南航大学物理 23页

实用标准文案一．选择题(每题3分，共30分)得分评卷人1．一质点在平面上运动，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．［］2．一质量为M的弹簧振子，水平放置且静止在平衡位置，如图所示．一质量为m的子弹以水平速度射入振子中，并随之一起运动．如果水平面光滑，此后弹簧的最大势能为(A)．(B)．(C)．(D)．［］3.光滑的水平桌面上，有一长为2L、质量为m的匀质细杆，可绕过其中点且垂直于杆的竖直光滑固定轴O自由转动，其转动惯量为mL2，起初杆静止．桌面上有两个质量均为m的小球，各自在垂直于杆的方向上，正对着杆的一端，以相同速率v相向运动，如图所示．当两小球同时与杆的两个端点发生完全非弹性碰撞后，就与杆粘在一起转动，则这一系统碰撞后的转动角速度应为(A)．(B)．(C)．(D)．(E)．[]4.一瓶氦气和一瓶氮气质量密度相同，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、压强都不相同．(C)温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强．(D)温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强．［］精彩文档\n实用标准文案共8页第2页5.麦克斯韦速率分布曲线如图所示，图中A、B两部分面积相等，则该图表示(A)为最概然速率．(B)为平均速率．(C)为方均根速率．(D)速率大于和小于的分子数各占一半．［］6.点电荷Q被曲面S所包围，从无穷远处引入另一点电荷q至曲面外一点，如图所示，则引入前后：(A)曲面S的电场强度通量不变，曲面上各点场强不变．(B)曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强不变．(C)曲面S的电场强度通量变化，曲面上各点场强变化．(D)曲面S的电场强度通量不变，曲面上各点场强变化．［］7．一平行板电容器始终与端电压一定的电源相联．当电容器两极板间为真空时，电场强度为，电位移为，而当两极板间充满相对介电常量为er的各向同性均匀电介质时，电场强度为，电位移为，则(A)，．(B)，．(C)，．(D)，．［］8．充电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/U2．(D)F∝U2．［］9．一个磁导率为m1的无限长均匀磁介质圆柱体，半径为R1．其中均匀地通过电流I．在它外面还有一半径为R2的无限长同轴圆柱面，其上通有与前者方向相反的电流I，两者之间充满磁导率为m2的均匀磁介质．则在0＜r＜R1的空间磁场强度的大小等于(A)0．(B)I/(2pr)(C)．(D)．[]10．真空中一根无限长直细导线上通电流I，则距导线垂直距离为a的空间某点处的磁能密度为(A)(B)(C)(D)［］Qq·Sf(v)ABv0v精彩文档\n实用标准文案共8页第3页二.填空题(共33分)得分评卷人11.(3分)一质量为M的质点沿x轴正向运动，假设该质点通过坐标为x的位置时速度的大小为kx(k为正值常量)，则此时作用于该质点上的力F=_____，该质点从x=x0点出发运动到x=x1处所经历的时间Dt=________．12.(3分)图中所示为静电场的等势(位)线图，已知U1＞U2＞U3．在图上画出a、b两点的电场强度方向，并比较它们的大小Ea__________Eb(填＜、＝、＞)．13.(3分)在无限大的各向同性均匀电介质中，放一无限大的均匀带电平板．已知介质的相对介电常量为er，平板上的自由电荷面密度为s．则介质中的电极化强度的大小为P＝______________________．14.(3分)如图所示．电荷q(>0)均匀地分布在一个半径为R的薄球壳外表面上，若球壳以恒角速度w0绕z轴转动，则沿着z轴从－∞到＋∞磁感强度的线积分等于____________________．15．(5分)截面积为S，截面形状为矩形的直的金属条中通有电流I．金属条放在磁感强度为的匀强磁场中，的方向垂直于金属条的左、右侧面(如图所示)．在图示情况下金属条的上侧面将积累____________电荷，载流子所受的洛伦兹力fm=______________．(注：金属中单位体积内载流子数为n)精彩文档\n实用标准文案共8页第4页16.(3分)如图所示，在真空中有一半圆形闭合线圈，半径为a，流过稳恒电流I，则圆心O处的电流元所受的安培力的大小为_______________，方向_______________________．