华南理工大学2010大学物理(2)A卷试卷规范模版

大学电气信息专业《大学物理（二）》期末考试试题A卷含答案姓名：______ 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、气体分子的最可几速率的物理意义是__________________。

2、长为的匀质细杆，可绕过其端点的水平轴在竖直平面内自由转动。

如果将细杆置与水平位置，然后让其由静止开始自由下摆，则开始转动的瞬间，细杆的角加速度为_____，细杆转动到竖直位置时角加速度为_____。

3、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_____________ 。

4、质量为M的物体A静止于水平面上，它与平面之间的滑动摩擦系数为μ，另一质量为的小球B以沿水平方向向右的速度与物体A发生完全非弹性碰撞．则碰后它们在水平方向滑过的距离L＝__________。

5、一质点作半径为R的匀速圆周运动，在此过程中质点的切向加速度的方向______，法向加速度的大小______。

（填“改变”或“不变”）6、四根辐条的金属轮子在均匀磁场中转动，转轴与平行，轮子和辐条都是导体，辐条长为R，轮子转速为n，则轮子中心O与轮边缘b之间的感应电动势为______________，电势最高点是在______________处。

7、刚体绕定轴转动时，刚体的角加速度与它所受的合外力矩成______，与刚体本身的转动惯量成反比。

（填“正比”或“反比”）。

8、某人站在匀速旋转的圆台中央，两手各握一个哑铃，双臂向两侧平伸与平台一起旋转。

当他把哑铃收到胸前时，人、哑铃和平台组成的系统转动角速度应变_____；转动惯量变_____。

9、设描述微观粒子运动的波函数为，则表示_______________________；须满足的条件是_______________________；其归一化条件是_______________________。

第1页，共2页第2页，共2页院系： 专业班级： 学号： 姓名： 座位号：2011-2012学年第一学期期末考试试卷答案与评分标准《大学物理2》（A ）卷一、选择题（每小题2分，共30分）1、B2、C3、D4、A5、C6、A7、B8、D9、D 10、C 二、填空题（每小题2分，共10分） 1、10，π2 2、 (=1,2,3...)2nn λ3、22 (=0,1,2,...)Δdn k k λ==4、-31.210⨯5、1000三、判断题：（每小题1分，共10分）1. T2. T3. F4. F5. F6. F7. T8. T9. F 10. T 四、计算题（本大题共4个小题，共50分）1、解:（1）波动方程：](cos[ϕω+-=u x t A y----------------------------------3分ω = 2π/T = π u = λ/T =1m/s -----------------------------------2分00==x t 0,0>∂∂==ty y v2π-=ϕ ---------------------2分2π)(πcos[0.1--=x t y ---------------------------------1分（2）波的表达式，由]2π)(πcos[0.1--=x t y得]π2πcos[0.1x y -=xπsin = -----------------------------------1分s 0.1=t波形图-------------------------3分（3）m 5.0=x 处质点的运动方程 由2π)(πcos[0.1--=x t y 得]πcos[π-=t y--------------------------3分2、解：（1）一侧的第2条暗纹与另一侧的第2条暗纹间为（2K+1）个条纹间距，由λ∆d x d '=， ----------------------------------2分可得()22Δ2+1λd x k d'=----------------------------------3分()2221∆'x dλd k =+500 nm= ----------------------------------1分（2）中央明纹中心距离最邻近的暗纹中心的距离为半个条纹间距，则1'15 m m2d x λ.d'∆== ----------------------------------4分3、解：（1）分子速率在0到02υ范围内，由归一化条件：0002 202()2a N N f d d ad υυυυυυυυυυ==+⎰⎰⎰ 得03υN a =---------------------3分（2）0003/2/2227/12a N d ad N υυυυυυυυ∆=+=⎰⎰ --------------------------------3分（3）分子速率平方的平均值： 222/()dN N f d υυυυυ∞∞==⎰⎰；0022321122()22k a a m m d d N Nυυυευυυυυυ==+⎰⎰203631υm =--------------4分4、解：（1）循环系统所做的功：2810W P V =∆⋅∆=⨯J --------------------4分 （2）系统吸收的热量：1()()ab da P b a V a d Q Q Q C T T C T T =+=-+-53()()22b b a a a a d d P V P V P V P V =-+-25210=⨯J ----------------------------------8分效率：115.4%W Q η=≈ -----------------------------3分/y 课程代码： 22002172 适用班级： 09数学与应用数学 命题教师： 杨亦云 任课教师： 杨亦云。

