关系。
答案：导体达到静电平衡时，导体内部的任意处的电场强度为零；导体表面电场强度的方向都与导体面垂直。
或：导体内部场强为零；导体为等势体；净电荷分布在导体的外表面。
达到静电平衡时导体表面电荷密度与导体表面曲率半径成反比。
4. 简述感生电场与静电场的区别。
答案：静电场是由静止电荷激发；电力线为非闭合曲线；电场为散场、有源场、保守力场。
感生电场是由变化的磁场激发的；电力线为闭合曲线；电场为旋场、无源场、非保守力场。
二、单项选择题(每题3分，共24分)1. 一质点沿x 轴运动，其运动方程为()SI t t x 324-=，当t=2s 时，该质点正在（ ）(A)加速 (B)减速 (C)匀速 (D)静止2．对动量和冲量，正确的是（ ）（A ）动量和冲量的方向均与物体运动速度方向相同。
（B ）质点系总动量的改变与内力无关。
（C ）动量是过程量，冲量是状态量。
（D ）质点系动量守恒的必要条件是每个质点所受到的力均为0。
3．对功的概念有以下几种说法正确的是（ ）（A ）保守力作正功时系统内相应的势能增加。
（B ）非保守力也有势能。
（C ）作用力与反作用力大小相等、方向相反，故两者所作的功的代数合必为零。
（D ）质点运动经一闭合路径，保守力对质点作的功为零。
4．下列说法中正确的是（ ）（A ）电势不变的空间，电场强度必为零 （B ）电场强度不变的空间，电势必为零（C ）电场线和等势面可能平行 （D ）电势越大的地方，电场强度也越大。
大学基础教育《大学物理（一）》真题练习试卷 附答案
大学基础教育《大学物理（一）》真题练习试卷附答案姓名：______ 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、一条无限长直导线载有10A的电流．在离它 0.5m远的地方它产生的磁感强度B为____________。
一条长直载流导线，在离它1cm处产生的磁感强度是T，它所载的电流为____________。
2、一质量为0.2kg的弹簧振子, 周期为2s,此振动系统的劲度系数k为_______ N/m。
3、一质点作半径为0.1m的圆周运动，其角位置的运动学方程为：，则其切向加速度大小为=__________第1秒末法向加速度的大小为=__________。
4、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＝_________。
5、一质点在OXY平面内运动,其运动方程为,则质点在任意时刻的速度表达式为________；加速度表达式为________。
6、一弹簧振子系统具有1.OJ的振动能量，0.10m的振幅和1.0m／s的最大速率，则弹簧的倔强系数为_______，振子的振动频率为_______。
7、两根相互平行的“无限长”均匀带正电直线1、2，相距为d，其电荷线密度分别为和如图所示，则场强等于零的点与直线1的距离a为_____________ 。
8、动量定理的内容是__________，其数学表达式可写__________，动量守恒的条件是__________。
9、两个同振动方向、同频率、振幅均为A的简谐振动合成后振幅仍为A，则两简谐振动的相位差为_______ 。
10、真空中有一半径为R均匀带正电的细圆环，其电荷线密度为λ，则电荷在圆心处产生的电场强度的大小为____。
大学物理试卷及答案
大学物理试卷及答案部编版五年级语文上册语文园地五一、字词盘点1、字词听写在本单元的学习中，我们遇到了很多生字和词语。
下面请大家听写一下这些词语，如果你们能够准确无误地写出来，那就说明你们已经掌握了这些字词。
（1）听写下列生字：咆哮惊涛拍岸卷地而起风号浪吼坑洼不平神秘乏味（2）听写下列词语：悬崖绝壁身临其境庞然大物若隐若现风平浪静水天相接2、字词理解在听写中，我们发现有些词语可能不太容易理解。
让我们一起来看看这些词语的意思吧。
（1）咆哮：形容声音大而有力，如同猛兽吼叫一般。
（2）惊涛拍岸：形容海浪冲击海岸的强烈景象。
（3）卷地而起：形容风势猛烈，将地面上的尘土等卷起。
（4）风号浪吼：形容风浪声非常大，如同猛兽吼叫一般。
（5）坑洼不平：形容地面坑坑洼洼，不平整。
（6）神秘：指某种事物或现象非常奇特、难以理解或解释。
（7）乏味：形容事物或现象缺乏趣味或吸引力。
（8）悬崖绝壁：形容山峰陡峭，如同悬崖峭壁一般。
（9）身临其境：形容自己仿佛置身于某种情境之中，有身临其境的感觉。
（10）庞然大物：形容事物体积巨大，让人感到惊叹或敬畏。
（11）若隐若现：形容事物隐约可见，时而清晰时而模糊。
（12）风平浪静：形容海面或湖面平静无浪，没有波动。
（13）水天相接：形容海面或湖面与天空相接，景色十分美丽。
二、句子训练营在本单元的学习中，我们学习了一些生动的句子，让我们一起来回顾一下这些句子吧！大学物理试卷带答案一、选择题（每题2分，共20分）1、在下列物理量中，哪个是矢量？A.质量B.时间C.速度D.体积答案：C2、下列哪个选项正确地描述了牛顿第三定律？A.作用力与反作用力大小相等，方向相反B.作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上C.作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，且作用力与反作用力可以是同一个物体D.作用力与反作用力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，且作用力与反作用力必须是同一物体上的两个力答案：D3、一个物体自由下落，在t时刻的末速度是多少？A. v=gtB. v=g×tC. v=√g×tD. v=√2g×t答案：D4、一质点作简谐振动，振幅为A，那么该质点振动的振幅最大值和最小值之比是多少？A. 1:1B. 2:1C. 4:1D. 1:√2答案：D5、在真空中，电磁波的波速是多少？A. c=3×10的5次方米/秒B. c=3×10的8次方米/秒C. c=3×10的10次方米/秒D. c=3×10的12次方米/秒答案：B二、填空题（每空2分，共40分）6.质量为m的物体，在水平面上受到一个大小为F的拉力时，产生的加速度为a，当撤去拉力后，物体由于惯性而继续运动的加速度为a1，则以下说法正确的是（）。
大学物理试题及答案
若r＜R1，则 ；
若R1＜r＜R2，则
若r＞R2，则
⑵在R1＜r＜R2的区域，
3.（8分）一个质量为M、半径为R的定滑轮（当作均质圆盘）上面绕有细绳。绳的一端在滑轮边缘上，另一端挂一质量为m的物体。忽略轴处摩擦，求物体m由静止下落h高度时的速度和此时滑轮的角速度。
5、（4分）有一球状导体 ，已知其带电量为 。若在导体 外罩一不带电的同心球壳 ，则球壳 内表面的带电量为 ，外表面的带电量为 ；球壳 外距球心 处的点 的场强的大小为 （2分）。
6、（3分）一长载流导线弯成如右图所示形状，且在P点导线绝缘，则O点处磁感应强度的大小为 ，方向为垂直纸面向外。
7、（4分）如右图所示的均匀磁场 中，有一边长为 的等边三角形线框且通以电流 。已知此线框可绕 轴转动，则此线框所受磁力矩的大小为： ，方向为：向下。
C.当外力小于μFN时，静摩擦力的大小总等于外力；
D.滑动摩擦力一定不能使物体产生加速度。
4.质量为m的小球，以水平速度 跟墙面作弹性碰撞，小球的动量变化是(A)。
A、 B、 C、 D、0
5.对功的概念有以下几种说法，判断正确的是 （B）。
A、作用力和反作用力大小相等、方向相反，所以两者作功的代数和必为零；
A、动能不守恒，动量不守恒；
B、动能守恒，动量不守恒；
C、机械能不守恒，动量守恒；
D、机械能守恒，动量守恒。
6、关于刚体的转动惯量，以下说法正确的是：（A）。
A、刚体的形状大小及转轴位置确定后，质量大的转动惯量大；
B、转动惯量等于刚体的质量；
C、转动惯量大的角加速度一定大；
大学物理试卷及答案解析1
大学物理试卷班级:_____________ 姓名:_____________ 学号:_____________日期:__________年_______月_______日成绩:_____________一、选择题：（每题3分，共33分）1、在恒定不变的压强下，气体分子的平均碰撞频率Z与气体的热力学温度T的关系为(A) Z与T无关．(B) Z与T成正比．(C) Z与T成反比．(D) Z与T成正比．[ ]2、关于可逆过程和不可逆过程的判断：(1) 可逆热力学过程一定是准静态过程．(2) 准静态过程一定是可逆过程．(3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程．(4) 凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程．以上四种判断，其中正确的是(A) (1)、(2)、(3)．(B) (1)、(2)、(4)．(C)(2)、(4)．(D)(1)、(4)．［］3、如图，bca为理想气体绝热过程，b1a和b2a是任意过程，则上述两过程中气体作功与吸收热量的情况是:(A) b1a过程放热，作负功；b2a过程放热，作负功．pO Vb12ac(B) b 1a 过程吸热，作负功；b 2a 过程放热，作负功． (C) b 1a 过程吸热，作正功；b 2a 过程吸热，作负功．(D) b 1a 过程放热，作正功；b 2a 过程吸热，作正功．［ ］4、如图所示，设某热力学系统经历一个由c →d →e 的过程，其中，ab 是一条绝热曲线，a 、c 在该曲线上．由热力学定律可知，该系统在过程中(A) 不断向外界放出热量．(B) 不断从外界吸收热量．(C) 有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量等于放出的热量．(D) 有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量大于放出的热量．(E) 有的阶段吸热，有的阶段放热，整个过程中吸的热量小于放出的热量. ［ ］5、气缸中有一定量的氮气(视为刚性分子理想气体)，经过绝热压缩，使其压强变为原来的2倍，问气体分子的平均速率变为原来的几倍？ (A) 22/5． (B) 22/7．(C) 21/5． (D) 21/7． ［ ］6、一长为l 的均匀细棒悬于通过其一端的光滑水平固定轴上，（如图所示），作成一复摆．已知细棒绕通过其一端的轴的转动惯量231ml J ，此摆作微小振动的周期为abcd eVpO(A) g l π2. (B) gl 22π. (C) g l 322π. (D) gl 3π. ［ ］7、一质点作简谐振动，已知振动周期为T ，则其振动动能变化的周期是 (A) T /4． (B) 2/T ． (C) T ． (D) 2 T ． (E) 4T ． ［ ］8、图中所画的是两个简谐振动的振动曲线．若这两个简谐振动可叠加，则合成的余弦振动的初相为 (A) π23． (B) π．(C) π21． (D) 0． ［ ］9、在简谐波传播过程中，沿传播方向相距为λ21（为波长）的两点的振动速度必定(A) 大小相同，而方向相反． (B) 大小和方向均相同． (C) 大小不同，方向相同． (D) 大小不同，而方向相反．［ ］10、两相干波源S 1和S 2相距 /4，（为波长），S 1的相位比S 2的相位超前π21，在S 1，S 2的连线上，S 1外侧各点（例如P 点）两波引起的两谐振动的相位差是：(A) 0． (B) π21． (C) ． (D)π23． ［ ］11、若在弦线上的驻波表达式是 t x y ππ=20cos 2sin 20.0．则形成该驻波的两个反向进行的行波为：(A)]21)10(2cos[10.01π+-π=x t y]21)10(2cos[10.02π++π=x t y (SI)．(B) ]50.0)10(2cos[10.01π--π=x t y]75.0)10(2cos[10.02π++π=x t y (SI)． (C) ]21)10(2cos[10.01π+-π=x t y S 1S 2Pλ/4xt O A/ -Ax 1x 2]21)10(2cos[10.02π-+π=x t y (SI)． (D) ]75.0)10(2cos[10.01π+-π=x t y]75.0)10(2cos[10.02π++π=x t y (SI)． ［ ］二、填空题：（共25分）12、两个容器容积相等，分别储有相同质量的N 2和O 2气体，它们用光滑细管相连通，管子中置一小滴水银，两边的温度差为 30 K ，当水银滴在正中不动时，N 2和O 2的温度为2N T ＝ ___________，2O T ＝__________．(N 2气的摩尔质量M mol ＝28×10-3 kg ·mol 1)13、在无外力场作用的条件下，处于平衡态的气体分子按速度分布的规律，可用 ________________分布律来描述．如果气体处于外力场中，气体分子在空间的分布规律，可用__________分布律来描述．14、 图示的两条f (v )~v 曲线分别表示氢气和氧气在同一温度下的麦克斯韦速率分布曲线．由此可得氢气分子的最概然速率为________________；氧气分子的最概然速率为________________．v （m./s ）2000O15、已知一简谐振动曲线如图所示，由图确定振子：(1) 在_____________s 时速度为零．(2) 在____________ s 时动能最大．(3) 在____________ s 时加速度取正的最大值．16、一平面余弦波沿Ox 轴正方向传播，波动表达式为 ])(2cos[φλ+-π=xT t A y ， 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_______________________________________________．17、如图所示，在平面波传播方向上有一障碍物AB ，根据惠更斯原理，定性地绘出波绕过障碍物传播的情况．18、在真空中沿着z 轴正方向传播的平面电磁波的磁场强度波的表达式为])/(cos[00.2π+-=c z t H x ω (SI)，则它的电场强度波的表达式为____________________________________________________． （真空介电常量 0 = 8.85×10-12 F/m ，真空磁导率0 =4×10-7 H/m ）x (cm)t (s)O 12波线波阵面A Bλ三、计算题：（共42分）19、有 2×103 m 3刚性双原子分子理想气体，其内能为6.75×102 J ．(1) 试求气体的压强； (2) 设分子总数为 5.4×1022个，求分子的平均平动动能及气体的温度．