2017年秋季西南大学《大学物理基础》答案.

大学物理试卷一 选择题（共30分）1.（本题3分）半径为R 的“无限长”均匀带电圆柱面的静电场中各点的电场强度的大小E 与距轴线的距离r的关系曲线为： ［ ］2.（本题3分） 如图所示，边长为a 的等边三角形的三个顶点上，分别放置着三个正的点电荷q 、2q 、3q ．若将另一正点电荷Q 从无穷远处移到三角形的中心O 处，外力所作的功为：(A)a qQ023επ ． (B) aqQ 03επ．(C)a qQ 0233επ． (D) a qQ032επ． ［ ］3.（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壳，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)分别为：(A) E = 0，U > 0． (B) E = 0，U < 0． (C) E = 0，U = 0． (D) E > 0，U < 0． ［ ］ 4.（本题3分）关于稳恒电流磁场的磁场强度H，下列几种说法中哪个是正确的？(A) H仅与传导电流有关． (B) 若闭合曲线内没有包围传导电流，则曲线上各点的H必为零． (C) 若闭合曲线上各点H均为零，则该曲线所包围传导电流的代数和为零． (D) 以闭合曲线Ｌ为边缘的任意曲面的H通量均相等． ［ ］EO r (A) E ∝1/rq2q5.（本题3分） 在一自感线圈中通过的电流I 随时间t 的变化规律如图(a)所示，若以I 的正流向作为 的正方向，则代表线圈内自感电动势 随时间t 变化规律的曲线应为图(b)中(A)、(B)、(C)、(D)中的哪一个？[ ] 6.（本题3分）在圆柱形空间内有一磁感强度为B的均匀磁场，如图所示，B的大小以速率d B /d t 变化．有一长度为l 0的金属棒先后放在磁场的两个不同位置1(ab )和2(a ＇b ＇)，则金属棒在这两个位置时棒内的感应电动势的大小关系为(A) 2＝ 1≠0． (B) 2> 1． (C) 2< 1． (D) 2＝ 1＝0． ［ ］7.（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) 0.6a 2． (B) 0.8 a 2． (C) a 2． (D) a 2／0.6 ． ［ ］8.（本题3分）一火箭的固有长度为L ，相对于地面作匀速直线运动的速度为v 1，火箭上有一个人从火箭的后端向火箭前端上的一个靶子发射一颗相对于火箭的速度为v 2的子弹．在火箭上测得子弹从射出到击中靶的时间间隔是：(c 表示真空中光速)(A) 21v v +L ． (B) 2v L．(C)12v v -L． (D) 211)/(1c L v v - ． ［ ］9.（本题3分）波长λ =500nm 的光沿x 轴正向传播，若光的波长的不确定量∆λ =10-4 nm ，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 cm ． (B) 50 cm ． (C) 250 cm ． (D) 500 cm ． ［ ］tttt (b)(a)l 010.（本题3分）在氢原子的L 壳层中，电子可能具有的量子数(n ，l ，m l ，m s )是(A) (1，0，0，21-)． (B) (2，1，-1，21)．(C) (2，0，1，21-)． (D) (3，1，-1，21-)． ［ ］二 填空题（共30分）11.（本题3分）磁场中某点处的磁感强度为)SI (20.040.0j i B-=，一电子以速度j i66100.11050.0⨯+⨯=v (SI)通过该点，则作用于该电子上的磁场力F 为__________________．(基本电荷e =1.6×10-19C) 12.（本题3分）图中所示以O 为心的各圆弧为静电场的等势（位）线图，已知U 1＜U 2＜U 3，在图上画出a 、b 两点的电场强度的方向，并比较它们的大小．