长江大学 大学物理 历年考试试卷
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长江大学20XX级大学物理(上) (答案全部做在答题纸上,做在试题纸上无效)一填空(44)1.一质点作半径为9m的匀变速圆周运动,3秒内由静止绕行S=4.5m,则其加速度a= (1) m/s(矢量式),及其量值a= (2) m/s.2.质量为m的小车以速度v0作匀速直线运动,刹车后受到的阻力与速度成正比而反向,即F=-kv(k为正的常数),则t时刻小车的速度和加速度分别为v(t)= (3) 和a(t)= (4) .3.设地球半径为R,自转周期为T,地球表面重力加速度为g,则第二宇宙速度v2 = (5) ,位于赤道上空的同步卫星的高度h= (6) .4.长度为L质量为m的匀质细杆,直立在地面上,使其自然倒下,触地端保持不移动,则碰地前瞬间,杆的角速度ω= (7) 和质心线速度值v c= (8) .5.弹簧振子的固有周期为T,其振动曲线如图(1),则振动方程为 (9) ,若将弹簧长A度剪去一半, 则该振子的固有周期T1= (10) .6.一平面简谐波以波速u=10m/s沿x正方向传播,t=0时的波形如图(2),则原点0的振动方程为(11) ,该波的波函数为 (12) .7.设气体分子速率分布函数为f(v),则分子速率处于v1 → v2区间内的概率∞为 (13) ,而∫f(v)dv= (14) .8.在27O C时1atm的氮气,其分子的平均速率为 (15) ,平均转动动能为 (16) ,系统的分子数密度为 (17) .9.一摩尔氧气由体积V1按P=KV2(K为正的常数)的规律膨胀到V2,则气体所做的功为 (18) .10.电荷线密度为λ的长直线电荷,如图(3),则A点处的场强值为 (19) ,若将点电荷+q0从A点沿路径ACB移到B点,电场力做功为 (20) .11.半径R的金属球带电量为Q,则该球的电势V= (21) 和电容C= (22) .二(12)一摩尔氧气的循环曲线如图(4),bc为绝热线,试求: (1)ab,ca过程中系统吸收的热量Q A和Q B(用P1,P2,V1表示);(2)循环效率η(算出数值).三(12)波源的振动曲线如图(5),波速u=4m/s的平面简谐波沿x正方向传播,求: (1)波源的振动方程;(2)该波的波函数;(3)画出t=1.5秒时的波形图.四(12)长为L,质量M的均匀细杆,可绕水平轴O自由转动,现让其从水平位置由静止释放,在竖直位置与地面上质量为m的小球作完全非弹性碰撞,如图(6),求: (1)细杆碰撞前瞬间的角速度ω0;(2)碰撞后的角速度ω.yV1 V2=2V1图(4) 图(5) 图(6)五(8)长为L电荷线密度为λ的均匀带电线段,如图(7),求其延长线上一点P的场强和电势.图(7)六(12)圆柱形电容器内外薄圆筒A B的半径分别为R A和R B,长为h,单位长度带电量为λ.求(1)两筒间的场强发布E(r)和电势差V AB;(2)该电容器的电容C和电场能量W.物理常数: R=8.31J/K.mol, k=1.38*10-23J/K20XX级大学物理(上)试题答案一(44分)1(1)1n0+1t0(m/s2), (2)√2 (m/s2).2(3) v0e-kt/m,(4)-(kv0/m)e- kt/m. 3(5)√2g R,(6)3√R2T2g/4π2 –R. 4(7) √3g/L, (8)√3g L/4.5(9) x=A cos(2πt/T-π/3), (10) T/√2.6(11)y0=2cos(2πt+π/2)m, (12) y=2cos[2π(t-x/10)+π/2]m.v27(13)∫f(v)dv,(14) 1,8(15) 516.8m/s,(16) 4.14*10- 21J,(17) 2.44*1025m-3.v19(18) K(V13-V23)/3.10(19) λ , (20) q0λln[(a+b)/a]. 11(21) Q , (22) C=4πε0R.2πε0a 2πε0 4πε0R参考分数二(12)(1)Q ab=C V(T b-T a)=5(P2-P1)V1/2,Q ca=C P(T a-T C)=7P1(V1-V2)/2<0 (6) (2)η=1- Q2/Q1=1-7P1(V2-V1)/[5V1(P2-P1)]=1-7/[5(P2/P1-1)](2)(6)∵P b V bγ=P c V cγ,即P2/P1=(V2/V1)γ=21.4=2.64 (3)∴η=1-7/[5(2.64-1)]=14.6﹪(1)三(12)(1)y0(0)=5cosφ=0,v0>0,即sinφ<0∴φ=3π/2,而ω=2π/T=π, ∴y0(t)=5cos(πt+3π/2)(m(2) y(x,t)=5cos[π(t-x/4)+3π/2](m(3) y(x,t=1.5)=5cos[π(1.5-x/4)+3π/2=-5con(πx/4)(m(λ=u