17.(3分)有两个竖直放置彼此绝缘的圆形刚性线圈(它们的直径几乎相等)，可以分别绕它们的共同直径自由转动．把它们放在互相垂直的位置上．若给它们通以电流（如图），则它们转动的最后状态是__________________________________．18．（5分）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______________________．19．（3分）一自感线圈中，电流强度在0.002s内均匀地由10A增加到12A，此过程中线圈内自感电动势为400V，则线圈的自感系数为L=____________．20.(4分)圆形平行板电容器，从q=0开始充电，试画出充电过程中，极板间某点P处电场强度的方向和磁场强度的方向．精彩文档\n实用标准文案共8页第5页三.计算题(共37分)21．(5分)得分阅卷人质量m＝2kg的物体沿x轴作直线运动，所受合外力F＝10＋6x2(SI)．如果在x=0处时速度v0＝0；试求该物体运动到x＝4m处时速度的大小．22．(5分)得分阅卷人1mol理想气体在T1=400K的高温热源与T2=300K的低温热源间作卡诺循环（可逆的），在400K的等温线上起始体积为V1=0.001m3，终止体积为V2=0.005m3，试求此气体在每一循环中(1)从高温热源吸收的热量Q1(2)气体所作的净功W(3)气体传给低温热源的热量Q2精彩文档\n实用标准文案共8页第6页23．(12分)得分阅卷人一半径为R的带电球体，其电荷体密度分布为(r≤R)(q为一正的常量)r=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．精彩文档\n实用标准文案共8页第7页24.(5分)得分阅卷人如图所示，半径为R的均匀带电球面，带有电荷q．沿某一半径方向上有一均匀带电细线，电荷线密度为l，长度为l，细线左端离球心距离为r0．设球和线上的电荷分布不受相互作用影响，试求细线所受球面电荷的电场力。精彩文档\n实用标准文案共8页第8页25．(10分)得分阅卷人载流长直导线与矩形回路ABCD共面，导线平行于AB，如图所示．求下列情况下ABCD中的感应电动势：(1)长直导线中电流I=I0不变，ABCD以垂直于导线的速度从图示初始位置远离导线匀速平移到某一位置时(t时刻)．(2)长直导线中电流I=I0sinwt，ABCD不动．(3)长直导线中电流I=I0sinwt，ABCD以垂直于导线的速度远离导线匀速运动，初始位置也如图．精彩文档\n实用标准文案南京航空航天大学共3页第1页二OO5～二OO5学年第2学期课程名称：大学物理A参考答案及评分标准命题教师：杨雁南试卷代号:考试班级学号姓名成绩一.选择题（每题3分，共30分）BBCCDDDBDB二.填空题（共33分）11.1分2分12.答案见图2分＞13.(er-1)s/(2er)3分14.3分参考解：由安培环路定理而，故=15.负2分IB/(nS)3分16.2分垂直电流元背向半圆弧(即向左)1分17.两线圈平行，磁矩同方向3分18.3分19.0.400H3分20.见图．，2分；，2分精彩文档\n实用标准文案共3页第2页三．计算题（37分）21解：用动能定理，对物体3分＝168解出v＝13m/s2分22.解：(1)J2分(2).J2分(3)J1分23.解：(1)在球内取半径为r、厚为dr的薄球壳，该壳内所包含的电荷为dq=rdV=qr4pr2dr/(pR4)=4qr3dr/R4则球体所带的总电荷为3分(2)在球内作一半径为r1的高斯球面，按高斯定理有得(r1≤R)，方向沿半径向外．2分在球体外作半径为r2的高斯球面，按高斯定理有得(r2>R)，方向沿半径向外．2分(3)球内电势3分球外电势2分精彩文档\n实用标准文案共3页第3页24．解：设x轴沿细线方向，原点在球心处，在x处取线元dx，其上电荷为，该线元在带电球面的电场中所受电场力为：dF=qldx/(4pe0x2)3分整个细线所受电场力为：2分方向沿x正方向．25．解：(1)3分方向沿ABCD即顺时针．(2)4分以顺时针为正方向．(3)e=e1+e23分其中，e1式中I=I0sinwt，e2式中a+b和a分别换为a+b+vt和a+vt.精彩文档\n实用标准文案精彩文档\n实用标准文案南京航空航天大学共8页第1页一.选择题（每题3分，共30分）1.一弹簧振子作简谐振动，总能量为E1，如果简谐振动振幅增加为原来的两倍，重物的质量增为原来的四倍，则它的总能量E2变为(A)E1/4．(B)E1/2．(C)2E1．(D)4E1．［］2.