,考试作弊将带来严重后果！华南理工大学期末考试《20XX 级大学物理（II ）期末试卷A 卷》试卷1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 所有答案请直接答在答题纸上； ．考试形式：闭卷；4. 本试卷共25题，满分100分， 考试时间120分钟。

20XX 年1月13日9：00-----11：0030分）．（本题3分）如图所示，两个同心均匀带电球面，内球面半径为1R 、1Q ，外球面半径为2R 、带有电荷2Q ，则在外球面r 处的P 点的场强大小E 为：(A) 20214rQ Q επ+． (B)()()2202210144R r Q R r Q -π+-πεε． (C) ()2120214R R Q Q -π+ε． (D) 2024rQ επ． ［ ］ ．（本题3分）如图所示，一带负电荷的金属球，外面同心地罩一不带电的金属球则在球壳中一点P 处的场强大小与电势(设无穷远处为电势零点)分别(A) E = 0，U > 0． (B) E = 0，U < 0．(C) E = 0，U = 0． (D) E > 0，U < 0．［ ］．（本题3分）如图，一个电荷为+q 、质量为m 的质点，以速度v 沿x 轴射入磁感强B 的均匀磁场中，磁场方向垂直纸面向里，其范围从x = 0延伸到无x = 0和y = 0处进入磁场，则它将以速度v -从磁场中x = 0 和 (A) mv y qB =+． (B) 2mv y qB =+．(C) 2mv y qB=-． (D) mvy qB =-． ［ ］．（本题3分）边长为l 的正方形线圈，分别用图示两种方式通以电流I (其中ab 、cd 与正方形共面)，在这两种情况下，线圈在其中心产生的磁感强度的大小分别为 (A) 01=B ，02=B ．(B) 01=B ，l I B π=0222μ．(C) lIB π=0122μ，02=B ．(D) l I B π=0122μ,lIB π=0222μ． ［ ］ 5．（本题3分）如图，流出纸面的电流为2I ，流进纸面的电流为I ，则下述各式中哪一个是正确的？(A) I l H L 2d 1=⎰⋅． (B)I l H L =⎰⋅2d(C) I l H L -=⎰⋅3d． (D)I l H L -=⎰⋅4d．［ ］ 6．（本题3分）有两个线圈，线圈1对线圈2的互感系数为M 21，而线圈2对线圈1的互感系数为M 12．若它们分别流过i 1和i 2的变化电流且tit i d d d d 21>，并设由i 2变化在线圈1中产生的互感电动势为12ε，由i 1变化在线圈2中产生的互感电动势为21ε，判断下述哪个论断正确．(A) M 12 = M 21，2112εε=． (B) M 12≠M 21，2112εε≠．(C) M 12 = M 21，2112εε>． (D) M 12 = M 21，2112εε<． ［ ］ 7．（本题3分）如图，平板电容器(忽略边缘效应)充电时，沿环路L 1的磁场强度H的环流与沿环路L 2的磁场强度H的环流两者，必有：(A) >'⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H.(B) ='⎰⋅1d L l H⎰⋅'2d L l H. (C)<'⎰⋅1d L l H ⎰⋅'2d L l H . (D)0d 1='⎰⋅L l H. ［ ］8．（本题3分）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) 20.6a ． (B) 20.8a ． (C) 2a ． (D) 20.6a．［ ］9．（本题3分）a4已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能是1.2 eV ，而钠的红限波长是540nm ，那么入射光的波长是(A) 535nm ． (B) 500nm ．