T=4*2=8m)四(12)(1) M g l/2=Iω02/2, I=Ml2/3, ∴ω0 =√3g/l (4,1,1)(6) (2) Iω0=(I+m l2)ω, ∴ω=Mω0/(M+3m)=[M/(M+3m)]√3g/l (4,2)(6)a+l五(8)(1)E P =∫dq/(4πε0x2)=∫λdx/(4a+l(2)V P =∫dq/(4πε0x)=∫λdx/(4πε0x)E P方向:若λ>0,则E P沿x正方向,若λP六(12)(1)由高斯定理可得:E=λ/(2πε0r),(R1< r <R2) (3) (6) R BV AB=∫[λdr/(2πε0r)]=[λ/(2πε0)]lnR B/R A (3)R A(2) C=Q/V AB=(2πε0h)/lnR B/R A (3)(6)W=Q2/2C=(λ2h/4πε0)lnR B/R A (3)。
大学物理经典试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 光的波长为λ,频率为f,光速为c,则下列关系正确的是()。
A. c=λfB. c=1/(λf)C. c=λ/fD. c=f/λ答案:A2. 一个物体在水平面上以初速度v0开始做匀加速直线运动,加速度为a,经过时间t后,其速度变为()。
A. v0 + atB. v0 - atC. v0 + 2atD. v0 - 2at答案:A3. 根据牛顿第二定律,下列说法正确的是()。
A. 力是维持物体运动的原因B. 力是改变物体运动状态的原因C. 力的大小与物体的质量成正比D. 力的方向与物体运动的方向无关答案:B4. 一个质量为m的物体在水平面上受到一个大小为F的恒定力作用,若物体与水平面之间的动摩擦因数为μ,则物体的加速度为()。
A. F/mB. (F-μmg)/mC. (F+μmg)/mD. μg答案:B5. 根据能量守恒定律,下列说法正确的是()。
A. 能量可以被创造或消灭B. 能量在转化和转移过程中总量保持不变C. 能量的转化和转移具有方向性D. 能量的转化和转移不具有方向性答案:B二、填空题(每题2分,共10分)1. 根据麦克斯韦方程组,变化的磁场可以产生______电场。
答案:感应2. 一个物体在自由落体运动中,其加速度大小为______。
答案:g3. 根据热力学第一定律,系统内能的增加等于系统吸收的热量与外界对系统做的功之和,即△U = Q + W,其中W为______。
答案:正功4. 理想气体状态方程为PV = nRT,其中R为______常数。
答案:气体5. 根据开普勒第三定律,行星绕太阳公转的周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比,比例常数为______。
答案:k三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述牛顿第三定律的内容及其在日常生活中的应用。
答案:牛顿第三定律指出,对于任何两个相互作用的物体,它们之间的力是相互的,大小相等,方向相反。
第一章 质点运动学基本要求:1、掌握位矢、位移、速度、加速度、角速度和角加速度等物理量。
2、能计算速度、加速度、角加速度、切向加速度和法向加速度等。
教学重点:位矢、运动方程,切向加速度和法向加速度。
教学难点:角加速度、切向加速度和法向加速度。
主要内容:本章首先从描述物体机械运动的方法问题入手,阐述描述运动的前提——质点理想模型、时间和空间的量度,参照系坐标系。
其次重点讨论描写质点和刚体运动所需要的几个基本物理量(如位移、速度、加速度、角速度、角加速度等)及其特性(如相对性、瞬时性、矢量性)。
(一)时间和空间研究机械运动,必然涉及时间、空间及其度量.我们用时间反映物体运动的先后顺序及间隔,即运动的持续性.现行的时间单位是1967年第13届国际计量大会规定的,用铯(133Cs )原子基态的两个超精细能级间跃迁相对应的辐射周期的9 192 631 770倍为1秒.空间反映物质的广延性.空间距离为长度,长度的现行单位是1983年10月第17届国际计量大会规定的,把光在真空中1/299 792 458秒内走过的路程定义为1米.(二)参照系和坐标系宇宙间任何物质都在运动,大到地球、太阳等天体,小到分子、原子及各种基本粒子,所以说,物质的运动是普遍的、绝对的,但对运动的描述却是相对的.比如,在匀速直线航行的舰船甲板上,有人放开手中的石子,他看到石子作自由落体运动,运动轨迹是一条直线,而站在岸边的人看石子作平抛运动,运动轨迹是一条抛物线.