图中椭圆是两个互相垂直的同频率谐振动合成的图形，已知x方向的振动方程为，动点在椭圆上沿逆时针方向运动，则y方向的振动方程应为(A)．(B)．(C).(D)．［］3．图中画出一向右传播的简谐波在t时刻的波形图，BC为波密介质的反射面，波由P点反射，则反射波在t时刻的波形图为［］4．一平面简谐波在弹性媒质中传播，在媒质质元从最大位移处回到平衡位置的过程中(A)它的势能转换成动能．(B)它的动能转换成势能．(C)它从相邻的一段媒质质元获得能量，其能量逐渐增加．(D)它把自己的能量传给相邻的一段媒质质元，其能量逐渐减小．［］二OO6～二OO7学年第一学期《大学物理》考试试题A卷考试日期:年月日试卷代号考试班级学号姓名成绩精彩文档\n实用标准文案共8页第2页5．在折射率n3=1.60的玻璃片表面镀一层折射率n2=1.38的MgF2薄膜作为增透膜．为了使波长为l=500nm(1nm=10-9m)的光，从折射率n1=1.00的空气垂直入射到玻璃片上的反射尽可能地减少，MgF2薄膜的厚度e至少是(A)250nm．(B)181.2nm．(C)125nm．(D)90.6nm．［］6．在如图所示的单缝夫琅禾费衍射实验中，若将单缝沿透镜光轴方向向透镜平移，则屏幕上的衍射条纹(A)间距变大．(B)间距变小．(C)不发生变化．(D)间距不变，但明暗条纹的位置交替变化．［］7．一束单色线偏振光，其振动方向与1/4波片的光轴夹角a=p/4．此偏振光经过1/4波片后(A)仍为线偏振光．(B)振动面旋转了p/2．(C)振动面旋转了p/4．(D)变为圆偏振光．［］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．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)2m0．(B)2m0．(C)．(D)．［］10．一维无限深方势阱中，已知势阱宽度为a．应用测不准关系估计势阱中质量为m的粒子的零点能量为(A)．(B)．(C)．(D)．［］精彩文档\n实用标准文案共8页第3页二．选择题（共38分）11．（本题3分）两个互相垂直的不同频率谐振动合成后的图形如图所示．由图可知x方向和y方向两振动的频率之比nx:ny=___________．12．（本题3分）设沿弦线传播的一入射波的表达式是，在x=L处（B点）发生反射，反射点为固定端（如图）.设波在传播和反射过程中振幅不变，则弦线上形成的驻波的表达式为y=______________________________．13．（本题3分）在用钠光（l=589.3nm）照亮的缝S和双棱镜获得干涉条纹时，将一折射率为1.33的平行平面透明膜插入双棱镜上半棱镜的光路中，如图所示．发现干涉条纹的中心极大（零级）移到原来不放膜时的第五级极大处，则膜厚为__________________．(1nm=10-9m)14．（本题3分）在双缝干涉实验中，两缝分别被折射率为n1和n2的透明薄膜遮盖，二者的厚度均为e．波长为l的平行单色光垂直照射到双缝上，在屏中央处，两束相干光的相位差Df＝_______________________．15．（本题3分）用波长为l的单色光垂直照射如图所示的牛顿环装置，观察从空气膜上下表面反射的光形成的牛顿环．若使平凸透镜慢慢地垂直向上移动，从透镜顶点与平面玻璃接触到两者距离为d的移动过程中，移过视场中某固定观察点的条纹数目等于_______________．16．（本题3分）一个平凸透镜的顶点和一平板玻璃接触，用单色光垂直照射，观察反射光形成的牛顿环，测得中央暗斑外第k个暗环半径为r1．现将透镜和玻璃板之间的空气换成某种液体(其折射率小于玻璃的折射率)，第k个暗环的半径变为r2，由此可知该液体的折射率为____________________．精彩文档\n实用标准文案共8页第4页17．（本题5分）平行单色光垂直入射于单缝上，观察夫琅禾费衍射．若屏上P点处为第二级暗纹，则单缝处波面相应地可划分为___________个半波带．若将单缝宽度缩小一半，P点处将是______________级__________________纹．18．（本题3分）一宇宙飞船以c/2（c为真空中的光速）的速率相对地面运动．从飞船中以相对飞船为c/2的速率向前方发射一枚火箭．假设发射火箭不影响飞船原有速率，则地面上的观察者测得火箭的速率为__________________．19．（本题3分）一100W的白炽灯泡的灯丝表面积为5.3×10-5m2．若将点燃的灯丝看成是黑体，可估算出它的工作温度为___________________．（斯特藩─玻尔兹曼定律常数s=5.67×10-8W/m2·K4）20．