2014大學(xué)物理B試題(A卷,含答案).pdf

1 試卷裝訂線 裝訂線內(nèi)不要答題 不要填寫考生信息 試卷裝訂線 姓 名 學(xué) 號(hào) 專業(yè)班級(jí) 學(xué)院 武漢理工大學(xué)考試試卷 A 卷 2013 2014 學(xué)年學(xué)年學(xué)年學(xué)年 2 學(xué)期學(xué)期學(xué)期學(xué)期 大學(xué)物理大學(xué)物理大學(xué)物理大學(xué)物理 B B B B 課程課程課程課程 閉閉閉閉卷卷卷卷 時(shí)間時(shí)間時(shí)間時(shí)間 120 分鐘分鐘分鐘分鐘 88 學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí) 5 5 學(xué)分學(xué)分學(xué)分學(xué)分 總分總分總分總分 100 分分分分 占總評(píng)成績占總評(píng)成績占總評(píng)成績占總評(píng)成績 2014 年年年年 7 月月月月 1 日日日日 題號(hào) 一 二 三 1 三 2 三 3 三 4 三 5 三 6 合計(jì) 滿分 21 21 10 9 9 10 10 10 100 得分 一一一一 選擇題選擇題選擇題選擇題 每題 3 分 小計(jì) 21 分 1 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 切向加速度改變 法向加速度也改變 切向加速度不變 法向加速度改變 切向加速度不變 法向加速度也不變 切向加速度改變 法向加速度不變 2 一質(zhì)量為 M 的均質(zhì)細(xì)桿自然垂掛于 O 點(diǎn) 可繞過 O 點(diǎn)的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng) 現(xiàn)有質(zhì)量為 m 的子彈 水平射入桿的下端并留在桿中 則在射入過程中 由子彈與桿組成的系統(tǒng) A 動(dòng)量守恒 B 機(jī)械能守恒 C 對(duì)轉(zhuǎn)軸的角動(dòng)量守恒 D 動(dòng)量 機(jī)械能和角動(dòng)量都守恒 E 動(dòng)量 機(jī)械能和角動(dòng)量都不守恒 3 如圖所示 兩塊大導(dǎo)體平板相距較近 左板帶正電 右扳接地 則 A B C 三點(diǎn)的電勢(shì) 關(guān)系是 A ABC UUU B ABC UUU C ABC UUU D BAC UUU 4 一圓形回路 1 的直徑與一正方形回路 2 的邊長相等 二者均通有大小相等的電流 在它們 各自的中心處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為 1 B和 2 B 則二者的關(guān)系為 A 12 BB D 無法確定 5 一瓶氦氣和一瓶氮?dú)赓|(zhì)量密度相同 分子平均平動(dòng)動(dòng)能相同 而且它們都處于平衡狀態(tài) 則它們 A 溫度相同 壓強(qiáng)相同 B 溫度 壓強(qiáng)都不同 C 溫度相同 但氦氣的壓強(qiáng)大于氮?dú)獾膲簭?qiáng) D 溫度相同 但氦氣的壓強(qiáng)小于氮?dú)獾膲簭?qiáng) 得分 2 6 在康普頓散射實(shí)驗(yàn)中 若散射光波長是入射光波長的 1 2 倍 則入射光子能量 0 E與散射光 子能量E之比E E0及散射光能量E與反沖電子獲得動(dòng)能 k E之比 k E E分別為 A 0 8 4 B 1 2 5 C 1 6 3 D 2 0 2 0 7 將波函數(shù)在空間各點(diǎn)的振幅同時(shí)增大 D 倍 則粒子在空間的分布的概率密度將 A 增大 2 D倍 B 增大 2D 倍 C 增大 D 倍 D 不變 二二二二 填空題填空題填空題填空題 每小題 3 分 小計(jì) 21 分 1 在單位矢量為 xyz e e e 