这是因为他们站在不同的物体上.因此,要描述一个物体的运动,必须先确定另一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫参照系或参考系.选择哪个物体作为参照系,主要取决于问题的性质和研究的方便.在研究地球运动时,多取太阳为参照系,当研究地球表面附近物体的运动时,一般以地球为参照系.我们大部分是研究地面上物体的运动,所以,如不特别指明,就以地球为参照系. (三)质点实际的物体都有一定的大小和形状,物体上各点在空中的运动一般是不一样的.在某些情况下,根据问题的性质,如果物体的形状和大小与所研究的问题关系甚微,以至可以忽略其大小和形状,这时就可以把整个物体看作一个没有大小和形状的几何点,但是它具有整个物体的质量,这种具有质量的几何点叫质点.必须指出质点是一种理想的物理模型.同样是地球,在研究它绕太阳公转时,把它看作质点,在研究它的自转时,又把它看作刚体. (四)速度0d limd t t t∆→∆==∆r r v速度v 是矢量,其方向沿t 时刻质点在轨迹上A 处的切线,它的单位是m ·s -1.(五)加速度220d d lim d d t t t t ∆→∆===∆v v ra加速度a 是速度v 对时间的一阶导数,或者是位矢r 对时间的二阶导数.它的单位是m ·s -2. (六)圆周运动圆周运动是最简单、最基本的曲线运动,2d ,d n vv a a tRτ==习题及解答: 一、填空题1. 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 改变 ,法向加速度的大小 不变 。
装订线长江师范学院《大学物理》2018-2019学年第一学期期末试卷考试类型:(闭卷)考试考试时间:120分钟学号姓名年级专业成绩一、选择题(本大题共12小题,每空2分,共30分)1.连续性原理的物理本质是理想流体在流动中____________守恒,伯努利方程实际是______________原理在流体运动中的应用。
2.储有氧气的容器以速率v=100m·s-1运动,假设容器突然停止运动,全部定向运动的动能转变为气体分子热运动动能,容器中氧气的温度将上升_____________K。
3.一物体沿X轴作谐振动,振幅为20cm,周期为4s,t=0时物体的位移为10cm-,且向X轴负向运动,该物体的振动方程为X=m。
4.当处于温度为T的平衡态时,一个氧气分子的平均能量为___________。
5.一卡诺热机的低温热源温度为7℃,效率为20%,若要将其效率提高到50%,高温热源的温度需提高________℃6.两带电量相等的粒子以相同的速度垂直进入某匀强磁场,它们的质量比为1:2,则它们的运动半径比为__________________。
7.圆线圈半径为R,通过的电流为I,则圆心的磁感应强度大小为________________。
8.静电场的环路定理的表达式是___________________,它表明静电场是_____________场。
9.放置在水平桌面上的弹簧振子,其简谐振动的振幅mA2100.2-⨯=,周期sT5.0=,若起始状态振动物体在正方向端点,其做简谐振动的方程为;若起始状态振动物体在平衡位置,向负方向运动,其做简谐振动的方程为。
10.洛埃镜实验的重要意义在于揭示了______________________现象。
11.迎面而来的两辆汽车的车头灯相距为D,设人的瞳孔直径为d,光的波长为λ,则人在距离汽车_________处刚好可分辨出两个车灯。
1212AB 0p pVO12.一个点电荷q 位于一个边长为a 的立方体的中心,通过该立方体的电通量是。
长江大学XX 级大学物理考试卷一、选择题(每题2分,共20分)1、下列说法中正确的是 ( D ) (A )加速度恒定不变时,物体的运动方向也不变; (B )平均速率等于平均速度的大小; (C )当物体的速度为零时,加速度必定为零;(D )质点作曲线运动时,质点速度大小变化产生切向加速度,速度方向的变化产生法向加速度。
2、对功的概念有以下几种说法:(1)保守力作功时,系统内相应的势能增加。
(2)质点运动经一闭合路径,保守力对质点作的功为零。
(3)作用力和反作用力大小相等、方向相反,所以两者作功的代数和必为零。
在上述说法中正确的是 ( C ) (A )(1)(2) (B )(2)(3) (C )只有(2) (D )只有(3) 3、两个匀质圆盘A 和B 的密度分别为A ρ和B ρ。
若B A ρρ>,但两圆盘质量和厚度相同,若两盘对通过盘心垂直于盘面的轴的转动惯量分别为A J 和B J ,则 ( B ) (A )B J J >A ; (B )B J J <A ; (C )B J J =A ; (D )不能确定哪个大。