(玻尔兹曼常量k ＝1.38×1023 J ·K1)20、汽缸内有一种刚性双原子分子的理想气体，若经过准静态绝热膨胀后气体的压强减少了一半，则变化前后气体的内能之比 E 1∶E 2＝？21、如图所示，有一定量的理想气体，从初状态a (p 1,V 1)开始，经过一个等体过程达到压强为p 1/4的b 态，再经过一个等压过程达到状态c ，最后经等温过程而完成一个循环．求该循环过程中系统对外作的功W 和所吸的热量Q ．22、如图，劲度系数为k 的弹簧一端固定在墙上，另一端连接一质量为M 的容器，容器可在光滑水平面上运动．当弹簧未变形时容器位于O 处，今使容器自O 点左侧l 0处从静止开始运动，每经过O 点一次时，从上方滴管中滴入一质量为m 的油滴，求： (1) 容器中滴入n 滴以后，容器运动到距O 点的最远距离； (2) 容器滴入第(n +1)滴与第n 滴的时间间隔．p p 1p 1/4V 1a c bMxl 0 O大 学 物 理 试 卷 解 答一、选择题：（共33分）二、填空题：（共25分）12、 210 K 2分240 K 2分13、 麦克斯韦 2分玻尔兹曼 2分14、 2000 m ·s -1 1分 500 m ·s -1 2分15、 0.5(2n +1) n = 0，1，2，3，… 1分 n n = 0，1，2，3，… 1分 0.5(4n +1) n = 0，1，2，3，… 1分16、 ]/2cos[1φ+π=T t A y 2分 ])//(2cos[2φλ++π=x T t A y 3分17、 答案见图子波源、波阵面、波线各3分占1分18、 ])/(cos[754π+--=c z t E y ω (SI) 3分三、计算题：（共42分）19（10分）、解：(1) 设分子数为N .据 E = N (i / 2)kT 及 p = (N / V )kT得 p = 2E / (iV ) = 1.35×105 Pa 4分(2) 由 kT N kT Ew2523=得 ()21105.75/3-⨯==N E w J 3分又 kT N E 25=得 T = 2 E / (5Nk )＝362k 3分20（10分）、解：据 iRT M M E mol 21)/(=, RT M M pV mol )/(= 2分 得 ipV E 21=变化前 11121V ip E =， 变化后22221V ip E = 2分绝热过程 γγ2211V p V p =即1221/)/(p p V V=γ 3分题设 1221p p =， 则 21)/(21=γV V 即 γ/121)21(/=V V∴)21/(21/221121V ip V ip E E =γ/1)21(2⨯=22.1211==-γ3分21（10分）、解：设c 状态的体积为V 2，则由于a ，c 两状态的温度相同，p 1V 1= p 1V 2 /4 故 V 2 = 4 V 1 2分 循环过程 ΔE = 0 , Q =W ． 而在a →b 等体过程中功 W 1= 0． 在b →c 等压过程中功W 2 =p 1(V 2－V 1) /4 = p 1(4V 1－V 1)/4=3 p 1V 1/4 2分在c →a 等温过程中功W 3 =p 1 V 1 ln (V 2/V 1) = -p 1V 1ln 4 2分 ∴ W =W 1 +W 2 +W 3 =[(3/4)－ln4] p 1V 1 1分 Q =W=[(3/4)－ln4] p 1V 1 3分22（12分）、解：(1) 容器中每滴入一油滴的前后，水平方向动量值不变，而且在容器回到O 点滴入下一油滴前， 水平方向动量的大小与刚滴入上一油滴后的瞬间后的相同。
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大学物理试卷（十一，十三章）一，选择题1. 无限长载流空心圆柱导体的内外半径分别为a 、b ，电流在导体截面上均匀分布，则空间各处的B的大小与场点到圆柱中心轴线的距离r 的关系定性地如图所示．正确的图是2. 在一个磁性很强的条形磁铁附近放一条可以自由弯曲的软导线，如图所示．当电流从上向下流经软导线时，软导线将(A) 不动．(B) 被磁铁推至尽可能远． (C) 被磁铁吸引靠近它，但导线平行磁棒．(D) 缠绕在磁铁上，从上向下看，电流是顺时针方向流动的． (E) 缠绕在磁铁上，从上向下看，电流是逆时针方向流动的．3. 在两个永久磁极中间放置一圆形线圈，线圈的大小和磁极大小约相等，线圈平面和磁场方向垂直．今欲使线圈中产生逆时针方向(俯视)的瞬时感应电流i (如图)，可选择下列哪一个方法？(A) 把线圈在自身平面内绕圆心旋转一个小角度． (B) 把线圈绕通过其直径的OO ′轴转一个小角度． (C) 把线圈向上平移．(D) 把线圈向右平移.4. 有两个长直密绕螺线管，长度及线圈匝数均相同，半径分别为r 1和r 2．管内充满均匀介质，其磁导率分别为μ1和μ2．设r 1∶r 2=1∶2，μ1∶μ2=2∶1，当将两只螺线管串联在电路中通电稳定后，其自感系数之比L 1∶L 2与磁能之比W m 1∶W m 2分别为： (A) L 1∶L 2=1∶1，W m 1∶W m 2 =1∶1． (B) L 1∶L 2=1∶2，W m 1∶W m 2 =1∶1．(C) L 1∶L 2=1∶2，W m 1∶W m 2 =1∶2． (D) L 1∶L 2=2∶1，W m 1∶W m 2 =2∶1．3.有一半径为R 的单匝圆线圈，通以电流I ，若将该导线弯成匝数N = 2的平面圆线圈，导线长度不变，并通以同样的电流，则线圈中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的(A) 4倍和1/8． (B) 4倍和1/2． (C) 2倍和1/4． (D) 2倍和1/2．4.如图所示的一细螺绕环，它由表面绝缘的导线在铁环上密绕而成，每厘米绕10匝．当导线中的电流I 为2.0 A 时，测得铁环内的磁感应强度的大小B 为1.0 T ，则可求得铁环的相对磁导率μr 为(真空磁导率μ0 =4π×10-7 T ·m ·A -1)(A) 7.96×102 (B) 3.98×102 (C) 1.99×102 (D) 63.35.关于稳恒电流磁场的磁场强度H，下列几种说法中哪个是正确的？(A) H仅与传导电流有关．(B) 若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的H必为零．(C) 若闭合曲线上各点H均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零．(D) 以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的H通量均相等．6.面积为S 和2 S 的两圆线圈1、2如图放置，通有相同的电流I ．线圈1的电流所产生的通过线圈2的磁通用Φ21表示，线圈2的电流所产生的通过线圈1的磁通用Φ12表示，则Φ21和Φ12的大小关系为：(A) Φ21 =2Φ12．(B) Φ21 >Φ12． (C) Φ21 =Φ12 (D) Φ21 =21Φ12． 二，填空题7. 如图所示，一段长度为l 的直导线MN ，水平放置在载电流为I 的竖直长导线旁与竖直导线共面，并从静止由图示位置自由下落，则t 秒末导线两端的电势差=-N M U U ______．8. 一自感线圈中，电流强度在 0.002 s 内均匀地由10 A 增加到12 A ，此过程中线圈内自感电动势为 400 V ，则线圈的自感系数为L =__________________________________．9.有很大的剩余磁化强度的软磁材料不能做成永磁体，这是因为软磁材料__________，如果做成永磁体________.10.长直电缆由一个圆柱导体和一共轴圆筒状导体组成，两导体中有等值反向均匀电流I 通过，其间充满磁导率为μ的均匀磁介质．介质中离中心轴距离为r 的某点处的磁场强度的大小H =_________，磁感强度的大小B =__________．三、计算题I11. 假设把氢原子看成是一个电子绕核作匀速圆周运动的带电系统．已知平面轨道的半径为r ，电子的电荷为e ，质量为m e ．将此系统置于磁感强度为0B 的均匀外磁场中，设0B的方向与轨道平面平行，求此系统所受的力矩M ．12.一导线弯成如图形状，放在均匀磁场B 中，B的方向垂直图面向里． ∠bcd =60°，bc =cd =a ．使导线绕轴OO ＇旋转，如图，转速为每分钟n 转．计算E OO ＇．13. 一长圆柱状磁场，磁场方向沿轴线并垂直图面向里，磁场大小既随到轴线的距离r 成正比而变化，又随时间t 作正弦变化，即B =B 0r sin ωt ，B 0、ω均为常数．若在磁场内放一半径为a 的金属圆环，环心在圆柱状磁场的轴线上，求金属环中的感生电动势，并讨论其方向．14半径为R 的无限长实心圆柱导体载有电流I ，电流沿轴向流动，并均匀分布在导体横截面上．一宽为R ，长为l 的矩形回路(与导体轴线同平面)以速度v向导体外运动(设导体内有一很小的缝隙，但不影响电流及磁场的分布)．设初始时刻矩形回路一边与导体轴线重合，求： (1) t (t <vR) 时刻回路中的感应电动势． (2) 回路中的感应电动势改变方向的时刻．15.如图示，由一根细绝缘导线按ACEBDA 折成一个正五角星形，并按以上流向通电流I = 1 A ，星形之外接圆半径为R = 1 m ，求五角星任一个顶点处磁感强度的大小．（真空磁导率μ0 =4π×10-7 T ·m/A ）(sin72°＝0.9511， sin36°＝0.5878， cos72°=0.3090， cos36°＝0.8090)16.如图所示，一无限长直导线通有电流I =10 A ，在一处折成夹角θ ＝60°的折线，求角平分线上与导线的垂直距离均为r =0.1 cm 的P 点处的磁感强度．(μ0 =4π×10-7 H ·m -1)B17.半径为R 的无限长圆筒上有一层均匀分布的面电流，这些电流环绕着轴线沿螺旋线流动并与轴线方向成α 角．设面电流密度(沿筒面垂直电流方向单位长度的电流)为i ，求轴线上的磁感强度．18.一根同轴线由半径为R 1的长导线和套在它外面的内半径为R 2、外半径为R 3的同轴导体圆筒组成．中间充满磁导率为μ的各向同性均匀非铁磁绝缘材料，如图．传导电流I 沿导线向上流去，由圆筒向下流回，在它们的截面上电流都是均匀分布的．求同轴线内外的磁感强度大小B 的分布．答案：一选择题1D 2A 3B 4B 5D 6D二填空题7 aIB 8)11(20π-RI μ 、垂直纸面向里． 9)22(812310q q q R++πε 10 F /4.11解：A 点处磁感强度大小B A 由BD 、CE 、BE 三段通电导线中电流决定，由公式)c o s (42100θθμ-π=co r IB(式中r 0、θ1、θ2的意义见图)有 CE BD B B = )72cos 36(cos )36sin 72sin 2(40︒+︒︒︒π=R IB BD μR Iπ=40μ)36cos 36(cos )36sin 36sin 2(40︒+︒︒︒π=R IB BE μR I π=4342.20μ=-=BDBEAB B B 2=πRI 4342.00μ 3.42×10-8 T12.解：P 处的B 可以看作是两载流直导线所产生的，1B与2B 的方向相同．21B B B += rIπ=40μ+︒--︒)]90sin(60[sin rIπ40μ)]60sin(90[sin ︒--︒rIπ=420μ=︒+︒)60sin 90(sin 3.73×10-3 T 方向垂直纸面向上．13.解：将i分解为沿圆周和沿轴的两个分量，轴线上的磁场只由前者产生．和导线绕制之螺线管相比较，沿轴方向单位长度螺线管表面之电流i 的沿圆周分量i sin α就相当于螺线管的nI ． 利用长直螺线管轴线上磁场的公式 B = μ0nI 本题的结果 B = μ0 i sin α14.解：由安培环路定理：∑⎰⋅=i I l Hd0< r <R 1区域： 212/2R Ir rH =π212R Ir H π=， 2102R Ir B π=μ R 1< r <R 2区域： I rH =π2r I H π=2， r I B π=2μR 2< r <R 3区域：)()(22223222R R R r I I rH ---=π )1(22223222R R R r r IH ---π= )1(2222322200R R R r r IH B ---π==μμ r >R 3区域：H = 0，B = 015. 该均匀带电圆在距平面a 米处产生场强为[]{}⎰⎰+==qa r adq E E 3220)(4d πε]{}⎰+=Ra r r a 03220)(4d 2πεπσ=[σ/(2ε0)][1-a /(R 2+a 2)1/2]“无限大”均匀带电平面在该点产生的场强为E '=σ/(2ε0),由题意E '=2 E .故σ/(2ε0) =2[σ/(2ε0)][1-a /(R 2+a 2)1/2]a /(R 2+a 2)1/2=1/2 解得 a R 3=d16. 设两无限长导线带电线密度为λ±,取坐标如图,由叠加原理可求得两导体间的场强： E =λ/(2πε0x )+λ/[2πε0(d -x )]⎰⋅=∆baU l E d()[]()[]⎰--+=000112r d r x r d x d πελ=[λ/(πε0)]ln[(d -r 0)/r 0]≈[λ/(πε0)]ln(d /r 0) 取导线长度L ,则所带电量Q=λL ,则此段导线的电容为 C L =Q/∆U=πε0L/ln(d /r 0) 单位长度电容为 C 0=C L /L =πε0/ln(d /r 0)17. 此带电体可认为是实心均匀带正电(电荷密度ρ)的大球和均匀带负电(电荷密度-ρ,位置在原空腔处)的小球组成.Q 1=ρ(4πR 3/3), Q 2=-ρ(4πa 3/3), 用高斯定理可求Q 1在大球内(r 1<R )产生的场.E 1= Q 1r 1/(4πε0R 3)=ρr 1/(3ε0)Q 2在小球内(r 2<a )外(r 2>a )产生的场.E 2内= Q 2r 2/(4πε0a 3)=-ρr 2/(3ε0) E 2外= Q r 2/(4πε0r 23)=-ρa 3r 2/(3ε0r 3)(1)O ' 点处:r 1=d ,r 2=0. E 1=ρd 1/(3ε0), E 2=0E 0=E 1+E 2=ρd 1/(3ε0) 方向向右 (2)P 点处:r 1=d ,r 2=2d. E 1=ρd 1/(3ε0), E 2=-ρa 3/(12ε0d 2) E 0=E 1+E 2=ρd 1/(3ε0) -ρa 3/(12ε0d 2)= ρ (4d 3-a 3)/(12ε0d 2)方向向左18一法,用电势定义求因电荷球对称,电场球对称,作与带电体对称的球形高斯面,有0int 2/4d επq E r S==⋅⎰S E 球内,r<R 1: q int =0 E 1=0 球层中R 1<r<R 2， q int =ρ4π( r 3-R 13)/3E 2=ρ( r 3-R 13)/3ε0r 2球外r>R 2: q int =ρ4π( R 23-R 13)/3E 2=ρ( R 23-R 13)/3ε0r 2 故⎰∞⋅=rU l E d ⎰⎰∞⋅+⋅=2232R R r l E l E d d()()[]+⋅-⎰2120313R r 3r r R rd ερ()()[]⎰∞⋅-+2231323R r r R R d ερ[ρ/(3ε0)][( R 22-r 02)/2- R 13(1/r 0-1/R 2)]++[ρ/(3ε0)]( R 23-R 13)/R 2) =ρ(3R 2-r 02-2R 13/r 0)/(6ε0)二法,用电势叠加求取同心的薄球壳微元d q ==4πr 2ρd r ,它在球层内产生的电势: 当r<r 0时, d U =d q/(4πε0r 0)= ρr 2d r/(ε0r 0),当r>r 0时, d U =d q/(4πε0r )= ρr d r/ε0,所以()[]⎰⎰⎰+==20010002R r r R r r r r r U U ερερd d d =[ρ/(3ε0)]( r 02-R 13/r 0)+[ ρ/(2ε0)]( R 22-r 02)=ρ(3R 2-r 02-2R 13/r 0)/(6。
