大學(xué)物理學(xué)考試及答案

1、大學(xué)物理學(xué)考試及答案作者:日期:填空題（共 32 分）1 .（本題 3 分）（0043）沿水平方向的外力 F 將物體 A 壓在豎直墻上， 由于物體與墻之間有摩擦力，此時(shí)物體保持靜止，并設(shè)其所受靜摩擦力為 fo,若外力增至 2F,則此時(shí)物體所受靜摩擦力為.2 .（本題 3 分）（0127）質(zhì)量為 0.05kg 的小塊物體，置于一光平一一一滑水平桌面上.有一繩一端連接此物，另一端穿過桌面中心的小孔（如圖所示）.該物I 體原以 3rad/s 的角速度在距孔 0.2m 的圓周上轉(zhuǎn)動(dòng).今將繩從小孔緩慢往下拉，使該物體之轉(zhuǎn)動(dòng)半徑減為 0.1m.則物體的角速度 w3。（本題 3 分）（5058）-3處于平衡

2、狀態(tài)下溫度為 T 的理想氣體，2kT 的物理意義是.（k 為玻爾茲曼常量）.4.（本題 4 分）（4032）圖示曲線為處于同一溫度 T 時(shí)氨（原子量4）、窟（原子量 20）和僦（原子量 40）三種氣體分子的速率分布曲線。其中曲線（c）是氣分子的速率分布曲線；5 .（本題 35 分）（4147）同一種理想氣體的定壓摩爾熱容 Cp大于定體摩爾熱容 Cv,其原因是6 .（本題 35 分）（4128）可逆卡諾熱機(jī)可以逆向運(yùn)轉(zhuǎn).逆向循環(huán)時(shí)，從低溫?zé)嵩次鼰幔蚋邷責(zé)嵩捶艧?，而且吸的熱量和放出的熱量等于它正循環(huán)時(shí)向低溫?zé)嵩捶懦龅臒崃亢蛷母邷責(zé)嵩次臒崃?設(shè)高溫?zé)嵩吹臏囟葹門I=450K;低溫?zé)嵩吹臏囟葹?T

3、2=300K,卡諾熱機(jī)逆向循環(huán)時(shí)從低溫?zé)嵩次鼰?Q2=400J,則該卡諾熱機(jī)逆向循環(huán)一次外界必須作功 W=7 .（本題 3 分）（1105）.半徑為RI和 R2的兩個(gè)同軸金屬圓筒，其間充滿著相對(duì)介電常量為&的均勻介質(zhì)。設(shè)兩筒上單位長度帶有的電荷分別為+入腳-入，則介質(zhì)中離軸線的距離為 r處的電位移矢量的大小 D=,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小 E=8 .（本題 3 分）（25lO）如圖所示，一段長度為 l 的直導(dǎo)線 MN,水平放置在載電流為 I 的豎直長導(dǎo)線旁與豎直導(dǎo)線共面，并從靜止圖示位置自由下落，則 t 秒末導(dǎo)線兩端的電勢(shì)差UM-UN=.曲線（a）,是氣分子的速率分布曲線；9.（本題 3 分）（

4、3816）一質(zhì)點(diǎn)沿x軸以x=0為平衡位置作簡諧振動(dòng)， 頻率為0.25Hz.t=0時(shí)x=-0.37cm而速度等于零，則振幅是,振動(dòng)的數(shù)值表達(dá)式為.10。（本題 4 分）（3358）在單縫夫瑯禾費(fèi)衍射示意圖中，所畫出的各條正入射光線間距相等，那末光線 1 與 2 在幕上p 點(diǎn)上相遇時(shí)的相位差為,p 點(diǎn)應(yīng)為點(diǎn).二計(jì)算題（共 63 分）如圖所示，勁度系數(shù)為 k 的彈簧，一端固定于墻上，另一端與一質(zhì)量為 m1的木塊 A相接，A 又與質(zhì)量為 m2的木塊 B 用不可伸長的輕繩相連，整個(gè)系統(tǒng)放在光滑水平面上.現(xiàn)I在以不變的力F向右拉m2,使m2自平衡位置系統(tǒng)所受合外力為零時(shí)的速度，以及此過程中+繩的拉力了對(duì)

5、m1所作的功，恒力F對(duì) m2所作的功.12。（本題 8 分）（0242）一質(zhì)量為 M=15kg、半徑為 R=0.30m 的圓柱體，可繞與其幾何軸重合的水12平固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)（轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J=MR2）.現(xiàn)以一不能伸長的輕繩繞于柱面，而在繩的下端懸一質(zhì)量 m=8.0kg 的物體.不計(jì)圓柱體與軸之間的摩擦，求：（1）物體自靜止下落，5s 內(nèi)下降的距離；（2）繩中的張力.13。（本題 l0 分）（1501）在蓋革計(jì)數(shù)器中有一直徑為 2.00cm 的金屬圓筒，在圓筒軸線上有一條直徑為 0.134mm 的導(dǎo)線.如果在導(dǎo)線與圓筒之間加上 850V 的電壓，試分別求：（1）導(dǎo)線表面處（2）金屬圓筒內(nèi)表面處的電場(chǎng)強(qiáng)度

6、的大小.14.（本題 5 分）（5682）一絕緣金屬物體，在真空中充電達(dá)某一電勢(shì)值；其電場(chǎng)總能量為 Wo.若斷開電源，使其上所帶電荷保持不變，并把它浸沒在相對(duì)介電常量為r的無限大的各向同性均勻液態(tài)電介質(zhì)中，問這時(shí)電場(chǎng)總能量有多大？15。（本題 l0 分）（2471）如圖所示，載有電流 Il和 I2的長直導(dǎo)線 ab 和 cd 相互平行，相距為3r,今有載有電流 I3的導(dǎo)線 MN=r;水平放置，且其兩端 MN 分別與 Il、I2的距離都是 r,ab、cd 和 MN 共面,求導(dǎo)線 MN 所受的磁力大小和方向.面簡諧波在 t=0 時(shí)刻的波形圖，已知波畫出 P 處質(zhì)點(diǎn)與 Q 處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線,振動(dòng)方程.