4、一质点作简谐振动,周期为T ,当它由平衡位置向x 轴正方向运动时,从二分之一最大位移处到最大位移处这段路程所需要的时间为 ( C ) (A )4T ; (B )12T ; (C )6T ; (D )8T 5、机械波在弹性媒质中传播时,若媒质中媒质元刚好经过平衡位置,则它的能量为: ( A ) (A )动能最大,势能也最大; (B )动能最小,势能也最小; (C )动能最大,势能最小; (D )动能最小,势能最大。
6、两种不同的理想气体,若它们的最可几速率相等,则它们的 ( A )(A )平均速率相等,方均根速率相等; (B )平均速率相等,方均根速率不相等; (C )平均速率不相等,方均根速率相等; (D )平均速率不相等,方均根速率不相等。
7、若理想气体的体积为V ,压强为p ,温度为T ,其单个分子的质量为m ,k 为玻耳兹曼常量,R 为摩尔气体常量,则该理想气体的分子数为: ( B )(A )m pV ; (B )kT pV ; (C )RT pV ; (D )mTpV 8、关于热力学过程,下列说法正确的是: ( C ) (A )准静态过程一定是可逆过程; (B )非准静态过程不一定是不可逆过程; (C )可逆过程一定是准静态过程;(D )不可逆过程一定是非准静态过程。
大学物理学专业《大学物理(二)》期末考试试卷附答案姓名:______ 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、一质点作半径为0.1m的圆周运动,其运动方程为:(SI),则其切向加速度为=_____________。
2、一平行板空气电容器的两极板都是半径为R的圆形导体片,在充电时,板间电场强度的变化率为dE/dt.若略去边缘效应,则两板间的位移电流为__________________。
3、长为、质量为的均质杆可绕通过杆一端的水平光滑固定轴转动,转动惯量为,开始时杆竖直下垂,如图所示。
现有一质量为的子弹以水平速度射入杆上点,并嵌在杆中. ,则子弹射入后瞬间杆的角速度___________。
4、两列简谐波发生干涉的条件是_______________,_______________,_______________。
5、一弹簧振子系统具有1.OJ的振动能量,0.10m的振幅和1.0m/s的最大速率,则弹簧的倔强系数为_______,振子的振动频率为_______。
6、动方程当t=常数时的物理意义是_____________________。
7、花样滑冰运动员绕通过自身的竖直轴转动,开始时两臂伸开,转动惯量为,角速度为;然后将两手臂合拢,使其转动惯量变为,则转动角速度变为_______。
8、在主量子数n=2,自旋磁量子数的量子态中,能够填充的最大电子数是______________。
9、一长直导线旁有一长为,宽为的矩形线圈,线圈与导线共面,如图所示. 长直导线通有稳恒电流,则距长直导线为处的点的磁感应强度为___________;线圈与导线的互感系数为___________。
10、一个中空的螺绕环上每厘米绕有20匝导线,当通以电流I=3A时,环中磁场能量密度w =_____________ .()二、名词解释(共6小题,每题2分,共12分)1、能量子:2、受激辐射:3、黑体辐射:4、布郎运动:5、熵增加原理:6、瞬时加速度:三、选择题(共10小题,每题2分,共20分)1、气体在状态变化过程中,可以保持体积不变或保持压强不变,这两种过程()。
长江大学大学物理历考试试卷文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)中心的磁感强度和线圈的磁矩分别是原来的图1图2 (A) 4倍和1/8.(B) 4倍和1/2.(C) 2倍和1/4. (D) 2倍和1/2.3. 面积为S 和2 S 的两圆线圈1、2如图1放置,通有相同的电流I .线圈1的电流所产生的通过线圈2的磁通用?21表示,线圈2的电流所产生的通过线圈1的磁通用?12表示,则?21和?12的大小关系为:(A) ?21 =2?12.(B) ?21 >?12. (C) ?21 =?12 (D) ?21 =21?12. 4. 在一个磁性很强的条形磁铁附近放一条可以自由弯曲的软导线,如图2所示.当电流从上向下流经软导线时,软导线将(A) 不动.(B) 被磁铁推至尽可能远. (C) 被磁铁吸引靠近它,但导线平行磁棒. (D) 缠绕在磁铁上,从上向下看,电流是顺时针方向流动的.(E) 缠绕在磁铁上,从上向下看,电流是逆时针方向流动的. 5. 