E a ________ E b (填＜、＝、＞)．13.（本题3分）自感系数L =0.3 H 的螺线管中通以I =8 A 的电流时，螺线管存储的磁场能量W =___________________．14.（本题5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_____________ ．15.（本题4分） 半径为a 的无限长密绕螺线管，单位长度上的匝数为n ，通以交变电流i =I m sin ωt ，则围在管外的同轴圆形回路(半径为r )上的感生电动势为_____________________________． 16.（本题3分）如图所示,两同心带电球面，内球面半径为r 1＝5 cm ，带电荷q 1＝3×10-8C ；外球面半径为r 2＝20 cm ， 带电荷q 2＝－6×10­8C ，设无穷远处电势为零，则空间另一电势为零的球面半径r ＝ __________________．17.（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 ＝2×10-6 s ．如果μ子相对于地球的速度为=v 0.988c (c 为真空中光速)，则在地球坐标OUU系中测出的μ子的寿命τ＝____________________． 18.（本题3分）在X 射线散射实验中，散射角为φ 1 = 45°和φ 2 =60°的散射光波长改变量之比∆λ1：∆λ2 =_________________． 19.（本题3分）钨的红限波长是230 nm (1 nm = 10-9 m)，用波长为180 nm 的紫外光照射时，从表面逸出的电子的最大动能为___________________eV ． (普朗克常量h =6.63×10-34 J ·s ，基本电荷e =1.60×10-19 C) 20.（本题3分）反映电磁场基本性质和规律的积分形式的麦克斯韦方程组为⎰⎰⋅=VS V S D d d ρ， ①⎰⎰⋅⋅∂∂-=SL S t B l Ed d ， ②0d =⎰⋅SS B， ③⎰⋅⎰⋅∂∂+=S L S t DJ l Hd )(d ． ④试判断下列结论是包含于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；__________________(2) 磁感线是无头无尾的；________________________(3) 电荷总伴随有电场．__________________________三 计算题（共40分） 21.（本题4分）若将27个具有相同半径并带相同电荷的球状小水滴聚集成一个球状的大水滴，此大水滴的电势将为小水滴电势的多少倍？(设电荷分布在水滴表面上，水滴聚集时总电荷无损失．)22.（本题5分）粒子在一维矩形无限深势阱中运动，其波函数为： )/sin(/2)(a x n a x n π=ψ (0 <x <a ) 若粒子处于n =1的状态，它在 0－a /4区间内的概率是多少？[提示： C x x x x +-=⎰2sin )4/1(21d sin 2]23.（本题10分）如图所示，一半径为r 2电荷线密度为λ的均匀带电圆环，里边有一半径为r 1总电阻为R 的导体环，两环共面同心(r 2 >> r 1)，当大环以变角速度ω =ω(t )绕垂直于环面的中心轴旋转时，求小环中的感应电流．其方向如何？24.（本题8分）两相互平行无限长的直导线载有大小相等方向相反的电流，长度为b 的金属杆CD 与两导线共面且垂直，相对位置如图．CD 杆以速度v平行直线电流运动，求CD 杆中的感应电动势，并判断C 、D 两端哪端电势较高？25.（本题8分）一环形薄片由细绳悬吊着，环的外半径为R ，内半径为R /2，并有电荷Q 均匀分布在环面上．细绳长3R ，也有电荷Q 均匀分布在绳上，如图所示,试求圆环中心O 处的电场强度(圆环中心在细绳延长线上)．