(C) 435nm ． (D) 355nm ． ［ ］(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，1 eV =1.60×10-19 J) 10．（本题3分）在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光速的60％，则因散射使电子获得的能量是其静止能量的(A) 2倍． (B) 1.5倍．(C) 0.5倍． (D) 0.25倍． ［ ］二、填空题（共30分）11．（本题3分）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如图所示，则场强等于零的点与直线1 的距离a 为_____________ ． 12．（本题3分）已知某静电场的电势分布为U ＝8x ＋12x 2y －20y 2 (SI)，则该静电场在点(1，1，0)处电场强度E ＝___________i +____________j+_____________k (SI)．13．（本题3分）图示BCD 是以O 点为圆心，以R 为半径的半圆弧，在A 点有一电荷为+q 的点电荷，O 点有一电荷为－q 的点电荷．线段R BA =．现将一单位正电荷从B 点沿半圆弧轨道BCD 移到D点，则电场力所作的功为______________________ ． 14．（本题3分）一空气电容器充电后切断电源，电容器储能W 0，若此时在极板间灌入相对介电常量为r ε的煤油，则电容器储能变为W 0的_______________________ 倍．如果灌煤油时电容器一直与电源相连接，则电容器储能将是W 0的____________倍． 15．（本题3分）两个在同一平面内的同心圆线圈，大圆半径为R ，通有电流I 1，小圆半径为r ，通有电流I 2，电流方向如图，且r <<R ．那么小线圈从图示位置转到两线圈平面相互垂直位置的过程中，磁力矩所作的功为__________________． 16．（本题3分） 将一个通过电流为I 的闭合回路置于均匀磁场中，回路所围面积的法线方向与磁场方向的夹角为α ．若均匀磁场通过此回路的磁通量为Φ ，则回路所受磁力矩 的大小为____________________________________________． 17．（本题3分）真空中两只长直螺线管1和2，长度相等，单层密绕匝数相同，直径之比d 1 / d 2 =1/4．当它们通以相同电流时，两螺线管贮存的磁能之比为W 1 / W 2=___________．18．（本题3分）μ子是一种基本粒子，在相对于μ子静止的坐标系中测得其寿命为τ0 ＝3×10-6 s ．如果μ子相对于地球的速度为=v 0. 8c (c 为真空中光速)，则在地球坐标系中测出的μ子的寿命τ＝____________________秒． 19．（本题3分）静止质量为m e 的电子，经电势差为U 的静电场加速后，若不考虑相对论效应，电子的德布罗意波长λ＝________________________________．20．（本题3分）在主量子数3n =，自旋磁量子数21=s m 的量子态中，能够填充的最大电子数是____________________．三、计算题（共40分）21．（本题10分）在真空中一长为l 的细杆上均匀分布着电荷，其电荷线密度为λ．在杆的延长线上，距杆的一端距离d 的一点上，有一点电荷q 0，如图所示．试求该点电荷所受的电场力． 22．（本题10分）如图，一半径为R 的带电塑料圆盘，其中半径为r 的阴影部分均匀带正电荷，面电荷密度为+σ ，其余部分均匀带负电荷，面电荷密度为-σ 。

