2013春季《大学物理》(A-B-答案)

滨州学院2012-2013学年第二学期期末考查 交通运输等专业（本）2012级《大学物理B 》试卷(答案一律写在答题纸上，在本试卷上做答无效)一、选择题（每题3分，共30分）1. 某质点的运动学方程为)(12323m t t x +-=，则该质点作（D ） A ．匀加速直线运动，加速度沿x 轴正方向 B ．匀加速直线运动，加速度沿x 轴负方向 C ．变加速直线运动，加速度沿x 轴正方向 D ．变加速直线运动，加速度沿x 轴负方向2.一质点从静止出发绕半径为R 的圆周做匀变速圆周运动，角加速度为α，当该质点走完1/2圈时，质点所经历的时间为 （A ） A ．απR2 B ．R 221α C ． απR 2 D ．αR43.一平面简谐波的波动方程为)cos(Cx Bt A y -=， A 、B 、C 为正值恒量，则（C ）A ．波速为CB ．周期为/B 1C ．波长为/C 2πD ．圆频率为2π/B4.如图1，长载流导线ab 和cd 相互垂直，它们相距l ，ab 固定不动，cd 能绕中点O 转动，并能靠近或离开ab 。

当电流方向如图所示时，导线cd 将(D )A ．顺时针转动同时离开abB ．顺时针转动同时靠近ab 图1C ．逆时针转动同时离开abD ．逆时针转动同时靠近ab 5.物体作简谐振动的图像如图2所示（x 的单位为cm ），则物体的振 动方程为（ B ）A ． m t x )365cos(04.0ππ+=B ．m t x )3-65cos(04.0ππ=C ．m t x )361cos(04.0ππ+=D ．m t x )3-611cos(04.0ππ=6.真空中有一点电荷Q ，在与它相距为r 的a 点处有一试验电荷q 现 图2 使试验电荷q 从a 点沿半圆弧轨道运动到b 点，如图3所示．则电场力对q 作功为 （D ）A ．24220r r Qq π⋅πε B ． r r Qq 2420επ C ．r r Qq ππ204ε． D ．0 7.一光滑的圆弧形槽M 置于光滑水平面上，一滑块m 自槽的顶部由静止释放后沿槽滑下如图4所示，不计空气阻力．对于这一过程，以下哪 图3 种分析正确的(B )A ．由m 和M 组成的系统动量守恒B ．由m 、M 和地球组成的系统机械能守恒C ．由m 和M 组成的系统机械能守恒D ．m 对M 的正压力恒不作功 图4 8.地球绕着太阳作椭圆轨道运动，由近日点向远日点运动时，地球的角动量、动能变化情况为（ A ）A ．角动量不变，动能变小B ．角动量不变，动能变大C ．角动量变小，动能变大D ．角动量变大，动能变大9.一横波沿x 轴正方向传播，若t 时刻波形曲线如图5所示，在4Tt +时刻原x 轴上的1，2，3三点的振动位移分别是（A 为振幅）( A )A ．A ，0，A -B ．A -，0，AC ． 0，A ，0D ．0，A -，0 图5 10.一束光强为0I 的自然光垂直穿过两个偏振片，两偏振片的偏振方向的夹角为045，则穿过两个偏振片后的光强为( A ) A ．4I B ．20I C ．420I D ．430I 二、填空题（每空2分，共20分）1.一根长为l 的均匀细棒，在竖直平面内绕通过其一端并与棒垂直的水平轴转动，现使棒从水平位置自由下摆，开始摆动时的角加速度为. l g23 。

2013/2014学年第一学期期末考试试卷（A卷）科目：《大学物理》考试班级：燃气121-2，热能121，勘查121-2、信工121、信科121、电气121-2、智能121-2、自动化121、建环121-2、给排水121-2、环科121、测绘121-2、软件121、计算机121、网络121、地信121、机械121 考试方式: 闭卷命题人签字：教研室主任签字：教学院长签字：()cos sin r t a ti b tj ω=+，求质点从沿一直线运动，则它对该直线上任一点的角动量为、一质点同时参与三个简谐振动，它们的振动方程分别为：的质点，沿x 轴作直线运动，受到的作用力为00v =。

求质点在任意时刻的速度和位置。

四、一根放在水平光滑桌面上的匀质棒，可绕通过其一端的竖直固定光滑 = 1.5 kg ，长度为一水平运动的子弹垂直地射入棒的另一端，并留在棒中，如图所示．子弹(1) 棒开始和子弹一起转动时角速度ω有多大？(2) 若棒转动时受到大小为M r = 4.0 N·m 的恒定阻力矩作用，棒能转过多大的角度。

五、五题图中（a ）表示t=0时刻的波形图，（b ）表示原点（x =0）处质元的振动曲线，试求：（１）原点处质元的初位相，振动方程（２）该波的波动方程。

六、0.32kg 的氧气作图中所示循环ABCDA ，设212V V =，1300T K =，2200T K =. 求循环过程中（1）内能的改变E ∆，（2）所做的净功A ，（3）吸收的热量1Q 。

（4）循环效率η（已知氧气的定体摩尔热容的实验值11,21.1V m C J mol k --=⋅⋅）七、两均匀带电无限长直共轴圆筒，内筒半径为a ，沿轴线单位长度电量为λ+，外筒半径为b ，沿轴线单位长度电量为λ-，外筒接地,试求：（１）离轴线为r 处的电势；（２）两筒的电势差八、如题图所示，长直电流1I 附近有一等腰直角三角形线框，通以电流2I ，两者共面。