26.（本题5分）在氢原子中，电子从某能级跃迁到量子数为n 的能级，这时轨道半径改变q 倍，求发射的光子的频率．a a bI I C D v大学物理试卷解答一 选择题（共30分）1.(B)；2.(C)；3.(B)；4.(C)；5.(D)；6.(B)；7.(A)；8.(B)；9.(C)；10.(B).二 填空题（共30分）11.(本题3分)0.80×10-13k (N)12. (本题3分)答案见图＝13. (本题3分)9.6 J14. (本题5分)d 211λλλ+15. (本题3分)t a nI m ωωμcos 20π-16. (本题3分)10 cm 17. (本题3分)1.29×10-5 s 18. (本题3分)0.586 19. (本题3分)1.5 20. (本题3分)②；③；①.三 计算题（共40分）21. (本题4分)解：设小水滴半径为r 、电荷q ；大水滴半径为R 、电荷为Q ＝27 q ．27个小水滴聚成大水滴，其体积相等27×(4 / 3)πr 3＝(4 / 3) πR 3得 R = 3r 小水滴电势 U 0 = q / (4πε0r )大水滴电势 ()000094934274U rqr q R Q U =π=π=π=εεε 22. (本题5分)解： x ax a x P d sin 2d d 22π==ψ 粒子位于0 – a /4内的概率为：b E U 1 U 2U 3a b a Ex ax a P a d sin 24/02⎰π=)d(sin 24/02axa x a a a πππ=⎰4/021]2sin 41[2a a x a xπππ-=)]42sin(414[221aa a a π-ππ= =0.09123. (本题10分)解：大环中相当于有电流 2)(r t I λω⋅= 这电流在O 点处产生的磁感应强度大小λωμμ)(21)2/(020t r I B ==以逆时针方向为小环回路的正方向，210)(21r t π≈λωμΦ∴ t t r t i d )(d 21d d 210ωλμΦπ-=-= tt R r R i i d )(d 2210ωλμ⋅π-==方向：d ω(t ) /d t >0时，i 为负值，即i 为顺时针方向． d ω(t ) /d t <0时，i 为正值，即i 为逆时针方向． 24. (本题8分)解：建立坐标(如图)则：21B B B+=x I B π=201μ， )(202a x I B -π=μx I a x I B π--π=2)(200μμ， B 方向⊙ d x x a x I x B d )11(2d 0--π==v v μ ⎰⎰--π==+x x a x I ba d )11(2d 202a v μ b a b a I ++π=2)(2ln 20v μ感应电动势方向为C →D ，D 端电势较高．25. (本题8分)解：先计算细绳上的电荷在O 点产生的场强．选细绳顶端作坐标原点O ，x 轴向下为正．在x 处取一电荷元d q = λd x = Q d x /(3R )它在环心处的场强为 ()20144d d x R qE -π=ε ()20412d x R R xQ -π=ε 整个细绳上的电荷在环心处的场强()203020116412R Qx R dx R Q E R εεπ=-π=⎰2a x +d x 2a +b I I C Dv xO xE 1x R 3R x x O圆环上的电荷分布对环心对称，它在环心处的场强E 2=0 由此，合场强 i R Qi E E 20116επ==方向竖直向下． 26. (本题5分)解：设始态能级量子数为 k , 则轨道半径由r k 变为r n , 且r k = qr n .由 2202me h k r k π=ε 可得 22qn k =光子的频率 )11(22k n Rc -=ν即 )11()1(2222q nRc k n n Rc -=-=ν。