大学物理试卷及答案
《大学物理》课程考试试卷( A卷)3.粒子B的质量是粒子A的质量的2倍,开始时粒子A的速度为(3i+4j), 粒子B 的速度为(2i－7j),由于两者的相互作用, 粒子A的速度变为(7i－4j),此时粒子B的速度等于(A) i－5j.(B) 2i－7j.(C) －3j .(D) 5i－3j.5.一容器内装有N1个单原子理想气体分子和N2个刚性双原子理想气体分子，当该系统处在温度为T的平衡态时，其内能为(A)(N1+N2) [(3/2)kT+(5/2)kT].(B) (1 /2 ) (N1+N2) [(3/2)kT+(5/2)kT].(C) N1(3/2)kT+ N2(5/2)kT.(D) N1(5/2)kT+ N2(3/2)kT.6.气缸中有一定量的氧气(视为理想气体),经过绝热压缩,体积变为原来的一半,问气体分子的平均速率变为原来的几倍？(A)22 / 5 .(B)21 / 5(C)22 / 3 .(D) 21 / 3 .7.在弦上有一简谐波,其表达式是y1=2.0×10-2cos[2π ( t / 0.02－x/20) +π/ 3] ( SI ) , 为了在此弦线上形成驻波, 并且在x=0处为一波节,此弦线上还应有一简谐波, 其表达式为:(A)y2=2.0×10-2cos[2π ( t / 0.02 + x/20) +π/ 3] ( SI )(B) y2=2.0×10-2cos[2π ( t / 0.02+x/20) +2π/ 3] ( SI )(C) y2=2.0×10-2cos[2π ( t / 0.02+x/20) +4π/ 3] ( SI )(D) y2=2.0×10-2cos[2π ( t / 0.02+x/20)－π/ 3] ( SI )8.用白光光源进行双缝实验, 若用一个纯红色的滤光片遮盖一条缝,用一个纯蓝色的滤光片遮盖另一条缝, 则(A)干涉条纹的宽度将发生改变.(B)产生红光和蓝光的两套彩色干涉条纹.(C)干涉条纹的亮度将发生改变.(D)不产生干涉条纹. Array 9.一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n的透明薄膜上, 透明薄膜放在空气中, 要使透射光得到干涉加强, 则薄膜最小的厚度为(A)λ / 4 .(B) λ / (4 n) .(C) λ / 2 .(D) λ / (2 n) .10.在迈克耳孙干涉仪的一条光路中,放入一折射率为n, 厚度为d 的透明薄片,放入后,这条光路的光程改变了(A)2(n－1)d.(B)2nd.(C)2(n－1)d+λ/2.(D)nd.(E) (n－1) d.二、选择题(每小题2分，共30分)1.悬挂在弹簧上的物体在竖直方向上振动,振动方程为y=A sinω t,其中A、ω均为常量,则物体的速度与坐标的函数关系为.2.一质点沿直线运动，其坐标x与时间t有如下关系：x=A e－β t cosω t, A. 、β、ω皆为常数.则任意时刻t质点的加速度a= .3.将一质量为m的小球, 系于轻绳的一端, 绳的另一端穿过光滑水平桌面上的小孔用手拉住, 先使小球以角速度ω 1 在桌面上做半径为r1的园周运动, 然后缓慢将绳下拉, 使半径缩小为r2, 在此过程中小球的动能增量是.5.卡诺致冷机,其低温热源温度为T2=300K,高温热源温度为T1=450K,每一循环从低温热源吸热Q2=400J,已知该致冷机的致冷系数ω=Q2/A=T2/(T1－T2) (式中A为外界对系统作的功),则每一循环中外界必须作功A= .6.在一个以匀速度u运动的容器中,盛有分子质量为m的某种单原子理想气体,若使容器突然停止运动,则气体状态达到平衡后,其温度的增量∆T= _______.7.设平面简谐波沿x轴传播时在x = 0 处发生反射,反射波的表达式为y2=A cos[2π(νt－x/λ) +π/2] .已知反射点为一自由端,则由入射波和反射波形成驻波波节的位置坐标为.8.在静止的升降机中,长度为l在单摆的振动周期为T0 ,当升降机以加速度a=g/2竖直下降时,摆的振动周期T= .9.一简谐波的频率为5×104Hz, 波速为1.5×103m/s,在传播路径上相距1×10－2m的两点之间的振动相位差为 . 10.在空气中有一劈尖形透明物,劈尖角θ =1.0×10－4弧度,在波长λ=7000Å的单色光垂直照射下,测得两相邻干涉条纹间距l =0.25cm,此透明材料的折射率n =______.11.若在迈克耳孙干涉仪的可动反射镜M 移动0.620mm 的过程中, 观察到干涉条纹移动了2300条, 则所用光波的波长为 Å.12.平行单色光垂直入射于单缝上,观察夫琅和费衍射. 若屏上P 点处为第三级明纹,则单缝处波面相应地可划分为 个半波带.13.用波长为5461 Å的平行单色光垂直照射到一透射光栅上,在分光计上测得第一级光谱线的衍射角θ = 30︒,则该光栅每一毫米上有 条刻痕. 14.一束单色线偏振光沿光轴方向通过厚度为l 的旋光晶体后,线偏振光的振动面发生了旋转, 旋转角度的表达式为 .15.用波长为λ的单色平行光垂直入射在一块透射光栅上,其光栅常数d = 3μ m ,缝宽a = 1μ m ,则在单缝衍射的中央明条纹中共有 条谱线(主极大)三、计算题(每小题10分，共40分)1.如图1,两列相干波在P 点相遇,一列波在B 点引起的振动是y 10=3×10 –3cos2πt ( SI )另一列波在C 点引起在振动是y 20=3×10 –3cos(2πt +π/2) ( SI )BP =0.45m , CP =0.30m, 两波的传播速度 u=0.20m/s, 不考虑传播中振幅的减小,求P 点合振动的振动方程.2.如图2，细杆长为l, 质量为m ,求转到θ 角时的角加速度和角速度.3.一定量的理想气体经历如图3所示的循环过程,A →B 和C →D 是等压过程,B →C 和D →A 是绝热过程.己知:T C = 250K, T B = 400K,试求此循环的效率.图14.设光栅平面和透镜都与屏幕平行，在平面透射光栅上每厘米有4000条刻线，用它来观察波长为λ=589 nm 的钠黄光的光谱线.(1) 当光线垂直入射到光栅上时,能看到的光谱线的最高级数k m 是多少? (2) 当光线以30︒的入射角(入射线与光栅平面法线的夹角)斜入射到光栅上时，能看到的光谱线的最高级数k m 是多少?2004─2005学年第二学期《 大学物理》课程考试答案及评分标准( A 卷) (2005.6.27)一.选择题(每小题3分，共30分)二.填空题(每小题2分，共30分) 1) v=22y -A ω2) A e -βt [(β 2-ω 2)cos ω t +2βωsin ω t ] ( m/s 2) 3) mr 12ω12(r 12/r 22-1)/2 4) 20 5) 200J 6) mu 2/(3k ) 7) x=(k+1/2)(λ/2) 8) 2T 0图39) 2π/3 10)1.40 11)5391 12)7 13)916 14)∆ϕ=αl15)5三.计算题(每小题10分，共40分)1. 两列相干波在P 点引起的振动分别是y 1=3×10-3cos[2π(t -l 1/u )] (2分)=3×10-3cos(2πt -9π/2) (1分) =3×10-3cos(2πt -π/2) (1分) y 2=3×10-3cos[2π(t -l 2/u ) +π/2] (2分) =3×10-3cos(2πt -3π+π/2) (1分) = 3×10-3cos(2πt -π/2) (1分)所以合振动方程为 y= y 1+ y 2= 6×10-3cos(2πt -π/2) (SI ) (2分) 2. 解:细杆受力P 和N ,N 对转轴O 的力矩为零,重力P 对O 的力矩为 mgl sin θ /2 (1分) 由转动定律 mgl sin θ /2 =J α (1分) 而 J=ml 2/3 (1分) 于是 α=d ω/dt=3g sin θ /2 l (2分) 利用 d ω/dt=( d ω/d θ).( d θ/dt ) = ω ( d ω/d θ) (1分)有 ω d ω=3g sin θ d θ /2l (1分)利用初始条件: t=0, θ0 =0 ,ω0 =0 积分⎰⎰=ωθθθωω0d 2/3d s i n l g (1分)在θ角时,角速度为 l g /)cos 1(3θω-= (2分)3.吸热过程AB为等压过程Q1=νC p(T B-T A) (2分)放热过程CD为等压过程Q2=νC p(T C-T D) (2分)η=1-Q2/Q1=1- (T C-T D)/(T B-T A) (1分)=1- (T C/T B)[(1-T D/T C)/(1-T A/T B) (1分) 而p Aγ-1T A-γ= p Dγ-1T D-γp Bγ-1T B-γ= p Cγ-1T C-γp A=p B p C=p D (1分)所以T A/T B=T D/T C (1分)故η=1-T C/T B=37.5% (2分)4. （1）(a+b) sinθ=k max λ < (a+b) (2分)k max<(a+b)/λ=4.2 (2分)所以最高级数k max=4 (1分)（2）(a+b) (sin30°+sinθ')=k'maxλ(2分)k'max<(a+b) (sin30°+1)/λ=6.36 (2分)所以k'max=6 (1分)。
大学物理(力学)试卷附答案
大 学 物 理（力学）试 卷一、选择题（共27分） 1．（本题3分）如图所示，A 、B 为两个相同的绕着轻绳的定滑轮．A 滑轮挂一质量为M 的物体，B 滑轮受拉力F ，而且F ＝Mg ．设A 、B 两滑轮的角加速度分别为βA 和βB ，不计滑轮轴的摩擦，则有 (A) βA ＝βB ． (B) βA ＞βB ．(C) βA ＜βB ． (D) 开始时βA ＝βB ，以后βA ＜βB ． ［ ］ 2．（本题3分）几个力同时作用在一个具有光滑固定转轴的刚体上，如果这几个力的矢量和为零，则此刚体(A) 必然不会转动． (B) 转速必然不变．(C) 转速必然改变． (D) 转速可能不变，也可能改变． ［ ］ 3．（本题3分）关于刚体对轴的转动惯量，下列说法中正确的是 （A ）只取决于刚体的质量,与质量的空间分布和轴的位置无关． （B ）取决于刚体的质量和质量的空间分布，与轴的位置无关． （C ）取决于刚体的质量、质量的空间分布和轴的位置．（D ）只取决于转轴的位置，与刚体的质量和质量的空间分布无关． ［ ］ 4．（本题3分）一轻绳跨过一具有水平光滑轴、质量为M 的定滑轮，绳的两端分别悬有质量为m 1和m 2的物体(m 1＜m 2)，如图所示．绳与轮之间无相对滑动．若某时刻滑轮沿逆时针方向转动，则绳中的张力 (A) 处处相等． (B) 左边大于右边．(C) 右边大于左边． (D) 哪边大无法判断． ［ ］5．（本题3分）将细绳绕在一个具有水平光滑轴的飞轮边缘上，现在在绳端挂一质量为m 的重物，飞轮的角加速度为β．如果以拉力2mg 代替重物拉绳时，飞轮的角加速度将 (A) 小于β． (B) 大于β，小于2 β．(C) 大于2 β． (D) 等于2 β． ［ ］ 6．（本题3分）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J 0，角速度为ω0．然后她将两臂收回，使转动惯量减少为31J 0．这时她转动的角速度变为(A)31ω0． (B) ()3/1 ω0． (C) 3 ω0． (D) 3 ω0． ［ ］7．（本题3分）关于力矩有以下几种说法：(1) 对某个定轴而言，内力矩不会改变刚体的角动量． (2) 作用力和反作用力对同一轴的力矩之和必为零．(3) 质量相等，形状和大小不同的两个刚体，在相同力矩的作用下，它们的角加速度一定相等．在上述说法中，(A) 只有(2) 是正确的．(B) (1) 、(2) 是正确的． (C) (2) 、(3) 是正确的．(D) (1) 、(2) 、(3)都是正确的． ［ ］ 8．（本题3分）一圆盘正绕垂直于盘面的水平光滑固定轴O 转动，如图射来两个质量相同，速度大小相同，方向相反并在一条直线上的子弹，子弹射入圆盘并且留在盘内，则子弹射入后的瞬间，圆盘的角速度ω (A) 增大． (B) 不变．(C) 减小． (D) 不能确定． ［ ］ 9．（本题3分）质量为m 的小孩站在半径为R 的水平平台边缘上．平台可以绕通过其中心的竖直光滑固定轴自由转动，转动惯量为J ．平台和小孩开始时均静止．当小孩突然以相对于地面为v的速率在台边缘沿逆时针转向走动时，则此平台相对地面旋转的角速度和旋转方向分别为(A) ⎪⎭⎫⎝⎛=R JmR v 2ω，顺时针． (B) ⎪⎭⎫ ⎝⎛=R J mR v 2ω，逆时针． (C) ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=R mR J mR v 22ω，顺时针． (D) ⎪⎭⎫⎝⎛+=R mR J mR v 22ω，逆时针． ［ ］二、填空题（共25分）10．（本题3分）半径为20 cm 的主动轮，通过皮带拖动半径为50 cm 的被动轮转动，皮带与轮之间无相对滑动．主动轮从静止开始作匀角加速转动．