y1α广东海洋大学 2009 ——2010 学年第二学期 《 大学物理 》课程试题B 答案及评分标准 一、选择题（单选题，每小题3分，共30分） 1D ；2C ；3A ；4C ；5B ；6D ；7D ；8A 二、填空题（每小题2分，共20分） 1、t e v v 100-=；2、200N.s ；3、4.8m.s -2；4、2A ； 5、增大；6、衍射；7、最概然；8、平均平动动能；9、吸；10、纵.三、判断题（每小题1分，共6分） 1F 2T 3T 4T 5F 6 T 四、计算题（共6题，选作其中5题，每小题10分，共50分） 1、解：水桶在匀速上提过程中，拉力与水桶重力平衡，在图示所取坐标下有：gy mg P F α-== （3分） 由功的定义得人对水桶的拉力的功为： )(22(J)88)2(21)(3)(200分分分=-=--=⋅=⎰⎰gh mgh dy gy mg y d F W h h αα 2、解：该系统的运动包含圆柱体的转动和悬挂物的下落运动（平动），分别作两物体的受力分析如图所示。

（1分）对实心圆柱体，由转动定律得 对悬挂物，由牛顿第二定律有 班级：姓名：学号：试题共页加白纸2张密封线)2()1(2121分ααr m J r F T ==)2()2(222分a m F g m F p T T ='-='-其中T T F F '=，由角量与线量之间关系得解上述方程得圆柱体转动的角加速度3、解：如图2，一质量为0.01kg 的物体作简谐运动，其振幅为0.08m ，周期为4s ，起始时刻物体在x=0.04m 处，向Ox 轴负方向运动.试求：（1）简谐运动方程；（2）物体由起始位置运动到平衡位置所需要的最短时间.解：（1）振幅为m A 08.0=（1分）圆频率为22ππω==T （2分）由初始条件知初相为3πϕ=（2分）所以简谐运动方程为)(32cos 08.0m t x ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ππ（2（3分）632πππφ=-=∆ 所以时间为（2分）s t 33.0≈∆=∆ωφ4、一平面简谐波波动方程为 )()410cos(05.0m x t y ππ-=求： （1）波的波速和波长；（2）x=0.2m 处的质元，当t=1.0s 时的位移和速度.解：（1）把题中波动方程与标准形式比较，于是可知（2分）周期s T 2.051==；波长m 5.021==λ （3分）波速为s m T u /5.22.05.0===λ （2）将x=0.2m 代入波动方程得此处质元的振动方程)3(2122212分g m m g m a =+=)2()3(分αr a =图2）)()8.010cos(05.0m t y ππ-=时间t=1.0s 时，位移为（2分）)(04.08.0cos 05.0)8.010cos(05.0m y -==-=πππ 速度为（3分）s m t dtdy v /92.0)8.010sin(5.0=--==πππ 5、 解：RT M m pV =（3分） mRMpV T = （3分） J mR pVMk kT k 231073.9)2/(32/3-⨯===ε （4分）6、空气由压强为2.00×105Pa 、体积为5.0×10-3m 3等温膨胀到压强为1.00×105Pa ，然后再经等压压缩到原来体积。

r 1 华南理工大学期末考试《2008级大学物理（II ）期末试卷A 卷》试卷2010.1.18一、选择题（共30分）1．（3分）在电荷为－Q 的点电荷A 的静电场中，将另一电荷为q 的 点电荷B 从a 点移到b 点．a 、b 两点距离点电荷A 的距离分别为r 1和r 2，如图所示．则移动过程中电场力做的功为 (A)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π-210114r r Qε． (B) ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π210114r r qQ ε． (C)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-π-210114r r qQ ε． (D) ()1204r r qQ -π-ε ［ ］2．（3分）一“无限大”均匀带电平面A ，其附近放一与它平行的有一定厚度的不带电的“无限大”平面导体板B ，如图所示．