农林类物理试卷及答案

XX 大学2010-2011学年第一学期考试试卷 B
大学物理2（农林类48学时）
注意事项：
1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。

2. 请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。

3. 不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。

4. 满分100分，考试时间为120分钟。

一、选择题（共20分,每题2分）
1.如图所示，S
1
＞S 2＞S 3 ，则水在水平管道中作稳定流动 时，P 1,P 2,P 3 三者关系是（ ） A 、P 1＜P 2＞P 3 B 、 P 1＜P 2＜P 3 C 、P 1＞P 2＞P 3 D 、不能判断
2. 农业上，旱地栽培植物时在每次栽培苗株后总要将苗株附近的土壤压紧，以使苗株能获得土壤中的水分，其物理机理是（ ）。

A 、重力作用
B 、毛细现象
C 、渗透压
D 、蒸腾作用
3.一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们（ ）
A 、 温度相同、压强相同。

B 、温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强。

C 、温度、压强都不相同。

D 、温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强。

4. 一个均匀带电球形橡皮气球，在其被吹大的过程中，场强发生变化的空间为 ( )。

A 、气球内部；
B 、气球外部；
C 、气球表面掠过的区域；
D 、所有空间 5．右图中通电导线（电流强度为I ）在1/2中心O 处产生的磁感应强度为:（ ）
0000.
;.
;.
;.
;
2468I
I
I
I
A B C D R
R
R
R
μμμμ6.1mol 单原子分子在温度为T 时的内能为: ( A ．
32
kT B ．
52
kT C ．
52
R T D ．
32R T
7. 一带电粒子，垂直射入均匀磁场，如果粒子质量增大到2倍，入射速度增大到2倍，磁场的磁感应强度增大到4倍，通过粒子运动轨道所包围范围内的磁通量增大到原来的（ ）
A. 1/2倍
B.1/4倍
C. 2倍
D. 4倍 8光的干射的本质是（ ）
A.光的波动性
B.光的粒子性 C ．光的反射 D.光的折射 9. 两根平行的金属线载有沿同一方向流动的电流，这两根导线将（ ）
A ．互相吸引 B.互相排斥 C ．先排斥后吸引 D. 先吸引后排斥 10. 在光栅衍射中，下列说法正确的是（ ）。

A . 光通过多缝只发生干涉现象；
B . 光通过多缝只发生衍射现象；
C . 光栅实际上是多个单缝拼在一起，其衍射图样相当于多个单缝衍射的总效果；
D . 光栅衍射图样是单缝衍射和多缝干涉的总效果。

二、填空题（共20
分,每题
2分）
1．一球形泡，直径等于 1.0×10-5m ，刚处在水面下，如水面上的气压为=1.0×105Pa ，
α=7.3×10-2N/m ，则泡内压强为____________________Pa 。

2．已知动物的某根动脉的半径为R, 血管中通过的血液流量为Q, 单位长度血管两端的压强差为ΔP, 则在单位长度的血管中维持上述流量需要的功率为_____________________。

3．一双缝干涉装置，在空气中观察时干涉条纹间距为1mm 。

若整个装置放入水中，干涉条纹的间距将为___________。

（设水的折射率为4/3）
4．直径m d 02.0=的圆形线圈，共10匝，通以0.1A 的电流时，它的磁矩是___________。

5. 电偶极距为P e 的电偶极子在电场强度为E 的均匀电场中的电势能为:__________________.
6.静电场的环路定理的表达式是 。

它表明静电场是保守场。

7．如图所示，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λ1和λ2，则场强等于零的点与直线1的距离
a= . 8. 1kg00C 的水与一个1000C 的热源相接触，当水温达到1000C 时，水的熵变为：______________,热源的熵变为___________________. (-1
1
c=4.187kJ kg
K
-⋅⋅)
9. 同一种理想气体的定压摩尔热容C p 大于定容摩尔热容C V , 其原因是 ______________________________ .
10. 设自然光强度为I 0，让其通过两个偏振化方向夹角为θ的偏振片，则透射出来的光的强度为 。

d
三、分析简答题（共20分,每题5分）
1．两船平行前进时，若靠得较近，极易碰撞，为什么？
2. 系统的温度升高是否一定要吸热？系统与外界不做任何热交换，而系统的温度发生变化，这种过程可能吗？
3.简述真空中静电场的高斯定理，指出它的物理意义。

4.感应电动势分为几类？它们的名称是什么？产生的原因是什么？
四、计算题（共40分,每题10分）
1．波源作简谐运动，其运动方程为31(4.010)cos(240)y m s t π--=⨯，它所形成的波形以
30/m s 的速度沿x 轴正向传播。