（本题5分）普朗克的量子假说是为了解释_______________________的实验规律而提出来的．它的基本思想是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________．21．（本题4分）量子力学得出：若氢原子处于主量子数n=4的状态，则其轨道角动量（动量矩）可能取的值（用ћ表示）分别为_______________________________；对应于l=3的状态，氢原子的角动量在外磁场方向的投影可能取的值分别为____________________________________．精彩文档\n实用标准文案共8页第5页三．计算题（共32分）22．（本题10分）如图，O1与O2为二简谐波的波源，它们的频率相同，但振动方向相互垂直．设二波源的振动方程分别是x10=Acoswt与y20=Acos(wt+f)；若二波在P点相遇，求下述两种情况下P处质点的振动规律．(1)设，，(2)设，，；其中，l为二波的波长．精彩文档\n实用标准文案共8页第6页23．（本题7分）一束平行光垂直入射到某个光栅上，该光束有两种波长的光，l1=440nm，l2=660nm(1nm=10-9m)．实验发现，两种波长的谱线(不计中央明纹)第二次重合于衍射角j=60°的方向上．求此光栅的光栅常数d．精彩文档\n实用标准文案共8页第7页24．（本题5分）在二正交偏振片Ⅰ，Ⅱ之间插入一厚度为d=0.025mm的方解石波晶片，晶片表面与偏振片平行，光轴与晶面平行且与偏振片的偏振化方向成45°角，如图所示．已知方解石的no=1.658，ne=1.486．若用波长在450nm到650nm(1nm=10-9m)范围内的平行光束垂直照射偏振片Ⅰ，通过图中三个元件之后，哪些波长的光将发生消光现象？（假设在上述波长范围内no，ne的值为常数）25．（本题5分）一艘宇宙飞船的船身固有长度为L0=90m，相对于地面以0.8c(c为真空中光速)的匀速度在地面观测站的上空飞过．(1)观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少？(2)宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少？（本页空间不够，可写在下一页----第8页）精彩文档\n实用标准文案共8页第8页26．（本题5分）已知线性谐振子处在第一激发态时的波函数为式中a为一常量．求第一激发态时概率最大的位置．精彩文档\n实用标准文案南京航空航天大学共3页第1页二OO6～二OO7学年第一学期课程名称：大学物理（A卷）参考答案及评分标准命题教师：施大宁试卷代号:考试班级学号姓名成绩一．选择题共30分1.D2.B3.B4.C5.D6.C7.D8.B9.D10.B二．填空题共38分11．4:33分12．3分13．8.9mm3分参考解：8.9mm14．2p(n1–n2)e/l3分15．2d/l3分16．r12/r223分17．42分第一2分暗1分18．3分19．2.40×103K3分20．黑体辐射2分认为黑体腔壁由许多带电简谐振子组成，每个振子辐射和吸收的能量值是不连续的，是能量子hn的整数倍．3分21．，，，02分，，，02分精彩文档\n实用标准文案共3页第2页三．计算题共32分22．（10分）解：(1)波源O1发出的波在P处引起的振动方程为2分而波源O2在P点引起的振动方程为2分因为二波相位差为零，故合振动仍为线振动，振动方程为，2分(2)同理可得，二简谐波在P点引起的振动方程为与2分由于两者的相位差，结果P处质点沿半径为A的圆形轨道运动.2分23．（7分）解：由光栅衍射主极大公式得1分当两谱线重合时有j1=j21分即．．．．．．．1分两谱线第二次重合即是，k1=6，k2=42分由光栅公式可知dsin60°=6l1=3.05×10-3mm2分精彩文档\n实用标准文案共3页第3页24．（5分）解：由于P1⊥P2，当晶片为全波片时，即当(k=1，2，3，…)时发生消光现象．故=[(1.658-1.486)×0.025×106]/knm=43×102/knm3分在题给波长范围内，由上式可得下列波长的光将发生消光现象l=6.1×102nm(k=7)，l=5.4×102nm(k=8)，l=4.8×102nm(k=9)．2分25．（5分）解：(1)观测站测得飞船船身的长度为54m则Dt1=L/v=2.25×10-7s3分(2)宇航员测得飞船船身的长度为L0，则Dt2=L0/v=3.75×10-7s2分26．（5分）解：谐振子处于第一激发态时概率密度为2分具有最大概率的位置由dP1/dx=0决定，即由解得（概率最大的位置）3分精彩文档