大学物理试卷（一） 18页

大学物理试卷（一）班级：_________________　姓名：_________________　学号：_________________日期：________年________月________日　成绩：_________________一、选择题（单选题，每题3分，共30分）1．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．［］2．如图所示，半径为R的均匀带电球面，总电荷为Q，设无穷远处的电势为零，则球内距离球心为r的P点处的电场强度的大小和电势为：(A)E=0，．(B)E=0，．(C)，．(D)，．［］\n3．一个电流元位于直角坐标系原点，电流沿z轴方向，点P(x，y，z)的磁感强度沿x轴的分量是：                     (A) 0．                                                 (B) ．   (C) ．   (D) ．                      ［     ］4．无限长直圆柱体，半径为R，沿轴向均匀流有电流．设圆柱体内(rR)的磁感强度为Be，则有(A) Bi与r成正比，Be与r成反比．                               (B) Bi、Be均与r成反比．                               (C) Bi与r成反比，Be与r成正比．                       (D) Bi、Be均与r成正比．                    ［     ］5．有一半径为R＝0.1m由细软导线做成的圆环，流过I＝10A的电流，将圆环放在一磁感应强度B＝1T的均匀磁场中，磁场的方向与圆电流的磁矩方向一致，今有外力作用在导线环上，使其变成正方形，则在维持电流不变的情况下，外力克服磁场力所作的功是：(A)1J．             (B)0.314J． (C)6.74×10-2J         (D)0.247J．．                     ［     ］6．把轻的正方形线圈用细线挂在载流直导线AB的附近，两者在同一平面内，直导线AB固定，线圈可以活动．当正方形线圈通以如图所示的电流时线圈将(A) 靠近导线AB．                                                 (B) 发生转动，同时靠近导线AB．                           (C) 发生转动，同时离开导线AB．                           \n(D) 不动．                                         (E) 离开导线AB．                                     ［     ］7．如图，一导体棒ab在均匀磁场中沿金属导轨向右作匀速运动，磁场方向垂直导轨所在平面．若导轨电阻忽略不计，并设铁芯磁导率为常数，则达到稳定后在电容器的M极板上     (A)带有一定量的正电荷．       (B)带有一定量的负电荷． (C)带有越来越多的正电荷．     (D)带有越来越多的负电荷．                                     ［     ］8．在圆柱形空间内有一磁感强度为的均匀磁场，如图所示．的大小以速率dB/dt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．           ［     ］9．某金属产生光电效应的红限波长为l0，今以波长为l(l0的方向如图所示．导线离地面的高度为h，D点在导线的正下方．地面上有一N匝平面矩形线圈其一对边与导线平行．线圈中心离D点水平距离为d0，线圈的边长为a()及b，总电阻为R．取法线竖直向上，试计算导线中的交流电在线圈中引起的感应电流(忽略线圈自感)．大学物理试卷（一）答案一选择题（每小题3分，共30分）1．D；2．B；3．B；4．A；5．C；6．A；7．B；8．D；9．E；10．D二 填空题（共 30分）1．(1-er)s/er  （3分）。2．正(2分)，负  (1分)3．  （2分）；  （2分）4．（1分）；（1分）；     (2分)5．0.0549 （4分）6．（粒子在t时刻在(x，y，z)处出现的概率密度                        （2分）\n    单值、有限、连续                                              （1分）                                              （1分）7． 1.66×10-33kg·m·s-1  （2分）； 0.4m或63.7mm （2分）8．0、、 （4分）三．计算题（每小题10分，共40分）1．（本题10分）解：将柱面分成许多与轴线平行的细长条，每条可视为“无限长”均匀带电直线，其电荷线密度为   l=s0cosfRdf，它在O点产生的场强为：         3分它沿x、y轴上的二个分量为：  dEx=－dEcosf=       1分  dEy=－dEsinf=                              1分积分：     　＝    　　　　　　        2分　　　　　   　　　　　　　　     2分∴    　                    　　　　       1分2．（本题10分） 解：设内外圆筒沿轴向单位长度上分别带有电荷+l和-l,根据高斯定理可求得两\n圆筒间任一点的电场强度为                              2分则两圆筒的电势差为              解得                                                  3分于是可求得Ａ点的电场强度为                 　　　　                           =998V/m     方向沿径向向外      2分A点与外筒间的电势差：                                                                        =12.5V            3分3．（本题10分）解：(1)对q～q+dq弧元，，旋转形成圆电流                                        2分它在O点的磁感强度dB为：                                                       3分                         1分\n的方向向上．                                                    1分   (2)                  3分                    1分的方向向上．                                                   1分4．（本题10分） 解：选坐标系如图，在x处取面元dS=bdx，则通过dS的磁通量为                      2分                                  3分则任一时刻通过矩形线圈的磁通量为                                          3分式中：   ，．                       N匝线圈中产生的感应电动势为                                                                   3分感应电流为                          1分\n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) ．          \n(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72km/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340m/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．      ［     ］\n8．一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) 2m0．              (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=________________________．\n2．（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404Hz．A是静止的，B以3.3m/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330m/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＝500nm，n＝1.5，A点恰为第四级明纹中心，则e＝_____________nm．(1nm=10-9m)  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4.84×10-6rad，它们都发出波长为550nm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．(1nm=10-9m) 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．\n9．（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1m，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．\n4．一衍射光栅，每厘米200条透光缝，每条透光缝宽为a=2×10-3cm，在光栅后放一焦距f=1m的凸透镜，现以l=600nm(1nm=10-9m)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）。2．3J (3分)3．分布在vp~∞速率区间的分子数在总分子数中占的百分率      （2分）     分子平动动能的平均值．（2分）4．4Hz  (3分)5． 2p(n-1)e/l （2分）； 4×103（2分）6． （3分）7．13.9 （3分）\n8．见图晶体内折射光线画正确给   （2分）晶体外折射光线画正确给    （2分）   9．m   （3分）三．计算题（每小题10分，共40分） 1．（本题10分）解：(1)选细棒、泥团为系统．泥团击中后其转动惯量为                                               1分在泥团与细棒碰撞过程中对轴O的角动量守恒                                                                       2分∴                               2分(2)选泥团、细棒和地球为系统，在摆起过程中，机械能守恒．                                   3分              ∴           \n                               2分2．（本题10分） 解：已知He气开始时的状态为p0、V0、T0、先向真空绝热膨胀：                   W=0，Q=0 →DE=0 → DT=0                 ∴                 T1=T0，V1=2V0                                     由 pV=RT                                            5分再作绝热压缩，气体状态由p1、V1、T1，变为p2、V0、T2,                                             ∴                                                    再由                                     可得                                                    氦气  ，                 ∴温度升高                        T0=273K，     DT=160K                      5分3．（本题10分）解：设细杆有偏离竖直位置的微小角位移q，弹簧恢复力矩为                                       （1分）                                 （1分）重力矩近似为                    （1分）对O轴，由转动定律得：                                           \n                   （2分）                       （1分）这是简谐振动微分方程，可见杆作小角度简谐振动的角频率为                                （2分） 振动周期                     （2分）4．（本题10分）解：(1)                    asinj=kl   tgj=x/f             （2分）     当x<