在4 s 内被动轮的角速度达到8πrad ·s -1，则主动轮在这段时间内转过了________圈． 11．（本题5分）绕定轴转动的飞轮均匀地减速，t ＝0时角速度为ω 0＝5 rad / s ，t ＝20 s 时角速度为ω = 0.8ω 0，则飞轮的角加速度β ＝______________，t ＝0到 t ＝100 s 时间内飞轮所转过的角度θ ＝___________________． 12．（本题4分）半径为30 cm 的飞轮，从静止开始以0.50 rad ·s -2的匀角加速度转动，则飞轮边缘上一点在飞轮转过240°时的切向加速度a t ＝________，法向加速度a n ＝_______________． 13．（本题3分）一个作定轴转动的物体，对转轴的转动惯量为J ．正以角速度ω0＝10 rad ·s -1匀速转动．现对物体加一恒定制动力矩 M ＝－0.5 N ·m ，经过时间t ＝5.0 s 后，物体停止了转动．物体的转动惯量J ＝__________． 14．（本题3分）一飞轮以600 rev/min 的转速旋转，转动惯量为2.5 kg ·m 2，现加一恒定的制动力矩使飞轮在1 s 内停止转动，则该恒定制动力矩的大小M ＝_________． 15．（本题3分）质量为m 、长为l 的棒，可绕通过棒中心且与棒垂直的竖直光滑固定轴O 在水平面内自由转动(转动惯量J ＝m l 2 / 12)．开始时棒静止，现有一子弹，质量也是m ，在水平面内以速度v 0垂直射入棒端并嵌在其中．则子弹嵌入后棒的角速度ω ＝_____________________． 16．（本题4分）在一水平放置的质量为m 、长度为l 的均匀细杆上，套着一质量也为m 的套管B (可看作质点)，套管用细线拉住，它到竖直的光滑固定轴OO ＇的距离为l 21，杆和套管所组成的系统以角速度ω0绕OO ＇轴转动，如图所示．若在转动过程中细线被拉断，套管将沿着杆滑动．在套管滑动过程中，该系统转动的角速度ω mm m0v 俯视图与套管离轴的距离x 的函数关系为_______________．(已知杆本身对OO ＇轴的转动惯量为231ml )三、计算题（共38分） 17．（本题5分）如图所示，一圆盘绕通过其中心且垂直于盘面的转轴，以角速度ω作定轴转动，A 、B 、C 三点与中心的距离均为r ．试求图示A 点和B 点以及A 点和C 点的速度之差B A v v-和C A v v -．如果该圆盘只是单纯地平动，则上述的速度之差应该如何？ 18．（本题5分）一转动惯量为J 的圆盘绕一固定轴转动，起初角速度为ω0．设它所受阻力矩与转动角速度成正比，即M ＝－k ω (k 为正的常数)，求圆盘的角速度从ω0变为021ω时所需的时间．19．（本题10分）一轻绳跨过两个质量均为m 、半径均为r 的均匀圆盘状定滑轮，绳的两端分别挂着质量为m 和2m 的重物，如图所示．绳与滑轮间无相对滑动，滑轮轴光滑．两个定滑轮的转动惯量均为221mr ．将由两个定滑轮以及质量为m 和2m 的重物组成的系统从静止释放，求两滑轮之间绳内的张力．20．（本题8分）如图所示，A 和B 两飞轮的轴杆在同一中心线上，设两轮的转动惯量分别为 J ＝10 kg ·m 2 和 J ＝20 kg ·m 2．开始时，A 轮转速为600 rev/min ，B 轮静止．C 为摩擦啮合器，其转动惯量可忽略不计．A 、B 分别与C 的左、右两个组件相连，当C 的左右组件啮合时，B 轮得到加速而A 轮减速，直到两轮的转速相等为止．设轴光滑，求：(1) 两轮啮合后的转速n ；(2) 两轮各自所受的冲量矩．21．（本题10分）空心圆环可绕光滑的竖直固定轴AC 自由转动，转动惯量为J 0，环的半径为R ，初始时环的角速度为ω0．质量为m 的小球静止在环内最高处A 点，由于某种微小干扰，小球沿环向下滑动，问小球滑到与环心O 在同一高度的B 点和环的最低处的C 点时，环的角速度及小球相对于环的速度各为多大?(设环的内壁和小球都是光滑的，小球可视为质点，环截面半径r <<R .) 回答问题（共10分） 22．（本题5分）绕固定轴作匀变速转动的刚体，其上各点都绕转轴作圆周运动．试问刚体上任意一点是否有切向加速度？是否有法向加速度？切向加速度和法向加速度的大小是否变化？理由如何？ 23．（本题5分）一个有竖直光滑固定轴的水平转台．人站立在转台上，身体的中心轴线与转台竖直轴线重合，两臂伸开各举着一个哑铃．当转台转动时，此人把两哑铃水平地收缩到胸前．在这一收缩过程中，(1) 转台、人与哑铃以及地球组成的系统机械能守恒否？为什么？ (2) 转台、人与哑铃组成的系统角动量守恒否？为什么？(3) 每个哑铃的动量与动能守恒否？为什么？大 学 物 理（力学） 试 卷 解 答一、选择题（共27分）C D C C C D B C A 二、填空题（共25分） 10．（本题3分）20 参考解： r 1ω1＝r 2ω2 , β1 = ω1 / t 1 ,θ1＝21121t β 21211412ωθr r n π=π=4825411⨯π⨯⨯π=t =20 rev11．（本题5分）－0.05 rad ·s -2 （3分）250 rad （2分）12．（本题4分）0.15 m ·s -2（2分）1.26 m ·s -2（2分）参考解： a t =R ·β =0.15 m/s 2 a n =R ω 2=R ·2βθ =1.26 m/s 2 13．（本题3分）0.25 kg ·m 2（3分） 14．（本题3分）157N·m （3分） 15．（本题3分）3v 0/(2l )16．（本题4分）()2202347xl l +ω三、计算题（共38分） 17．（本题5分）解：由线速度r⨯=ωv 得A 、B 、C 三点的线速度ωr C B A ===v v v1分各自的方向见图．那么，在该瞬时 ωr A B A 22==-v v vθ＝45° 2分同时 ωr A C A 22==-v v v方向同A v． 1分平动时刚体上各点的速度的数值、方向均相同，故0=-=-C A B A v v v v1分 ［注］此题可不要求叉积公式，能分别求出 A v 、B v的大小，画出其方向即可． 18．（本题5分）解：根据转动定律： J d ω / d t = -k ω∴t Jkd d -=ωω2分 两边积分：⎰⎰-=t t Jk 02/d d 100ωωωω得 ln2 = kt / J∴ t ＝(J ln2) / k 3分19．(本题10分)B vA B A -C A v解：受力分析如图所示． 2分 2mg －T 1＝2ma 1分 T 2－mg ＝ma 1分T 1 r －T r ＝β221mr 1分T r －T 2 r ＝β221mr 1分a ＝r β2分解上述5个联立方程得： T ＝11mg / 8 2分20．（本题8分）解：(1) 选择A 、B 两轮为系统，啮合过程中只有内力矩作用，故系统角动量守恒1分 J A ωA ＋J B ωB = (J A ＋J B )ω， 2分 又ωB ＝0得 ω ≈ J A ωA / (J A ＋J B ) = 20.9 rad / s 转速 ≈n 200 rev/min 1分(2) A 轮受的冲量矩⎰t M A d = J A (ω -ωA ) = -4.19×10 2N ·m ·s 2分 负号表示与A ω方向相反． B 轮受的冲量矩⎰t MBd = J B (ω - 0) = 4.19×102 N ·m ·s 2分方向与A ω相同．21．（本题10分）解：选小球和环为系统．运动过程中所受合外力矩为零，角动量守恒．对地球、小球和环系统机械能守恒．取过环心的水平面为势能零点．两个守恒及势能零点各1分，共3分小球到B 点时： J 0ω0＝(J 0＋mR 2)ω ① 1分()22220200212121BR m J mgR J v ++=+ωωω ② 2分 式中v B 表示小球在B 点时相对于地面的竖直分速度，也等于它相对于环的速度．由式①得：ω＝J 0ω 0 / (J 0 + mR 2) 1分代入式②得222002J mR RJ gR B ++=ωv 1分 当小球滑到C 点时，由角动量守恒定律，系统的角速度又回复至ω0，又由机械能守恒定律知，小球在C 的动能完全由重力势能转换而来．即：()R mg m C 2212=v , gR C 4=v2分四、问答题（共10分） 22．（本题5分）答：设刚体上任一点到转轴的距离为r ，刚体转动的角速度为ω，角加速度为β，则由运动学关系有：切向加速度a t ＝r β 1分 法向加速度a n ＝r ω2 1分对匀变速转动的刚体来说β＝d ω / d t ＝常量≠0，因此d ω＝βd t ≠0，ω 随时间变化，即ω＝ω (t )． 1分所以，刚体上的任意一点，只要它不在转轴上（r ≠0），就一定具有切向加速度和法向加速度．前者大小不变，后者大小随时间改变． 2分（未指出r ≠0的条件可不扣分）23．（本题5分）答：(1) 转台、人、哑铃、地球系统的机械能不守恒． 1分因人收回二臂时要作功，即非保守内力的功不为零，不满足守恒条件． 1分 (2) 转台、人、哑铃系统的角动量守恒．因系统受的对竖直轴的外力矩为零． 1分(3) 哑铃的动量不守恒，因为有外力作用． 1分 哑铃的动能不守恒，因外力对它做功． 1分 刚体题一 选择题 1．（本题3分，答案：C ；09B ）一轻绳跨过一具有水平光滑轴、质量为M 的定滑轮，绳的两端分别悬有质量为m 1和m 2的物体(m 1＜m 2)，如图所示．绳与轮之间无相对滑动．若某时刻滑轮沿逆时针方向转动，则绳中的张力 (A) 处处相等． (B) 左边大于右边．(C) 右边大于左边． (D) 哪边大无法判断． 2．（本题3分，答案：D ；09A ） 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J 0，角速度为ω0．然后她将两臂收回，使转动惯量减少为31J 0．这时她转动的角速度变为(A)31ω0． (B) ()3/1 ω0． (C)3 ω0． (D) 3 ω0．3.( 本题3分，答案：A ，08A ）1.均匀细棒OA 可绕通过其一端O 而与棒垂直的水平固定光滑轴转动，如图所示，今使棒从水平位置由静止开始自由下落，在棒摆动到竖立位置的过程中，下述说法哪一种是正确的？(A) 角速度从小到大，角加速度从大到小. (B) 角速度从小到大，角加速度从小到大. (C) 角速度从大到小，角加速度从大到小.(D) 角速度从大到小，角加速度从小到大. 二、填空题1（本题4分，08A, 09B ）一飞轮作匀减速运动，在5s 内角速度由40πrad/s 减少到10π rad/s ，则飞轮在这5s 内总共转过了 圈，飞轮再经 的时间才能停止转动。
大学物理试卷
物理复习试卷一.选择题1 均匀磁场的磁感应强度B 垂直于半径r 的圆面,今以该圆面周边作一半球面S,则通过S 面的磁通量为( ) A ，2γπ2B; B ，πB 2γ; C ，0 D ，无法确定的量2,如图,电流从a 点分两路通过对称的圆环形的电路会合于b 点,若ca,bd 都沿环的经向,则在环形分路的环心处的磁感应强度为( )A ，方向垂直于环形分路所在平面且指向纸内B ，方向垂直于环形分路所在平面且指向纸外C ，向在环形分路所在平面,且指向bD ，向在环形分路所在平面内, 且指向a E. 03 一块铜板放在磁感应强度正在增大的磁场中时,铜板中出现涡流(感应电流),则涡流将( )A 加速铜板磁场中的增加B 减缓铜板磁场中的增加C 对磁场不存在作用D 使铜板中磁场反向4 如图,电流由长直导线I 沿切向经a 点流入电阻为均匀分布的圆环,再由b 点沿切向从圆环流出,经长直П返回电源,已知直导线上电流强度为I,圆环的半径为R,且a,b 和圆心在同I 一直线上,设长直导线截流导线I, П和圆环分别在0点产生的磁感应强度为B1,B2,B3表示,则O 点的磁感应强度的大( ) A ，B =0,因为B1=B2=B3=0B ，B=0,因为虽然B1≠0,B2≠0,但B1+B2=0,B3=0C ，B ≠0,因为B1≠0 , B2≠0 ,B3≠0D ，B ≠0,因为虽然B3=0,但B1+B2≠05 如图,带负电的粒子束垂直地入射到两磁铁之间的水平磁场,则( ) A,粒子以原有速度在原来的方向上继续运动; B,粒子向N 极移动; C,粒子向S 极移动;D,粒子向上偏转; E,粒子向下偏转6,已知一高斯面所包围的体积内电量代数和∑q i =0,则在( ) A,高斯面上各点场强为0; B,穿过高斯面每一面的电通量为0 C,穿过整个高斯面的电通量为0;D,以上说法都不对7,在边长为a 的正方体中心处放置一点电荷Q,设无穷远处电势为0,则在正方体顶角处的电势为( )Ａ，Ｑ/４30πε a B,Ｑ/230πε a C, Ｑ/60πε a D, Ｑ/120πεa8,设有一个带正电的导体球壳，当球壳内充满电介质，球壳外是真空时，球壳外一点的场强大小和电势用E 1，U 1表示，而球壳内外均为真空时，壳外一点的场强大小和电势用E 2，U 2表示，则两种情况下壳外同一点处的场强和电势的关系为（ ） A,E 1=E 2,U 1=U 2; B,E 1=E 2,U 1〉U 2 C,E1>E2,U1>U2 D,E1<E2,U1<U29,图中所示曲线表示某种球对称性静电场的场强，大小E 随径向距离r 变化的关系，请指出该电场是由下列哪种带电体产生（ ）A,半径为R 的均匀带电球面； B ，半径为R 的均匀带电球体C ，点电荷； D,外半径为R ，内半径为R/2的均匀带电球壳体。
大学物理学考试真题试卷
大学物理学考试真题试卷一、选择题1. 下列哪个物理量是标量？A. 力B. 速度C. 加速度D. 位移2. 一个物体做直线运动，已知它的加速度是2m/s^2，起始速度是3m/s，求物体在3秒后的速度。
A. 5 m/sB. 6 m/sC. 7 m/sD. 8 m/s3. 一辆汽车以20m/s的速度行驶，在刹车后每秒减速4m/s^2，求汽车在5秒后的速度。
A. 0 m/sB. 10 m/sC. 12 m/sD. 16 m/s4. 下列哪个量不属于洛伦兹力的作用对象？A. 带电粒子B. 磁体C. 运动的导体D. 电荷5. 一块金属板上带有电荷Q，在周围做一幅左右施加一个量大小等于Q的电荷，使之带电容系数乘以q进行等于2Q电荷，电荷电场多少？A. 1B. 2C. 3D. 46. 下列哪个现象与光的波动说最相违？A. 亮度随距离改变B. 反射C. 折射D. 光的干涩效应7. 天体中心（如地球、月球、日月食的位置）与周围天体或物体（如太阳、地球）应行做怎么变化？A. 自做传递B. 转移C. 位置改变D. 吸引8. 一过长的木板上拉着两格1.5m的重力摩擦小的小号滑轮D，在30度的倾角处，板中(较远地)一格与滑轮间有一容量为原滑轮一半的密街气节点，拉锅响拉体是m，重力加速度设为花溪会计，定加速度的等向滑轮面，种板动起来之前的加油能量。