磁感应强度为B 的均匀磁场被限制在圆柱形空间内,.B的大小以速率d B /d t >0变化,在磁场中有一等腰三角形ACD 导线线圈如图3放置,在导线CD 中产生的感应电动势的大小为ε1,在导线CAD 中产生的感应电动势的大小为为ε2, 则:(A) ε1=ε2 ,图3(B) ε1>0, ε2=0 , (C) ε1=0, ε2>0 , (D)ε2>ε16. 有下列几种说法:(1) 所有惯性系对物理基本规律都是等价的.(2) 在真空中,光的速度与光的频率、光源的运动状态无关. (3) 在任何惯性系中,光在真空中沿任何方向的传播速率都相同. 若问其中哪些说法是正确的, 答案是(A) 只有(1)、(2)是正确的. (B) 只有(1)、(3)是正确的.(C) 只有(2)、(3)是正确的. (D) 三种说法都是正确的. 7. 光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程. 对此过程,在以下几种理解中,正确的是:(A)光电效应是电子吸收光子的过程,而康普顿效应则是光子和电子的弹性碰撞过程.(B)两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程. (C)两种效应都属于电子吸收光子的过程.(D)两种效应都是电子与光子的碰撞,都服从动量守恒定律和能量守恒定律.8. 一电量为q 的点电荷位于圆心O 处 ,A 是圆内一点,B 、C 、D 为同一圆周上的三点,如图4所示. 现将一试验电荷从A 点分别移动到B 、C 、D 各点,则(A) 从A 到B ,电场力作功最大.图5(B) 从A 到C ,电场力作功最大. (C) 从A 到D ,电场力作功最大. (D) 从A 到各点,电场力作功相等.9. 对于线圈其自感系数的定义式为L =?m /I .当线圈的几何形状,大小及周围磁介质分布不变,且无铁磁性物质时,若线圈中的电流变小,则线圈的自感系数L(A) 变大,与电流成反比关系. (B) 变小.(C) 不变. (D) 变大,但与电流不成反比关系.10. 普朗克量子假说是为解释 (A) 光电效应实验规律而提出来的. (B) 黑体辐射的实验规律而提出来的. (C) 原子光谱的规律性而提出来的. (D) X 射线散射的实验规律而提出来的.二. 填空题(每空2分,共30分).1. 一根无限长直导线通有电流I ,在P 点处被弯成了一个半径为R 的圆(图5),且P 点处无交叉和接触,则圆心O 处的磁感强度大小为_______________________.2. 有很大的剩余磁化强度的软磁材料不能做成永磁体,这是因为软磁材料__________,如果做成永磁体________.3. 坡印廷矢量S的定义式为 _____________________ .P4.一平行板空气电容器的两极板都是半径为R 的圆形导体片,在充电时,板间电场强度的变化率为d E /d t .若略去边缘效应,则两板间的位移电流为__________________.5. 设电子静止质量为m e ,将一个电子从静止加速到速率为 c (c 为真空中光速),需作功________________________.6.若中子的德布罗意波长为2 ?,则它的动能为________________.7. 如图6所示,一个带电量为q 的点电荷位于一边长为l 的正方形abcd 的中心线上,q 距正方形l/2,则通过该正方形的电场强度通量大小为________________.8.(填是或不是)与导体表面相互 , 9. 两根长直导线通有电流I ,图7所示有三种环路,对于环路b , =⋅⎰bL l B d ;10 在磁感强度为B =a i +b j +c k (T)的均匀磁场中,有一个半径为R 的半球面形碗,碗口向上,即开口沿z 轴正方向.则通过此半球形碗的磁通量为11 反映电磁场基本性质和规律的麦克斯韦方程组的积分形式为:V ρ d d 0⎰⎰=⋅SVS D ① ()⎰⎰⋅∂∂-=⋅SlS B l E d d t ② ⎰=⋅S S B 0d ③ ()⎰⎰⋅∂+=⋅SlS D j l H d d t④试判断下列结论是包含或等效于哪一个麦克斯韦方程式的. 将你确定的方程式用代号填在相应结论后的空白处.(1) 变化的磁场一定伴随有电场: ;l c d 图6图7图8(2) 电荷总伴随有电场: .12. 一电子以的速率运动, 电子的经典力学动能与相对论动能之比是 .三.计算题(每小题10分,共40分)1.半径为R 的一球体内均匀分布着电荷体密度为?的正电荷,若保持电荷分布不变,在该球体内挖去半径r 的一个小球体,球心为O ′ , 两球心间距离O O = d , 如图8所示 , 度.2.静止长度为90m 的宇宙飞船以相对地球的速度飞离地球,一光脉冲从船尾传到船头.