西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别：网教专业：电力系统自动化技术2017 年6月课程名称【编号】：大学物理基础【1030】 A卷大作业满分：100 分一、简答题：（每题8分，选择其中5个题目作答，共40分）1、什么是平衡态？答：在无外界影响的条件下，气体的状态不随时间而变化的状态叫做平衡状态。

只有当工质的状态是平衡状态时，才能用确定的状态参数值去描述。

只有当工质内部及工质与外界间，达到热的平衡（无温差存在）及力的平衡（无压差存在）时，才能出现平衡状态2、温度的微观本质是什么？答：温度是表示物体的冷热程度的物理量,从分子动理论的观点看,温度标志着物体内部大量分子无规则运动的剧烈程度,分子热运动越剧烈,其温度就越高,反之,温度越低.所以说温度是大量分子的平均动能的标志.3、能量均分定理的内容是什么？答：能量均分定理是一种联系系统温度及其平均能量的基本公式。

能量均分定理又被称作能量均分定律、能量均分原理、能量均分，或仅称均分。

能量均分的初始概念是热平衡时能量被等量分到各种形式的运动中；例如，一个分子在平移运动时的平均动能应等于其做旋转运动时的平均动能。

能量均分定理能够作出定量预测。

类似于均功定理，对于一个给定温度的系统，利用均分定理，可以计算出系统的总平均动能及势能，从而得出系统的热容。

均分定理还能分别给出能量各个组分的平均值，如某特定粒子的动能又或是一个弹簧的势能。

例如，它预测出在热平衡时理想气体中的每个粒子平均动能皆为(3/2)kBT，其中kB为玻尔兹曼常数而T为温度。

更普遍地，无论多复杂也好，它都能被应用于任何处于热平衡的经典系统中。

能量均分定理可用于推导经典理想气体定律，以及固体比热的杜隆-珀蒂定律。

它亦能够应用于预测恒星的性质，因为即使考虑相对论效应的影响，该定理依然成立。

4、什么是热力学第二定律？其克劳修斯表述是什么？答：1：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响2：克劳修斯在卡诺的基础上统一了能量守恒和转化定律与卡诺原理,指出：一个自动运作的机器,不可能把热从低温物体移到高温物体而不发生任何变化,这就是热力学第二定律在提出第二定律的同时,克劳修斯还提出了熵的概念S=Q/T,并将热力学第二定律表述为：在孤立系统中,实际发生的过程总是使整个系统的熵增加.但在这之后,克劳修斯错误地把孤立体系中的熵增定律扩展到了整个宇宙中,认为在整个宇宙中热量不断地从高温转向低温,直至一个时刻不再有温差,宇宙总熵值达到极大.这时将不再会有任何力量能够使热量发生转移,此即“热寂论5、什么是准静态过程？答：准静态过程是指系统从一个平衡状态向另一个平衡状态变化时经历的全部状态的总合。

一、简答题：（每题10分，选择其中4个题目作答，共40分）2、什么是自由度？刚性单原子、双原子、多原子各有几个自由度？答：自由度是指物理学当中描述一个物理状态，独立对物理状态结果产生影响的变量的数量；一个；两个；三个。

3、能量均分定理的内容是什么？答：能量均分定理；对于处在温度为的平衡状态的经典系统，粒1kT。

子能量中每一个平方项的平均值等于25、热力学第一定律的内容是什么？答：自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递中能量的数量保持不变。

该定律就称为热力学第一定律，也称为能量转换与守恒定律，这一定律也被表示为：第一类永动机（不消耗任何形式的能量而能对外做功的机械）是不能制作出来的。

9、什么是光程？答：定义光程的目的是将光在不同介质中实际传播的距离折算成它在真空中传播的距离当一束光经过若干不同介质时：光程L=S（nidi）二、计算题：（每题30分，选择其中2个题目作答，共60分）1、一体积为1.0×10-3 m 3 的容器中，含有4.0×10-5 kg 的氦气和4.0×10-5 kg 的氢气，它们的温度为 30℃，试求容器中混合气体的压强。

答：T=273+30=303KHe 的摩尔质量：M1=4.1×10^-3kg/molH2的摩尔质量：M2=2.0×10^-3kg/molP1=M1RT/M1V=4×10^-5×8.31×303/4×10^-3×1×10^-3=2.25×10^4P2=M2RT/M2V=4×10^-5×8.31×303/2×10^-3×1×10^-3=5.04×10^4P=P1+P2=7.56×10^4Pa5、用波长λ=500nm 的单色光垂直照射在由两块玻璃板（一端刚好接触成为劈棱）构成的空气劈尖上。