A. 2/3 mghB. 3/4 mghC. 3/5 mghD. 1/2 mgh二、填空题1. 牛顿第一定律又称为____的定律。
2. 在电场中，电荷受到的力大小与电荷的____、____和____有关。
3. 某光源的光速度为3×10^8m/s，频率为6×10^14Hz，求波长。
4. 简谐振动的周期是0.1s，求角频率。
5. 一地球的半径是6371km，质量是5.98×10^24kg，求万有引力常量G。
三、计算题1. 一个质点的劲是E=2i+3j，它的力是F=3i-4j，求劲的做无距离。
大学物理试题和答案
《大学物理》试题及答案一、填空题（每空1分，共22分）1．基本的自然力分为四种：即强力、、、。
2．有一只电容器，其电容C＝50微法，当给它加上200V电压时，这个电容储存的能量是______焦耳。
3．一个人沿半径为R 的圆形轨道跑了半圈，他的位移大小为，路程为。
4．静电场的环路定理公式为：。
5．避雷针是利用的原理来防止雷击对建筑物的破坏。
6．无限大平面附近任一点的电场强度E为7．电力线稀疏的地方，电场强度。
稠密的地方，电场强度。
8．无限长均匀带电直导线，带电线密度+λ。
距离导线为d处的一点的电场强度为。
9．均匀带电细圆环在圆心处的场强为。
10．一质量为M＝10Kg的物体静止地放在光滑的水平面上，今有一质量为m=10g的子弹沿水平方向以速度v=1000m/s射入并停留在其中。
求其后它们的运动速度为________m/s。
11．一质量M＝10Kg的物体，正在以速度v＝10m/s运动，其具有的动能是_____________焦耳12．一细杆的质量为m=1Kg，其长度为3ｍ，当它绕通过一端且垂直于细杆的转轴转动时，它的转动惯量为_____Kgｍ2。
13．一电偶极子，带电量为q=2×105-库仑，间距L＝0.5cm，则它的电距为________库仑米。
14．一个均匀带电球面，半径为10厘米，带电量为2×109-库仑。
在距球心6厘米处的电势为____________V。
15．一载流线圈在稳恒磁场中处于稳定平衡时，线圈平面的法线方向与磁场强度B的夹角等于。
此时线圈所受的磁力矩最。
16．一圆形载流导线圆心处的磁感应强度为1B，若保持导线中的电流强度不变，而将导线变成正方形，此时回路中心处的磁感应强度为2B ，则12/B B = 。
17．半径为R 的导线圆环中载有电流I ，置于磁感应强度为B 的均匀磁场中，若磁场方向与环面垂直，则圆环所受的合力为 。
二、选择题（每题2分，共14分）1．电量为q 的粒子在均匀磁场中运动，下列说法正确的是（ ）。
大学物理试卷带答案
一、填空题（每题3分，共3分）1、一质点运动的速度与路程关系为，则切向加速度与路程的关系为(12+9s) 。
2、一个质点作半径为R的圆周运动，角运动方程为,则质点运动的切向加速度为10R 。
3、一个轻质弹簧,弹性系数为k,原长为l0,现被拉长了x,则此时弹簧的弹性势能为。
4、一理想气体的压强为p，质量密度为ρ，则其平均速率为。
5、热力学第二定律的表明一切与热现象相关的实际过程都是不可逆（填写可逆或不可逆）。
6、一个电量为q的点电荷处于一个立方体的中心处，则通过立方体任意一个表面的电场强度通量为。
7、在一个半径为R，带电为q的导体球内，距球心r处的场强大小为0 。
8、一个空气平行板电容器，电容为C，使用电压为v的电源充电后与电源断开，然后将电容器两个极板之间的距离扩大一倍，外力做功为。
9、一个半径为R,载流为I的圆弧,所对应的圆心角为π/2。
则它在圆心产生的磁场的磁感应强度大小为。
10、在如图所示的均匀磁场B中有一个载流为I，半径为R的半圆线圈。
则半圆线圈所受到的磁力矩为。
11、在如图所示的匀强磁场中（磁感应强度为B），有一个长为l的导体细棒绕过O点的平行于磁场的轴以角速度ω在垂直于磁场的平面内转动，则导体细棒上的动生电动势大小为。
12、两质点沿水平轴线作相同频率和相同振幅的简谐振动。
它们每次沿相反方向经过同一个坐标为x的点时，它们的位移x的绝对值均为振幅的一半，则它们之间的相位差为。
，此振子的自由振动周期T 13、竖直悬挂的弹簧振子，自然平衡时的伸长量为x＝。
14、一平面简谐机械波在媒质中传播时，若一质元在t时刻的波的能量是10J，则在(t+T)（T为波的周期）时刻该质元的振动动能是5J 。
15、一束波长为λ=600nm的平行单色光垂直入射到折射率为n＝1.33的透明薄膜上，该薄膜是放在空气中的。
要使反射光得到最大限度的加强，薄膜最小厚度应为112.5nm 。
=440nm的第3级光16、用平行的白光垂直入射在平面透射光栅上时，波长为λ1谱线，将与波长为660nm 的第2级光谱线重叠。
大学物理试题及答案1
⼤学物理试题及答案1⼤学物理试题及答案1⼴西⼤学课程考试试卷200 年⽉⽇⼴西⼤学课程考试试卷考试⽤(200 —— 200 学年度第学期)课程名称:⼤学物理试卷类型:(A、B) 命题教师签名:教研室主任签名: 主管院长签名:考位号: 班级: 题号⼀⼆三四五六七⼋九总分应得分 27 25 5 10 10 8 5 5 5 100 实得分评卷⼈⼀、选择题(本⼤题共9⼩题，每⼩题 3 分，共27 分。
在每⼩题的四个备选答案中选出⼀个符合题意的，并将其前⾯的字母填在题后的括号内。
)1、⼀轻绳跨过⼀具有⽔平光滑轴、质量为M的定滑轮，绳的两端分别悬有质量为m和m的物体(m,m)，如图所⽰(绳与轮之间⽆相对滑动(若某时刻滑轮沿1212 逆时针⽅向转动，则绳中的张⼒ , , O (A) 处处相等( (B) 左边⼤于右边( 装订线(答题不得超过此线) (C) 右边⼤于左边( (D) 哪边⼤⽆法判断(2、⼀个容器内贮有1摩尔氢⽓和1摩尔氦⽓，若两种⽓体各⾃m 序号: 姓名: 学号: 2m 1对器壁产⽣的压强分别为p和p，则两者的⼤⼩关系是:, , 12(A) p> p( (B) p< p( 1212(C) p,p( (D)不确定的( 123、两瓶不同种类的理想⽓体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的⽓体分⼦数n，单位体积内的⽓体分⼦的总平动动能(E/V)，单位体积内K的⽓体质量,，分别有如下关系:, ,(A) n不同，(E/V)不同，, 不同( K(B) n不同，(E/V)不同，, 相同( K(C) n相同，(E/V)相同，, 不同( K(D) n相同，(E/V)相同，, 相同( K1 考试过程中不得将试卷拆开第页(共 6 页)⼴西⼤学课程考试试卷4、设某种⽓体的分⼦速率分布函数为f(v)，则速率在v?v区间内的分⼦的平均速率为 12, ,vv22 (A) ( (B) ( ，，，，vfvdvvvfvdv,,vv11v,vv222，，，，fvdvfvdv (C) /( (D) ，，，，vfvdvfvdv,,,,v01vv112 考试过程中不得将试卷拆开第页(共 6 页)⼴西⼤学课程考试试卷5、容积恒定的容器内盛有⼀定量某种理想⽓体，其分⼦热运动的平均⾃由程为，平均碰,0撞频率为，若⽓体的热⼒学温度降低为原来的1/4倍，则此时分⼦平均⾃由程和平均,Z0Z碰撞频率分别为 , ,1ZZ(A) ,，,( (B) ,，,( ,,,Z,Z000021ZZ (C) ,2，,2( (D) ,，,( ,,2,Z,Z000026、半径为R的均匀带电球体的静电场中 E E 各点的电场强度的⼤⼩E与距球⼼的距离22E?1/r r的关系曲线为:, , E?1/r (A) (B)O O r 7、有两个⼤⼩不相同的⾦属球，⼤球直 r R R 径是⼩球的两倍，⼤球带电，⼩球不带电，E E E?1/r 2两者相距很远(今⽤细长导线将两者相2?1/r E?1/r (C) E(D) 连，在忽略导线的影响下，⼤球与⼩球的O O 带电之⽐为:, , r r R R (A) 2( (B) 1((C) 1/2( (D) 0(8、如图所⽰的⼀细螺绕环，它由表⾯绝缘的导线在铁环上密绕⽽成，每厘⽶绕10匝(当导线中的电流I为2.0 A时，测得铁环内的磁感应强度的⼤⼩B为1.0 T，则可求得铁环的相对磁导率,为(真空磁导率, =4, r0--71×10 T?m?A) , ,22 (A) 7.96×10 (B) 3.98×102 (C) 1.99×10(D) 63.3I9、两根很长的平⾏直导线，其间距离为a，与电源组成闭合回路，如 I图(已知导线上的电流为I，在保持I不变的情况下，若将导线间的距离增⼤，则空间的 , ,(A) 总磁能将增⼤( (B) 总磁能将减少((C) 总磁能将保持不变( (D) 总磁能的变化不能确定( ⼆、填空题(共 25 分。
大学物理试题及答案
⼤学物理试题及答案课程名称：⼤学物理2；试卷编号： 1 ；考试时间：120分钟⼀、选择题（单选题，每⼩题3分，共30分）1. ⼀点电荷，放在球形⾼斯⾯的中⼼处．下列哪⼀种情况，通过⾼斯⾯的电场强度通量发⽣变化：(A) 将另⼀点电荷放在⾼斯⾯外．(B) 将另⼀点电荷放进⾼斯⾯内．(C) 将球⼼处的点电荷移开，但仍在⾼斯⾯内．(D) 将⾼斯⾯半径缩⼩．［］2. 充了电的平⾏板电容器两极板(看作很⼤的平板)间的静电作⽤⼒F与两极板间的电压U的关系是：(A) F∝U．(B) F∝1/U．(C) F∝1/U 2．(D) F∝U 2．［］3. ⼀导体球外充满相对介电常量为εr的均匀电介质，若测得导体表⾯附近场强为E，则导体球⾯上的⾃由电荷⾯密度σ为(A) ε 0 E．(B) ε 0ε r E．(C) ε r E．(D) (ε 0ε r- ε 0)E．［］4. 如图，在⼀圆形电流I所在的平⾯内，选取⼀个同⼼圆形闭合回路L，则由安培环路定理可知(A) B = 0．(B) B≠0．(C) B≠0．(D) B =常量．［］5. ⼀载有电流I 的细导线分别均匀密绕在半径为R 和r 的长直圆筒上形成两个螺线管，两螺线管单位长度上的匝数相等．设R = 2r ，则两螺线管中的磁感强度⼤⼩B R 和B r 应满⾜： (A) B R = 2B r ． (B) B R = B r ．(C) 2B R = B r ． (D) B R = 4 B r ．［］6. 在圆柱形空间内有⼀磁感强度为B 的均匀磁场，如图所⽰． B的⼤⼩以速率d B /d t 变化．在磁场中有A 、B 两点，其间可放直导线AB 和弯曲的导线AB ，则 (A) 电动势只在AB 导线中产⽣． (B) 电动势只在AB 导线中产⽣．(C) 电动势在AB 和AB 中都产⽣，且两者⼤⼩相等．(D) AB 导线中的电动势⼩于AB 导线中的电动势．［］7. ⽤频率为ν1的单⾊光照射某种⾦属时，测得饱和电流为I 1，以频率为ν2的单⾊光照射该⾦属时，测得饱和电流为I 2，若I1> I 2，则 (A) ν1 >ν2． (B) ν1 <ν2．(C) ν1 =ν2． (D) ν1与ν2的关系还不能确定．［］8. 关于不确定关系 ≥??x p x ( )2/(π=h ，有以下⼏种理解： (1) 粒⼦的动量不可能确定． (2) 粒⼦的坐标不可能确定．(3) 粒⼦的动量和坐标不可能同时准确地确定． (4) 不确定关系不仅适⽤于电⼦和光⼦，也适⽤于其它粒⼦．其中正确的是：(A) (1)，(2). (B) (2)，(4).(C) (3)，(4). (D) (4)，(1). ［］9. 直接证实了电⼦⾃旋存在的最早的实验之⼀是 (A) 康普顿实验． (B) 卢瑟福实验．(C) 戴维孙－⾰末实验． (D) 斯特恩－⾰拉赫实验．［］10. 有下列四组量⼦数：(1) n = 3，l = 2，m l = 0， (2) n = 3，l = 3，m l = 1， (3) n = 3，l = 1，m l = -1 (4) n = 3，l = 0，m l = 0，其中可以描述原⼦中电⼦状态的(A) 只有(1)和(3)． (B) 只有(2)和(4)． (C) 只有(1)、(3)和(4)．(D) 只有(2)、(3)和(4)．［］⼆、填空题（共30分）1.（本题3分）⼀半径为R 的均匀带电圆环，电荷线密度为λ．设⽆穷远处为电势零点，则圆环中⼼O 点的电势U ＝______________________．2.（本题4分）⼀个带电的⾦属球，当其周围是真空时，储存的静电能量为W e 0，使其电荷保持不变，把它浸没在相对介电常量为εr 的⽆限⼤各向同性均匀电介质中，这时它的静电能量W e =__________________________．3.（本题3分）有⼀半径为a ，流过稳恒电流为I 的1/4圆弧形载流导线bc ，按图⽰⽅式置于均匀外磁场B中，则该载流导线所受的安培⼒⼤⼩为_______________________．4.（本题3分）在相对介电常量为εr 的各向同性的电介质中，电位移⽮量与场强之间的关系是___________________ ．5.（本题3分）⼀平⾏板空⽓电容器的两极板都是半径为R 的圆形导体⽚，在充电时，板间电场强度的变化率为d E /d t ．若略去边缘效应，则两板间的位移电流为_________________________．6.（本题3分）某⼀波长的X 光经物质散射后，其散射光中包含波长________和波长__________ 的两种成分，其中___________的散射成分称为康普顿散射．7.（本题4分）图⽰被激发的氢原⼦跃迁到低能级时(图中E 1不是基态能级)，可发出波长为λ1、λ2、λ3的辐射，其频率ν1、ν2和ν3满⾜关系式______________________；三个波长满⾜关系式__________________．8.（本题3分）1921年斯特恩和⾰拉赫在实验中发现：⼀束处于s 态的原⼦射线在⾮均匀磁场中分裂为两束．对于这种分裂⽤电⼦轨道运动的⾓动量空间取向量⼦化难于解释，只能⽤___________________________来解释．9.（本题4分）多电⼦原⼦中，电⼦的排列遵循__________________________原理和______________________原理．三、计算题（每⼩题10分，共40分）1. 半径为R 的带电细圆环，其电荷线密度为λ=λ0sin φ，式中λ0为⼀常数，φ为半径R 与x 轴所成的夹⾓，如图所⽰．试求环⼼O 处的电场强度．2. ⼀半径为R(r ≤R ) (q 为⼀正的常量)ρ = 0 (r >R )试求：(1) 带电球体的总电荷；(2) 球内、外各点的电场强度；(3) 球内、外各点的电势．3. 有⼀闭合回路由半径为a 和b 的两个同⼼共⾯半圆连接⽽成，如图．其上均匀分布线密度为λ的电荷，当回路以匀⾓速度ω绕过 O 点垂直于回路平⾯的轴转动时，求圆⼼O 点处的磁感强度的⼤⼩．4. 