求:(1) 观察者测得该光脉冲走的时间和距离;(2) 察者测得该光脉冲走的时间;(3) 宇宙飞船中有一盆昙花,飞船上的观察者测得昙花从花开到花谢的时间为100s ,地球上的观察者测得昙花从花开到花谢的时间为多少3. 假设把氢原子看成是一个电子绕核作匀速圆周运动的带电系统,如图9所示.已知平面轨道的半径为r ,电子的电荷为e ,质量为m e .将此系统置于磁感强度为0B的均匀外磁场中,设0B的方向与轨道平面(xoz 平面)平行,求此系统所受的力矩M.图9图104. 半径为R 的无限长实心圆柱导体载有电流I ,电流沿轴向流动,并均匀分布在导体横截面上.一宽为R ,长为l 的矩形回路(与导体轴线同平面)以速度v向右运动,如图10所示.(1) 求 r>R 区域的磁感强度; (2) 求矩形回路左边与导体边线相距为R 时,回路中的感应电动势。
大学物理考试卷(八卷)一、填空题:(共30分)1.(本题3分)以速度v0平抛一球,不计空气阻力,t时刻小球的切向加速度量值aτ= ,法向加速度量值a n= .2. (本题3分)正方体的体积为125m3,静质量为125kg,当它沿着与某一棱边平行的方向相对于S系以速率v=0.8c运动时,S系中的观察者测得它的体积是;质量是;密度是.3.(本题3分)两个相同的弹簧各悬一物体a和b,其质量之比为m a∶m b=4∶1.如果它们都在竖直方向作简谐振动,其振幅之比为A a∶A b=1∶2.则两者周期之比为T a∶T b= ,振动能量之比为E a∶E b= .4.(本题3分)机械波通过不同的媒质时,就波长,频率和波速而言,其中要改变,不改变.5.(本题3分)设平衡态下某理想气体的分子总数为N,速率分布函数为f(v),则Nf(v)d v的物理意义是.6.(本题3分)电荷面密度为σ,半径为R的均匀带电球面,面内电场强度处处为零,则球面上带电量为σd S的面元在球心处的场强大小为.7.(本题3分)电量均为+q的两个点电荷相距2l,则在这两个点电荷连线中点处的电势梯度的大小为______________.8.(本题3分)有一半径为R的无限长圆柱形导体,沿其轴线方向均匀地通有稳恒电流I,则在导体内距离轴线为r处的磁感应强度的大小B1= ;导体外,距轴线为r处的磁感应强度的大小B2= .9.(本题3分)图1中三条曲线分别为顺磁质、抗磁质和铁磁质的B-H图1曲线,则Oa 表示 ;Ob 表示 ;Oc 表示 .10.(本题3分)如图2所示,一长直载流导线与矩形线圈处在同一平面内.当线圈向长直导线移近时,线圈中感应电流的方向为 .二、选择题:(共30分)1.(本题3分)[ ]物体沿一闭合路径运动,经Δt 时间后回到出发点A ,如图3所示,初速度v 1,末速度v 2,则在Δt 时间内其平均速度v 与平均加速度a 分别为:(1) v =0,;0=a (2)v =0,0≠a ;(3)v ;,00≠≠a (3)v .,00=≠a2. (本题3分)[ ]用铁锤把质量很小的钉子敲入木板,设木板对钉子的阻力与钉子进入木板的深度成正比,在铁锤敲打第一次时,能把钉子敲入1.00cm,如果铁锤敲打速度与第一次完全相同,那么第二次敲入多深?(1)0.41cm (2)0.51cm (3)0.73cm (4)1.00cm3.(本题3分)[ ]静质量为M 的静止粒子自发地分裂成静质量和速度分别为m 1、v 1和m 2、v 2的两部分.按照相对论,有:(1)M >m 1+m 2; (2)M = m 1+m 2; (3)M <m 1+m 2.4.(本题3分)[ ]水平面上有一弹簧振子,当它作无阻尼自由振动时,一块橡胶泥正好竖直落在该振动物体上,设此刻:①振动物体正好通过平衡位置,②振动物体正好在最大位移处.则:(1)①情况周期变,振幅变,②情况周期变,振幅不变;(2)①情况周期变,振幅不变,②情况周期变,振幅变;图3 图2(3)两种情况周期都变,振幅都不变;(4)两种情况周期都变,振幅都变.5.(本题3分)[ ]一机械波的波速为u ,频率为ν,沿着x 轴的负方向传播,在x 轴上有两点x 1和x 2,如果x 2>x 1>0,那么x 2和x 1处的位相差Δφ=φ2-φ1为:(1)0; (2)π; (3) 2πν(x 1-x 2)/u ; (4) 2πν(x 2-x 1)/u .6.(本题3分)[ ]带电-q 的粒子在带电+q 的点电荷的静电力作用下,在水平面内绕点电荷作半径为R 的匀速圆周运动.如果带电粒子及点电荷的电量都增大一倍,并使粒子的运动速率也增大一倍,则粒子做圆周运动的半径为:(1)0.5 R (2)R (3)2R (4)4R7.(本题3分)[ ]一金属球壳的内外半径分别为R 1和R 2,其中心放一点电荷q,则金属球壳的电势为:(1)q /40πεR 1 (2)q /40πεR 2(3)(q /R 1+q /R 2)/80πε (4)q /20πε(R 1+R 2)8.