1、波长λ=5000Ǻ的单色光垂直照射到宽度a=0.25mm 的单缝上，单缝后面放置一凸透镜，在凸透镜的焦平面上放置一屏幕，用以观测衍射条纹。

今测的屏幕上中央条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为d=12mm ，则凸透镜的焦距f 为1.2m 2. 1m3. 0.5m4.0.2m2、根据惠更斯—菲涅耳原理，若已知光在某时刻的阵面为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1. 振动振幅之和2. 光强之和3. 振动振幅之和的平方4.振动的相干叠加3、在玻璃（折射率n3 =1.60）表面镀一层MgF2 (折射率n2=1.38)薄膜作为增透膜，为了使波长为5000Ǻ的光从空气(n1=1.00)正入射时尽可能少反射，MgF2薄膜的最少厚度应是（ ）1. 1250Ǻ2. 1810Ǻ3. 2500Ǻ4.906Ǻ4、在双缝干涉实验中，入涉光的波长为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2.5λ，则屏上原来的明纹处（ ）1.仍为明条纹2.变为暗条纹3.既非明纹也非暗纹4.无法确定是明纹，还是暗纹5、以下不是几何光学的基本实验定律的是（）1.光在均匀介质中的直线传播定律2.光通过两种介质分界面的反射定律和折射定律3.发射的光的强弱满足基尔霍夫定律4.光的独立传播定律6、对于温度，有以下几种说法①温度的高低反映了物质内部分子运动剧烈程度的不同②气体的温度是分子平均平动动能的量度③气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义④从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度上述说法正确的是1.①、②、④2.①、②、③3.②、③、④4.①、③、④7、有两个容器，一个盛氢气，另一个盛氧气。

如果这两种气体分子的方均根速率相等，则表明（）1.氧气的温度比氢气高2.氢气的温度比氧气高3.两种气体的温度相同4.两种气体的压强相同8、“理想气体和单一热源接触作等温膨胀时，吸收的热量全部用来对外做功，因此热能能够全部转化为机械能”。

1：[单选题]在双缝干涉实验中，两缝间距离为d，双缝与屏幕之间的距离为D，波长为λ的平行单色光垂直照射到双缝上，屏幕上干涉条纹中相邻之间的距离是A：2λD/dB：λd/DC：dD/λD：λD/d参考答案：D2：[单选题]热力学第二定律表明（）A：不可能从单一热源吸收热量使之全部变为有用的动B：在一个可逆过程中，工作物质净吸热等于对外作的功C：热不能全部转变为功D：热量不可能从温度低的物体传到温度高的物体参考答案：B3：[判断题]光在指定的两点间传播时，肯定是沿光程为极值路径传播的。

参考答案：正确4：[判断题]系统处于热力学平衡态时，可简称为处于热平衡态。

参考答案：正确5：[填空题]波长为λ的平行单色光垂直的照射到劈尖薄膜上，劈尖薄膜的这是率为n，第二条纹与第五条明纹所对应的薄膜厚度之差是__________.参考答案：3λ/(2n)6：[填空题]动能为100eV的电子的德布罗意波长为_________.参考答案：0.1226*10-10m7：[填空题]一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃上，就偏振状态来说则反射光为________，反射光矢量的振动方向____________，透射光为_______________。

参考答案：完全（线）偏振光, 垂直于入射面, 部分偏振光8：[填空题]波长为λ的平行单色光垂直照射到劈尖薄膜上，若劈尖角为θ（以弧度计），劈尖薄膜折射率为n，则反射光形成的干涉条纹中，相邻明条纹的间距为_________.参考答案：λ/(2nθ)9：[单选题]由于电子自旋-轨道相互作用将导致能级分裂，在多重能级的结构中，两个相邻能级的间隔A：与两个J值中较大的值成正比B：与两个J值中较小的值成正比C：与较大的J的J（J+1）成正比D：与较小的J的J（J+1）成正比参考答案：A10：[单选题]一定量某理想气体按PV r=C的规律膨胀，其中C为常数，r为绝热常数，则膨胀后理想气体的温度A：将升高B：将降低C：不变D：升高或降低，不能确定参考答案：B11：[论述题]一体积为1.0×10-3 m3 的容器中，含有4.0×10-5 kg的氦气和4.0×10-5 kg的氢气，它们的温度为300C，试求容器中混合气体的压强。