由质量为m 、电阻为R 的均匀导线做成的矩形线框，宽为b ，在t =0 时由静⽌下落，这时线框的下底边在 y =0平⾯上⽅⾼度为h 处(如图所⽰)．y =0平⾯以上没有磁场；y =0平⾯以下则有匀强磁场B ，其⽅向在图中垂直纸⾯向⾥．现已知在时刻t = t 1和t = t 2，线框位置如图所⽰，求线框速度v 与时间t 的函数关系 (不计空⽓阻⼒，且忽略线框⾃感)．⼤学物理试卷（⼆）答案与评分标准⼀选择题（每⼩题3分，共30分）1（B ）2（D ）3（B ）4（B ）5（B ）6（D ）7（D ）8（C ）9（D ）10（C ）⼆填空题（共 30分）1．λ / (2ε0) 3分2． W e 0 / εr 4分3． aIB 3分 4．E D rεε0= 3分5．t E R d /d 20πε 3分 6．不变 1分变长 1分波长变长 1分7． 123ννν+= 2分 123111λλλ+=2分 8．电⼦⾃旋的⾓动量的空间取向量⼦化 3分9．泡利不相容原理 2分能量最低原理 2分三．计算题（每⼩题10分，共40分）1．解：在任意⾓φ处取微⼩电量d q =λd l ，它在O 点产⽣的场强为：R R l E 00204d s co 4d d εφφλελπ=π=3分它沿x 、y 轴上的⼆个分量为：d E x =－d E cos φ 1分 d E y =－d E sin φ 1分对各分量分别求和ππ=20200d s co 4φφελR E x ＝ R 004ελ2分0)d(sin sin 42000=π=πφφελR E y 2分故O 点的场强为：iR i E E x 004ελ-== 1分2．解：(1) 在球内取半径为r 、厚为d r 的薄球壳，该壳内所包含的电荷为 d q = ρd V = qr 4πr 2d r /(πR 4) = 4qr 3d r/R 4 则球体所带的总电荷为()qr rR q V Q r V===??034d /4d ρ 2分(2) 在球内作⼀半径为r 1的⾼斯球⾯，按⾼斯定理有40411211d 414R qr r r R qr E r r εε=π?π=π?得402114R qr E επ=(r 1≤R)，1E⽅向沿半径向外． 2分在球体外作半径为r 2的⾼斯球⾯，按⾼斯定理有0222/4εq E r =π得22024r qE επ= (r 2 >R )， 2E ⽅向沿半径向外． 2分(3) 球内电势∞?+?=RRr r E r E U d d 2111∞π+π=R R r rr q r R qr d 4d 4204021εε40310123R qr R qεεπ-π=???? ??-π=3310412R r R q ε()R r ≤1 2分球外电势20224d 4d 22r q r r q r E U r Rr εεπ=π=?=?∞()R r >2 2分3．解： 321B B B B ++=B 1、B 2分别为带电的⼤半圆线圈和⼩半圆线圈转动产⽣的磁感强度，B 3为沿直径的带电线段转动产⽣的磁感强度．ππ=21bI λω，422200101λωµλωµµ=π?π==b b b I B 3分ππ=22aI λω， 422200202λωµλωµµ=π?π==a a a I B 3分)2/(d 2d 3π=r I λω1分r r B bad 203?π=?λωµabln 20π=λωµ=B )ln (20a b +ππλωµ 3分 4．解：(1) 在线框进⼊磁场之前( 0 ≤t ≤ t 1 )线框作⾃由落体运动：v =gt当g h t t /21==时 hg 21==v v2分(2) 线框底边进⼊磁场后，产⽣感应电流，因⽽受到⼀磁⼒t R IbB F d d 1Φ== (⽅向向上)t y R b B d d 22=vR b B 22= 2分线框运动的微分⽅程为：v R b B mg 22-t md d v= 1分令m Rb B K 22=，求解上式，注意到 t = t 1 时 v = v 1，得]e )([1)(11t t K K g g K ----=v v (t 1 ≤t ≤ t 2 ) 2分当 2t t =， ]e )([1)(1212t t k K g g K ----==v v v(3) 当线框全部进⼊磁场后( t > t 2 )，通过线框的磁通量不随时间变化，线框回路不存在感⽣电流，磁⼒为零．故线框在重⼒作⽤下作匀加速下落，)(22t t g -+=v v即)(]e )([12)(112t t g K g g Kt t K -+--=--v v ( t ≥ t 2 )3分。
大学物理期中考试试卷和答案(E)
XXX学年第二学期《大学物理（2-1）》试卷A卷注意：选择题和填空题答案要填写在题目相应的位置上！计算题在各题空白处答题，填写在其它地方，答案无效！一、选择题（共30分）1．（本题3分）（0329）几个不同倾角的光滑斜面，有共同的底边，顶点也在同一竖直面上．若使一物体（视为质点）从斜面上端由静止滑到下端的时间最短，则斜面的倾角应选(A) 60°．(B) 45°．(C) 30°．(D) 15°．［］2．（本题3分）（0024）绕其对称OC旋转．已知放在碗内表面上的一个小球P相对于碗静止，其位置高于碗底4 cm，则由此可推知碗旋转的角速度约为(A) 10 rad/s．(B) 13 rad/s．(C) 17 rad/s (D) 18 rad/s．［］3．（本题3分）（0089）一辆汽车从静止出发在平直公路上加速前进．如果发动机的功率一定，下面哪一种说法是正确的？(A)汽车的加速度是不变的．(B)汽车的加速度随时间减小．(C)汽车的加速度与它的速度成正比．(D)汽车的速度与它通过的路程成正比．(E)汽车的动能与它通过的路程成正比．［］4．（本题3分）（0479）一质点在几个外力同时作用下运动时，下述哪种说法正确？(A)质点的动量改变时，质点的动能一定改变．(B)质点的动能不变时，质点的动量也一定不变．(C)外力的冲量是零，外力的功一定为零．(D)外力的功为零，外力的冲量一定为零．［］5．（本题3分）（0670）在以加速度a 向上运动的电梯内，挂着一根劲度系数为k 、质量不计的弹簧．弹簧下面挂着一质量为M 的物体，物体相对于电梯的速度为零．当电梯的加速度突然变为零后，电梯内的观测者看到物体的最大速度为(A) k M a /． (B) M k a /．(C) k M a /2． (D) k M a /21． ［ ］6．（本题3分）（0665）一质子轰击一α 粒子时因未对准而发生轨迹偏转．假设附近没有其它带电粒子，则在这一过程中，由此质子和α 粒子组成的系统，(A) 动量守恒，能量不守恒． (B) 能量守恒，动量不守恒．(C) 动量和能量都不守恒． (D) 动量和能量都守恒． ［ ］7．（本题3分）（5036）假设卫星环绕地球中心作圆周运动，则在运动过程中，卫星对地球中心的 (A) 角动量守恒，动能也守恒． (B) 角动量守恒，动能不守恒． (C) 角动量不守恒，动能守恒． (D) 角动量不守恒，动量也不守恒． (E) 角动量守恒，动量也守恒． ［ ］ 8．（本题3分）（5028）如图所示，A 、B 为两个相同的绕着轻绳的定滑轮．A 滑轮挂一质量为M 的物体，B 滑轮受拉力F ，而且F ＝Mg ．设A 、B 两滑轮的角加速度分别为βA 和βB ，不计滑轮轴的摩擦，则有(A) βA ＝βB ． (B) βA ＞βB ．(C) βA ＜βB ． (D) 开始时βA ＝βB ，以后βA ＜βB ． ［ ］9．（本题3分）（0772） 如图所示，一水平刚性轻杆，质量不计，杆长l ＝20 cm ，其上穿有两个小球．初始时，两小球相对杆中心O 对称放置，与O 的距离d ＝5 cm ，二者之间用细线拉紧．现在让细杆绕通过中心O 的竖直固定轴作匀角速的转动，转速为ω 0，再烧断细线让两球向杆的两端滑动．不考虑转轴的和空气的摩擦，当两球都滑至杆端时，杆的角速度为 (A) 2ω 0． (B)ω 0．(C) 21 ω 0． (D)041ω． ［ ］10．（本题3分）（5355）边长为a 的正方形薄板静止于惯性系K 的Oxy 平面内，且两边分别与x ，y 轴平行．今有惯性系K ＇以 0.8c （c 为真空中光速）的速度相对于K 系沿x 轴作匀速直线运动，则从K ＇系测得薄板的面积为(A) 0.6a 2． (B) 0.8 a 2．(C) a 2． (D) a 2／0.6 ． ［ ］ 二、填空题（共30分）11．（本题3分）（0261）一质点从静止出发沿半径R =1 m 的圆周运动，其角加速度随时间t 的变化规律是β =12t 2-6t (SI)， 则质点的角速ω =______________________________； 切向加速度 a t =________________________．12．（本题3分）（0043）沿水平方向的外力F 将物体A 压在竖直墙上，由于物体与墙之间有摩擦力，此时物体保持静止，并设其所受静摩擦力为f 0，若外力增至2F ，则此时物体所受静摩擦力为_____________．13．（本题3分）（0355）假如地球半径缩短 1％，而它的质量保持不变，则地球表面的重力加速度g 增大的百分比是______________．14．（本题3分）（0667）将一质量为m 的小球，系于轻绳的一端，绳的另一端穿过光滑水平桌面上的小孔用手拉住．先使小球以角速度ω1在桌面上做半径为r 1的圆周运动，然后缓慢将绳下拉，使半径缩小为r 2，在此过程中小球的动能增量是_____________．15．（本题3分）（0082）图中，沿着半径为R 圆周运动的质点，所受的几个力中有一个是恒力0F，方向始终沿x 轴正向，即i F F00=.当质点从A 点沿逆时针方向走过3 /4圆周到达B 点时，力0F所作的功为W ＝__________．16．（本题3分）（0100） 已知地球质量为M ，半径为R ．一质量为m 的火箭从地面上升到距地面高度为2R 处．在此过程中，地球引力对火箭作的功为_____________________．17．（本题3分）（0150）质量为20 kg 、边长为1.0 m 的均匀立方物体，放在水平地面上．有一拉力F 作用在该物体一顶边的中点，且与包含该顶边的物体侧面垂直，如图所示．地面极粗糙，物体不可能滑动．若要使该立方体翻转90°，则拉力F 不能小于___________________．18．（本题3分）（0144） 在一水平放置的质量为m 、长度为l 的均匀细杆上，套着一质量也为m 的套管B (可看作质点)，套管用细线拉住，它到竖直的光滑固定轴OO ＇的距离为l 21，杆和套管所组成的系统以角速度ω0绕OO ＇轴转动，如图所示．若在转动过程中细线被拉断，套管将沿着杆滑动．在套管滑动过程中，该系统转动的角速度ω与套管离轴的距离x 的函数关系为_______________．(已知杆本身对OO ＇轴的转动惯量为231ml )19．（本题3分）（4353）已知惯性系S ＇相对于惯性系S 系以 0.5 c 的匀速度沿x 轴的负方向运动，若从S ＇系的坐标原点O ＇沿x 轴正方向发出一光波，则S 系中测得此光波在真空中的波速为____________________________________．20．（本题3分）（4733）已知一静止质量为m 0的粒子，其固有寿命为实验室测量到的寿命的1/n ，则此粒子的动能是____________．三、计算题（共40分）21．（本题10分）（0496）有一水平运动的皮带将砂子从一处运到另一处，砂子经一竖直的静止漏斗落到皮带上，皮带以恒定的速率v水平地运动．忽略机件各部位的摩擦及皮带另一端的其它影响，试问：(1) 若每秒有质量为q m=d M/d t的砂子落到皮带上，要维持皮带以恒定速率v运动，需要多大的功率？(2) 若q m=20 kg/s，v＝1.5 m/s，水平牵引力多大？所需功率多大？22．（本题10分）（0167）如图，光滑斜面与水平面的夹角为α= 30°，轻质Array弹簧上端固定．今在弹簧的另一端轻轻地挂上质量为M = 1.0 kg的木块，则木块沿斜面向下滑动．当木块向下滑x = 30 cm时，恰好有一质量m = 0.01 kg的子弹，沿水平方向以速度v= 200 m/s射中木块并陷在其中．设弹簧的劲度系数为k = 25 N/m．求子弹打入木块后它们的共同速度．23．（本题10分）（0231）在半径为R 的具有光滑竖直固定中心轴的水平圆盘上，有一人静止站立在距转轴为R 21处，人的质量是圆盘质量的1/10．开始时盘载人对地以角速度ω0匀速转动，现在此人垂直圆盘半径相对于盘以速率v 沿与盘转动相反方向作圆周运动，如图所示． 已知圆盘对中心轴的转动惯量为221MR ．求：(1) 圆盘对地的角速度．(2) 欲使圆盘对地静止，人应沿着R 21圆周对圆盘的速度v的大小及方向？ω24．（本题10分）（1）（本题5分）（5357）设有宇宙飞船A和B，固有长度均为l0 = 100 m，沿同一方向匀速飞行，在飞船B上观测到飞船A的船头、船尾经过飞船B船头的时间间隔为 t = (5/3)×10-7 s，求飞船B 相对于飞船A的速度的大小．（2）（本题5分）（8019）列举经典的力学相对性原理与狭义相对论的相对性原理有何不同。
大学物理试题(含答案)
故：
k1 5, k2 8
(a b) sin k11
k11 5 6562 A ab 5.0 106 m sin sin 41
V2 Q1 A RT ln 5.35 103 J V1 T2 1 2）由热机效率： 1 T1 4
A 1 Q1 A 1.34 103 J Q1 4 4
3）
Q2 Q1 A 4.01103 J
3、一平面简谐波在 t = 0 时刻的波形图，设此简谐波的频率为 250Hz，且此时质点P 的运动方向向下，求 1）该波的波动方程； 2）在距原点O为 100m 处质点的 振动方程与振动速度表达式。 y (m) 2A / 2 P 解：1）由题意知： 2 500 传播方向向左。 o 设波动方程为： A
x2 0.05 cos(t 19 / 12) 2
其合成运动的运动方程为 x = (
0.05 cos(t
)
12
)
5、有两个同相的相干点光源 S1 和 S2 ，发出波长为 λ 的光。A 是它们连线的中垂线上的一点。若 在S1与A之间插入厚度为 e、折射率为n 的薄玻璃片，则两光源发出的光在A点的位相 差△φ =（ ）。若已知 λ = 5000Å，n = 1.5，A点恰为 第四级明纹中心，则 e = ( )Å。 2 e S1 (n 1)e n A
√
9、一束自然光自空气射向一块平板玻璃，设入射角等于布儒 斯特角 i0 。则在界面2 的反射光
√
A)自然光 B）完全偏振光且光矢量的 振动方向垂直于入射面。 C）完全偏振光且光矢量的 振动方向平行于入射面。 D）部分偏振光
i0
大学物理试卷及答案