(本题3分)[ ]两个载有相同电流I 的圆线圈,半径为R ,一个水平放置,另一个竖直放置.如图4所示,则圆心O 处磁感应强度大小为:(1)0; (2)μ0I /2R ; (3)2μ0I /2R ; (4)μ0I /R .9.(本题3分)[ ]如图5所示,a 、c 处分别放置无限长直载流导线,p 为环路L 上任一点,若把a 处的载流导线移至b 处,则:(1)⎰L B ·d l 变,B p 变 (2) ⎰L B ·d l 变,B p 不变 (3)⎰L B ·d l 不变,B p 不变 (4)⎰L B ·d l 不变,B p 变图4 图5 图610.(本题3分)[ ]均匀磁场局限在半径为R 的无限长圆柱形空间内,有一长为R 的金属细杆MN 如图6所示位置放置,若磁场变化率d B /d t =k (k 为正常数),则杆两端的电势差U M -U N 为:(1) 0 (2) (3R 2/4)d B/d t(3) (-3R 2/4)d B/d t (4) (- R 2/6)d B/d t三、计算题:(共40分)1.(本题10分)如图7有一根长为l ,质量为m 的匀质细杆,两端各牢固地连结一个质量为m 的小球.整个系统可绕一过O 点、并垂直于杆长的水平轴无摩擦地转动,当系统在水平位置时,试求:(1)系统所受的合外力矩;(2)系统对O 轴的转动惯量;(3)系统的角加速度.2.(本题10分)1 mol 的水蒸气(视为理想气体)经历如图8所示循环,其中AB 为等容线,BC 为一直线,CA 为等温线,求此循环效率.图8图73.(本题10分)如图9所示,无限长均匀带电导线与长为L 的均匀带电导线共面,相互垂直放置,a 端与无限长直导线的距离为R.电荷线密度均为λ.求它们之间相互作用力的大小和方向.图94.(本题10分)一导线ac弯成如图10所示形状,且ab=bc=10cm,若使导线在磁感应强度B=2.5×10-2T 的均匀磁场中,以速度v=1.5m·s-1向右运动.问ac间电势差多大?哪一端电势高?图10。
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2005─2006学年第一学期 《 大学物理》(下)考试试卷( A 卷)
注意:1、本试卷共4页; 2、考试时间: 120分钟; 3、姓名、序号必须写在指定地方; 4、考试为闭卷考试; 5、可用计算器,但不准借用; 6、考试日期:2006.1.7.
e=1.60×10-19C m e =9.11×10-31kg m n =1.67×10-27kg m p =1.67×10-27kg
ε0= 8.85×10-12 F/m μ0=4π×10-7H/m=1.26×10-6H/m h = 6.63×10-34 J·s
b =2.897×10-3m·K R =8.31J·mol -1·K -1 k=1.38×10-23J·K -1 c=3.00×108m/s σ = 5.67×10-8 W·m -2·K -4 1n 2=0.693 1n 3=1.099 R =1.097×107m -1·
一.选择题(每小题3分,共30分)
1. 已知圆环式螺线管的自感系数为L 。
若将该螺线管锯成两个半环式的螺线管,则两个半环螺线管的自感系数
(A) 都等于L /2. (B) 都小于L /2.
(C) 都大于L /2. (D) 一个大于L /2,一个小于L /2. 2. 设某微观粒子运动时的能量是静止能量得k 倍,则其运动速度的大小为
(A) c /(k -1). (B) c 21k -/k . (C) c 12-k /k . (D) c ()2+k k /(k+1).
3. 空间有一非均匀电场,其电场线如图1所示。
若在电场中取一半径为R 的球面,已知通过球面上∆S 面的电通量为∆Φe ,则通过其余部分球面的电通量为
(A) -∆Φe
(B) 4πR 2∆Φe /∆S , (C) (4πR 2
-∆S ) ∆Φe /∆S , (D) 0
4. 如图2所示,两个“无限长”的半径分别为R 1和R 2的共轴圆柱面,均匀带电,沿轴线方向单位长度上的带电量分别为λ1和λ2,则在外圆柱面外面、距离轴线为r 处的P 点的电场强度大小E 为:
(A)
r
02
12πελλ+. (B) )(2)(2202101R r R r -+-πελπελ.
图1
2
(C)
)
(2202
1R r -+πελλ.
(D) 2
02
10122R R πελπελ+.
5. 边长为l 的正方形线圈,分别用图3所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) B 1 = 0 . B 2 = 0.
