大学物理学试卷3及答案

—填空题(共32分)

1．(本题3分)(0282)

如果一个箱子与货车底板之间的静摩擦系数为μ，当这货车爬一与水平方向

成θ角的平缓山坡时，要不使箱子在车底板上滑动，车的最大加速度

a max=____________.

2．(本题3分)(0404)

地球的质量为m，太阳的质量为M地心与日心的距离为R，引力常量为G，

则地球绕太阳作圆周运动的轨道角动量为L=___________.

3。(本题3分)(4273)

一定量H2气(视为刚性分子的理想气体)，若温度每升高1K，其内能增加41.6

J，则该H2气的质量为___________(普适气体常量R=8.31J·mol-1·k-1)

4.(本题3分）（0238）

处于平衡态A的一定量的理想气体，若经准静态等体过程变到平衡态B，将

从外界吸收热量416 J，若经准静态等压过程变到与平衡态B有相同温度的平衡

态C，将从外界吸收热量582J，所以，从平衡态A变到平衡态C的准静态等压

过程中气体对外界所作的功为______________________.

5.(本题4分)(4109)

一定量的某种理想气体在等压过程中对外作功为200J．若此种气体为单

原子分子气体，则该过程中需吸热__________J；若为双原子分子气体，则

需吸热_____________J.

6．(本题3分)(0260)

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．

7．(本题3分)(1237)

两个电容器1和2，串联以后接上电动势恒定的电源充电．在电源保持联接

的情况下，若把电介质充入电容器2中，则电容器1上的电势差________________；电容器1极板上的电荷_______________________(填增大、减小、不变)

8．(本题3分)(2521)

一线圈中通过的电流I随时间t变化

的曲线如图所示．试定性画出自感电动

势єL随时间变化的曲线．(以I的正向作

为є的正向)

9．(本题3分)(3032)

已知两个简谐振动的振动曲线如图所示．两

简谐振动的最大速率之比为_____________

10．(本题4分)(0461)

波长为600nm的单色平行光，垂直入射到缝宽为a=0.60mm的单缝上，缝

后有一焦距f '=60cm的透镜，在透镜焦平面上观察衍射图样．则：中央明纹的宽度为_________，两个第三级暗纹之间的距离为_________．(1nm=10—9m)

二计算题(共63分)

11。(本题l0分)(0080)

某弹簧不遵守胡克定律．设施力F，相应伸长为x，力与伸长的关系为

F=52.8x+38.4x2(SI)求：

(1)将弹簧从伸长x1=0.50 m拉伸到伸长x2=1.00 m时，外力所需做的

功.

(2)将弹簧横放在水平光滑桌面上，一端固定，另一端系一个质量为2.17kg

的物体，然后将弹簧拉伸到一定伸长x2=1.00 m，再将物体由静止释放，求

当弹簧回到x1=0.50 m时，物体的速率．

(3)此弹簧的弹力是保守力吗?

12．(本题8分)(0ll5)

有一半径为R的圆形平板平放在水平桌面上，平板与水平桌面的摩擦系数为μ，若平板绕通过其中心且垂直板面的固定轴以角速度ω0开始旋转，它将在旋转

几圈后停止? (已知圆形平板的转动惯量J=2

1

mR2，其中m 为圆形平板的质量)

13．(本题l0分)(0389)

实验表明，在靠近地面处有相当强的电场，电场强度E垂直于地面向下，大

小约为100N／C；在离地面1.5km高的地方，E也是垂直于地面向下的，大小约为25N／C．

(1)假设地面上各处E都是垂直于地面向下，试计算从地面到此高度大气中

电荷的平均体密度；·

(2)假设地表面内电场强度为零，且地球表面处的电场强度完全是由均匀分

布在地表面的电荷产生，求地面上的电荷面密度．(已知：真空介电常量ε0=8.85 X10-12C2·N-1·m-2)

14．(本题10分)(0313)

如图所示，电阻为R、质量为m、宽为l的矩形导电回路．从

所画的静止位置开始受恒力F的作用．在虚线右方空间内有磁

感强度为B且垂直于图面的均匀磁场．忽略回路自感．求在回

路左边未进入磁场前，作为时间函数的速度表示式．

15．(本题5分)(2408)

一面积为S 的单匝平面线圈，以恒定角速度ω在磁感强度B =B 0sinωt k 的均

匀外磁场中转动，转轴与线圈共面且与B 垂直(k 为沿z 轴的单位矢量)．设t=0 时线圈的正法向与k 同方向，求线圈中的感应电动势．

16．(本题l0分)(3146)

如图为一平面简谐波在t=0时刻的波形图，已知波

速u=20m ／s ．试画出P 处质点与Q 处质点的振动曲线,

然后写出相应的振动方程．

17．(本题10分)(3182)

在双缝干涉实验中，波长λ=550nm 的单色平行光垂直入射到缝间距a=2X 10-4m 的双缝上，屏到双缝的距离D=2m ．求：

(1)中央明纹两侧的两条第10级明纹中心的间距；

(2)用一厚度为e=6.6X10-5m 、折射率为n=1.58的玻璃片覆盖一缝后，零 级明纹将移到原来的第几级明纹处?(1nm=10-9m)

三、 回答问题(共5分)

18．(本题5分)(1354)

在一个带有正电荷的大导体球附近一点P 处，放置一个电荷为+q 的点电荷， 测得点电荷受力为F ；若考虑到电荷q 不是足够小时，由E=F ／q 得出的值比原 来P 点的场强值大还是小?若大导体球上带负电荷，情况又如何?

一填空题（共32分）

1．（本题 3分）（0282） g )sin cos (θθμ- 3分

2．（本题 3分）（0404）

GMR m 3分

3．（本题 3分）（4273） kg 3

100.4-⨯ 3分

4．（本题 3分）（0238）

J 166 3分

5．（本题 4分）（4109）

500 2分 700 2分

6．（本题 3分）（0260）

功变热 2分 热传导 2分

7．（本题 3分）（1237） 增大 1分 增大 2分

8．（本题 3分）（2521）

答案见图 3分

9．（本题 3分）（3032）

1:1 3分

10．（本题4分）（0461）

1.2 mm 2分