7、11。 （本題 l0 分） （0438）由靜止開始運(yùn)動(dòng)，求木塊 A、B如圖為一平速 u=20m/s.試然后寫出相應(yīng)的16.(本題 l0 分)(3146)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，雙縫與屏之間的距離D=120cm,兩縫之間的距離 d=0.50mm,用波長入=500nm（1nm=10-9m） 的單色光垂直照射雙縫；（1）求原點(diǎn) 0（零級(jí)明條紋所在處）上方的第五級(jí)明條紋的坐標(biāo) x.（2）如果用厚度 l=1.0X10-2mm,折射率 n=1.58SI縫后面，求上述第五級(jí)明條紋的坐標(biāo) x.18.（本題 5 分）（2534）在自感系數(shù)為 L,通有電流 I 的螺線管內(nèi)，磁場(chǎng)能量為 W=2LI2.這能量是什么

8、能量轉(zhuǎn)化來的？怎樣才能使它以熱的形式釋放出來一填空題（共32分）1 .（本題3分）（0043）f03分2 .（本題3分）（0127）12rad/s3分3 .（本題3分）（0127）每個(gè)氣體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均平動(dòng)動(dòng)能3分4 .（本題4分）（4032）M2分5 .（本題3分）（4147）在等壓升溫過程中，氣體要膨脹而對(duì)外作功，所以要比氣體等體升溫過程多吸收一部分熱量.3分6 .(本題3分)(4128)200J3分7 .(本題3分)(1105)A2r)2分(20rr)1分8 .(本題3分)(2510)0g-al-tln2a3分9.(本題3分)(3816)0.37cm1分x0.37102cos(1t)(

9、SI)2分210.(本題4分)(3358)22分17。 （本題 10 分） （3687）的透明薄膜復(fù)蓋在圖中的三回答問題（共 5 分）暗2分二計(jì)算題（共 63 分）11.（本題 10 分）（0438）解：設(shè)彈簧伸長Xi時(shí)，木塊A、B所受合外力為零,即有:設(shè)繩的拉力T對(duì)m2所作的功為WT2,恒力F對(duì)m2所作的功為受合外力為零時(shí)的速度為v，彈簧在此過程中所作的功為對(duì)m1、m2系統(tǒng),由動(dòng)能定理有WFWK對(duì)m2有WFWT21,2WFkx,212m2v2F22kWFFx1F2k代入式可求得vF.k(m1m2)由式可得WT2W1m2v2口12km22(m1m2)1 分F2(2m1m2)2k(m1m2)由于

10、繩拉A和B的力方向相反大小相等,而A和B的位移又相同，所以繩的拉力對(duì)m1作的WT1WT22,F(2m,m2)功為12.(本題 8 分)(0242)2k(甲m2)；MR220.675kgm解:mgTTRmaamgR2(mR2J)5.06ms2張力13.（本題 10 分）（1501）解：設(shè)導(dǎo)線上的電荷線密度為因此下落距離Tm（ga）37.9Nh2at63.3m,與導(dǎo)線同軸作單位長度的、半徑為r的（導(dǎo)線半徑R圓筒半徑R2）高斯圓柱面，則按高斯定理有2rE得到E(200r)(RrR2)方向沿半徑指向圓筒，導(dǎo)線與圓筒之間的電勢(shì)差Fkx10 x1FkWF,木塊A、B系統(tǒng)所U12R2ER1drR2dr20R

11、r.1nR0R1U12則代入數(shù)值,則:E1導(dǎo)線表面處E2圓筒內(nèi)表面處r1n(R2/R)2分R11n(RR,)2.54106VmU12Ri1n(R2R1)1.70410Vm14.（本題 5 分）（5682）解：因?yàn)樗鶐щ姾杀３植蛔儯孰妶?chǎng)中各點(diǎn)的電位移矢量D保持不變,112wDED220r111Dr20Wo因?yàn)榻橘|(zhì)均勻，電場(chǎng)總能量WWor15.（本題 10 分）（2471）解：載流導(dǎo)線MN上任一點(diǎn)處的磁感強(qiáng)度大小為:0I12(rMN上電流元13dx所受磁力:dFrFI300I,0I22(rx)2(2rdxx)012x)2(2rx)0I1I3BdxI3=2(rr當(dāng)dx20rx若16.111n紅I2

12、1n-2r2r12L,則F的方向向下,（本題 10 分）（3146）解:解：波的周期Tux)r011dx2(2rx)_I2。27-dxx013212I1In2I21n2I2)1n2(4020)s2sP處Q處質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)周期與波的周期相等，故P處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線如圖（a）振動(dòng)方程為：yP0.20cos（r）2 分Q處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)曲線如圖（b）振動(dòng)方程為YQyQ0.20cos(t0.20cos(t)(SI)2 分(SI)(SI)17.(本題 10 分)(3687)dxDkxDkd(120055001060.50)mm6.0mmPO51從幾何關(guān)系，近似有r2r1dxD有透明薄膜時(shí)，兩相干光線的光程差r2(r1ln