的直角坐標(biāo)系下 質(zhì)量為1 kgm 的質(zhì)點(diǎn)在某外力的作用下運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)方程為 2 2 xy r ttete 采用 SI 單位制 則第 2 秒內(nèi)該外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)所做的功為 外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)的沖量為 2 兩個(gè)靜質(zhì)量分別為 0 m和 0 2m的粒子以相同速率3 5vc c為真空中光速 沿同一直線對(duì)撞 后合成為一個(gè)粒子 則該合成粒子的運(yùn)動(dòng)速率 V 為 靜質(zhì)量 0 M為 3 如圖 一長直細(xì)導(dǎo)線 可近似看成是無限長 中通有電流 1 I 另一長度為L的細(xì)導(dǎo)線 ab 中通有電流 2 I 兩導(dǎo)線垂直共面 間距為d 則短導(dǎo)線 ab 在長導(dǎo)線電流的磁場中受到的合力 大小為 長導(dǎo)線在短導(dǎo)線 ab 電流的磁場 中受到的合力大小為 4 一個(gè)理想平行板電容器 極板面積為S 板間為真空 通過導(dǎo)線連接到一個(gè)電源上充電 若導(dǎo)線內(nèi)流過的電流強(qiáng)度為 0 1 t i tIe 則t時(shí)刻電容器兩極板間的位移電流強(qiáng)度為 極板間電場強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率dE dt 忽略邊緣效應(yīng) 5 質(zhì)量為m的氫分子處于溫度為T的熱平衡狀態(tài)下的平均動(dòng)能為 玻爾茲曼常數(shù)為 k 如果把氫分子當(dāng)成一個(gè)微觀粒子看待 其動(dòng)能 遠(yuǎn)小于其靜能 等于處于溫度為T的熱 平衡狀態(tài)下的平均動(dòng)能 則其德布羅意波長為 普朗克常數(shù)為h 6 質(zhì)量為m的某種氣體分子 其速率v的分布密度函數(shù)正比于 0 v v ve 則該氣體分子的最可 幾速率為 平均平動(dòng)動(dòng)能為 7 質(zhì)量為m微觀粒子被約束在0 xa 求該質(zhì)點(diǎn)的速度v隨 x 變化關(guān)系 2 9 9 9 9 分分分分 半徑分別為 1 2RR 和 2 RR 的兩勻質(zhì)圓盤質(zhì)量分別為2M和 M 同軸地粘在一起形成階梯狀滑輪 可以繞過盤心 O 且垂直盤面的水平光滑固定軸轉(zhuǎn)動(dòng) 1 求滑輪對(duì)該轉(zhuǎn)軸的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J 2 如大小圓盤邊緣都繞有輕細(xì)繩子 各掛質(zhì)量為 1 54mM 和 2 2mM 的物體 如圖 求滑輪的角加速度 及兩邊繩上的張力 試卷裝訂線 裝訂線內(nèi)不要答題 不要填寫考生信息 試卷裝訂線 得分 得分 4 3 9 分分分分 一飛船的固有長度為 0 30 mL 相對(duì)于天宮一號(hào)以0 8c 真空 中光速 8 3 10 m sc 的速度飛過天宮一號(hào)上的觀測(cè)站 求 1 該觀測(cè)站測(cè)得的飛船長 度 2 觀測(cè)站測(cè)得飛船的船身通過觀測(cè)站的時(shí)間間隔 3 飛船上宇航員測(cè)得飛船的船身通 過觀測(cè)站的時(shí)間間隔 4 10 分分分分 一個(gè)內(nèi)外半徑分別為 2 R 3 R的金屬球殼帶電量為Q 內(nèi)有一 半徑為 1 R的同心導(dǎo)體球帶有電q 求當(dāng)處于靜電平衡時(shí) 1 各導(dǎo)體上的電荷分布 2 電場強(qiáng)度大小在整個(gè)空間的分布 3 兩導(dǎo)體間的電勢(shì)差 得分 