2017物理试题及答案以下是2017年物理试题及答案的内容：一、选择题1. 在电场中，一个正电荷电子受到的力方向是：A. 电场方向B. 电子运动方向C. 垂直于电场方向D. 根据电子速度变化答案： C2. 下列哪个是质量守恒定律：A. 能量守恒定律B. 力的合成法则C. 牛顿第二定律D. 爱因斯坦质能方程答案： A二、填空题1. 物体从A点沿直线运动到B点，其加速度为2m/s^2，假设物体从静止到B点的时间为4秒，则物体从A点运动到B点所经历的距离是_______。

答案： 16m2. 一个物体质量为2kg，受到一个力为10N的水平拉力，加速度为_______。

答案： 5m/s^2三、解答题问题：请解释动能和势能的区别，并给出一个例子。

解答：动能和势能都是物体在运动中所具有的物理量。

动能是指物体由于运动而具有的能量，它与物体的质量和速度有关。

动能的计算公式为：动能 = 1/2 ×质量 ×速度的平方。

而势能是指物体由于处于某一位置而具有的能量，它与物体的位置和形状有关。

势能的计算公式根据具体情况而定，例如，重力势能的计算公式为：势能 = 质量 ×重力加速度 ×高度。

举个例子来说明，假设一个质量为1kg的物体从地面上抛出，并上升到高度为10m的位置，那么在起始点时，它具有动能为0J、势能为0J；在达到最高点时，它的动能为一定值（由初速度决定），势能为最大值；当物体再次回到地面时，它的动能为最大值，势能为0J。

这个例子很好地展示了动能和势能在物体运动过程中的变化。

总结：本文介绍了2017年物理试题及答案。

选择题涉及到电场和质量守恒定律等概念，填空题则考察了加速度和运动距离的计算，解答题则探讨了动能和势能的区别，并给出了一个例子作进一步解释。

无论是选择题、填空题还是解答题，都注重了问题的准确解释和合理回答。

希望本文对您有所帮助。

西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别：网教 专业： 工程造价 2018年12月 课程名称【编号】： 大学物理基础 【1030】 A 卷 大作业 满分：100分一、简答题：（共8个题，选择其中4个题目作答，每题10分，共40分） 1、什么是平衡态？ 2、温度的微观本质是什么？ 3、热力学第一定律的内容是什么？4、什么是热力学第二定律？其开尔文表述是什么？5、什么是简谐振动？描述简谐振动的三个特征量是什么？6、什么是驻波？7、什么是光程？8、什么是光的衍射？二、计算题：（共5个题，选择其中2个题目作答，每题30分，共60分）1、某容器储有氧气，其压强为1.013×105Pa ，温度为300K ，求：（1）单位体积内的分子数；（2）分子的p υ，υ及2υ；（3）分子的平均平动动能k ε。

2、64克氧气从00C 加热至500C ，（1）保持体积不变；（2）保持压强不变。

在这两个过程中氧气各吸收多少热量？各增加了多少内能？各对外做了多少功？（8.31/.R J mol K =）3、 波源的振动方程为t y 5πcos 100.62-⨯=（m ），它所激起的波以2.0m/s 的速度在一直线上传播，求：（1）距波源6.0m 处一点的振动方程；（2）该点与波源的相位差。

4、在杨氏双缝干涉实验中，用一块薄的玻璃片将上缝盖住，结果使中央明纹中心移到原来是第5明纹中心所占的位置上。

设光线垂直射入薄片，薄片的折射率n ＝1.60，波长λ＝660nm ，求薄片的厚度。

5、为了测量金属细丝的直径，把金属丝夹在两块平玻璃之间，使空气层形成劈尖（如图所示）。

如用单色光垂直照射，就得到等厚干涉条纹。

测出干涉条纹间的距离，就可以算出金属丝的直径。

某次的测量结果为：单色光的波长λ=589.3nm ，金属丝与劈尖顶点间的距离L =28.880mm ，30条纹间的距离为4.295mm ，求金属丝的直径D 。

（题二、5图）一、简答题3.答：1.答：若系统与外界无能量交换，则系统的宏观性质不随时间改变，这样的状态称为平衡态。