已知A 上的电荷面密度为+σ ，则在导体板B 的两个表面1和2上的感生电荷面密度为：(A) σ 1 = - σ， σ 2 = + σ．(B) σ 1 = σ21-， σ 2 =σ21+． (C) σ 1 = σ21-， σ 2 = σ21-．(D) σ 1 = - σ， σ 2 = 0． ［ ］3．（3分）在静电场中，作闭合曲面S ，若有0d =⎰⋅SS D (式中D 为电位移矢量)，则S 面内必定(A) 既无自由电荷，也无束缚电荷． (B) 没有自由电荷． (C) 自由电荷和束缚电荷的代数和为零．(D) 自由电荷的代数和为零． ［ ］ 4．（本题3分）一个通有电流I 的导体，厚度为D ，横截面积为S ，放置在磁感强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导体的侧表面，如图所示．现测得导体上下两面电势差为V ，则此导体的霍尔系数等于(A) IBVDS ． (B) DS IBV．(C) IBD VS ． (D) BD IVS．(E) IBVD ． ［ ］A +σ25．（3分）两个同心圆线圈，大圆半径为R ，通有电流I 1；小圆半径为r ，通有电流I 2，方向如图．若r << R (大线圈在小线圈处产生的磁场近似为均匀磁场)，当它们处在同一平面内时小线圈所受磁力矩的大小为 (A)Rr I I 22210πμ．(B)Rr I I 22210μ．(C)rR I I 22210πμ．(D) 0． ［ ］6．（3分）如图所示，两个线圈P 和Q 并联地接到一电动势恒定的电源上．线圈P 的自感和电阻分别是线圈Q 的两倍，线圈P 和Q 之间的互感可忽略不计．当达到稳定状态后，线圈P 的磁场能量与Q 的磁场能量的比值是(A) 4． (B) 2． (C) 1． (D)21． ［ ］ 7．（3分）把一个静止质量为m 0的粒子，由静止加速到=v 0.6c (c 为真空中光速）需作的功等于(A) 0.18m 0c 2． (B) 0.25 m 0c 2． (C) 0.36m 0c 2． (D) 1.25 m 0c 2． ［ ］8．（3分）粒子在一维无限深方势阱中运动. 图为粒子处于某一能态上的波函数ψ(x )的曲线．粒子出现概率最大的位置为(A) a / 2．(B) a / 6，5 a / 6． (C) a / 6，a / 2，5 a / 6．(D) 0，a / 3，2 a / 3，a ． ［ ］ 9．（3分）在原子的K 壳层中，电子可能具有的四个量子数(n ，l ，m l ，m s )是 (1) (1，1，0，21)． (2) (1，0，0，21)． (3) (2，1，0，21-)．(4) (1，0，0，21-)． 以上四种取值中，哪些是正确的？(A) 只有(1)、(3)是正确的． (B) 只有(2)、(4)是正确的． (C) 只有(2)、(3)、(4)是正确的．(D) 全部是正确的． ［ ］ 10．（3分）根据量子力学原理，氢原子中，电子的轨道角动量L 的最小值为 (A) 0． (B) ． (C) 2/ ． (D)2． ［ ］二、填空题（共30分）11．（本题3分）已知某静电场的电势函数U ＝6x －6x 2y －7y 2 (SI)．由场强与电势梯度的关系式可得点(2，3，0)处的电场强度E ＝___________i +____________j+_____________k(SI)．12．（3分）电荷分别为q 1，q 2，q 3的三个点电荷分别位于同一圆周的三个点上，如图所示．设无穷远处为电势零点，圆半径为R ，则b 点处的电势U ＝___________ ．O r R I 1 I 2xaa31a 32ψ(x )Oq 1q 313．（3分）一平行板电容器两极板间电压为U ，两板间距为d , 其间充满相对介电常量为εr 的各向同性均匀电介质，则电介质中的电场能量密度w =______________． 14．（3分）一无限长载流直导线，通有电流I ，弯成如图形状．设各线段皆在纸面内，则P 点磁感强度B的大小为________________．15．（3分）无限长直通电螺线管的半径为R ，设其内部的磁场以d B / d t 的变化率增加，则在螺线管内部离开轴线距离为r （r < R ）处的涡旋电场的强度为_______________________________．16．（3分）图示一充电后的平行板电容器，A 板带正电，B 板带负电．当将开关K 合上放电时，AB 板之间的电场方向为______________，位移电流的方向为____________________。