得分 5 5 10 分分分分 近似看成是無限長的同軸電纜 其內(nèi)導(dǎo)體圓柱半徑為 1 R 均勻 地通有向上的電流強(qiáng)度I 外導(dǎo)體圓筒內(nèi)外半徑分別為 2 R 3 R 通過的電流均勻但反向 導(dǎo)體之間可看成真空 求 整個(gè)空間磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布 得分 6 6 10 分分分分 如圖 局限于半徑R的圓柱形空間內(nèi)分布有均勻磁場 方向垂 直紙面向里 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的變化率0Bt 有一長度為2R的金屬桿 ABC 放在圖示的 位置 其中一半處在磁場外 另一半處在磁場中 1 求桿上的電動(dòng)勢(shì) 并指出桿上哪點(diǎn)電勢(shì)高 2 如果整個(gè)桿子稍作平行下移 桿上電動(dòng)勢(shì) 將如何變化 得分 7 裝訂線 裝訂線內(nèi)不要答題 不要填寫信息 裝訂線 武漢理工大學(xué)考試試題答案要點(diǎn) A 卷 2013 2014 學(xué)年學(xué)年學(xué)年學(xué)年 2 學(xué)期學(xué)期學(xué)期學(xué)期 大學(xué)物理大學(xué)物理大學(xué)物理大學(xué)物理 B B B B 課程課程課程課程 一一一一 選擇題選擇題選擇題選擇題 每題 3 分 小計(jì) 21 分 B C B C D B D 二二二二 填空題填空題填空題填空題 每小題 3 分 小計(jì) 21 分 1 1 5 J 1 N s y e 2 5 c 0 3 6 2 m 3 0 1 2 ln 2 I IdL d 0 4 0 1 t Ie 00 1 t ISe 5 5 2 kT 5 h mkT 6 0 v 2 0 3mv 7 2 a 1 2 三三三三 計(jì)算題計(jì)算題計(jì)算題計(jì)算題 1 10 分 根據(jù)牛頓第二定律 dv mkvx dt 注意到對(duì)一維情形 dvdv dxdv v dtdx dtdx 帶入前式并分離變量 得 mdv kxdx 0 0 vx v k dvxdx m 故 2 0 2vvkxm 2 9 分 1 222 119 2 2 222 JMRMRMR 2 111 1 2222 1122 11 22 m gTm a Tm gm a T RT RJ aR aR 聯(lián)立解得 1122 22 1122 2 22212 11 22 1122 2 11112 22 22 1122 m Rm R g Jm Rm R Jm Rm R R Tm g Jm Rm R Jm Rm R R Tm g Jm Rm R 5 g R 1 3 4 TMg 2 3 5 TMg 8 3 9 分 1 觀測(cè)站上看 運(yùn)動(dòng)飛船長度收縮 2 0 1 18 m LLu c 2 0 L u t 8 7 5 10 s L t u 3 0 0L u t 5 0 1 25 10 s L t u 4 10 分 1 內(nèi)球 電量 q 均勻分布在其表面 球殼 內(nèi)表面帶電 q 外表面帶電 Q q 都均勻分布 2 用電場高斯定理求 1 12 2 0 23 3 2 0 0 4 0 4 rR q RrR r E RrR Q rR r 3 2 1 012 11 4 R R q UE r dr RR 5 5 5 5 10 分分分分 6 6 6 6 10 分分分分 根據(jù)對(duì)稱性分析知 感應(yīng)電場呈軸對(duì)稱性 方向?yàn)槔@過 O 的軸的同心環(huán) 切向 故知沿任何半徑方向的電動(dòng)勢(shì)為 0 作輔助線 CO OA 與圓柱邊交于 A 則 A A O C B A 環(huán)路 逆時(shí)針方向 上的電動(dòng)勢(shì)即為沿路徑 C B A 上電動(dòng)勢(shì) CBAABC 由 Farad