大学物理试卷（二）班级：_________________ 姓名：_________________ 学号：_________________ 日期：________年________月________日成绩：_________________ 一、选择题（单选题，每题3分）1．关于机械能守恒条件和动量守恒条件有以下几种说法，其中正确的是(A) 不受外力作用的系统，其动量和机械能必然同时守恒．(B) 所受合外力为零，内力都是保守力的系统，其机械能必然守恒．(C) 不受外力，而内力都是保守力的系统，其动量和机械能必然同时守恒．(D) 外力对一个系统做的功为零，则该系统的机械能和动量必然同时守恒．［］2．关于可逆过程和不可逆过程的判断：(1) 可逆热力学过程一定是准静态过程．(2) 准静态过程一定是可逆过程．(3) 不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程．(4) 凡有摩擦的过程,一定是不可逆过程．以上四种判断，其中正确的是(A) (1)、(2)、(3)． (B) (1)、(2)、(4)．(C) (2)、(4)． (D) (1) 、(4) ［］3．一平面简谐波以速度u沿x轴正方向传播，在t = t＇时波形曲线如图所示．则坐标原点O的振动方程为(A) ．(B) ．(C) ．(D) ．［］4．当一平面简谐机械波在弹性媒质中传播时，下述各结论哪个是正确的？(A) 媒质质元的振动动能增大时，其弹性势能减小，总机械能守恒．(B) 媒质质元的振动动能和弹性势能都作周期性变化，但二者的相位不相同．(C) 媒质质元的振动动能和弹性势能的相位在任一时刻都相同，但二者的数值不相等．(D) 媒质质元在其平衡位置处弹性势能最大．［］5．在驻波中，两个相邻波节间各质点的振动(A) 振幅相同，相位相同． (B) 振幅不同，相位相同．(C) 振幅相同，相位不同． (D) 振幅不同，相位不同．［］6．正在报警的警钟，每隔0.5 秒钟响一声，有一人在以72 km/h的速度向警钟所在地驶去的火车里，这个人在1分钟内听到的响声是（设声音在空气中的传播速度是340 m/s）．(A) 113 次． (B) 120 次．(C) 127 次． (D) 128 次．［］7．根据惠更斯－菲涅耳原理，若已知光在某时刻的波阵面为S，则S的前方某点P的光强度决定于波阵面S上所有面积元发出的子波各自传到P点的(A) 振动振幅之和． (B) 光强之和．(C) 振动振幅之和的平方． (D) 振动的相干叠加．［］8．一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光(A) 是自然光．(B) 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面．(C) 是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面．(D) 是部分偏振光．［］9．(1)对某观察者来说，发生在某惯性系中同一地点、同一时刻的两个事件，对于相对该惯性系作匀速直线运动的其它惯性系中的观察者来说，它们是否同时发生？(2)在某惯性系中发生于同一时刻、不同地点的两个事件，它们在其它惯性系中是否同时发生？关于上述两个问题的正确答案是：(A) (1)同时，(2)不同时．(B) (1)不同时，(2)同时．(C) (1)同时，(2)同时．(D) (1)不同时，(2)不同时．［］10．在惯性参考系S中，有两个静止质量都是m0的粒子A和B，分别以速度v沿同一直线相向运动，相碰后合在一起成为一个粒子，则合成粒子静止质量M0的值为 (c表示真空中光速) (A) 2 m0． (B) 2m0．(C) ． (D) ．［］二填空题（共30分）1．（本题3分）在半径为R的圆周上运动的质点，其速率与时间关系为（式中c为常量），则从t = 0到t时刻质点走过的路程S(t) =________________________；t时刻质点的切向加速度at=_________________________________；t时刻质点的法向加速度an=________________________．2．（本题3分）质点在几个力作用下，沿曲线 (SI) 运动，若其中一力为 (SI) ，则该力在质点由P1 (0，1)到P2 (1，0)运动的过程中所做的功为___________________．3．（本题4分）在平衡状态下，已知理想气体分子的麦克斯韦速率分布函数为f(v)、分子质量为m、最概然速率为vp，试说明下列各式的物理意义：(1) 表示_____________________________________________；(2) 表示__________________________________________．4．（本题4分）有A和B两个汽笛，其频率均为404 Hz．A是静止的，B以3.3 m/s的速度远离A．在两个汽笛之间有一位静止的观察者，他听到的声音的拍频是（已知空气中的声速为330 m/s）____________．5．（本题4分）如图所示，假设有两个同相的相干点光源S1和S2，发出波长为l的光．A 是它们连线的中垂线上的一点．若在S1与A之间插入厚度为e、折射率为n的薄玻璃片，则两光源发出的光在A点的相位差Df＝________．若已知l＝500 nm，n＝1.5，A点恰为第四级明纹中心，则e＝_____________nm．(1 nm =10-9 m)6．（本题3分）用波长为l的单色光垂直照射折射率为n2的劈形膜(如图)图中各部分折射率的关系是n1＜n2＜n3．观察反射光的干涉条纹，从劈形膜顶开始向右数第5条暗条纹中心所对应的厚度e＝____________________．7．（本题3分）设天空中两颗星对于一望远镜的张角为4.84×10-6 rad，它们都发出波长为550 nm的光，为了分辨出这两颗星，望远镜物镜的口径至少要等于_____________ cm．(1 nm = 10-9 m)8．（本题4分）用方解石晶体(no＞ne)切成一个顶角A＝30°的三棱镜，其光轴方向如图，若单色自然光垂直AB面入射(见图)．试定性地画出三棱镜内外折射光的光路，并画出光矢量的振动方向．9．（本题3分）一列高速火车以速度u驶过车站时，固定在站台上的两只机械手在车厢上同时划出两个痕迹，静止在站台上的观察者同时测出两痕迹之间的距离为1 m，则车厢上的观察者应测出这两个痕迹之间的距离为_________________________．三计算题（每小题10分，共30分）1．一质量为M、长为l的均匀细棒，悬在通过其上端O且与棒垂直的水平光滑固定轴上,开始时自由下垂，如图所示．现有一质量为m的小泥团以与水平方向夹角为a 的速度击在棒长为3/4处,并粘在其上．求：(1) 细棒被击中后的瞬时角速度；(2) 细棒摆到最高点时，细棒与竖直方向间的夹角q．2．如图，器壁与活塞均绝热的容器中间被一隔板等分为两部分，其中左边贮有1摩尔处于标准状态的氦气(可视为理想气体)，另一边为真空．现先把隔板拉开，待气体平衡后，再缓慢向左推动活塞，把气体压缩到原来的体积．求氦气的温度改变多少？3．如图所示，质量为m、长度为L的均匀细杆，挂在无摩擦的固定轴O上．杆的中点C与端点A分别用劲度系数为k1和k2的两个轻弹簧水平地系于固定端的墙上．杆在铅直位置时，两弹簧无变形，求细杆作微小摆动的周期．4．一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为a=2×10-3 cm，在光栅后放一焦距f=1 m的凸透镜，现以l=600 nm (1 nm=10-9 m)的单色平行光垂直照射光栅，求：(1) 透光缝a的单缝衍射中央明条纹宽度为多少？(2) 在该宽度内，有几个光栅衍射主极大？大学物理试卷（二）答案一选择题（每小题3分，共30分）1．C；2．D；3．D；4．D；5．B；6．C；7．D；8．B；9．A；10．D二填空题（共 30分）1．（2分）；2ct （1分）；c2t4/R （1分）。
大学物理试卷带答案
第一部分 选择题与填空题 （共60分）单项选择题（共10小题, 每题3分, 共30分）1. 一运动质点在某瞬时位于矢径 的端点处, 其速度大小为 (A) t r d d (B) t r d d (C) t r d d (D) 22d d d d ⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛t y t x ［ ］ 2. 人造地球卫星绕地球作椭圆轨道运动, 卫星轨道近地点和远地点分别为A 和B. 用L 和EK 分别表示卫星对地心的角动量及其动能的瞬时值, 则应有(A) LA>LB, EKA>EkB. (B) LA=LB, EKA<EKB.(C) LA=LB, EKA>EKB ． (D) LA<LB,EKA<EKB ． ［ ］3. 一轻绳跨过一具有水平光滑轴、质量为M 的定滑轮, 绳的两端分别悬有质量为m1和m2的物体(m1＜m2), 如图所示. 绳与轮之间无相对滑动. 若某时刻滑轮沿逆时针方向转动, 则绳中的张力(A) 处处相等. (B) 左边大于右边. C) 右边大于左边. (D) 哪边大无法判断.［ ］(A) 图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线； (B) / =4.(C) 图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线； (D) / ＝1/4.(E) 图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线； (F) / ＝1/4.图中ｂ表示氧气分子的速率分布曲线； / ＝ 4.［］5. 1 mol 理想气体从p －V 图上初态a 分别经历如图所示的(1) 或(2)过程到达末态b. 已知Ta<Tb , 则这两过程中气体吸收的热量Q1和Q2的关系是(A) Q1> Q2>0. (B) Q2> Q1>0. (C) Q2< Q1<0. (D) Q1< Q2<0. 得分 评阅人 m 2 m 1 O 4. 设图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧令 和 分别表示氧气和氢气的最概然速率, 则v f (v )O a b V p O a b (1)(2)(E)Q1=Q2>0. ［ ］6. 如图所示, 在坐标(a, 0)处放置一点电荷＋q, 在坐标(－a, 0)处放置另一点电荷－q. P 点是y 轴上的一点, 坐标为(0, y). 当y>>a 时, 该点场强的大小为:(A) . (B) .(C) . (D) .[ ]7.关于静电场中某点电势值的正负, 下列说法中正确的是......(A) 电势值的正负取决于置于该点的试验电荷的正负.(B) 电势值的正负取决于电场力对试验电荷作功的正负.(C) 电势值的正负取决于电势零点的选取.(D) 电势值的正负取决于产生电场的电荷的正负. ［ ］8. 均匀磁场的磁感强度 垂直于半径为r 的圆面. 今以该圆周为边线, 作一半球面S, 则通过S 面的磁通量的大小为(A) 2r2B. (B) r2B.(C) 0. (D) 无法确定的量. ［ ］9. 两根无限长平行直导线载有大小相等方向相反的电流I, 并各以dI /dt 的变化率增长, 一矩形线圈位于导线平面内(如图), 则:(A) 线圈中无感应电流.(B) 线圈中感应电流为顺时针方向.(C) 线圈中感应电流为逆时针方向.(D) 线圈中感应电流方向不确定. ［ ］10. 在某地发生两件事, 静止位于该地的甲测得时间间隔为4 s, 若相对于甲作匀速直线运动的乙测得时间间隔为5 s, 则乙相对于甲的运动速度是(c 表示真空中光速)(A) (4/5) c. (B) (3/5) c.二、填空题（共10小题, 每题3分, 共30分） 1. 一个力F 作用在质量为 1.0 kg 的质点上, 使之沿x 轴运动. 已知在此力作用下质点的运动学方程为 (SI). 在0到4 s 的时间间隔内,(1) 力F 的冲量大小I =__________________.I I(C) (2/5) c. (D) (1/5) c. ［ ］得分评阅人(2) 力F 对质点所作的功W =________________.2. 长为l 、质量为M 的匀质杆可绕通过杆一端O 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. 有一质量为m 的子弹以水平速度 射入杆上A 点, 并嵌在杆中, OA ＝2l / 3, 则子弹射入后瞬间杆的角 速度＝__________________________.(1) 3. 2 g 氢气与2 g 氦气分别装在两个容积相同的封闭容器内, 温度也相同.(氢气分子视为刚性双原子分子)氢气分子与氦气分子的平均平动动能之比 ＝__________.氢气与氦气压强之比 ＝ ______________________.4. 1 mol 的单原子理想气体, 从状态I (p1,V1)变化至状态II(p2,V2), 如图所示, 则此过程气体对外作的功为__________ ______________, 吸收的热量为______________________.5. 热力学第二定律的开尔文表述和克劳修斯表述是等价的,表明在自然界中与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的, 开尔文表述指出了_______________________________的过程是不可逆的, 而克劳修斯表述指出了________________的过程是不可逆的．6. 电荷分别为q1和q2的两个点电荷单独在空间各点产生的静电场强分别为和 , 空间各点总场强为 ＝ ＋ . 现在作一封闭曲面S, 如图所示, 则以下两式分别给出通过S 的电场强度通量＝______________________________,＝________________________________.0vA O2l /3m(3) 氢气与氦气内能之比 ＝____ O II (p ,V 2)I (p 1,V 1q 1 q 27. 静电场中有一质子(带电荷e ＝1.6×10-19 ) 沿图示路径从a 点经c 点移动到b点时, 电场力作功8×10-15 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Ub ＝________..8. 在如图所示的回路中, 两共面半圆的半径分别为a 和b, 且有公共圆心O, 当回路中通有电流I 时, 圆心O 处的磁感强度B0 =___________________, 方向___________________.9. 