华南理工大学期末考试《 大学物理（I ）期末试卷A 卷》试卷注意事项：1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 2. 所有答案请直接答在答题纸上； 3．考试形式：闭卷；4. 本试卷共25题，满分100分，考试时间120分钟。

考试时间：2009年7月6日9：00-----11：00一、选择题（共30分）1．（本题3分）对于沿曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的： (A) 切向加速度必不为零． (B) 法向加速度必不为零（拐点处除外）．(C) 由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零． (D) 若物体作匀速率运动，其总加速度必为零． (E) 若物体的加速度a为恒矢量，它一定作匀变速率运动． ［ ］2．（本题3分）在相对地面静止的坐标系内，A 、B 二船都以2 m/s 速率匀速行驶，A 船沿x 轴正向，B 船沿y 轴正向．今在A 船上设置与静止坐标系方向相同的坐标系(x 、y 方向单位矢用i、j表示)，那么在A 船上的坐标系中，B 船的速度（以m/s 为单位）为(A) 2i ＋2j ． (B) 2i ＋2j(C) －2i －2j ． (D) 2i －2j． ［ ］_____________ ________姓名 学号学院 专业 班级序号( 密 封 线 内 不 答 题 ) ……………………………密………………………………………………封………………………………………线……………………………………3．（本题3分）质量为m 的物体自空中落下，它除受重力外，还受到一个与速度平方成正比的阻力的作用，比例系数为k ，k 为正值常量．该下落物体的收尾速度(即最后物体作匀速运动时的速度)将是(A) kmg. (B) k g 2 .(C) gk . (D) gk . ［ ］4．（本题3分）一质点在如图所示的坐标平面内作圆周运动，有一力)(0j y i x F F +=作用在质点上．在该质点从坐标原点运动到(0，2R ）位置过程中，力F对它所作的功为(A) 20R F ． (B) 202R F ．(C) 203R F ． (D) 204R F ． ［ ］ 5．（本题3分）一人造地球卫星到地球中心O 的最大距离和最小距离分别是R A 和R B ．设卫星对应的角动量分别是L A 、L B ，动能分别是E KA 、E KB ，则应有(A) L B > L A ，E KA > E KB ． (B) L B > L A ，E KA = E KB ．(C) L B = L A ，E KA = E KB ． (D) L B < L A ，E KA = E KB ．(E) L B = L A ，E KA < E KB ． ［ ］6．（本题3分）一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m ．根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量平方的平均值 (A) m kT x 32=v ． (B) mkT x 3312=v ． (C) m kT x /32=v ． (D) m kT x /2=v ． ［ ］7．（本题3分）一质点沿x 轴作简谐振动，振动方程为 )312cos(1042π+π⨯=-t x (SI)．从t = 0时刻起，到质点位置在x = -2 cm 处，且向x 轴正方向运动的最短时间间隔为xyR OABR AR B O(A) s 81 (B) s 61 (C) s 41(D) s 31 (E) s 21［ ］8．（本题3分）一沿x 轴负方向传播的平面简谐波在t = 2 s 时的波形曲线如图所示，则原点O 的振动方程为(A) )21(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)． (B) )2121(cos 50.0ππ-=t y ， (SI)．(C) )2121(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)．(D) )2141(cos 50.0ππ+=t y ， (SI)．［ ］9．（本题3分）在双缝干涉实验中，入射光的波长为λ，用玻璃纸遮住双缝中的一个缝，若玻璃纸中光程比相同厚度的空气的光程大2.5 λ，则屏上原来的明纹处(A) 仍为明条纹； (B) 变为暗条纹；(C) 既非明纹也非暗纹； (D) 无法确定是明纹，还是暗纹． ［ ］10．（本题3分）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，要使反射光得到干涉加强，则薄膜最小的厚度为 (A) λ / 4 ． (B) λ / (4n )．(C) λ / 2 ． (D) λ / (2n )． ［ ］二、填空题（共30分）x (m)O 0.5u3y (m)21-111．（本题3分）一物体质量M ＝2 kg ，在合外力i t F)23(+= (SI)的作用下，从静止开始运动，式中i 为方向一定的单位矢量, 则当ｔ＝1 s 时物体的速度1v＝__________ m/s ．12．（本题3分）如图所示，滑块A 、重物B 和滑轮C 的质量分别为m A 、m B 和m C ，滑轮的半径为R ，滑轮对轴的转动惯量J ＝21m CR 2．滑块A 与桌面间、滑轮与轴承之间均无摩擦，绳的质量可不计，绳与滑轮之间无相对滑动．滑块A 的加速度a ＝________________________．13．（本题3分）1 mol 氮气，由状态A (p 1,V )变到状态B (p 2,V )，气体内能的增量为__________．14．（本题3分）当理想气体处于平衡态时，若气体分子速率分布函数为f (v )，则分子速率处于最概然速率v p 至∞范围内的概率△N / N ＝________________．