求：（1）波的周期及波长；（2）写出波动方程。

2. 一理想气体卡诺循环，当热源温度为373K、冷却器温度为273K时做净功800J。

今维持冷却器温度不变，提高热源温度，使净功增加到1.60×103J，则这时：（1）热源温度为多少？（2）效率增加到多少？（设这两个循环过程都工作在两相同的绝热线之间）
3.无限长直导线中通有电流10
=，另一长为
I A
=的速度平行于长
v m s
=的金属棒AB以 2.0/
l m
0.2
直导线做匀速运动。

两者同在纸面内，相互垂直，且棒
的A端与长直导线距离为0.1m，如图所示。

求棒中的动
生电动势。

4.用波长λ=632.8nm的平行光垂直入射在宽度0.15
a m m
=的狭缝上，缝后以焦距40
=
f cm
的凸透镜将衍射光会聚于屏幕上，试求出中央明条纹的宽度以及第二级和第三级暗条纹的间距。

参考答案：
一、选择题（共20分,每题2分）
二、填空题（共20分,每题2分）
9.,dQ C dQ dE pdV dT
==+，升高相同的温度，定压过程吸收的热量比等体过程多，多吸
收的热量用于对外做功。

三、简答题(共20分，每题5分)
1答：两船平行前进时，两条流线方向相同。

若靠得较近，两船之间的流速将大于两船外侧的流速，根据伯努利方程，两船都会受到一个指向对方的压力作用，极易造成碰撞。

2.答：系统的温度升高不一定要吸热。

系统与外界不做任何热交换，而系统的温度发生变化，这种过程是可能的，根据热力学第一定律，可以通过做功的方式来实现。

3 答：真空中，通过任意闭合面的电通量等于该面所包围的电荷的代数和除以ε0，即
1i
i
S
E d S q ε⋅=
∑
⎰⎰
它表明静电场是有源场。

4 答：两类；动生电动势和感生电动势； 导体运动和磁场变化。

四、计算题（共40分，每题10分）
1.解：（1） 由已知的运动方程可知，1
240s ωπ-=。

21120
T s π
ω
=
=
(2分)
1
130/0.25120
uT m s s
m λ-==⨯= (3分)
（2）波动方程为
33
cos () 4.010cos 240() 4.010cos(2408)
30x x y A t t t x u ωϕπππ--⎡⎤⎡⎤=-+=⨯-=⨯-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣
⎦ (5分)
2．解： （1）设开始时热源的温度为1T ，冷却器的温度为2T ，作功为W ，效率为η，气体从热源吸收热量为1Q ，向冷却器放出热量为2
Q ；后来的热源温度为1T '，作功为'
W ，效率为
η'，气体从热源吸收热量为1Q '，向冷却器放出热量为2
Q '。

卡诺循环的效率
1
21
21
11T T Q Q Q W -=-
==
η
(2分) 所以
21212T T W
T W W
W Q Q -=
-=
-=η
同理得
21'
2'
'
'
12
T T W
T W W
W Q Q -'=
-'
=
-'='η (2分)
又这两个循环都工作于相同的两绝热线之间，因为这两个卡诺循环的2T 温度是相同的，
所以两个循环向2T 温度热源放的热量应该相同，22
Q Q ='，因而 2
1'
22
12T T W
T T T W T -'=-
所以
K T T T W W
T 473273)273373(8001600
)(221'
1=+-=
+-=
' (3分)
（2）后一热机的效率为
%
3.42473
2731112=-
='
-
='T T η
(3分)
3．解：解: 在金属棒上距长直导线x 处取线元dx ，该处磁感应强度大小为02I
B x
μπ=，方向垂
直纸面向内，与v 垂直。

(3分)
积分的下限我们取A ，则d l →
的方向是从A B →。

因此 0.36
00.1
()sin
cos 4.410
()2
2B B A
A
I
v B d l vB dx v
dx V x
μπ
εππ→→→
-=
⨯⋅=
=-=-⨯⎰
⎰
⎰
（5分）
负号表示电动势的方向由B 指向A 。

（2分）
4. 解:中央明纹的宽度即为两个第一级暗纹的间距.暗纹的衍射角满足:
12323sin ,sin ,sin a
a
a
λλλ
ϕϕϕ===
（2分）
tan sin x f f ϕϕ
==
（3分） 所
以
1
1
1
2
2
t
l x f a
λ
ϕϕ====
= （2分）
323232tan tan (sin sin ) 1.7x x f f f f
m m a
λ
ϕϕϕϕ-=-=-== （3分）。