如图, 一根载流导线被弯成半径为R 的1/4圆弧, 其电流方向由a →b,放在磁感强度为B 的均匀磁场中, 则载流导线ab 所受磁场的作用力的大小为____________ , 方向_________________．10. 狭义相对论的两条基本原理中, 相对性原理说的是________________________________________________________________________________ ；光速不变原理说的是_______________________________________________________________________ .第二部分 计算题与证明题（共4小题, 每题10分, 共40分）I a bOB三、（本题10分）一轴承光滑的定滑轮, 质量为M ＝2.00 kg, 半径为R ＝0.100 m,一根不能伸长的轻绳, 一端固定在定滑轮上, 另一端系有一质量为m ＝5.00 kg的物体, 如图所示. 已知定滑轮的转动惯量为J ＝ , 其初角速度 0＝10.0 rad/s, 方向垂直纸面向里. 求: (1) 定滑轮的角加速度的大小和方向； (2) 定滑轮的角速度变化到＝0时, 物体上升的高度；(3) 当物体回到原来位置时, 定滑轮的角速度的大小和方向．四、（本题10分）长直导线与矩形单匝线圈共面放置, 导线与线圈的长边平行. 矩形线圈的边长分别为a 、b, 它到直导线的距离为c (如图). 当长直导线中通有电流I = I0sin t 时, 求矩形线圈中的感应电动势.五、（本题10分）在实验室中测得电子的速度是0.8c, c 为真空中的光速. 假设一观察者相对实验室以0.6c 的速率运动, 其方向与电子运动方向相同, 试求该观察者测出的电子的动能和动量是多少？ （电子的静止质量me ＝9.11×10(31kg ）六、（本题10分）电荷Q 均匀分布在半径为R 的球体内. 设无穷远处为电势零点,试证明: 距离球心r(r ＜R)处的电势为合肥工业大学2004-2005学年第一学期《大学物理》（Ш）参考答案及评分标准第一部分 选择题与填空题 （共60分）m M R 0 得分 评阅人a b c 得分 评阅人 得分 评阅人选择题（本大题共10小题, 每小题3分, 共30分）1.D2.C3.C4.B5.A6.C 7、C 8、B 9、B 10、B二、填空题（本大题共10小题, 每小题3分, 共30分）1. 16 N ·s 1分176 J 2分2. 3分3. 11分2 1分10/3 1分 4. 1分))((21)(2312211122V V p p V p V p -++- 2分 5. 功变热 2分热传导 1分6. q1 / 0 1分( q 1+q 2) / ε0 2分7. －8×10-15 J 2分－5×104 V 1分8. 2分垂直纸面向里. 1分9. 2分沿y 轴正向 1分10. 一切彼此相对作匀速直线运动的惯性系对于物理学定律都是等价的 1分一切惯性系中, 真空中的光速都是相等的 2分第二部分 计算题与证明题（共4小题, 每题10分, 共40分）三、解: (1) ∵ mg －T ＝ma 1分 TR ＝J β 2分 a ＝R β 1分∴ β = mgR / (mR 2＋J )()R M m mg MR mR mgR +=+=222122 ＝81.7 rad/s 2 1分方向垂直纸面向外. 1分(2) ∵ βθωω2202-= 当＝0 时,物体上升的高度h = R θ = 6.12×10-2 m 2分(3) ==βθω210.0 rad/s ...... 方向垂直纸面向外.................2分四、解: 若长直导线中通有变化的电流 , 由安培环路定律可得空间的磁场分布为. 3分穿过矩形线圈的磁通为⎰⎰⋅+π==a c cr b r I S B d 12d 10μΦ aa c bI +π=ln 210μ 4分由法拉第电磁感应定律可得矩形回路中的感应电动势为:t aa cb I dt d ωωμεcos ln 200+-=Φ-=π 3分五、解: 设实验室为K 系, 观察者在K ′系中, 电子为运动物体. 则K ′对K 系的速度为u = 0.6c, 电子对K 系速度为vx = 0.8c. 电子对K ′系的速度T T mg ac c u u x x x 385.0)/(12=--='v v v 3分 观察者测得电子动能为J 1085.6)1)/(11(15220-⨯=-'-=c c m E x K v 4分 动量为 x m p v '=2)/(1c m x xv v '-'=＝1.14×10-22 kg ·m/s 3分六、证: 半径为r 处的电势应为以r 为半径的球面以内的电荷在该处产生的电势U1和球面外电荷产生的电势U2的叠加, 即 U= U1 + U2球面内电荷产生的电势 3020330144/4RQr r R Qr r q U i εεεπ=π=π= 4分 球面外电荷产生的电势.在球面外取 ─→ ＋d 的薄层. 其上电...............r r RQ r r R Q dq ''=''ππ=d 3d 43/42323 它对该薄层内任一点产生的电势为r r RQ r q U ''π='π=d 434d d 3002εε ⎰⎰''π==R r r r R Q U U d 43d 3022ε()302283R r R Q επ-= 4分 ()()302230223022183834Rr R Q R r R Q R Qr U U U εεεπ-=π-+π=+= 2分 若根据电势定义 直接算出, 即同样给分.。
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0
___0____。现有图 1-1
所示的三个闭合曲面 S1、
L
号 S2、S3，则通过这些闭合曲面的电场强度通量分别是：
1=
3q/0
；2 =
0
； 3 = -q/0
。
图 1-1
图 1-2
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7、处于静电平衡状态的导体，其内部电场强度 E=___0___,因此
从图 1-2 所示的平衡、实心导体椭球上 A 点移动一个点电荷 q 分
做______________。
11、真空中有三条载流导线，一个闭合路径，如图 1-3 所示。则闭
合路径上的磁感应强度的路径积分为_____________。
图 1-3
12、在磁场中某点放一很小的平面试验线圈，若线圈面积减小一半，且其中电流增大一
倍，该线圈所受最大磁力矩是原来的
倍。
二、选择题（本题共 15 分，每题 3 分）
(A) 20 . (B) 2 0 . (C) 40 . (D) 30/2 .
5、真空中边长为 a 的正方体一个面心上放置一个电荷 Q，通过该正方体的总电通量为：[ ] 。
A. Q ； 4
B. Q ； 8 0
C. Q ； 2 0
三、判断题（本题共 5 分，每小题 1 分）
D. Q 6
得分
1、静电场是无旋场，感生电场是无源场。（ √ ）
2、任意时刻 an 0 的运动是匀速直线运动。（ × ）
3、动生电动势的大小有时可以用电磁感应定律求解。（ √ ）
4、两个线圈之间的互感应系数只和线圈结构有关，与其相对位置无关。（ ×
5、 跳水运动员的翻腾和转体动作过程可以用角动量守恒规律加以解释。（ √
图 3-4
共 6 页第 6 页
5、两相互平行无限长的直导线载流导线，导体杆 CD 与两导线共面，相对位置如图 3-5 所示。CD 杆以速度 v 平行于载流导线向右运动，求 CD 杆中的感应电动势，并判断当 a≤b 时 C、D 两端哪端电势较高？
图 3-5
诚 09 / 10 学年第 二 学期《 大学物理 》试卷 甲（答案）
图 1-2 所示的平衡、实心导体椭球上 A 点移动一个点电荷 q 分别到
达 B、C 两点，静电场力做功都等于________。
8、两个正点电荷所带电量分别为 q1 和 q2，当它们相距 r 时，两电
荷之间相互作用力为 F=
。若 q1+q2=Q，欲使距离恒
定条件下两点电荷间的作用力最大，则 q1：q2=
别到达 B、C 两点，静电场力做功都等于___0_____。
8、两个正点电荷所带电量分别为 q1 和 q2，当它们相距 r 时，两 电荷之间相互作用力为 F= q1q2/40r2 。若 q1+q2=Q，欲使
距 离 恒 定 条 件 下 两 点 电 荷 间 的 作 用 力 最 大 ， 则 q1 ： q2=
。
9、平行板电容器板间为真空时电容为 10F，充电后与电源断开，
然后充满相对介电常数为 εr=2.4 的各向均匀介质，则电容 C
为
。
10 、 导 体 在 ________ 作 用 下 产 生 电 荷 重 新 分 布 的 现 象 叫 做
___________；而电介质在外电场作用下产生极化面电荷的现象叫
转动，杆对转轴的角动量的大小 L
；杆的转动动能
Ek
，该杆所受合外力矩为_________。
专 4、做变速圆周运动的质点，质量为 1kg,轨道半径为 1m，其路程 S 随时间 t 变化的规律为
业 班 级
S=2t3-4( SI )，任意 2 秒末其切向加速度 at = ________。法向加速度 an = _______________，
知 RA<RC＜RB,若从某时刻起,它们受到相同的阻力矩,则 (A) C 先停转. (B) B 先停转. (C) A 先停转. (D) A、C 同时停转.
图 1-5
4、芭蕾舞演员可绕过脚尖的铅直轴旋转,当她伸长两手时的转动惯量为 I0，角速度为0,当她突然收 臂使转动惯量减小 I0 /3 时,其角速度应为
名
2
程为_____________，任意时刻 t 其速度矢量 力大小为________牛顿。
____________米/秒；t=1 秒时物体所受合外
2、质点的惯性大小用质点的_______描述，刚体的转动惯量的大小与刚体的
、
刚体
和转轴的
有关。
3、一根匀质细杆，质量为 m 、长度为 l ，绕通过中心且与杆垂直的轴线以角速度 作匀角速
(A) 20 . (B) 2 0 . (C) 40 . (D) 30/2 .
5、真空中边长为 a 的正方体一个面心上放置一个电荷 Q，通过该正方体的总电通量为：（ C ） 。
A. Q ； 4
B. Q ； 8 0
C. Q ； 2 0
D. Q 6
三、判断题（本题共 5 分，每小题 1 分）
t2
i
tj
(SI 制)
，则该质点的轨道方
2
程为 x y 2 / 2 ，任意时刻 t 其速度矢量 ti j 米/秒；t=1 秒时物体所受合外力大小为
____10____牛顿。
2、质点的惯性大小用质点的___质量____描述，刚体的转动惯量的大小与刚体的
总质
量 、刚体 质量分布
和转轴的 位置 有关。
图 1-4
2、现有半径为 R 的单匝金属载流环，通以电流 I，若将其电流加倍，同时该导线弯成匝
数 N 4的平面圆线圈（导线长度不变），则线圈中心的磁感应强度是原来的（ A ）
（A）32 倍；
（B）16 倍；
（C）8 倍；
（D）1/16 倍；
共 6 页第 3 页
3、质量相同的三个均匀刚体 A、B、C(如图 7.1 所示)以相同的角速度绕其对称轴旋转, 己
诚 《大学物理学》试卷
信
考
闭（开）卷
答题时间： 120 分钟
试 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十
总分
杜 得分
绝
作
共 6 页第 1 页
弊 一、填空题（本题共 30 分，每小题 1 分） 得分
姓
1、已知一质量
m=10.0kg
的质点，其运动方程为 r
t2
i
tj
(SI 制)
，则该质点的轨道方
知 RA<RC＜RB,若从某时刻起,它们受到相同的阻力矩,则（ C ） (A) C 先停转. (B) B 先停转. (C) A 先停转. (D) A、C 同时停转.
图 1-5
4、芭蕾舞演员可绕过脚尖的铅直轴旋转,当她伸长两手时的转动惯量为 I0，角速度为0,当她突然 收臂使转动惯量减小 I0 / 3 时,其角速度应为（ D ）
向心力为________。
5、一质点所受的某个外力为
F 2t i 3t 2 j (S I) 作用于质点 m=1kg 的物体上，则 0～1s
内质点受到该力的冲量为 I =
，如该质点只沿着 x 轴运动，且 x 3t ，则前 2
秒内该力做的功为___________.
6、静电场在高斯面上的电场强度通量 E dS _____；静电场强度沿着任意闭合
得分
2、如图3-2所示，均匀圆盘状滑轮质量为2m，半径为r，在绳 与轮缘的摩擦力作用下旋转，两物块间用不可伸长的轻绳跨过
滑轮连接，质量均为m。试计算： (1)m=0时滑轮转动的角加速度。 (2)m=0.5时物块的加速度。
图 3-1
图 3-2
共 6 页第 5 页 3、一个半径为 R 的均匀带圆弧，电荷线密度为。建立适当的坐 标系:
1、图 1-4 所示 4 个闭合电路的一部分导线 ab 处于匀强磁场中（其余部分没有动生电动势），其 中导线都在纸面内运动，则下列判断中正确的是（ D ）
A．都会产生感应电流。
B．都不会产生感应电流。
C．甲、乙不会产生感应电流，丙、丁会产生感应电流。
D．甲、丙会产生感应电流，乙、丁不会产生感应电流。
3、一根匀质细杆，质量为 m 、长度为 l ，绕通过中心且与杆垂直的轴线以角速度 作匀角速
转动，杆对转轴的角动量的大小 L
ml2/12
；杆的转动动能 Ek
专 ml2/24
，该杆所受合外力矩为_____0____。
业 4、做变速圆周运动的质点，质量为 1kg,轨道半径为 1m，其路程 S 随时间 t 变化的规律为
路径的第二类曲线积分
EBiblioteka drS
_______。现有图
1-1
所示的三个闭合曲面
S1、S2、
L
学 S3，则通过这些闭合曲面的电场强度通量分别是：
籍 1=
；2 =
； 3 =
。
号
图 1-1
图 1-2
共 6 页第 2 页
7、处于静电平衡状态的导体，其内部电场强度 E=______,因此从
1、静电场是无旋场，感生电场是无源场。
2、任意时刻 an 0 的运动是匀速直线运动。
3、动生电动势的大小有时可以用电磁感应定律求解。 4、两个线圈之间的互感应系数只和线圈结构有关，与其相对位置无关。 5、 跳水运动员的翻腾和转体动作过程可以用角动量守恒规律加以解释。
（） （）
（） （） （）
共 6 页第 4 页 四、计算题（本题共 50 分，每小题 10 分） 1、如题3-1图所示，一匀质细杆质量为m，长为l，可绕过一端O的 水平轴自由转动，杆于水平位置由静止开始摆下．求 ： (1)初始时刻的角加速； (2)杆与铅锤线夹角时的角速度和转动动能.
得分
） ）