15．（本题3分）一定量的理想气体，在p —T 图上经历一个如图所示的循环过程(a →b →c →d →a)，其中a →b ，c →d 两个过程是绝热过程，则该循环的效率η =______________．16．（本题3分）一质点同时参与了三个简谐振动，它们的振动方程分别为)31co s (1π+=t A x ω, )35cos(2π+=t A x ω, )cos(3π+=t A x ω其合成运动的运动方程为x = ______________．CABp (atm)T (K)300400 O 5a bcd17．（本题3分）一平面简谐机械波在媒质中传播时，若一媒质质元在t时刻的总机械能是10 J，则在)(Tt+（T为波的周期）时刻该媒质质元的振动动能是___________J．18．（本题3分）在单缝夫琅禾费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若钠黄光(λ1≈589 nm) 中央明纹宽度为4.0 mm，则λ2=442 nm (1 nm = 10-9m)的蓝紫色光的中央明纹宽度为____________________mm．19．（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) 20．（本题3分）一束自然光从空气投射到玻璃表面上(空气折射率为1)，当折射角为30°时，反射光是完全偏振光，则此玻璃板的折射率等于____________．三、计算题（共40分）21．（本题10分）长为l的匀质细杆，可绕过杆的一端O点的水平光滑固定轴转动，开始时静止于竖直位置．紧挨O点悬一单摆，轻质摆线的长度也是l，摆球质量为m．若单摆从水平位置由静止开始自由摆下，且摆球与细杆作完全弹性碰撞，碰撞后摆球正好静止．求：(1) 细杆的质量．(2) 细杆摆起的最大角度θ．22．（本题10分）如图所示，有一定量的理想气体，从初状态a(p1,V1)开始，经过一个等体过程达到压强为p1/4的b态，再经过一个等压过程达到状OθMm llpp1p1/4VV1acb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A 和所吸的热量Q ．23．（本题10分）在绳上传播的入射波表达式为)2cos(1λπωxt A y +=，入射波在x = 0处反射，反射端为固定端．设反射波不衰减，求驻波表达式．24．（本题5分）用波长为λ的单色光垂直照射由两块平玻璃板构成的空气劈形膜，已知劈尖角为θ．如果劈尖角变为θ＇，从劈棱数起的第四条明条纹位移值∆x 是多少？25．（本题5分）一束具有两种波长λ1和λ2的平行光垂直照射到一衍射光栅上，测得波长λ1的第三级主极大衍射角和λ2的第四级主极大衍射角均为30°．已知λ1=560 nm (1 nm= 10-9 m)，试求: (1) 光栅常数a ＋b(2) 波长λ22008级大学物理（I ）期末试卷A 卷答案及评分标准考试日期：2009年7月6日一、选择题(每题3分)B ，B ，A ，B ，E ，D ，E ，C ，B ，B二、填空题(每题3分) 11. 2 12.`21C B A B m m m g m ++13. ()1225p p V - 14.⎰∞pf v v v d )(15. 25%16. 017. 5 J18. 3.019. 13.9 20. 3三、计算题(每题10分)21．解：(1) 设摆球与细杆碰撞时速度为v 0，碰后细杆角速度为ω，系统角动量守恒得：J ω = mv 0l 2分由于是弹性碰撞，所以单摆的动能变为细杆的转动动能2202121ωJ m =v 2分 代入J ＝231Ml ，由上述两式可得 M ＝3m 2分(2) 由机械能守恒式mgl m =2021v 及 ()θωco s 121212-=Mg lJ 2分 并利用(1) 中所求得的关系可得31ar cco s =θ 2分22．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 =A ． 而在a →b 等体过程中功 A 1= 0． 在b →c 等压过程中功A 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A 3 =p 1 V 1 ln (V 2/V 1) = -p 1V 1ln 4 2分 ∴ A =A 1 +A 2 +A 3 =[(3/4)－ln4] p 1V 1 2分Q =A=[(3/4)－ln4] p 1V 1 2分23．解：入射波在x = 0处引起的振动方程为 t A y ωc o s 10=，由于反射端为固定端,∴反射波在 x = 0处的振动方程为)cos(20π+=t A y ω 或 )c o s (20π-=t A y ω 2分 ∴反射波为 )2cos(2λωxt A y π-π+= 或 )2cos(2λωxt A y π-π-= 4分驻波表达式为 21y y y += 2分)2cos(λωxt A π+=)2cos(λωxt A π-π-+)21cos()212cos(2π+π-π=t xA ωλ 2 或 )21cos()212cos(2π-π+π=t x A y ωλ24．解：第四条明条纹满足以下两式：λλθ42124=+x ，即()θλ4/74=x 2分 λλθ42124=+''x ，即()θλ'='4/74x 1分第4级明条纹的位移值为∆x =()()θθθθλ''-=-'4/744x x 2分 (也可以直接用条纹间距的公式算，考虑到第四明纹离棱边的距离等于3.5 个明纹间距．)25．解：(1) 由光栅衍射主极大公式()sin a b k θλ+= 1分 得()1330sin λ=+ b acm 1036.330sin 341-⨯==+λb a 2分 (2) ()2430sin λ=+ b a()4204/30sin 2=+= b a λnm 2分。