(B) B 1 = 0 . l
I
B πμ0222=
(C) l I
B πμ0122=. B 2=0 .
(D l
I B πμ0122=. l I
B πμ0222=.
6. 如图4,一半球面的底面园所在的平面与均强电场E 的夹角为30°,球面的半径
为R ,球面的法线向外,则通过此半球面的电通量为 (A) π R 2
E/2 .
(B) -π R 2E/2.
(C) π R 2E . (D) -π R 2E .
7. 康普顿散射的主要特征是
(A) 散射光的波长与入射光的波长全然不
同.
(B)
散射角越大,散射波长越短.
(C) 散射光的波长有些与入射光相同,但也有变长的,
也有变短的.
(D) 散射光的波长有些与入射光相同,有些散射光的波长比入射光的波长长些,
且散射角越大,散射光的波长变得越长 .
8. 如图5,一环形电流I 和一回路l ,则积分l B d ⋅⎰
l
应等于
(A) 0. (B) 2 I . (C) -2μ0 I . (D) 2μ0 I .
9. 以下说法中正确的是
P
图2
图3
(1)
d
图5
3
(A) 场强大的地方电位一定高; (B) 带负电的物体电位一定为负; (C) 场强相等处电势梯度不一定相等; (D) 场强为零处电位不一定为零. 10. 电荷激发的电场为E 1,变化磁场激发的电场为E 2,则有 (A) E 1、E 2同是保守场. (B) E 1、E 2同是涡旋场.
(C) E 1是保守场, E 2是涡旋场. (D) E 1是涡旋场, E 2是保守场.
二. 填空题(每小题2分,共30分).
1. 氢原子基态的电离能是 eV . 电离能为0.544eV 的激发态氢原子,其电子处在n = 的轨道上运动.
2. 不确定关系在x 方向上的表达式为 .
3. 真空中两条相距2a 的平行长直导线,通以方向相同,大小相等的电流I ,P 、O 两点与两导线在同一平面内,与导线的距离为a , 如图6所示.则O 点的磁场能量密度w m o ,P 点的磁场能量密度w mP .
4. 在半径为R 的圆柱形空间中存在着均匀磁场B ,B 的方向
与轴线平行,有一长为l 0的金属棒AB ,置于该磁场中,如
图7所示,当d B /d t 以恒定值增长时,金属棒上的感应电动
势εi 5. 如图8所示,将半径为R 的无限长导体薄壁管(厚度忽略)沿轴
向割去一宽度为h (h <<R )的无限长狭缝后,再沿轴向均匀地流有电流,其面电流的线密度为i ,则管轴线上磁感强度的大小
是 .
6. 写出包含以下意义的麦克斯韦方程:
(1)电力线起始于正电荷,终止于负电荷_____ __. (2)变化的磁场一定伴随有电场 7. 半径为R 的细圆环带电线(圆心是O ),其轴线上有两点A 和B ,且OA=AB=R ,如图9若取无限远处为电势零点,设A 、B 两点
的电势分别为U 1和U 2,则U 1/U 2为
.
8. .狭义相对论的两条基本假设是
9. 点电荷q 1 、q 2、q 3和q 4在真空中的分布如图10所示,图中S 为闭合曲面,
则通过该闭合曲面的电通量S E d ⋅⎰
S
= ,
式
中的E 是哪些点电荷在闭合曲面上任一点产生的场强的矢量和?
答:是 .
图6
图7
图8 图9
4
10. 氢原子光谱的巴耳末线系中,有一光谱线的波长为λ = 434nm ,该谱线是氢原子由能级E n 跃迁到能级E k 产生的,则n = ______,k= ______.
三.计算题(每小题10分,共40分)
1. 求均匀带电球体(3
43
R Q
πρ=)外任一点(r>R)的 电势.
2. 相距为d =40cm 的两根平行长直导线1、2放在真空 中,每根导线载有电流1I =2I =20A,如图11所示。
求: (1)两导线所在平面内与该两导线等距的点A 处的磁感强度;
(2)通过图中所示矩形面积的磁通量(1r =3r =10cm, 2r =20cm, l =25cm.)
3. 如图12所示,一半径为a 的很小的金属圆环,在初始时刻与一半径为b (b >>a )的大金属圆环共面且同心。
大金属圆环中电流I 恒定,小金属圆环以匀角速度ω1绕一直径转动。
求小金属圆环中t 时刻的感应电动势。
4. 一短跑选手,在地球上以10s 的时间跑完100m ,在沿短跑选手跑动的方向上一宇宙飞船以0.7c 的速度飞行, 飞船上的观察者看来,这选手跑的时间和距离各为多少?
∙q 1 ∙q 2 ∙q 3 ∙q 4
S
图10
图12。