标准答案及评分标准一．Choice(20分，每题4分)1. a2. b3. c4. d5. a二．Blanks （20分）6. 0.5 （1分） 3 (1分) 1/2 (1分)π/6（2分） 3π or 9.42 (3pts)7. 1.26 （3分）8. 2.26°(3分)9. 3.56×10-28 (3分)10. 1.14eV (3分)三．Questions(10分)11. (5pts)The relativity principle: The laws of physics must be the same in all inertial reference frames. 一切物理规律在惯性系中相同。

(2分)The constancy of the speed of light: The speed of light in vacuum has the same value c in all inertial frames, regardless of the velocity of the observer or the velocity of the source emitting the light. 真空中的光速在任何惯性系中都是c ，与光源或观察者的运动无关。

（3分）12. (5pts)The maximum kinetic energy of photoelectrons is independent of light intensity. (2分)No electrons are emitted if the incident light frequency falls below some cutoff frequency fc , whose value is characteristic of the material being illuminated, regardless of the light intensity.（3分）四. Problems （50分）13(10pts) (1) The average transitional kinetic energy 21101.623-⨯==kT K t J ………………… 3pts (2) the rms speed s m MRT v rms /4803≈= ………………… 3pts (3) the internal energy RT i E 2= ………………… 1pts For O 2, i = 5, ………………… 1pts the internal energy 60912≈=RT i E J ………………… 2pts 14(10pts)(1) 1→2: Isothermal expansion )/ln(12V V nRT Q H H = ………………… 2pts 3→4: Isothermal compression )/ln(34V V nRT Q L L = ………………… 2pts (2) 2→3: Adiabatic expansion 1312--=γγV T V T L H ………………… 1pts4 1: Adiabatic compression. 1411--=γγV T V T L H ………………… 1pts Therfore, 4312V V V V = ………………… 1pts HL H L T T Q Q = ………………… 1pts The efficiency of Carnot engine is HL H L T T Q Q -=-=11η ………………… 2pts 15 (17pts)(1) The light path difference isθδs i nd = ………………… 2pts For bright fringesλθδm d ==s i n………………… 2pts The separation between the 2nd-order bright fringe and the 3rd-order bright fringe is423105.523tan tan -⨯==-≈-=∆d D d D d D D D x λλλθθm ………………… 3pts (2) The light path difference is()L n d 1sin -+=θδ ……………………………………… 3ptsFor bright fringes()λθδm L n d =-+=1s i n …………………………… 1pts At the central, point θ=0 ……………………………………… 1ptsThe central point on the viewing screen is now occupied by the seventh bright slid fringe (m =7) ()λδ710sin =-+=L n d ……………………………………… 1pts 61064.6)1/(7-⨯=-=n L λm ……………………………………… 2pts(3) No ……………………………………… 2pts16 (13pts)(1) The period measured by the observers on the spaceship is the propertime. ……………1pts126.020==km T πs ……………4pts (2) The mass and the spaceship is moving at a very high speed relative to the Earth. The effect of special theory of relativity must be taken into account. ………2ptsThe period measured by the observers on the Earth is not the propertime. ……………2ptsAccording to the special theory of relativity,209.0/1220=-=c v T T s ……………4pts。

习题精解7-1一条无限长直导线在一处弯折成半径为R 的圆弧，如图7.6所示，若已知导线中电流强度为I,试利用比奥—萨伐尔定律求：（1）当圆弧为半圆周时，圆心O 处的磁感应强度；（2）当圆弧为1/4圆周时，圆心O 处的磁感应强度。

解（1）如图7.6所示，圆心O 处的磁感应强度可看作由3段载流导线的磁场叠加而成。

因为圆心O 位于直线电流AB 和DE 的延长线上，直线电流上的任一电流元在O 点产生的磁感应强度均为零，所以直线电流AB 和DE 段在O 点不产生磁场。

根据比奥—萨伐尔定律，半圆弧上任一电流元在O 点产生的磁感应强度为 024IdldB Rμπ=方向垂直纸面向内。

半圆弧在O 点产生的磁感应强度为 000220444RIIdl I B R R R Rπμμμπππ===⎰方向垂直纸面向里。

（2）如图7.6（b ）所示，同理，圆心O 处的磁感应强度可看作由3段载流导线的磁场叠加而成。

因为圆心O 位于电流AB 和DE 的延长线上，直线电流上的任一电流元在O 点产生的磁感应强度均为零，所以直线电流AB 和DE 段在O 点不产生磁场。

根据毕奥—萨伐尔定理，1/4圆弧上任一电流元在O 点产生的磁感应强度为 024IdldB R μπ=方向垂直纸面向内，1/4圆弧电流在O 点产生的磁感应强度为00022204428RIIdl I R B R R Rπμμμπππ===⎰方向垂直纸面向里。

7.2 如图7.7所示，有一被折成直角的无限长直导线有20A 电流，P 点在折线的延长线上，设a 为，试求P 点磁感应强度。

解 P 点的磁感应强度可看作由两段载流直导线AB 和BC 所产生的磁场叠加而成。

AB 段在P 点所产生的磁感应强度为零，BC 段在P 点所产生的磁感应强度为 0120(cos cos )4IB r μθθπ=- 式中120,,2r a πθθπ=== 。

所以500(cos cos ) 4.010()42I B T a μπππ=-=⨯ 方向垂直纸面向里。