诚信应考,考试作弊将带来严重后果！ 华南理工大学期末考试（A 卷） 《 2010数学物理方程 》试卷 注意事项：1. 考前请将密封线内各项信息填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3．考试形式：闭卷； 4. 本试卷共三大题，满分100分， 考试时间120分钟。

题 号 一 二 三 总分 得 分 评卷人 一、是非题(下面命题对的填写Y,错的填写 N,)（20分）: 1 .2(,)tt xx u a u f x t -=是振动方程，而2(,)t xx u a u f x t -=是热传导方程( )； 2. 拉普拉斯方程和泊松方程用于描述稳定的物理现象( )； 3．若第一边值问题(,,)0,(,,)|(,,)u x y z x y z u f x y z ∂Ω∆=∈Ω⎧⎨=⎩有解，则它的解是唯一的（ ）; 4.方程2(,)x t xx u u a u f x t -=的通解是其特解与20x t xx u u a u -=的通解之和( ) 5．用分离变量法讨论2,(0,0)(0,)0,(,)0t xx x u a u x b t u t u b t ⎧=<<>⎨==⎩得固有函数为{sin }n x b π( )； 6 三维波动方程的初值问题200(),(,,,0)|0,|2tt xx yy zz t t t u a u u u x y z t u u xy ==⎧=++-∞<<+∞>⎨==⎩的解是2222(2),{()()()}4()M at M at S t u dS S x y at t at ξηξηπ∂==-+-=∂⎰⎰( )； 7．2,(,0)(,0)0,(,0)cos tt xx t u a u x t u x u x x ⎧=-∞<<+∞>⎨==⎩的解是1(,)[sin()sin()]2u x t x at x at a =+--（ ） 8．若{}n ϕ是[,]a b 上权为()q x 的正交函数系，[,]a b 上的函数()f x 有展开式1()()n n n f x c x ϕ∞==∑，则2()()()/()()b b n n n a a c f x x q x dx x q x dx ϕϕ=⎰⎰（ ）; 9．问题(,,)0,(,0,02,|(,)r R u r r R u f n θϕθπϕπθϕ=∆=<≤≤≤≤⎧⎪∂⎨=⎪∂⎩ 可用球的泊松公式求解（ ）； 10．如果一个空间区域内的调和函数在区域内某一点取得最大值，那么它不会在_____________ ________ 学号 学院 专业 座位号 ( 密 封 线 内 不 答 题 )……………密………………………………………………封………………………………………线……………………………………该点取得最小值（ ）。

5．（本题3分）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 ．(C) (2/5) c ． (D) (1/5) c ． ［ ］6．（本题3分）氢原子光谱的巴耳末系中波长最大的谱线用λ1表示，其次波长用λ2表示，则它们的比值λ1/λ2为：(A) 20/27． (B) 9/8．(C) 27/20． (D) 16/9． ［ ］7．（本题3分）已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其归一化波函数为：a x ax 23cos 1)(π⋅=ψ, ( - a ≤x ≤a ) 那么粒子在x = 5a /6处出现的概率密度为(A) 1/(2a )． (B) 1/a ．(C) a 2/1． (D) a /1． ［ ］8．（本题3分）有下列四组量子数：(1) n = 3，l = 2，m l = 0，21=s m (2) n = 3，l = 3，m l = 1，21=s m ． (3) n = 3，l = 1，m l = -1，21-=s m ． (4) n = 3，l = 0，m l = 0，21-=s m ． 其中可以描述原子中电子状态的(A) 只有(1)和(3)． (B) 只有(2)、(3)和(4)．(C) 只有(2)和(4) (D) 只有(1)、(3)和(4)． ［ ］9．（本题3分）设康普顿效应中入射X 射线(伦琴射线)的波长λ =0.0700nm ，散射的X 射线与入射的X射线垂直，则反冲电子的动能E K 最接近下列哪个值(电子的静止质量m e =9.11×10-31 kg ，普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，1 nm = 10-9 m)(A) 7.34×10-17 J ． (B) 9.42×10-17J ．(C) 11.53×10-17J ． (D) 12.81×10-17 J ． ［ ］10．（本题3分）波长nm 500=λ的光沿x 轴正向传播，若光的波长的不确定量nm 104-=∆λ，则利用不确定关系式h x p x ≥∆∆可得光子的x 坐标的不确定量至少为A 、25 cmB 、50 cmC 、250 cmD 、500 cm ［ ］(普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s)二、填空题（共30分）11．（本题3分）已知某静电场的电势函数U ＝6x －6x 2y －7y 2 (SI)．由场强与电势梯度的关系式可得点(1，1，0)处的电场强度E ＝________i +________j +________k(SI)．12．（本题3分） 如图所示，两块很大的导体平板平行放置，面积都是S ，有一定厚度，带电荷分别为Q 1和Q 2．如不计边缘效应，则A 、C 两个表面上的电荷面密度分别为____________、____________．13．（本题3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 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 =________ W 0．14．（本题3分） 如图，两根导线沿半径方向引到半径为R 的均质铁圆环上的A 、A ′两点，并在很远处与电源相连，设0045A A '∠=，则环中心的磁感强度为____________．15．（本题3分）半径分别为R 1和R 2的两个半圆弧与直径的两小段构成的通电线圈abcda (如图所示)，放在磁感强度为B 的均匀磁场中，B 平行线圈所在平面．则线圈受到的磁力矩为______________．16．（本题3分） 如图，一无限长直导线中通电流I ，右侧有一长为1m 的金属棒与导线垂直共面。